WO2000073999A1 - Running time meter for a working device that emits vibrations or oscillations during operation, especially a hand-held working device that is combustion-engine driven - Google Patents

Running time meter for a working device that emits vibrations or oscillations during operation, especially a hand-held working device that is combustion-engine driven Download PDF

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WO2000073999A1
WO2000073999A1 PCT/EP2000/004546 EP0004546W WO0073999A1 WO 2000073999 A1 WO2000073999 A1 WO 2000073999A1 EP 0004546 W EP0004546 W EP 0004546W WO 0073999 A1 WO0073999 A1 WO 0073999A1
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WO
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operating hours
circuit
microcontroller
hours counter
working device
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Application number
PCT/EP2000/004546
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Inventor
Andreas Singer
Hartmut Klare
Original Assignee
Dolmar Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C3/00—Registering or indicating the condition or the working of machines or other apparatus, other than vehicles
    • G07C3/02—Registering or indicating working or idle time only
    • G07C3/04—Registering or indicating working or idle time only using counting means or digital clocks

Definitions

  • the present invention relates to the field of machine monitoring. It relates to an operating hours counter for a working device which emits vibrations or vibrations during operation, in particular a manual working device driven by an internal combustion engine.
  • the object is achieved by the entirety of the features of claim 1.
  • the essence of the invention is to control the operating hours counter by means of a voltage generator circuit, and to connect the operating hours counter or the controlling voltage generator circuit firmly to the implement or its motor drive unit. In this way, manipulative intervention by the user can be practically ruled out.
  • the arrangement of the operating hours counter on the device can be flexibly adapted to the respective requirements (device type, device geometry, etc.).
  • a first preferred embodiment of the operating hours counter according to the invention which is particularly simple and reliable on the transmitter side, is characterized in that the voltage generator circuit comprises a magnet which is elastically mounted and induces a voltage in at least one induction coil arranged in the vicinity of the magnet when it is vibrated due to the operating vibrations of the implement.
  • the different vibration modes of the working device are used particularly well if, according to a preferred development of this embodiment, the magnet can vibrate in the three spatial directions if a separate inductor for each of the three spatial directions Onsspule is provided if each of the induction coils is followed by a rectifier circuit, and if the output DC voltages of the rectifier circuits are added up, and the sum voltage for controlling the counting circuit is forwarded to the counting circuit.
  • the counter circuit comprises a microcontroller which is supplied with operating voltage from a battery integrated in the operating hour counter and is operated at a fixed predetermined clock frequency, and when the clock frequency of the microcontroller is determined by a quartz crystal.
  • a preferred development of this embodiment is characterized in that the microcontroller has a detection input, that the voltage generator circuit is connected to the detection input in such a way that the logic level at the detection input of the microcontroller changes when a voltage occurs at the output of the voltage generator circuit, and in that the microcontroller It is programmed that when the logical level at the detection input changes, it is woken up from a stand-by state and continues to count a predefined period of time in real time, and after this period has elapsed, the detection input again queries whether there is a level change and continues counting if there is one There is a change, or reverts to the stand-by state if there is no such change.
  • the microcontroller is preferably operated at a clock frequency of several kHz, preferably 32.768 kHz, and the time span between two queries of the detection input is several seconds, preferably about 5 seconds.
  • a simple and tamper-proof evaluation of the operating hours counter is achieved if, according to another embodiment of the invention, the operating hours counter is firmly connected to the implement, a device for querying the respective status of the counting circuit is provided, the counting circuit or the microcontroller has an input, which by the interrogation device can be controlled, and by entering a certain data sequence into the input the counting circuit or the microcontroller can be requested to output the counting result to the interrogation device.
  • Manipulation security is further increased if, according to an advantageous further development, the serial number of the working device to which the operating hours counter is attached is stored in a readable manner in the counter circuit or the microcontroller, and the contents of the counter and, if applicable, the stored serial number against being overwritten or deleted by an unauthorized person is secured.
  • the single figure shows the electrical circuit of an operating hours counter according to a preferred embodiment of the invention.
  • the basic idea for the proposed system is based on the fact that the working device to be monitored emits oscillations or vibrations during operation, which are detected by a sensor. This Vibrations in motor operation are predominantly over 10 g. For this reason, these vibrations normally differ from individual impacts, such as those that arise during transport or storage of the implement. A suitably trained sensor can therefore differentiate between engine operation and "interference vibrations".
  • a calibration option can be provided for the operating hours counter.
  • the electrical structure of the system is shown in the figure.
  • the detection is achieved by a voltage generator circuit 11.
  • the voltage generator circuit 11 comprises a magnet 19 which is elastically embedded on the working device and which is located in the region of a coil arrangement of three induction coils 23, 24 and 25, which are each responsible for the vibration amplitudes of the magnet 19 in one of the three spatial directions x, y and z.
