专利名称：用于工具机的紧急制动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于工具机(尤其是圆锯)的保护系统(尤其是紧急制动系统)， 它可在非常短的时间段内发挥保护作用，此时间段通常是几毫秒的范围内(典型的是1至 50ms)，以便在危险情况下保护工具机的使用者免受伤害。
背景技术：
目前基本存在三种不同的方式，用来实现这种用于台式圆锯和模板圆锯 (Format-Kreissage )的保护系统，此保护系统应避免，使用者与旋转的锯片相接触或遭 受后果严重的切割损伤。美国制造商以Saw Stop Inc.为公司名引进并销售的保护系统是指一种紧急制动 系统，它由于制动致动器与锯片的直接啮合而实现工具机的制动，只要相应配置的传感器 探测到了危险情况。在此通过使用热线释放装置，使可旋转设置的铝块借助预紧的弹簧碰 撞到正在运转中的锯片的齿部，它相互卡住并通过这种方式吸收工具机的所有在拉锯过程 中旋转的几何结构的旋转能量。作为附加作用，这个单侧的力作用在切割上的作用是，使 锯片通过构造上专门设计的悬挂装置沉入锯台中，此悬挂装置设置在锯台上。借助这种构 造，可使触发保护机制的工具机操作人员避开后果严重的身体伤害。缺点是直接在加工工 具(即锯片的切割几何结构)上的作用，因为齿部部件的爆裂还会对操作者产生额外的潜 在危险。此外，为了恢复保护系统的备用状态，必须拿备用的替代单元来更换制动单元(包 括锯片)，操作者必须备好这种替代单元，以便在发生制动过程之后能在要求保护功能的情 况下继续工作。这会带来巨大的后继成本，并且需在购置和安装方面花费相应的时间。此 外，从中可得出，所有与制动过程相关的构件(即工具机的所有回转的几何结构)在减速阶 段都遭受强大的应力。制造商以及相应的公开文献对此系统都没有证实有关疲劳强度的数 据。另一方面，保护系统只是用来将锯片降到锯台中，而不会引发锯片的制动过程。在 此借助烟火起爆器，锯片包括主轴及其轴承结构都从危险区域离开，因此可避免对操作者 产生后果严重的伤害。这种保护系统的缺点是，必须在很紧的规定时间内(毫秒级)移 动质量相当大的、待下降的结构。对此必需的烟火起爆器(已证明，它对保护致动器来说 是不可缺少的)还会引起昂贵的部分可逆性，这在具有备用保护系统的工具机上，既在时 间上也在组织上使工作不能立即地继续开展。此外，由于构造空间的限制，还由于方法非 常特殊，这种保护系统只适用于大型的、静止的设备(例如台式圆锯)，此台式圆锯在其 内部实现了这样的构造。相反，在使用小型的手持设备(裁断锯(KappsSge )和横切锯 (Gehrungssage )或斜口锯(Paneelsage ))时，这种系统就不予考虑。由官方资助的名为“Cut-stop”的项目(VDI/VDE/ΙΤ)的公开文献(斯图加特大学 的工具机研究所的板式圆锯的保护系统)描述了一种方式，它借助圆盘式制动器的特殊形 状(即自增强的楔形制动器)把工具机的主轴以及锯片带到停机状态。在此借助烟火起爆 器使楔加速，并紧接着推入固定的楔形引导器(其形式是变型的制动钳)和旋转的制动圆
3盘之间。为了选择和结合专门的楔角α和制动衬片值μ，此结构起自锁的作用，因此借助 此构造并根据待减速的质量惯性可满足制动过程的各个时间要求。但这个系统的缺点是， 也如所述公开文献中所描述的一样，在触发保护-致动器之后由于卡在磨擦副中的楔必须 更换整个制动单元。为了再次完整地达到此系统的备用状态，完成此工作量所需的时间成 本共计约10-12分钟。因此，这还部分地限制了即时的系统可逆性。由DE 195 36 995 Al已知一种用于升降机的安全制动器，它具有这样的装置，此 装置在运输工具超过预先给定的最高速度时以与速度有关的减速来制动驱动装置，必要时 也可以使它停下来。DE 195 36 995 Al的安全制动器可根据转速地直接作用在绳索驱动的 运输装置的驱动轮上，并可能限制它的旋转速度。构成为离心力制动器的安全制动器还具 有这样的装置，此装置根据输送速度来增强制动力。
