WO2005099981A1

WO2005099981A1 - Motorkettensäge

Info

Publication number: WO2005099981A1
Application number: PCT/EP2005/003870
Authority: WO
Inventors: Werner Harrer; Karl Neumann
Original assignee: Werner Harrer; Karl Neumann
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2005-10-27

Abstract

Motorkettensäge mit einem, mit einem hinteren Handgriff (2) und einem oberen Haltebügel (3) versehenen, einen schwenkbaren Sicherheitsbügel (9) tragenden und einen Antriebsmotor enthaltenden Gehäuse (1), das ein nach vorne abstehendes Sägeschwert (5) mit umlaufender Sägekette (6) trägt, die mit einer über den Sicherheitsbügel (9) betätigbaren Kettenbremse (10) gekoppelt ist. Ein mit einer Schutzkleinspannung gespeister, elektronischer Schnittkontaktwächter umfasst eine Auswerteschaltung und eine von dieser betätigbare, mit der Kettenbremse (10) gekoppelte, vorzugsweise elektromechanische Auslösevorrichtung (23). Der Schnittkontaktwächter umfasst zwei getrennte, mit der Sägekette (6) und dem Sägeschwert (5) bzw. mit dem hinteren Handgriff (2) und dem oberen Haltebügel (3) elektrisch leitend verbundene Schutzabschnitte. Wenn die Bedienungsperson mit ihrem Körper beide Schutzabschnitte berührt, wird über die Auswerteschaltung und die Auslösevorrichtung (23) die Kettenbremse (10) in Aktion gesetzt.