  • oscillations or vibrations occur which induce a voltage in the induction coils 23,... 25.
  • This excitation voltage which occurs as an AC voltage, is rectified for each of the induction coils 23, .., 25 in a downstream rectifier circuit 20, .., 22 with the diodes D1, .., D12 and the smoothing capacitors C3, .., C5.
  • the DC output voltages of the rectifier circuits 20, .., 22 are added up along a series circuit of resistors R1, .., R3.
  • the total voltage is passed on via an amplifier stage consisting of the potentiometer 12, the transistor 13 and the resistor R6 for triggering a counting process to a counting circuit 18 connected to the voltage generator circuit 11 and having a detection input GP3.
  • the resistor R6 forms the load resistor, which sets the detection input GP3 to the positive potential of a connected battery 16 via the resistor R4 when the transistor 13 is open. If the transistor 13 is replaced by a positive voltage from the voltage generator circuit 11 switched through, the detection input GP3 is set to zero potential. The sensitivity can be adjusted on the potentiometer 12.
  • the so-called heart of the operating hours counter 10 or the counter circuit 18 is a special microcontroller 14 (e.g. of the PIC12C672 type from Microchip Technology Inc.).
  • This processor works with a clock frequency of 32.768 kHz. This is realized by a quartz crystal 15.
  • the two capacitors C1 and C2 serve to improve the start-up behavior.
  • the master clear is programmed internally. This means that additional components that would be required for external shading can be avoided. This results in only low component costs for the self-sufficient operation of the microcontroller 14.
  • the operating hours counter 10 is supplied by a battery 16 with a capacity of 50 mAh. With a power consumption of approx. 300 nA in the stand-by state and approx. 15 ⁇ A in the activated state, the service life of the operating hours counter 10 is significantly longer than that of the motor unit of the implement.
  • the circuit is woken up and then counts a predetermined time in real time, e.g. 5 seconds. After this time has elapsed, the detection input GP3 is again queried by the microcontroller 14 whether a detection is present. If there is a detection, i.e., the voltage generator circuit 11 generates a positive voltage again (due to vibrations of the motor operation), the counting process starts again; otherwise the circuit returns to the stand-by state.
  • the invention results in an operating hours counter that is simple and reliable, can be easily read out electronically, and is characterized by a high level of security against manipulation.

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Abstract

The aim of the invention is to create a running time meter (10) for a working device that emits vibrations or oscillations during operation, especially a hand-held working device that is combustion-engine driven, such as a motor saw, and to create such a running time meter that measures the running time, for example, of a motor saw in a simple and reliable manner while preventing an unauthorized tampering by the operator. To these ends, the invention provides that the running time meter (10) comprises a voltage generating circuit (11) which is placed in a fixed manner on the working device and which responds to the emitted oscillations by generating a voltage. A counting circuit (18) is also provided which is actively engaged with the voltage generating circuit (11), and which continues to count in predetermined time intervals when the voltage generating circuit (11) detects operational oscillations of the working device.

Description

Beschreibung description
Betriebsstundenzähler für ein beim Betrieb Vibrationen bzw. Schwingungen aussendendes Arbeitsgerät, insbesondere ein verbrennungsmotorisch angetriebenes HandarbeitsgerätOperating hours counter for a working device which emits vibrations or oscillations during operation, in particular a manual working device driven by an internal combustion engine
Technisches GebietTechnical field
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet Überwachung von Maschinen. Sie betrifft einen Betriebsstundenzähler für ein beim Betrieb Vibrationen bzw. Schwingungen aussendendes Arbeitsgerät, insbesondere ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Handarbeitsgerät.The present invention relates to the field of machine monitoring. It relates to an operating hours counter for a working device which emits vibrations or vibrations during operation, in particular a manual working device driven by an internal combustion engine.
Stand der TechnikState of the art
Zur Beurteilung von Baugruppen bzw. Bauteilen von verbrennungsmotorisch angetriebenen Arbeitsgeräten im Praxiseinsatz hinsichtlich Verschleiß, Dauerfestigkeit usw. ist die Kenntnis der Laufzeit des Arbeitsgerätes erforderlich. Auch in Verbindung mit Garantieansprüchen sowie bei der Abgasproblematik in bestimmten Ländern wie z.B. den USA (abgasrelevante Teile) spielt die Beurteilung der Maschinenlaufzeit eine wichtige Rolle. In der Fahrzeugtechnik beispielsweise sind Systeme zur Erfassung der Laufzeiten hinlänglich bekannt. Diese Systeme werden aber vorwiegend elektrisch bzw. mechanisch angesteuert.In order to assess assemblies or components of work tools driven by internal combustion engines in practice with regard to wear, fatigue strength, etc., knowledge of the running time of the work tool is necessary. Also in connection with warranty claims and with the exhaust gas problem in certain countries such as In the USA (exhaust-relevant parts), the assessment of the machine runtime plays an important role. In vehicle technology, for example, systems for recording the running times are well known. However, these systems are mainly controlled electrically or mechanically.