发明内容
从现有技术中得出本发明的目的，创造一种用于工具机的保护系统(尤其是可逆 的保护系统)，它具有这样的构造，即此构造能可靠地触发并在几毫秒内发挥它的保护作用。为了实施此目的，本发明创造了一种紧急制动系统，用来突然地制动工具机的回 转的轴，其中紧急制动系统具有制动鼓和至少一个制动闸瓦，它们为了制动轴而相互啮合。 此制动鼓和所述至少一个制动间瓦在第一状态中通过闭锁装置进行固定。如果探测到了危 险情况，则借助相应的信号来松开(即去激活)制动系统的闭锁装置，则在由轴的旋转而引 发的离心力或离心加速度的影响下，在制动鼓和制动闸瓦之间可进行制动啮合。闭锁装置可在闭锁位置和解锁位置之间调整，以便产生制动啮合，在所述闭锁位 置中制动闸瓦保持在制动闸瓦支座上，在所述解锁位置中所述至少一个制动闸瓦以这样的 方式释放，即它朝着制动鼓的方向进行摆动运动。换句话说，一旦闭锁装置转换到它的解锁 位置，在充分利用回转的轴的离心力的条件下，所述至少一个随回转的轴而旋转的制动闸 瓦在几毫秒内突然地朝着位置固定的制动鼓的方向移动。按本发明，具有诊断系统，它检测闭锁装置的功能能力，尤其是检测它释放制动闸 瓦的能力。例如可借助在诊断电路中专门为此设置的电子设备，来实施诊断制动系统的系 统状态的这一功能。然后按照诊断的结果，可释放亦或例如锁定工具机。由技术原因，尤其是为了达到尽可能快的触发时间(几毫秒的范围内)，为触发制 动情况所需的电磁致动器应有利地作为吸引的磁体来运行。以这种方式，可使制动闸瓦的 锁止销通过电枢板在致动器的激活情况下非常突然地从制动间瓦中拔出来，并因此释放制 动闸瓦。致动器构成为吸引的磁体，这也意味着，它在危险情况下必须电动地进行操控，以 便吸引电枢板并因此触发此系统。因此为了可靠地确保紧急制动系统的保护功能，以下信 息是必要的，即致动器、控制线路以及整个制动系统是否处在备用状态，以便能正常地对用 于触发的相应信号做反应。本发明提出，既在工具机接通之前，也在工具机的设备运转的过程中，借助诊断系 统在预先给定的间隔内借助专门的标准来监控此制动系统，并借助存储的特征数据推断出 它的系统状态。可推出的措施能以以下形式进行，即阻止工具机的接通、启动由系统触发的紧急制动、把消息显示到显示器或类似设备中。在按本发明的用来操纵制动的制动装置中，以有利的方式只使用闭锁力或解锁 力，因为制动功率所需的力是通过系统的离心力产生的。因为闭锁力或解锁力明显低于所需的制动力，所以此闭锁也可非常突然地去激活 (即松开)。这与短暂的制动时间一起导致了非常短的时间(毫秒级，典型的是1至50ms， 有利的是在1至20ms的范围内，尤其在IOms的范围内或更少)，制动系统可在此时间内制 动工具机的工具。闭锁装置优选具有至少一个锁止元件，它可在闭锁位置(在此位置中锁止元件与 所述至少一个制动间瓦相啮合)和解锁位置(在此位置中锁止元件与所述制动间瓦脱耦) 之间活动，这样的锁止元件例如可构成为锁止销或类似物体。闭锁装置还有利地包括致动器，它使闭锁装置从闭锁位置转移到解锁位置。此致 动器可例如指磁致动器，它吸住环形电枢(锁止元件以锁止销的形式固定在此环形电枢 上)，使锁止销从制动闸瓦中脱离开来，从而将它释放。本发明提出，定期地检查闭锁装置的这两个重要部件，以便确保它们在制动情况 下也能可靠地发挥功能。为此，需检查闭锁系统的致动器的功能能力，并通过诊断机构检查 闭锁装置的锁止销的位置。此致动器可有效地与电枢共同起作用，此电枢优选设计成电枢板并在触发那一刻 被吸住。由此在板上产生的全方位的力作用可实现无横向力的均勻吸力，因此预防电枢板 的可能翻转。