Description

Titel: Motorkettensäge Die Erfindung bezieht sich auf eine handgeführte Motorkettensäge, die ein mit einem hinteren Handgriff und einem oberen Haltebügel versehenes, einen schwenkbaren Sicherheitsbügel tragendes und einen Antriebsmotor enthaltendes Gehäuse besitzt, das ein nach vorne abstehendes Sägeschwert mit umlaufender Sägekette trägt, die mit einer über den Sicherheitsbügel betätigbaren Kettenbremse gekoppelt ist. Beim Arbeiten mit handgeführten Motorkettensägen wird das Tragen einer Schnittschutzbekleidung empfohlen, deren Hose den vorderen Beinbereich und schmale Streifen des seitlichen Beinbereiches bedecken. In diese Schnittschutzbekleidung sind Kunststoffeinla- gen eingearbeitet, die beim Kontakt mit der schnelllaufenden Sägekette in lange Fasern aufgelöst werden und die Sägekette in Sekundenbruchteilen durch Verstopfen festsetzen oder zumindest das Durchtrennen der Bekleidung entscheidend verzögern sollen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Motorkettensäge mit einer zusätzlichen Schutzeinrichtung anzugeben, die eine Bedienungsperson auch bei ungenügender Schutzbekleidung vor schwereren Verletzungen schützt. Als Lösung wird eine Motorkettensäge der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die einen beim Kontakt der Bedienungsperson mit der Sägekette oder dem Sägeschwert die Kettenbremse auslösenden Schnittkontaktwächter besitzt. Der Schnittkontaktwächter umfasst einen von einer Schutzkleinspannungsstromquelle gespeisten Schutzstromkreis, der eine seinen elektrischen Widerstand überwachende und beim Unterschreiten einer vorgegebenen Widerstandsschwelle eine mit der Kettenbremse gekoppelte, vorzugsweise elekt- romechanische Auslösevorrichtung betätigende Auswerteschaltung enthält Der Schutzstromkreis ist in zwei elektrisch voneinander getrennte Schutzabschnitte unterteilt, die außerhalb der Motorkettensäge durch den Kontakt mit der Bedienungsperson elektrisch mit- einander verbindbar sind. Der vordere Schutzabschnitt ist mit der Sägekette bzw. dem Sägeschwert elektrisch leitend verbunden. Der hintere Schutzabschnitt ist mit den von der Bedienungsperson zu erfassenden, gegenüber dem Gehäuse elektrisch isolierten Bereichen des hinteren Handgriffs und des oberen Haltebügels elektrisch leitend verbunden. Bei dieser Ausbildung wird die umlaufende Sägekette über den Schnittkontaktwächter stillgesetzt, sobald die Bedienungsperson mit der Sägekette oder dem Sägeschwert in Berührung kommt. Dadurch wird ein tieferes Eindringen der umlaufenden Sägekette in den Körper der Bedienungsperson verhindert. Dieser Schutz der Bedienungsperson ist unabhängig davon, ob die Bedienungsperson eine Schnittschutzbekleidung trägt oder nicht. Selbst wenn sie nur elektrisch isolierende Schuhe trägt und die Motorkettensäge am hinte- ren Handgriff und am oberen Haltebügel mit bloßen Händen erfasst, ist der erfindungsgemäße Schnittkontaktwächter voll funktionsfähig. . Die erfindungsgemäße Ausbildung verringert das Risiko schwerer und lebensgefährlicher Verletzungen bei der Arbeit mit der Motorkettensäge. Bei ungewünschtem Körperkontakt mit der umlaufenden Sägekette wird die Kettenbremse ausgelöst und die Sägekette stillge- setzt. Dadurch wird der Verletzungsgrad bei der mit der Motorkettensäge arbeitenden Per- son deutlich herabgesetzt. Es gibt keine tiefen Fleischwunden und keine durchtrennten Knochen und Gliedmaßen mehr und das Risiko von verletzten Blutgefäßen wird geringer. Trägt die mit der Motorkettensäge arbeitende Person eine Schnittschutzbekleidung, so ist auf die Verwendung von elektrisch leitenden Handschuhen zu achten, damit sie beim Er- fassen des hinteren Handgriffs und des oberen Haltebügels mit dem hinteren Schutzabschnitt elektrisch leitend verbunden ist. Erfindungsgemäß kann im hinteren Schutzabschnitt eine mit einer optischen und/oder akustischen Anzeige verbundene Messstrecke zum Messen des zwischen dem hinteren Handgriff und dem oberen Haltebügel vorhandenen, elektrischen Widerstandes vorgese- hen sein. Diese Ausbildung erlaubt es, beim Erfassen der Motorkettensäge durch Überprüfung des elektrischen Kontaktes zwischen der Person und dem hinteren Schutzabschnitt festzustellen, ob die Person nichtleitende und daher den Schnittkontaktwächter ausschaltende Handschuhe trägt, und das jeweilige Prüfergebnis anzuzeigen. Erfindungsgemäß kann der Schnittkontaktwächter einen mit beiden Schutzabschnitten elektrisch verbundenen, durch eine Prüftaste schließbaren Prüfabschnitt mit einem einen ungewollten Körperkontakt simulierenden, elektrischen Prüfwiderstand umfassen. Mit dieser Ausbildung kann die Funktionsfähigkeit des Schnittkontaktwächters vor dem Einsatz der Motorkettensäge überprüft werden. Beim Betätigen der Prüftaste muss der Schnittkontaktwächter die Kettenbremse auslösen. Erfindungsgemäß wird der Schutzstromkreis mit einer Schutzkleinspannung betrieben, bei der das Berühren der unter Spannung stehenden Teile das Schutzstromkreises für die Bedienungsperson ungefährlich ist. Bei einer von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Motorkettensäge wird ein vom Verbrennungsmotor angetriebener Generator als Schutzkleinspannungsstromquelle vorge- schlagen. Nachstehend wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine Motorkettensäge mit Schnittkontaktwächter, Fig. 2 eine Auswerteschaltung für den Schnittkontaktwächter und Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Motorkettensäge mit Schnittkontaktwächter. Fig. 1 zeigt schematisch eine Motorkettensäge mit Gehäuse 1, hinterem Handgriff 2, oberem Haltebügel 3, oberem Handschutz 4 und nach vorne abstehendem Sägeschwert 5 mit umlaufender Sägekette 6. Der im Gehäuse 1 untergebrachte Antriebsmotor wird über den am hinteren Handgriff 2 angebrachten Gashebel 7 betätigt. Der Antriebsmotor treibt über sein Antriebsritzel 8 die Sägekette 6 an. Der Handschutz 4 für den oberen Haltebügel 3 wird vom oberen Ende eines schwenkbaren Sicherheitsbügels 9 gebildet, mit dem die mit dem Antriebsritzel 8 gekoppelte Bandbremse 10 ausgelöst werden kann, die dann die Sägekette 6 in Sekundenbruchteilen stillsetzt. Die Bandbremse 10 sieht eine mit dem Antriebsritzel 8 starr verbundene Bremsglocke 11 vor, die von einem Stahlband 12 umschlungen wird, das von der auf sein bewegliches Ende einwirkenden Bremsfeder 13 auf der Bremsglocke 11 festgezogen wird, um diese stillzusetzen. Während der Rotation der Bremsglocke 11 wird das Stahlband 12 in seinem von der Bremsglocke 11 abgehobenen Zustand durch die an seinem beweglichen Ende angrei- fende Freigabeeinrichtung 14 festgehalten und die Freigabeeinrichtung 14 nimmt die von der Bremsfeder 13 auf das Stahlband 12 übertragene Spannkraft auf. Beim Auslösen der