Gegenwärtig werden die Laufzeiten von verbrennungsmotorisch angetriebenen Geräten durch die Abschätzung der Anzahl von Tankfüllungen bzw. durch den Einsatz von elektrisch aus der Zündanlage des Gerätes angesteuerten Betriebsstundenzählern durchgeführt. Elektrisch angesteuerte Zähler werden auch gegenwärtig jedoch nur im Entwicklungsprozess (Praxiseinsatz) eines solchen Gerätes verwendet. Nachteilig bei den elektrisch angesteuerten Zählern ist, dass ständig eine Verbindung zumAt present, the running times of devices driven by internal combustion engines are carried out by estimating the number of tank fillings or by using operating hours counters which are electrically controlled from the ignition system of the device. Electrically controlled meters are currently only used in the development process (practical use) of such a device. The disadvantage of the electrically controlled meters is that there is always a connection to the
BESTÄTIGUNGSKOPIf Hochspannungsteil der Zündspule vorhanden sein muss. Der Anwender kann hierbei leicht eingreifen und das Zählen der Betriebszeit manipulieren.CONFIRMATION COPY High voltage part of the ignition coil must be present. The user can easily intervene and manipulate the counting of the operating time.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention, task, solution, advantages
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Betriebsstundenzähler zu schaffen, der auf einfache und sichere Weise die Betriebszeit z.B. einer Motorsäge ermittelt, ohne dass der Anwender unkontrolliert eingreifen kann.It is therefore an object of the invention to provide an operating hours counter which, in a simple and safe manner, can control the operating time e.g. of a chain saw without the user being able to intervene in an uncontrolled manner.
Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, den Betriebsstundenzähler durch eine Spannungserzeugerschaltung schwingungserregt anzusteuern, und den Betriebsstundenzähler bzw. die steuernde Spannungserzeugerschaltung fest mit dem Arbeitsgerät bzw. dessen motorischer Antriebseinheit zu verbinden. Hierdurch kann ein manipulierender Eingriff des Anwenders praktisch ausgeschlossen werden. Die Anordnung des Betriebsstundenzählers am Gerät kann dabei den jeweiligen Erfordernissen (Gerätetyp, Gerätegeometrie etc.) flexibel angepasst werden.The object is achieved by the entirety of the features of claim 1. The essence of the invention is to control the operating hours counter by means of a voltage generator circuit, and to connect the operating hours counter or the controlling voltage generator circuit firmly to the implement or its motor drive unit. In this way, manipulative intervention by the user can be practically ruled out. The arrangement of the operating hours counter on the device can be flexibly adapted to the respective requirements (device type, device geometry, etc.).
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebsstundenzähler, die auf der Geberseite besonders einfach und funktionssicher ausgebildet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungserzeugerschaltung einen Magneten umfasst, der elastisch gelagert ist und in wenigstens einer in der Nähe des Magneten angeordneten Induktionsspule eine Spannung induziert, wenn er aufgrund der Betriebsschwingungen des Arbeitsgerät in Schwingungen versetzt wird. Die unterschiedlichen Schwingungsmoden des Arbeitgerätes werden dabei besonders gut ausgenutzt, wenn gemäß einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform der Magnet in den drei Raumrichtungen schwingen kann, wenn für jede der drei Raumrichtungen eine eigene Indukti- onsspule vorgesehen ist, wenn jeder der Induktionsspulen eine Gleichrichterschaltung nachgeschaltet ist, und wenn die Ausgangsgleichspannungen der Gleichrichterschaltungen aufsummiert werden, und die Summenspannung zur Steuerung der Zählschaltung an die Zählschaltung weitergeleitet wird.A first preferred embodiment of the operating hours counter according to the invention, which is particularly simple and reliable on the transmitter side, is characterized in that the voltage generator circuit comprises a magnet which is elastically mounted and induces a voltage in at least one induction coil arranged in the vicinity of the magnet when it is vibrated due to the operating vibrations of the implement. The different vibration modes of the working device are used particularly well if, according to a preferred development of this embodiment, the magnet can vibrate in the three spatial directions if a separate inductor for each of the three spatial directions Onsspule is provided if each of the induction coils is followed by a rectifier circuit, and if the output DC voltages of the rectifier circuits are added up, and the sum voltage for controlling the counting circuit is forwarded to the counting circuit.
Ein sehr sicherer und hinsichtlich der Auswertbarkeit komfortabler Betriebsstundenzähler ergibt sich, wenn gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform die Zählschaltung einen Mikrocontroller umfasst, der aus einer in den Betriebsstundenzähler integrierten Batterie mit Betriebsspannung versorgt und mit einer fest vorgegebenen Taktfrequenz betrieben wird, und wenn die Taktfrequenz des Mikrocontrollers durch einen Schwingquarz festgelegt ist.A very reliable operating hour meter, which is comfortable with regard to the evaluation, is obtained if, according to a second preferred embodiment, the counter circuit comprises a microcontroller which is supplied with operating voltage from a battery integrated in the operating hour counter and is operated at a fixed predetermined clock frequency, and when the clock frequency of the microcontroller is determined by a quartz crystal.
Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller einen Detektionseingang aufweist, dass die Spannungserzeugerschaltung derart an den Detektionseingang angeschlossen ist, dass sich beim Auftreten einer Spannung am Ausgang der Spannungserzeugerschaltung der logische Pegel am Detektionseingang des Mikrocontrollers ändert, und dass der Mikrocontroller derart programmiert ist, dass er bei Änderung des logischen Pegels am Detektionseingang aus einem stand-by-Zustand aufgeweckt wird und in Echtzeit eine vorgegebene Zeitspanne weiterzählt, und nach Ablauf dieser Zeitspanne den Detektionseingang wieder abfragt, ob eine Pegeländerung vorliegt, und weiterzählt, wenn eine solche Änderung vorliegt, oder in den stand-by-Zustand zurückfällt, wenn keine solche Änderung vorliegt. Bevorzugt wird der Mikrocontroller dabei mit einer Taktfrequenz von mehreren kHz, vorzugsweise 32,768 kHz betrieben, und beträgt die Zeitspanne zwischen zwei Abfragen des Detektionseingangs mehrere Sekunden, vorzugsweise etwa 5 Sekunden. Ein einfache und manipulationssichere Auswertung des Betriebsstundenzählers wird erreicht, wenn gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung der Betriebsstundenzähler fest mit dem Arbeitsgerät verbunden ist, eine Vorrichtung zur Abfrage des jeweiligen Standes der Zählschaltung vorgesehen ist, die Zählschaltung bzw. der Mikrocontroller einen Eingang aufweist, welcher durch die Abfragevorrichtung ansteuerbar ist, und durch Eingabe einer bestimmten Datenfolge in den Eingang die Zählschaltung bzw. der Mikrocontroller aufgefordert werden kann, dass Zählergebnis an die Abfragevorrichtung abzugeben.A preferred development of this embodiment is characterized in that the microcontroller has a detection input, that the voltage generator circuit is connected to the detection input in such a way that the logic level at the detection input of the microcontroller changes when a voltage occurs at the output of the voltage generator circuit, and in that the microcontroller It is programmed that when the logical level at the detection input changes, it is woken up from a stand-by state and continues to count a predefined period of time in real time, and after this period has elapsed, the detection input again queries whether there is a level change and continues counting if there is one There is a change, or reverts to the stand-by state if there is no such change. The microcontroller is preferably operated at a clock frequency of several kHz, preferably 32.768 kHz, and the time span between two queries of the detection input is several seconds, preferably about 5 seconds. A simple and tamper-proof evaluation of the operating hours counter is achieved if, according to another embodiment of the invention, the operating hours counter is firmly connected to the implement, a device for querying the respective status of the counting circuit is provided, the counting circuit or the microcontroller has an input, which by the interrogation device can be controlled, and by entering a certain data sequence into the input the counting circuit or the microcontroller can be requested to output the counting result to the interrogation device.
Die Manipulationssicherheit wird weiter erhöht, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung in die Zählschaltung bzw. den Mikrocontroller die Seriennummer des Arbeitsgerätes, an welchem der Betriebsstundenzähler befestigt ist, auslesbar eingespeichert ist, und der Zählerinhalt und ggf. die eingespeicherte Seriennummer gegen ein Überschreiben bzw. Löschen durch eine unbefugte Person gesichert sind.Manipulation security is further increased if, according to an advantageous further development, the serial number of the working device to which the operating hours counter is attached is stored in a readable manner in the counter circuit or the microcontroller, and the contents of the counter and, if applicable, the stored serial number against being overwritten or deleted by an unauthorized person is secured.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further embodiments result from the dependent claims.
Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment in connection with the drawing.
Bester Weg zur Ausführung der ErfindungBest way to carry out the invention
Die einzige Figur zeigt dabei die elektrische Schaltung eines Betriebsstundenzählers gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Grundgedanke für das vorgeschlagene System geht davon aus, dass das zu überwachende Arbeitsgerät im Betrieb Schwingungen bzw. Vibrationen emittiert, die durch einen Sensor erfasst werden. Diese Schwingungen sind im motorischen Betrieb vorwiegend über 10 g groß. Deshalb unterscheiden sich diese Schwingungen normalerweise von einzelnen Stößen, wie sie z.B. während des Transports bzw. der Lagerung des Arbeitsgerätes entstehen. Ein geeignet ausgebildeter Sensor kann deshalb zwischen Motorbetrieb und "Störschwingungen" unterscheiden. Zusätzlich kann beim Betriebsstundenzähler eine Kalibriermöglichkeit vorgesehen werden.The single figure shows the electrical circuit of an operating hours counter according to a preferred embodiment of the invention. The basic idea for the proposed system is based on the fact that the working device to be monitored emits oscillations or vibrations during operation, which are detected by a sensor. This Vibrations in motor operation are predominantly over 10 g. For this reason, these vibrations normally differ from individual impacts, such as those that arise during transport or storage of the implement. A suitably trained sensor can therefore differentiate between engine operation and "interference vibrations". In addition, a calibration option can be provided for the operating hours counter.
Der elektrische Aufbau des Systems ist in der Figur dargestellt. Beim gezeigten Betriebsstundenzähler 10 wird die Detektion durch eine Spannungserzeugerschaltung 11 erreicht. Die Spannungserzeugerschaltung 11 umfasst einen elastisch am Arbeitsgerät eingebetteten Magneten 19, der sich im Bereich einer Spulenanordnung von drei Induktionsspulen 23, 24 und 25 befindet, die jeweils für die Schwingungsamplituden des Magneten 19 in einer der drei Raumrichtungen x, y und z zuständig sind. Beim Motorbetrieb des Arbeitsgerätes kommt es zu Schwingungen bzw. Vibrationen, die in den Induktionsspulen 23, ..,25 eine Spannung induzieren. Diese als Wechselspannung auftretende Erregerspannung wird für jede der Induktionsspulen 23, ..,25 in einer nachgeschalteten Gleichrichterschaltung 20,..,22 mit den Dioden D1 ,..,D12 und den Glättungs- kondensatoren C3,..,C5 gleichgerichtet. Die Ausgangsgleichspannungen der Gleichrichterschaltungen 20, ..,22 werden entlang einer Serienschaltung aus Widerständen R1 ,..,R3 aufsummiert. Die Summenspannung wird über eine aus dem Potentiometer 12, dem Transistor 13 und dem Widerstand R6 bestehenden Verstärkerstufe zur Auslösung eines Zählvorgangs an eine an die Spannungserzeugerschaltung 11 angeschlossene Zählschaltung 18 mit einem Detektionseingang GP3 weitergegeben. Der Widerstand R6 bildet den Arbeitswiderstand, der den Detektionseingang GP3 bei offenem Transistor 13 über den Widerstand R4 auf das positive Potential einer angeschlossenen Batterie 16 legt. Wird der Transistor 13 durch eine positive Spannung aus der Spannungserzeugerschaltung 11 durchgeschaltet, wird der Detektionseingang GP3 auf Nullpotential gelegt. Die Empfindlichkeit ist dabei an dem Potentiometer 12 einstellbar.The electrical structure of the system is shown in the figure. In the operating hours counter 10 shown, the detection is achieved by a voltage generator circuit 11. The voltage generator circuit 11 comprises a magnet 19 which is elastically embedded on the working device and which is located in the region of a coil arrangement of three induction coils 23, 24 and 25, which are each responsible for the vibration amplitudes of the magnet 19 in one of the three spatial directions x, y and z. During motor operation of the implement, oscillations or vibrations occur which induce a voltage in the induction coils 23,... 25. This excitation voltage, which occurs as an AC voltage, is rectified for each of the induction coils 23, .., 25 in a downstream rectifier circuit 20, .., 22 with the diodes D1, .., D12 and the smoothing capacitors C3, .., C5. The DC output voltages of the rectifier circuits 20, .., 22 are added up along a series circuit of resistors R1, .., R3. The total voltage is passed on via an amplifier stage consisting of the potentiometer 12, the transistor 13 and the resistor R6 for triggering a counting process to a counting circuit 18 connected to the voltage generator circuit 11 and having a detection input GP3. The resistor R6 forms the load resistor, which sets the detection input GP3 to the positive potential of a connected battery 16 via the resistor R4 when the transistor 13 is open. If the transistor 13 is replaced by a positive voltage from the voltage generator circuit 11 switched through, the detection input GP3 is set to zero potential. The sensitivity can be adjusted on the potentiometer 12.