此外，致动器的通电以及由此引发的电枢吸引可使此系统实现非常短的反应 时间。磁致动器借助传感装置的特定信号来触发工具机的制动系统，此磁致动器可例如 在机器开始运转之前检测它的状态。借助信号应答，可推断出此系统的所有相关接触的存 在以及状态。如果诊断系统识别到致动器的功能能力，则发出用来释放电机运转的起动信号。为了实现诊断目的，致动器被加载诊断电流，诊断电流小于在触发情况下所需的 电流。在致动器被加载诊断电流时，电枢没有吸住，但是可从通过致动器引导的诊断电流的 所测的特征数据(例如电流强度、电压亦或这些变量的时间曲线)推断出致动器的状态。借助诊断电路(它可在几毫秒的范围内接收和分析类似的变量)甚至可利用信号 曲线(形式例如是电流上升)，通过把获得的测量值与存储在诊断系统中的额定值进行比 较，来推断出致动器(例如它的绕组)的特性。因此，能以有利的方式测量和分析特征曲线，尤其是通过致动器的诊断电流的特 征曲线。此外，通过制动系统或致动器的有利布置，可借助固定地位于外壳上的磁体(尤 其是电磁体)来吸引电磁致动器的回转电枢，因此极大地简化致动器的控制。为此，电枢板 的行程必须因此通过挡块限定，以避免共同旋转的电枢板在固定磁体上滑动。由制动系统(尤其是制动系统的闭锁单元)的结构，电枢板的位置是系统状态的 直接表现，并因此作为系统诊断的关键点进行分析。借助专门的传感器，可在系统检测的每一时刻都把有关电枢板位置的信息传达给 系统并且进行分析，以便为此设备的未来运转推导出相应的措施。
此外还存在这样的可能性，即通过确定和分析磁场(诊断磁场)可推断出电枢板 到磁体的间距，此磁场是在诊断过程中在致动器的磁回路中由于诊断电流而建立的。这一 点在必要时可通过电辅助变量来实现，其中可省掉用来识别电枢板位置的额外的传感器。 作为这种辅助变量，提供线圈的电感，它取决于电枢板的状态。通过借助诊断装置的诊断电 流来测定电圈的电感，可推断出电枢板的位置，尤其推断出电枢板与吸引的线圈之间的间 距。因为闭锁装置的锁止销设置在电枢板上，所以通过这种方式可确定，锁止销是否在规定 的位置中，并在触发情况下是否能正确地拔出。因此，诊断系统借助诊断电流既能检测致动器的功能能力，也能检测闭锁装置的 锁止销的正确布置。在运转中的设备中，还可额外地以预先确定的时间段(例如每分钟一次)执行诊 断系统的诊断功能，以便获得在日常的机器运转时保护系统的可能变化。有意义的是，诊断 系统尤其也应在工具机接通时被分别激活。然后，首先诊断此装置的紧急制动系统，并且诊 断系统根据此结果打开亦或不打开工具机。在释放的情况下，例如激活工具机的电机。如 果诊断系统探测到了异常的情况，尤其指测到的特征量与存储的额定量存在着偏差，那么 不会起动工具机，并会通知使用者可能存在问题。此外，本发明还涉及一种工具机，它具有上述类型的紧急制动系统和尤其诊断系 统，其中此工具机可优选指锯，尤其是指圆锯，更确切地指台式圆锯、裁断锯和横切锯或斜口锯。但应清楚，按本发明的诊断系统也可应用在其它的工具机上，它由于特殊的原因 规定在给定的时间段内(在几毫秒的范围内)进行有针对性的可触发的减速。在个别情况 下，本发明也可匹配于其它的工具机。
下面参照附图更精确地描述了本发明的示例性实施例。描述、所属附图以及权利 要求包括许多组合的特征。专业人员也可单独地看待这些特征(尤其是不同实施例的特 征)，并把它们总结成有意义的其它结合。图1在示意性的前视图中示出了按本发明的实施例的紧急制动系统，其处在制动 过程还未触发的状态中；图2在示意性的前视图中示出了图1所示的紧急制动系统，其处在制动过程已触 发的状态中；图3在纵向剖面图中示出了图1和2所示的紧急制动系统，其处在制动过程还未 触发的状态中；图4在示意性的纵向剖面图中示出了图1至3所示的紧急制动系统，其处在制动 过程已触发的状态中；图5在示意性的横向剖面图中示出了图1至4所示的紧急制动系统，其处在制动 过程还未触发的状态中；图6在示意性的横向剖面图中示出了图1至5所示的紧急制动系统，其处在制动 过程已触发的状态中；图7在示意图中示出了，按本发明的致动器与诊断系统相互起作用；
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图8在剖面图中示出了磁致动器；图9在示意图中示出了按本发明的具有闭锁装置的制动系统；图10在侧视图中示出了按本发明的以台式圆锯为形式的工具机的实施例；图11在俯视图中示出了按本发明的以台式圆锯为形式的工具机的备选实施例。
具体实施例方式借助图1至6阐述了按本发明的紧急制动系统的基本构造。图7、8和9用来描述按本发明的紧急制动系统的闭锁装置的致动器的细节，并描 述了诊断系统的细节，并描述了这两个单元的相互作用。图10和11示出了按本发明的以台式圆锯为形式的工具机，其具有按本发明的紧 急制动系统。图1至6在示意图中示出了按本发明的实施例的紧急制动系统，它整体上用参考 标记10表示，它的作用是，例如在危险状况下在非常短的时间段内(在几毫秒的范围内) 使台式圆锯(此处未示出，而是参照图10)的锯片停止运转。按图1至6，用于工具机的紧急制动系统10 (其用来突然地制动回转的轴16)包括 至少一个制动鼓12和至少一个制动闸瓦18，它们为了制动轴16而相互啮合，其中如果松开 了闭锁装置26，则在由轴16的旋转而引发的离心力的影响下，在制动鼓12和制动闸瓦18 之间就会进行制动啮合。按本发明，存在着诊断系统90，它具有诊断机构98、102，它们可检 测闭锁装置26的功能能力。紧急制动系统10具有固定的制动鼓12，它固定在圆锯的未详细示出的框架构件 上。此框架构件在结构方面必须这样布置，即它能承受并接收在减速阶段中产生的制动矩。 此外，紧急制动系统10还具有制动闸瓦支座14，它与锯片侧的从动轴16固定地相连，因此 它借助此从动轴16在箭头17所示的旋转方向上回转。两个径直地彼此相对而置的制动闸 瓦18固定在制动闸瓦支座14上，这两个制动闸瓦18分别围绕着摆动销20可旋转地支承 着。这些制动闸瓦18在它们面向制动鼓12的表面上分别设置有磨擦衬22，其中此磨擦衬 22在紧急制动系统10的制动过程中与固定的制动鼓12啮合在一起，因此磨擦衬22与制 动鼓12构成磨擦副。在图1所示的制动过程还未触发的状态中，制动闸瓦18借助闭锁装 置26的锁止销24固定地保持在制动闸瓦支座14上，因此它们不可围绕着摆动销20进行 旋转。这些锁止销24是闭锁装置26的一部分，它们还具有磁致动器28，锁止销24借助 此磁致动器28可在闭锁位置和解锁位置之间调整，以便在磨擦衬22和制动鼓12之间产生 制动啮合，在所述闭锁位置中制动间瓦18保持在制动间瓦支座14上，在所述解锁位置中制 动闸瓦18以这样的方式释放，即它实现了朝制动鼓12的方向围绕着摆动销20的摆动运 动，此外，按本发明的系统还具有诊断单元，它检测紧急制动系统以及尤其是闭锁单 元的功能能力。此诊断系统尤其控制紧急制动系统的致动器的功能能力，并控制闭锁单元 的正确布置和位置。结合图7至11还会详细研究此诊断系统。如图3所示，闭锁装置26的磁致动器28固定地固定在从动轴16上。此磁致动 器28也可备选地固定在未示出的、位置固定的外壳部件上，并无接触地在锁止销24上起作用。此锁止销24(其通过磁致动器28可回来运动)穿过设置在制动闸瓦支座14中的通穿 孔30进行延伸，并在图1、3和5所示的状态中(在此状态中，制动过程还未开始)嵌入到 啮合孔32中，此啮合孔32分别设置在制动闸瓦18中。制动闸瓦18以这种方式锁定在制 动闸瓦支座14上。