Freigabeeinrichtung 14 über den Sicherheitsbügel 9 wird das Stahlband 12 für den dann selbsttätig ablaufenden Bremsvorgang freigegeben. Der Sicherheitsbügel 9 ist an seinem unteren Ende im Gehäuse 1 schwenkbar gelagert. Er ist mit der Freigabeeinrichtung 14 über einen Kniehebelmechanismus mechanisch gekoppelt. Dieser greift mit dem unteren Glied 15a seines Kniehebels an einem mit dem beweglichen Ende des Stahlbandes 12 starr verbundenen Kolben 16 an. Das obere Glied 15b des Kniehebels ist am Sicherheitsbügel 9 oberhalb von dessen unterem Schwenklager angelenkt. Der Kolben 16 ist in einer mit dem Gehäuse 1 starr verbundenen Führungsku- lisse 17 axial verschiebbar angeordnet und wird an der Rückseite von der in der Führungskulisse 17 angeordneten Bremsfeder 13 beaufschlagt. Während der Rotation der Bremsglocke 11 ist der Kolben 16 innerhalb der Führungskulisse 17 zurückgeschoben, die Bremsfeder 13 ist weiter zusammengedrückt und das Stahlband 12 ist von der Bremsglocke 11 abgehoben. In dieser Stellung wird der Kolben 16 von dem gespannten Kniehebelmechanismus festgehalten, dessen Kniehebel nach unten abgebogen ist und mit dem Kniegelenk 18 an einem unteren Anschlag 19 anliegt. Zum Auslösen der Freigabeeinrichtung 14 wird der Sicherheitsbügel 9 vom oberen Haltebügel 3 weggeschwenkt. Durch die Schwenkbewegung des Sicherheitsbügels 9 wird der Kniehebel gestreckt bis er aufgrund der Belastung seines unteren Gliedes 15a durch die Bremsfeder 13 schlagartig nach oben ausknickt. Damit fällt die mechanische Blockade des Kolbens 16 weg. Dieser wird nun durch die Bremsfeder 13 in der Führungskulisse 17 nach vorne geschoben. Dadurch wird das Stahlband 12 mit der Bremsglocke 11 in Eingriff gebracht und an dieser festgezogen, bis die Bremsglocke 11 samt Sägekette 6 stillsteht. Die Motorkettensäge ist mit einem Schnittkontaktwächter ausgerüstet. Dieser umfasst ei- nen von einer Schutzkleinspannungsstromquelle gespeisten Schutzstromkreis, der innerhalb der Motorkettensäge in einen vorderen Schutzabschnitt und einen von diesem elektrisch getrennten, hinteren Schutzabschnitt unterteilt ist. Die Sägekette 6 und das Sägeschwert 5 sind mit dem vorderen Schutzabschnitt elektrisch leitend verbunden. Die vom Benutzer der Motorkettensäge jeweils mit der Hand zu erfassenden Bereiche des hinteren Handgriffs 2 und des oberen Haltebügels 3 sind vom Gehäuse 1 elektrisch isoliert und mit dem hinteren Schutzabschnitt elektrisch leitend verbunden. Die beiden Schutzabschnitte sind mit einer Auswerteschaltung verbunden, die den elektrischen Widerstand misst und beim Unterschreiten einer definierten Widerstandsschwelle über eine mit dem Sicherheitsbügel 9 gekoppelte Auslösevorrichtung 23 die Freigabeeinrichtung 14 der Kettenbremse auslöst. Der Benutzer hält die Motorkettensäge während der Arbeit mit seinen Händen am hinteren Handgriff 2 und am oberen Haltebügel 3 fest. Dadurch ist er ständig mit dem hinteren Schutzabschnitt elektrisch leitend verbunden. Wenn er mit dem Sägeschwert 5 abrutscht und mit seinem Körper mit der umlaufenden Sägekette 6 in Kontakt kommt, schließt er mit seinem Körper die beiden Schutzabschnitte kurz. Durch die elektrische Leitfähigkeit des menschlichen Körpers sinkt der elektrische Widerstand unter eine definierte Widerstandsschwelle ab und die Auswerteschaltung betätigt über die Auslösevorrichtung 23 die Freigabeeinrichtung 14 der Bandbremse 10. Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Auswerteschaltung für den Schnittkontaktwäch- ter. Die Schaltung ist so aufgebaut, dass sie mit einer unipolaren Gleichspannungsquelle versorgt werden kann. Durch den Aufbau der Schaltung werden Fehlauslösungen unmittelbar nach dem Anlegen der Versorgungsspannung vermieden. Die Klemme 20 ist mit dem hinteren Schutzabschnitt elektrisch verbunden und die Klemme 21 ist mit dem vorderen Schutzabschnitt elektrisch verbunden. Als Versorgungsspan- nung zwischen den Punkten 21 und 22 der Schaltung ist eine Schutzkleinspannung vorgesehen. Diese wird von einem Generator geliefert, dessen Spannung entsprechend gleichgerichtet und geglättet wird. Der Generator wird von dem als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor der Motorkettensäge angetrieben. Die Ausgangsspannung des Generators wird gleichgerichtet und geglättet. Bei einer Motorkettensäge mit Elektromotor kann die Schutzkleinspannung über ein Netzgerät aus der elektrischen Spannungsquelle des Elektromotors bereitgestellt werden. In der Auswerteschaltung dient der Kondensator V zur Unterdrückung von Fehlauslösungen durch elektrostatische Entladungen, die vom Berühren des hinteren Handgriffs 2 und des oberem Haltebügels 3 verursacht werden. Der Widerstand 2' stellt eine hochohmige Verbindung zum Pluspol 22 (+U) der Versorgungsspannung dar („pull up" -Widerstand). Im normalen Betriebsfall liegt die Klemme 20 somit auf Potenzial +U. Bei einer Berührung der Sägekette 6 durch den Benutzer wird durch den elektrischen Widerstand seines Körpers eine im Vergleich zum Widerstand 2' niederohmige Verbindung mit der Klemme 21 hergestellt und das Potenzial von Klemme 20 sinkt. Unterschreitet das Potenzial von Klemme 20 das Potenzial des „-"-Anschlusses des Komparators 5', so springt dessen Ausgangsspannung von +U auf 0V. Das Potenzial des „-"-Anschlusses des Komparators 5', welches die Empfindlichkeit bzw. Ansprechschwelle der Fehlererkennung bestimmt, wird durch den ohmschen Spannungsteiler 3' und 4' festgelegt. Dieser Spannungsteiler kann als Potentiometer ausgeführt werden, wodurch die Empfindlichkeit des Schutzes eingestellt werden kann. Springt die Ausgangsspannung des Komparators 5' von +U auf 0V, so lädt sich der Kondensator 8' über den Widerstand 7' und die Diode 6' auf +U auf. Durch das Aufladen des Kondensators 8' sinkt das Potenzial des „-"-Anschlusses vom Komparator 12'. Unterschreitet dieses Potenzial das Potenzial des „+"-Anschlusses von Komparator 12', so springt die Ausgangsspannung des Komparators 12' von 0V auf +U. Dadurch geht das elektronische Schaltelement 13', z. B. ein MOSFET, in seinen leitfähigen Zustand über, sodass bei der am Sicherheitsbügel 9 angreifenden Auslösevorrichtung 23 die Spule 24 eines Elektromagneten von Strom durchflössen und der mit dem oberen Glied des Kniehebels 15b gelenkig verbundene Anker 25 in die Spule 24 hineingezogen wird. Durch die Bewegung des Ankers 25 wird das obere Glied des Kniehebels 15b verschwenkt und der Kniehebel gestreckt bis er nach oben ausknickt. Der Widerstand 7' soll den Ausgang von Komparator 5' gegen zu hohe Ströme schützen. Das Potenzial des „+"-Anschlusses von Komparator 12' wird durch den ohmschen Spannungsteiler 10' und 11' festgelegt. Die Diode 15' wirkt als Freilaufdiode beim Abschalten der Spule 24. Die Diode 6' verhindert im Fall, dass die Berührung des Benutzers mit der