Das sogenannte Herz des Betriebsstundenzählers 10 bzw. der Zählschaltung 18 ist ein spezieller Mikrocontroller 14 (z.B. vom Typ PIC12C672 der Firma Microchip Technology Inc.). Dieser Prozessor arbeitet mit einer Taktfrequenz von 32,768 kHz. Dies wird durch einen Schwingquarz 15 realisiert. Die beiden Kondensatoren C1 und C2 dienen zur Verbesserung des Anschwingverhaltens. Das Masterclear wird auf intern programmiert. Damit können zusätzliche Bauelemente, die bei einer externen Beschattung erforderlich wären, vermieden werden. Somit entstehen für den autarken Betrieb des Mikrocontrollers 14 nur geringe Bauelementekosten.The so-called heart of the operating hours counter 10 or the counter circuit 18 is a special microcontroller 14 (e.g. of the PIC12C672 type from Microchip Technology Inc.). This processor works with a clock frequency of 32.768 kHz. This is realized by a quartz crystal 15. The two capacitors C1 and C2 serve to improve the start-up behavior. The master clear is programmed internally. This means that additional components that would be required for external shading can be avoided. This results in only low component costs for the self-sufficient operation of the microcontroller 14.
Die Versorgung des Betriebsstundenzählers 10 übernimmt eine Batterie 16 mit einer Kapazität von 50 mAh. Bei einem Stromverbrauch von ca. 300 nA im stand-by-Zustand und ca. 15 μA im aktivierten Zustand ist die Lebensdauer des Betriebsstundenzählers 10 wesentlich größer als die der Motoreinheit des Arbeitsgerätes.The operating hours counter 10 is supplied by a battery 16 with a capacity of 50 mAh. With a power consumption of approx. 300 nA in the stand-by state and approx. 15 μA in the activated state, the service life of the operating hours counter 10 is significantly longer than that of the motor unit of the implement.
Wie bereits erwähnt, wird bei Veränderung des logischen Pegels am Detektionseingang GP3 der Schaltkreis aufgeweckt und zählt dann in Echtzeit eine vorgegebene Zeit, z.B. 5 Sekunden. Nach Ablauf dieser Zeit wird der Detektionseingang GP3 vom Mikrocontroller 14 nochmals abgefragt, ob eine Detektion vorliegt. Liegt eine Detektion vor, d.h., erzeugt die Spannungserzeugerschaltung 11 erneut (aufgrund von Schwingungen des Motorbetriebs) eine positive Spannung, beginnt der Zählvorgang erneut; anderenfalls fällt der Schaltkreis zurück in den stand-by-Zustand.As already mentioned, when the logic level at the detection input GP3 changes, the circuit is woken up and then counts a predetermined time in real time, e.g. 5 seconds. After this time has elapsed, the detection input GP3 is again queried by the microcontroller 14 whether a detection is present. If there is a detection, i.e., the voltage generator circuit 11 generates a positive voltage again (due to vibrations of the motor operation), the counting process starts again; otherwise the circuit returns to the stand-by state.
Gleichzeitig ist es möglich, den Mikrocontroller 14 über einen anderen Eingang GP0 aufzuwecken. Hier wird dann über eine am Betriebsstundenzähler 10 angebrachte Anschlussbuchse 17 mittels eines einge- steckten Lesegerätes eine Datenübertragung (über einen speziellen Konverter) eingeleitet, wobei der Eingang GPO sowohl Daten empfangen, als auch senden kann. Ein spezielles Signalspiel bzw. eine spezielle Datenfolge sorgt für das sichere Auslesen der bereits gezählten Betriebszeit. Zusätzlich kann zu dieser Betriebszeit die Seriennummer des überwachten Arbeitsgerätes ausgelesen werden, die aus Sicherheitsgründen im Mikrocontroller 14 abgespeichert ist. Ist im Schaltkreis durch den Erstprogrammierer des Geräteherstellers ein Securitybit gesetzt worden, so kann der Schaltkreis nicht mehr überschrieben werden. Somit sind Fremdeingriffe in den Betriebsstundenzähler 10 wirkungslos.At the same time, it is possible to wake up the microcontroller 14 via another input GP0. Here is then via a connection socket 17 attached to the operating hours counter 10 by means of a inserted a data transmission (via a special converter), whereby the input GPO can both receive and send data. A special signal game or a special data sequence ensures the safe reading of the already counted operating time. In addition, the serial number of the monitored implement, which is stored in the microcontroller 14 for security reasons, can be read out at this operating time. If a security bit has been set in the circuit by the first programmer of the device manufacturer, the circuit can no longer be overwritten. External interventions in the operating hours counter 10 are thus ineffective.
Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung ein Betriebsstundenzähler, der einfach und funktionssicher ist, sich leicht elektronisch auslesen lässt, und sich durch eine hohe Sicherheit gegen Manipulationen auszeichnet. Overall, the invention results in an operating hours counter that is simple and reliable, can be easily read out electronically, and is characterized by a high level of security against manipulation.