在制动系统触发的情况下，磁致动器28以确定的回拉行程s把环形电枢29从制 动闸瓦支座14中拉出，并因此释放制动闸瓦18 (为此见图4和9)，锁止销24固定在此环形 电枢29上。由于通过回转的从动轴16而产生的离心力或离心加速度，它们紧贴在固定的 制动鼓12上，从而在制动闸瓦18的磨擦衬22和制动鼓12之间构成从动轴16的减速所需 的磨擦副。即使锁止销24在本实施例中借助磁致动器28来回运动，也需指出，锁止销24 也可备选地在弹力27或类似力的作用下在两个运动方向中的一个中运动。因此，在磁致动 器28的影响下实现锁止销24的向前运动，而通一个或多个弹簧元件27来实现锁止销24 的复位，或反过来(为此例如见图7)。尤其如图8详细所示，在触发情况下受操控的磁致动器28由磁回路70构成，此磁 回路70由线圈72和磁扼74构成，其可在触发情况下被激活。尤其如图3和8所示，电枢 29定位得朝致动器28隔开一段确定的距离。此距离同时构成制动系统中的锁止销24的超 出尺寸Sp通过磁力Fmag，此电枢29可被磁回路70吸住，因此制动系统的锁止销24可执行意 义相同的运动。为此制动系统10被激活。此磁致动器28在此总是固定地例如设置在外壳 上，以便能支承磁力Fmag。图7现在示出了按本发明紧急制动系统的闭锁装置26与诊断单元90 —起的细 节，此诊断单元90应该可靠地提供闭锁装置26的正确的功能能力。此闭锁装置26至少由 致动器28和锁止销24构成，此致动器28是电磁的致动器。在制动系统触发的情况下，磁 致动器28以确定的回拉行程s把环形电枢29从制动系统的制动闸瓦支座中拉出，并因此 释放制动闸瓦，锁止销24固定在此环形电枢29上。但其前提条件是，磁致动器可靠地工作并且锁止销位于正确的位置上。诊断单元 90的任务是，检测这些前提条件，并在这些前提条件不存在的情况下阻止工具机的运转。例如借助诊断电路96中特意为此设置的电子设备，执行用来诊断制动系统的系 统状态的功能。然后按照诊断的结果，释放亦或例如锁定工具机。磁致动器28借助传感装置的特定信号来触发工具机的制动系统，并可例如在机 器运转开始之前检测它的状态。借助信号应答，可推断出系统的所有相关接触的存在和状 态。如果诊断单元90识别到致动器28的功能能力，则发出用来释放电机运转的起动信号。为了实现诊断目的，致动器28被加载诊断电流，此诊断电流小于在触发情况下所 需的电流。在致动器28用诊断电流进行加裁的情况下，电枢29不会被吸住，但可从通过致 动器导出的诊断电流98的测得的特征数据(例如电流强度、电压亦或这些变量的时间曲 线)，可推断出致动器28的状态，尤其可推断出电磁线圈72的状态。诊断电路96能够在几毫秒的范围内接收并分析类似的变量，借肋此诊断电路96 甚至可利用信号曲线(尤其是以电流上升的形式)，通过把获得的测量数据与存储在诊断系统90的存储介质100中的额定数值进行比较，以便推断出致动器28 (例如它的绕组72) 的特性。为此，测量和分析特征曲线，尤其是测量和分析通过致动器28的诊断电流98的特 征曲线。由于制动系统以及制动系统的闭锁单元的结构，电枢板29的位置是系统状态(已 闭锁或未闭锁)的直接表现，尤其是锁止销24的位置的直接表现，因此作为系统诊断的关 键点来分析。借助专门的传感器102，在系统检测的每个时刻都把有关此电枢板29位置的信息 传达到系统90上，并且进行分析，以便为此设备的未来运转推导出相应的措施。此外还存在这样的可能性，即通过确定和分析磁场(诊断磁场)可推断出电枢板 29与磁体29的间距，此磁场是在诊断过程中在致动器28的磁回路70中由于诊断电流98 而建立的。这一点在必要时可通过电辅助变量来实现，其中在这种情况下可省掉用来识别 电枢板29位置的额外的传感器102。例如提供线圈72的电感，作为这种辅助变量，它也取 决于电枢板29的位置。