用于便携应用的可携带的作业设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于便携应用的可携带的作业设备(1)、如扩张设备、切割设备或具有切割和扩张功能的组合设备，包括：电动马达(3)；安装在作业设备(1)上的蓄电池(18)；机械或液压驱动的、可移动的活塞杆(5)，用于执行作业、尤其是扩张作业和/或切割作业和/或起重或挤压作业；以及电子的控制和调节单元(7)，用于控制和/或调节电动马达(3)；设置有无刷直流马达作为电动马达(3)，所述电子的控制和调节单元(7)规定第一运行状态，在第一运行状态中，电动马达(3)以第一频率F1运行，所述电子的控制和调节单元(7)规定第二运行状态，在第二运行状态中，电动马达(3)以第二频率F2运行，运行状态能够由所述作业设备(1)的操作人员借助可手动操作的切换器件在第一运行状态和第二运行状态之间进行切换，所述电动马达(3)在第二频率F2下的转速比在第一频率F1下的转速更高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于便携应用的可携带的作业设备
本专利技术涉及一种用于便携应用的机电或电液作业设备、如扩张设备、切割设备或具有切割和扩张功能的组合设备或起重缸(或救援缸)。上述作业设备优选相应用于救援行动。
技术介绍
在此令人感兴趣的类型的、可由操作人员携带的、马达驱动的便携式机电或电液作业设备或救援设备被用于各种应用中。例如有扩张设备、切割设备或所谓的组合设备、即具有切割和扩张功能的设备和救援缸，紧急救援人员(如消防队)例如使用它们从事故车辆中救出受伤人员或救援地震受害者。作业设备或救援设备的类型在此是多种多样的。有电液或机电驱动的作业设备或救援设备，其具有用于切割、扩张或挤压的、优选经硬化的工具嵌件。此类设备在使用时面临极高的机械要求并且根据使用地点而受到各种环境影响(热、冷、湿)。在此特别重要的是，尤其是救援设备在使用时确保特别高的运行可靠性，因为救援行动总是须迅速进行并且意外的运行故障因此可能会带来严重的后果。此外，随着时间的推移这种作业设备在其使用时受到越来越高的机械负荷。这是因为例如在汽车制造领域中使用了越来越高强度的材料，其例如必须被切割设备切断。但此类作业设备的操作也需要大量经验。例如当借助切割设备在轿车的所谓B柱上进行切割时，切割设备的两个切刃首先顺利地侵入材料中。然后，切割过程制动并达到切割过程的停止状态。在足够的力作用在切割工具上的情况下，则形成在材料中传播的微裂纹。所述微裂纹无法用肉眼看到。没有经验的操作人员会认为设备已达到其功率极限，在此情况下取下切割设备并且随后重新开始切割。相反，有经验的操作人员在此情况下会继续等待一段时间，使两个切刃的全负荷保持作用在切割物上。在这段时间里，微裂纹继续传播，直到材料通过切刃施加的负荷而因微裂纹的前进和由此产生的大裂纹而最终断开。但与此相反也可存在这样的情况，在所述情况中，待切割的材料实际上太硬并且长时间等待全负荷也不导致期望的材料断裂。因而到目前为止难以识别这些情况。这种设备的另一问题在于所讨论的作业设备的打开和闭合时间视使用情况而定可能非常长。例如救援缸在缩回状态中长40厘米并且在伸出状态中长150厘米。因此可能发生以下情况：为了使救援缸伸出到所需长度，活塞需要相对长的时间，直到其伸出到所需长度。由于救援行动总是涉及要尽快进行的营救，因此迫切需要使具有可移动活塞杆的作业设备的打开和闭合时间尽可能短。虽然电液作业设备具有液压的比例阀。但由此只能很少地影响作业设备的打开和闭合时间。WO2012/019758A1描述了一种用于第一作业设备和第二作业设备的控制装置，在该控制装置中，通过唯一的液压切换阀以下述方式控制两个并联连接的泵的输送功率，即，将两个泵的输送功率仅提供给第一压力管路或是仅提供给第二压力管路或是以一定的比率共同提供给第一和第二压力管路。通过液压控制阀的相应位置进行选择。从WO2013/127452中已知一种用于运行液压泵组件的方法，在该方法中，根据马达电流进行与负荷有关的控制，从而根据马达电流从负荷状态切换到无负荷状态并且反之亦然。该方法用于节省能源并且因此保护蓄电池。
技术实现思路
本专利技术的任务在于改善用于便携应用的作业设备的同类型液压泵组件的使用效率。所述任务通过权利要求1的特征来解决。在其它权利要求中要求保护本专利技术的符合目的的实施方式。根据本专利技术，除了第一运行状态——在该第一运行状态中电动马达以第一频率F1运行——之外，电子的控制和调节单元还规定第二运行状态，在该第二运行状态中电动马达以第二频率F2运行，运行状态能够由所述作业设备的操作人员借助可手动操作的切换器件在第一运行状态和第二运行状态之间进行切换，并且电动马达在第二频率F2下的转速比在第一频率F1下的转速更高。因此，活塞杆可在需要时通过切换到第二频率F2而比目前的作业设备快得多地伸出或缩回。由此，可省却设置两个并联连接的单独的泵，所述泵必须分别由相配的电动马达驱动。将电动马达切换到第二频率F2(涡轮增压运行(Turbobetrieb))的功能能够以简单的方式在蓄电池供电运行的可携带的作业设备中实现。