BEZEICHNUNGSLISTELIST OF DESIGNATIONS
10 Betriebsstundenzähler10 operating hours counter
11 Spannungserzeugerschaltung11 voltage generator circuit
12 Potentiometer12 potentiometers
13 Transistor13 transistor
14 Mikrocontroller14 microcontrollers
15 Schwingquarz15 quartz crystal
16 Batterie16 battery
17 Anschlussbuchse17 connection socket
18 Zählschaltung18 counter circuit
19 Magnet (elastisch gelagert)19 magnet (elastic bearing)
20,..,22 Gleichrichterschaltung20, .., 22 rectifier circuit
23,..,25 Induktionsspule23, .., 25 induction coil
GPO Eingang (Daten ein/aus)GPO input (data on / off)
GP3 Detektionseingang GP3 detection input

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Betriebsstundenzähler (10) für ein beim Betrieb Vibrationen bzw. Schwingungen aussendendes Arbeitsgerät, insbesondere ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Handarbeitsgerät wie z.B. eine Motorsäge, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsstundenzähler (10) eine fest am Arbeitsgerät angebrachte Spannungserzeugerschaltung (11) umfasst, weiche auf die ausgesendeten Schwingungen durch Erzeugung einer Spannung anspricht, sowie eine Zählschaltung (18), welche mit dem Spannungserzeugerschaltung (11) in Wirkverbindung steht, und in vorgegebenen Zeitintervallen weiterzählt, wenn die Spannungserzeugerschaltung (11) Betriebsschwingungen des Arbeitsgerätes detektiert.1.Operating hours counter (10) for a working device which emits vibrations during operation, in particular a manual working device driven by an internal combustion engine, e.g. a chain saw, characterized in that the operating hours counter (10) comprises a voltage generator circuit (11) fixedly attached to the implement, which responds to the emitted vibrations by generating a voltage, and a counter circuit (18) which is in operative connection with the voltage generator circuit (11) stands, and continues counting at predetermined time intervals when the voltage generator circuit (11) detects operating vibrations of the working device.
2. Betriebsstundenzähler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungserzeugerschaltung (11) einen Magneten (19) umfasst, der elastisch gelagert ist und in wenigstens einer in der Nähe des Magneten (19) angeordneten Induktionsspule (23, ..,25) eine Spannung induziert, wenn er aufgrund der Betriebsschwingungen des Arbeitsgerät in Schwingungen versetzt wird.2. Hour meter according to claim 1, characterized in that the voltage generator circuit (11) comprises a magnet (19) which is elastically mounted and in at least one in the vicinity of the magnet (19) arranged induction coil (23, .., 25) Voltage induces when it vibrates due to the operating vibrations of the implement.
3. Betriebsstundenzähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (19) in den drei Raumrichtungen schwingen kann, und dass für jede der drei Raumrichtungen eine eigene Induktionsspule (23 bzw. 24 bzw. 25) vorgesehen ist.3. Operating hours counter according to claim 2, characterized in that the magnet (19) can oscillate in the three spatial directions and that for each of the three spatial directions a separate induction coil (23 or 24 or 25) is provided.
4. Betriebsstundenzähler nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Induktionsspulen (23, ..,25) eine Gleichrichterschaltung (20, ..,22) nachgeschaltet ist, und dass die Ausgangsgleichspannungen der Gleichrichterschaltungen (20, ..,22) aufsum- miert werden, und die Summenspannung zur Steuerung der Zählschaltung (18) an die Zählschaltung (18) weitergeleitet wird.4. Operating hours counter according to one of claims 2 and 3, characterized in that each of the induction coils (23, .., 25) is followed by a rectifier circuit (20, .., 22), and in that the output DC voltages of the rectifier circuits (20, .. , 22) Miert, and the total voltage for controlling the counting circuit (18) to the counting circuit (18) is forwarded.
5. Betriebsstundenzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählschaltung (18) einen Mikrocontroller (14) umfasst, der aus einer in den Betriebsstundenzähler (10) integrierten Batterie (16) mit Betriebsspannung versorgt und mit einer fest vorgegebenen Taktfrequenz betrieben wird.5. Operating hours counter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the counting circuit (18) comprises a microcontroller (14) which supplies operating voltage from a battery (16) integrated in the operating hours counter (10) and with a predetermined clock frequency is operated.
6. Betriebsstundenzähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktfrequenz des Mikrocontrollers (14) durch einen Schwingquarz (15) festgelegt ist.6. Operating hours counter according to claim 4, characterized in that the clock frequency of the microcontroller (14) by a quartz crystal (15) is fixed.
7. Betriebsstundenzähler nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (14) einen Detektionseingang (GP3) aufweist, und dass die Spannungserzeugerschaltung (11) derart an den Detektionseingang (GP3) angeschlossen ist, dass sich beim Auftreten einer Spannung am Ausgang der Spannugserzeugerschaltung (11) der logische Pegel am Detektionseingang (GP3) des Mikrocontrollers (14) ändert.7. Hour meter according to one of claims 5 and 6, characterized in that the microcontroller (14) has a detection input (GP3), and that the voltage generator circuit (11) is connected to the detection input (GP3) such that when a voltage occurs at the output of the voltage generator circuit (11) the logic level at the detection input (GP3) of the microcontroller (14) changes.
8. Betriebsstundenzähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (14) derart programmiert ist, dass er bei Änderung des logischen Pegels am Detektionseingang (GP3) aus einem stand-by-Zustand aufgeweckt wird und in Echtzeit eine vorgegebene Zeitspanne weiterzählt, und nach Ablauf dieser Zeitspanne den Detektionseingang (GP3) wieder abfragt, ob eine Pegeländerung vorliegt, und weiterzählt, wenn eine solche Änderung vorliegt, oder in den stand-by- Zustand zurückfällt, wenn keine solche Änderung vorliegt.8. operating hours counter according to claim 7, characterized in that the microcontroller (14) is programmed such that when the logical level at the detection input (GP3) changes it is woken up from a stand-by state and continues to count in real time for a predetermined period of time, and after this time has elapsed, the detection input (GP3) again queries whether there is a change in level and continues counting if there is such a change or falls back into the stand-by state if there is no such change.
9. Betriebsstundenzähler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (14) mit einer Taktfrequenz von mehreren kHz, vorzugsweise 32,768 kHz betrieben wird, und dass die Zeitspanne zwischen zwei Abfragen des Detektionseingangs (GP3) mehrere Sekunden, vorzugsweise etwa 5 Sekunden, beträgt.9. operating hours counter according to claim 8, characterized in that the microcontroller (14) with a clock frequency of several kHz, preferably 32.768 kHz, and that the time period between two queries of the detection input (GP3) is several seconds, preferably about 5 seconds.
10. Betriebsstundenzähler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsstundenzähler (10) fest mit dem Arbeitsgerät verbunden ist, und dass eine Vorrichtung (17) zur Abfrage des jeweiligen Standes der Zählschaltung (18) vorgesehen ist.10. operating hours counter according to one of claims 1 to 9, characterized in that the operating hours counter (10) is fixedly connected to the implement, and that a device (17) for querying the respective status of the counter circuit (18) is provided.
11. Betriebsstundenzähler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählschaltung (18) bzw. der Mikrocontroller (14) einen Eingang (GPO) aufweist, welcher durch die Abfragevorrichtung (17) ansteuerbar ist, und dass durch Eingabe eine bestimmten Datenfolge in den Eingang (GPO) die Zählschaltung (18) bzw. der Mikrocontroller (14) aufgefordert werden kann, dass Zählergebnis an die Abfragevorrichtung (17) abzugeben.11. Operating hours counter according to claim 10, characterized in that the counter circuit (18) or the microcontroller (14) has an input (GPO) which can be controlled by the interrogation device (17), and that by inputting a specific data sequence into the input (GPO) the counting circuit (18) or the microcontroller (14) can be requested to deliver the counting result to the interrogation device (17).
12. Betriebsstundenzähler nach einem der Ansprüche 10 und 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abfragevorrichtung als Anschlussbuchse (18) ausgebildet ist, welche in den Betriebsstundenzähler (10) integriert und mit der Zählschaltung (18) bzw. dem Mikrocontroller (14) verbunden ist.12. Operating hours counter according to one of claims 10 and 11, characterized in that the interrogation device is designed as a connecting socket (18) which is integrated in the operating hours counter (10) and is connected to the counter circuit (18) or the microcontroller (14).
13. Betriebsstundenzähler nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in die Zählschaltung (18) bzw. den Mikrocontroller (14) die Seriennummer des Arbeitsgerätes, an welchem der Betriebsstundenzähler befestigt ist, auslesbar eingespeichert ist.13. Operating hours counter according to one of claims 10 to 12, characterized in that in the counter circuit (18) or the microcontroller (14) the serial number of the implement, to which the operating hours counter is attached, is readable stored.
14. Betriebsstundenzähler nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zählerinhalt und ggf. die eingespeicherte Seriennummer gegen ein Überschreiben bzw. Löschen durch eine unbefugte Person gesichert sind. 14. Operating hours counter according to one of claims 10 to 13, characterized in that the contents of the counter and possibly the stored serial number are secured against overwriting or deletion by an unauthorized person.
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