通过借助诊断装置90的诊断电流98来测定电圈72的电感，可推 断出电枢板29的位置，尤其推断出电枢板29与致动器的吸引的线圈之间的间距。因为闭 锁装置26的锁止销24设置在电枢板29上，所以通过这种方式可确定，锁止销24是否在规 定的、确切的位置中，并在触发情况下是否能正确地拔出。因此，诊断系统90借助诊断电流98既能检测致动器28的功能能力，也能检测闭 锁装置26的锁止销24的正确布置。在运转中的设备中，还可额外地以预先确定的时间段(例如每分钟一次)执行诊 断系统90的诊断功能，以便获得在日常的机器运转时紧急制动系统的可能变化。有意义的 是，诊断系统90尤其也应在工具机接通时被激活。然后，首先执行此装置的紧急制动系统 的诊断，并且诊断系统90根据此结果打开亦或不打开工具机。在释放的情况下，例如激活 工具机的电机。如果诊断系统探测到了异常的情况，尤其指测到的特征量与存储的额定量 存在着偏差，那么不会起动工具机，并会通知使用者可能存在问题。图8是磁体的模型剖面图，由此可看到分开的搭铁的实施方式。此变形方案是有 利的，用来实现磁回路70的安装。图9在概略图中示出了制动装置10包括闭锁装置26的布置。另外，由于所述制动系统的重要的时间规定，还目的明确地选择一种方案，此方案 应用了自助的技术原理。这意味着，为实现触发所施加的张力Fsp在系统内被增强了多倍， 其中产生的反作用力Flteakt在此以磨擦力Fk的形式再次用来提高引入的张力Fsp。这个特性 也称为自增强或伺服作用。由此表征出的系统原则上在应用较小张力的情况下提供尽可能 少的减速时间，因此可把触发元件的质量以及触发时间tA降至最低。增强因数还如下进行确定C =l= tQ -如果因数Cf是正的，则此力在草图所示的方向上起作用。此磨擦力&在此从增 强了因数C*倍的张力Fsp中得出。对于μ = tana，这个等式对于Cf有极点，因此这个增 强因数趋于无限。在实践中，在这一点中存在着不稳定的平衡的系统状态。对于选择参数tana < μ，产生负的增强因数C*。这意味着磨擦力Fk的方向在理论上反过来了，此磨擦力 Fk必须出现，以便维持力平衡。在实际中，这种情况表示自增强系统的特殊状态。由于磨擦 力和法向力的产生的、持续不断的、交互的上升，在理想情况下在短时间之后在磨擦副内出 现静磨擦。这然后会导致整个系统的封锁。在上下文中通常指自锁。在此意义上出现这样 的力，即它大于由制动闸瓦的离心力引发的力。因此根据磨擦副的相对磨擦因数μ可得出角度α，此角度α表示自增强或自锁 出现的区域。在此还有利的是，至少一个磨擦副或制动副的磨擦衬构造成不均勻的。由于紧急制动系统10的前面所述的构造，可明显缩短制动过程的触发时间的时 间间隔，因为制动鼓12和制动闸瓦18之间的制动啮合是在离心力或离心加速度的影响下 实现的，此离心力或离心加速度是由从动轴16的旋转引发的。此外，制动还会产出自增强 甚至自锁的效果，因此它会提高制动效果，并可有利地缩短制动时间。由于磨擦副的磨擦切向力从两侧起作用，当前使用的滚动轴承得到节省，并由于 整个系统的疲劳强度需要而不会过度工作甚至重新设计，这又会把更高的质量惯性带到系 统中。通过已描述的构造，制动单元还可避免环形的外部几何结构，从而可实现构造紧 凑的、封装式的封闭系统，这还额外有利于与工具机相关的工作保护需要。应清楚的是，磁致动器28的操纵是通过相应传感器的输出信号进行的，此输出信 号探测到这样的状态，在此状态中操作人员危险地接近台式圆锯的锯片。这种传感器在现 有技术中是已知的，因此在此处不进行详细阐述。图10和11示出了按本发明的工具机的实施例，其具有紧急制动系统10和传感器 系统52，用来识别材料类型(尤其是组织，例如手的人体组织)的存在。在图10中以侧视 图示出的圆锯48是台式圆锯(台顶式系统)并具有识别装置52，此识别装置52设置得用 来在工具机工作范围56内识别材料类型54(尤其例如是组织)的存在。用于探测的装置 52具有至少一个传感器50，此传感器50可安装在工具机的工作范围以上的平面内，如图10 所示。备选的是，此装置52的传感器50也可直接集成在工作台40中。这两个可能性既可 单独实现，也可同时实现，如在图10中示意示出的一样。此装置52 (它尤其用来探测人体 组织，但也可以探测其它的材料)可以例如且并不排他地包括雷达传感器、尤其是UWB雷达 传感器(UWB = Ultra Wide Band (超宽带))和/或光学传感器、尤其是NIR系统(NIR = Near Infra Red (近红夕卜))。在工具机的锯片前面的危险范围内发现例如手54时，生成一个动作信号，它松开 了制动闸瓦18的安全销24，从而制动闸瓦18 (如上面详细所述的一样)通过离心力驱动顶 向制动鼓12，并启动制动过程。本发明提出，在工具机接通之前，也在工具机的设备运转的过程中，借助诊断系统 在预先给定的间隔内借助专门的标准来监控此制动系统，并借助存储的特征数据推断出它 的系统状态。可推出的措施能以以下形式进行，即阻止工具机的接通、启动由系统触发的紧 急制动、把消息显示到显示器或类似设备中。为此，诊断单元90以有利的方式设置在工具机的控制单元92和用于工具机的电 源开关94之间。在操作电源开关94之后启动诊断流程，以确保在紧急情况下能可靠地触发闭锁系统26。如上所述，为此例如测量致动器28的状态和锁止销24的位置。如果此数据与存 储在系统中的额定数据相一致，则激活圆锯的控制单元92，并例如启动锯的电机，并且激活 传感装置52 (它用来识别材料类型的存在，尤其是组织，例如手的人体组织)。所述诊断单元的作用是，在工具机接通之前，但也在工具机的设备运转的过程中 在预先给定的间隔内(尽量有规律地)借助专门的标准来监控制动系统，并借助存储的特 征数据推断出它的系统状态。可推出的措施能以以下形式进行，即阻止工具机的接通、启动 由系统触发的紧急制动、把消息显示到显示器或类似设备中。如果例如发现致动器的功能 能力有偏差，则可在不激活紧急制动系统的情况下，启动电机的制动，和/或关闭系统(安 全关闭)。然后，使用者例如可要求再次接通工具机。在再次接通机器时，如上所示，再次运 行诊断单元90的诊断程序，并因此确定，是否还担心工具机的紧急制动系统的可能的错误 功能，或是否由于错误测量而执行安全关闭。图11在俯视图中示出了台式圆锯48的实施例。电机60间接地通过传动机构62 驱动工具，此工具在图11的实施例中是锯片66。此锯片66通过夹具68固定在从动轴16 上。此紧急制动系统10在此以有利的方式设置在传动机构62和轴16之间，也就是说，在 激活情况下可使轴16从驱动的传动机构62上脱耦。因此在紧急制动的情况下，可避免传 动级的超负荷。传动级和驱动轴为此然后相互脱离开来。在电机60和系统的电源开关之间还设有一个诊断单元90，此电源开关在图11中 不可见地设置在桌子水平下方，此诊断单元90在电机激活之前检测，闭锁装置在制动情况 下是否可以可靠地松开。即使在前述的实施例中，选择台式圆锯作为工具机的实例，但应清楚，本发明的原 理也可应用在其它的工具机上。最后应清楚，按本发明的紧急制动系统的上述实施例是不受限制的。而是可以修 改和变化的，而不会离开本发明的在所附权利要求中确定的保护范围。
权利要求
1.一种用于工具机的紧急制动系统(10)，用来突然地制动回转的轴(16)，此紧急制动 系统包括至少一个制动鼓(12)和至少一个制动闸瓦(18)，当闭锁装置(26)松开时，所述至 少一个制动鼓(12)和至少一个制动闸瓦(18)为了制动轴(16)而相互啮合，其特征在于， 设有诊断系统(90)，该诊断系统具有诊断机构(96、98、102)，所述诊断机构能检测闭锁装 置(26)的功能能力。