Sägekette 6 während des Aufladevorganges des Kondensators 8' kurz unterbrochen wird, ein Wieder-Entladen des Kondensators 8' durch den Komparatorausgang von Komparator

5' und damit eine Verlängerung der Ansprechzeit des Schutzes. Der elektronische Schalter 13' bleibt solange eingeschalten, solange die Berührung des Benutzers mit der Sägekette 6 andauert. Die Mindesteinschaltdauer des Schaltelements

13' wird nach der Aufladung des Kondensators 8' auf +U durch die Zeitkonstante des RC-

Gliedes 8' und 9' festgelegt, wobei die Mindesteinschaltdauer so bemessen ist, dass die mechanische Auslösung der Kettenbremse sicher erfolgen kann. Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Motorkettensäge, bei der ein mit beiden Schutzab- schnitten elektrisch verbundener Prüfabschnitt 26 vorgesehen ist, der einen den Körperkontakt simulierenden, elektrischen Prüfwiderstand 27 enthält und durch eine Prüftaste 28 geschlossen werden kann. Durch Niederdrücken der Prüftaste 28 werden die beiden Schutzabschnitte des Schutzstromkreises über den Prüfwiderstand 27 miteinander elektrisch verbunden, sodass die Auswerteschaltung über die elektromechanische Auslösevor- richtung 23 die Bandbremse 10 auslöst.

Claims

Patentansprüche

1. Motorkettensäge mit einem, mit einem hinteren Handgriff (2) und einem oberen Haltebügel (3) versehenen, einen schwenkbaren Sicherheitsbügel (9) tragenden und einen Antriebsmotor enthaltenden Gehäuse (1), das ein nach vorne abstehendes Sägeschwert (5) mit umlaufender Sägekette (6) trägt, die mit einer über den Sicherheitsbügel (9) betätigbaren Kettenbremse (10) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein beim Kontakt der Bedienungsperson mit der Sägekette (6) bzw. dem Sägeschwert (5) die Kettenbremse (10) auslösender Schnittkontaktwächter vorgesehen ist, der ei- nen von einer Schutzkleinspannungsstromquelle gespeisten Schutzstromkreis umfasst, der eine seinen elektrischen Widerstand überwachende und beim Unterschreiten einer vorgegebenen Widerstandsschwelle eine mit der Kettenbremse (10) gekoppelte, vorzugsweise elektromechanische Auslösevorrichtung (23) betätigende Auswerteschaltung enthält und in zwei elektrisch voneinander getrennte, außerhalb der Mo- torkettensäge durch den Kontakt mit der Bedienungsperson elektrisch miteinander verbindbare Schutzabschnitte unterteilt ist, von denen der vordere Schutzabschnitt mit der Sägekette (6) bzw. dem Sägeschwert (5) und der hintere Schutzabschnitt mit den von der Bedienungsperson zu erfassenden, gegenüber dem Gehäuse (1) elektrisch isolierten Bereichen des hinteren Handgriffs (2) und des oberen Haltebügels (3) elekt- risch leitend verbunden ist.

2. Motorkettensäge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im hinteren Schutzabschnitt eine mit einer optischen und/oder akustischen Anzeige verbundene Messstrecke zum Messen des zwischen dem hinteren Handgriff (2) und dem oberen Haltebügel (3) vorhandenen, elektrischen Widerstandes vorgesehen ist.

3. Motorkettensäge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit beiden Schutzabschnitten elektrisch verbundener, durch eine Prüftaste (28) schließbarer Prüfabschnitt (26) vorgesehen ist, der mit einem einen ungewollten Körperkontakt simulierenden, elektrischen Prüfwiderstand (27) versehen ist.

4. Motorkettensäge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzkleinspannungsstromquelle ein von dem als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor angetriebener Generator vorgesehen ist, dessen Ausgangsspan- nung gleichgerichtet und geglättet ist