待选择的频率水平在此决定电动马达的转速并且可自由选择。频率越高，电动马达旋转得越快，以驱动下游机构或下游液压泵。根据本专利技术，电动马达是无刷直流马达(或“电子换向马达”或“ECM马达”或“EC马达”)。符合目的的是，从第一频率F1到第二频率F2的切换仅能在电动马达的整个功率谱的局部范围内进行。尤其是，在电液作业设备中从预定压力(如500巴)起不能再切换到第二运行状态。由此避免了液压回路中的机械问题。优选地，所述切换分别在恒定的频率F1和F2之间进行。符合目的的是，从第一频率F1到第二频率F2的切换可根据电流需求进行。例如可预定电流需求阈值SW，在高于该电流需求阈值时不能再从第一频率F1切换到第二频率F2或者作业设备不能再在第二频率F2下运行。该措施用于进行合理性检查，以确定是存在主动作业(切割、扩张或挤压)的运行状态还是存在只要打开或闭合工具的运行状态。如果作业设备的切割工具例如已侵入材料中，则不能从第一频率F1切换到第二频率F2。通过设置液压控制阀(液压多通阀)以切换活塞杆的运动方向并且通过操作该控制阀也在第一运行状态和第二运行状态之间切换运行状态，为操作人员保持作业设备的直观使用，这对于救援行动是有利的。关于活塞杆的运动方向和电动马达的运行状态，操作人员仅切换控制阀。操作人员如往常般地操作救援设备。仅在其它方面不变的控制阀上设有一个附加的操作功能。如果控制阀是旋转阀，该旋转阀尤其是包括环形手柄或星形手柄，则通过简单地将控制阀旋转附加的角度范围Δα至控制阀的操作的原来的角度范围即可触发运行状态在第一运行状态和第二运行状态之间的切换。因此，为了将电动马达从第一运行状态切换到第二运行状态，操作人员仅将旋转阀旋转附加的角度范围Δα。适宜的是，控制阀是所谓的比例阀，在该比例阀中，阀位置之间的过渡连续地延伸，从而可实现可变的体积流量。根据本专利技术的从第一运行状态到第二运行状态的切换可行性与比例阀叠加并且与“Kick-Down”(强制降档)功能类型相当。通过根据本专利技术检测在运行期间由电动马达消耗的电流A产生的热量W并将所述热量用作控制变量，可有效地避免因过长的过载运行而引起的有害影响。同时，操作人员也可比目前更好地“达到极限”，而不必不断考虑当前运行状态是尚未超过负荷极限还是已经超过负荷极限。因而操作人员的个人经验水平无关紧要。行动的成功前景增加。由此大大改善了同类型液压泵组件的使用效率。优选地，在所述电子的控制和调节单元中或至少在所述电子的控制和调节单元的局部区域中、尤其是在所述电子的控制和调节单元的电路板或半导体组件的区域中(如IGFET或MOSFET的区域中)检测在运行期间由电动马达消耗的电流产生的热量W。在运行期间由电动马达消耗的电流A产生的热量W主要在那里产生并且因此可在那里特别好地被检测。为了检测热量W或温度或温度升高，可设置有第一温度传感器或温度探测器，其检测在运行期间由电动马达消耗的电流产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于便携应用的可携带的作业设备(1)、如扩张设备、切割设备或具有切割和扩张功能的组合设备，所述作业设备包括：/n电动马达(3)；/n安装在作业设备(1)上的蓄电池(18)；/n机械或液压驱动的、可移动的活塞杆(5)，用于执行作业、尤其是扩张作业和/或切割作业和/或起重或挤压作业；以及/n电子的控制和调节单元(7)，用于控制和/或调节尤其是根据权力要求1所述的电动马达(3)；/n设置有无刷直流马达作为电动马达(3)，/n所述电子的控制和调节单元(7)规定第一运行状态，在第一运行状态中，电动马达(3)以第一频率F1运行，/n所述电子的控制和调节单元(7)规定第二运行状态，在第二运行状态中，电动马达(3)以第二频率F2运行，/n运行状态能够由所述作业设备(1)的操作人员借助可手动操作的切换器件在第一运行状态和第二运行状态之间进行切换，/n所述电动马达(3)在第二频率F2下的转速比在第一频率F1下的转速更高。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于便携应用的可携带的作业设备(1)、如扩张设备、切割设备或具有切割和扩张功能的组合设备，所述作业设备包括：
电动马达(3)；
安装在作业设备(1)上的蓄电池(18)；
机械或液压驱动的、可移动的活塞杆(5)，用于执行作业、尤其是扩张作业和/或切割作业和/或起重或挤压作业；以及
电子的控制和调节单元(7)，用于控制和/或调节尤其是根据权力要求1所述的电动马达(3)；
设置有无刷直流马达作为电动马达(3)，
所述电子的控制和调节单元(7)规定第一运行状态，在第一运行状态中，电动马达(3)以第一频率F1运行，
所述电子的控制和调节单元(7)规定第二运行状态，在第二运行状态中，电动马达(3)以第二频率F2运行，
运行状态能够由所述作业设备(1)的操作人员借助可手动操作的切换器件在第一运行状态和第二运行状态之间进行切换，
所述电动马达(3)在第二频率F2下的转速比在第一频率F1下的转速更高。