2.按权利要求1所述的紧急制动系统(10)，其特征在于，闭锁装置(26)具有至少一个 锁止元件(24)，所述至少一个锁止元件能在闭锁位置和解锁位置之间移动，在闭锁位置中， 所述锁止元件(24)与所述至少一个制动间瓦(18)相啮合，在解锁位置中，所述锁止元件 (24)与所述制动闸瓦(18)脱耦。
3.按权利要求1或2所述的紧急制动系统(10)，其特征在于，闭锁装置(26)包括致动 器(28)，尤其包括电磁致动器，所述致动器使闭锁装置(26)从闭锁位置转移到解锁位置。
4.按权利要求3所述的紧急制动系统(10)，其特征在于，诊断系统(90)具有诊断机构 (96、98、102)，所述诊断机构能检测致动器(28)的功能能力，和/或检测闭锁装置(26)的 锁止元件(24)的功能能力。
5.按权利要求4所述的紧急制动系统(10)，其特征在于，诊断系统(90)的诊断机构 (96,98,102)包括诊断电流(98)，闭锁装置(26)的致动器(28)被加载所述诊断电流(98)。
6.按权利要求5所述的紧急制动系统(10)，其特征在于，所述加载闭锁装置(26)的致 动器(28)的诊断电流(98)小于能松开闭锁装置(26)的电流。
7.按权利要求5或6所述的紧急制动系统(10)，其特征在于，为了实现诊断目的，通过 诊断系统(90)来测量加载的诊断电流(98)的特征曲线，并与存储在诊断系统(90)的存储 器(100)中的特征数据进行比较。
8.按权利要求7所述的紧急制动系统(10)，其特征在于，测量和分析加载的诊断电流 (98)的时间分辨的特征曲线。
9.按权利要求5所述的紧急制动系统(10)，其特征在于，测量和分析在致动器(28)中 由诊断电流(98)建立的磁场(诊断磁场)。
10.按权利要求9所述的紧急制动系统(10)，其特征在于，时间分辨地测量诊断磁场。
11.一种工具机，其具有按上述权利要求中任一项所述的紧急制动系统(10)。
12.按权利要求11所述的工具机，其特征在于，此工具机是指锯，优选指圆锯，尤其指 台式圆锯(48)。
13.—种驱动工具机的方法，此工具机具有用来突然制动回转的轴(16)的紧急制动系 统(10)，此紧急制动系统(10)包括至少一个制动鼓(12)和至少一个制动闸瓦(18)，所述 至少一个制动鼓(12)和至少一个制动闸瓦(18)为了制动轴(16)而相互啮合，其中当闭锁 装置(26)松开时，在由轴(16)的旋转而引发的离心力的影响下，在制动鼓(12)和制动闸 瓦(18)之间实现制动啮合，其特征在于，通过诊断系统(90)的诊断机构(98、102)来检测 闭锁装置(26)的功能能力。
14.按权利要求13所述的方法，其特征在于，在确定的时间段内重复紧急制动系统 (10)的诊断。
15.按权利要求13或14所述的方法，其特征在于，根据诊断系统(90)的信号，来给工 具机的电机(60)通电。
全文摘要
本发明涉及一种用于工具机的紧急制动系统(10)，用来突然地制动回转的轴(16)，此紧急制动系统包括至少一个制动鼓(12)和至少一个制动闸瓦(18)，它们为了制动轴(16)而相互啮合。此系统是这样设计的，即只要闭锁装置(26)松开，则在由轴(16)的旋转而引发的离心力的影响下，在制动鼓(12)和制动闸瓦(18)之间可进行制动啮合。按本发明设置有诊断系统(90)，它具有诊断机构(96、98、102)，它们可检测闭锁装置(26)的功能能力。此外，本发明还涉及一种具有这种紧急制动系统(10)的工具机，尤其是锯(48)。
文档编号F16D65/22GK102000985SQ20101027140
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月1日 优先权日2009年9月2日
发明者T·温克勒 申请人:罗伯特.博世有限公司