2.根据权利要求1所述的作业设备，其特征在于，从第一频率F1到第二频率F2的切换仅能在电动马达(3)的整个功率谱的局部范围内进行。


3.根据权利要求1或2所述的作业设备，其特征在于，所述电动马达(3)的转速在第一频率F1和第二频率F2下分别是恒定的。


4.根据前述权利要求中至少一项所述的作业设备，其特征在于，预定电流需求阈值SW，在高于该电流需求阈值时不能从第一频率F1切换到第二频率F2或者作业设备不能在第二频率F2下运行。


5.根据前述权利要求中至少一项所述的作业设备，其特征在于，设置有用于切换活塞杆的运动方向的控制阀(6)，并且通过操作该控制阀(6)也在第一运行状态和第二运行状态之间切换运行状态。


6.根据权利要求5所述的作业设备，其特征在于，所述控制阀(6)是旋转阀，并且通过将控制阀(6)旋转附加的角度范围Δα来触发运行状态在第一运行状态和第二运行状态之间的切换。


7.根据前述权利要求中至少一项所述的作业设备，其特征在于，检测在运行期间由电动马达(3)消耗的电流A产生的热量W并将所述热量附加地用作控制变量。


8.根据前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·绍尔比尔，U·基希纳，
申请(专利权)人：鲁卡斯液压有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE