EP1836434A2 - Ger[tesicherungssystem zum abgesicherten betrieb von gef[hrdungsrelevanten motorger[ten, insbesondere gartenger[ten und werkzeugen - Google Patents

Ger[tesicherungssystem zum abgesicherten betrieb von gef[hrdungsrelevanten motorger[ten, insbesondere gartenger[ten und werkzeugen

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Publication number
EP1836434A2
EP1836434A2 EP05850250A EP05850250A EP1836434A2 EP 1836434 A2 EP1836434 A2 EP 1836434A2 EP 05850250 A EP05850250 A EP 05850250A EP 05850250 A EP05850250 A EP 05850250A EP 1836434 A2 EP1836434 A2 EP 1836434A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hazardous
field
backup system
equipment
alternating field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05850250A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Richter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microchip Technology Germany GmbH
Original Assignee
Ident Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ident Technology AG filed Critical Ident Technology AG
Publication of EP1836434A2 publication Critical patent/EP1836434A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D75/00—Accessories for harvesters or mowers
    • A01D75/20—Devices for protecting men or animals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G3/00—Cutting implements specially adapted for horticultural purposes; Delimbing standing trees
    • A01G3/04—Apparatus for trimming hedges, e.g. hedge shears
    • A01G3/047—Apparatus for trimming hedges, e.g. hedge shears portable
    • A01G3/053—Apparatus for trimming hedges, e.g. hedge shears portable motor-driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/148—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using capacitive technology
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/18—Control arrangements requiring the use of both hands
    • F16P3/20—Control arrangements requiring the use of both hands for electric control systems

Definitions

  • the invention is directed to a system for the secured
  • the invention has for its object to provide solutions through which arise in the operation of motor equipment, especially manually manageable garden and forestry equipment, as well as power tools in terms of operational safety advantages.
  • This object is achieved in a first abstract description he inventungs according to a device backup system to avert hazardous operating situations in the use of motor-driven devices, the system
  • Field generating means comprises, for generating a capacitive spatial change field
  • detection means comprises, for detecting a danger and / or Abschalttrelevant categorized state by detecting changes in the field structure in the Emdrmgung an Obj ectes in the field of j by a field.
  • An evaluation circuit is preferably provided for the classification of the danger and / or switch-off-relevant state, wherein this evaluation circuit is coupled to particular detection means and the detection means are designed so that they can be detected via these field-electrical changes in the environment of the hazardous structure.
  • the inventive system may bessteichend.
  • the capacitive alternating field can be generated by an electrode device that forms part of the hazard-relevant structure.
  • Electrode device can be generated, which is arranged m neighborhood to the hazard-relevant structure. Furthermore, the capacitive alternating field can also be generated by an electrode device which is arranged in an access area to the hazardous structure.
  • the alternating field can be coupled in particular in combination with the aforementioned measures in a power supply cable, so that, for example, in unzuläs siger approach to the cable, the operation of the device is suppressed.
  • Switching device can be provided in the plug-side end region of the power supply cable. It is possible to cause the control of the switching device via signal events, which are coupled into the cable.
  • the capacitive alternating field can also be generated by coupling into the user.
  • the coupling can be performed by a user-side leading circuit device, for. B. IdentCard can be realized. It is also possible to accomplish the coupling by means of an electrode device which is arranged in a grip region or otherwise in the case of proper handling of a device structure close to the user.
  • the capacitive alternating field can be coupled into the user so that this forms an aura surrounding the user. Also in this case, the capacitive alternating field can be generated by a device-side system component, or by a system component to be supplied by the user.
  • Carries information content This information content can be evaluated, for example, as proof of authorization. Under threat in the present context, in particular, but not exclusively danger by pinching, crushing, cutting, heat, cold and electricity to understand.
  • the invention is also directed to the components of said system as such. Furthermore, the invention also includes the implementable by the aforementioned apparatus measures protection method for switching off the drive hazardous structures in devices, especially garden or forestry equipment or other cutting tools.
  • the erfmdungsgedorfe device fuse system is particularly suitable for authorized verification of cutting Kleingeraten with other protection features.
  • protection against injury can be implemented as protection against injury:
  • Sensor protects cables from being cut, and therefore also people Sensor protects people from injury o Sensor protects the operator himself o Sensor protects unauthorized persons o Sensor protects helpers
  • the invention is particularly directed to the protection of electric motor-driven cutting garden tools, such as hedge trimmers, hacklers, lawnmowers, power saws, etc.
  • Such devices are often readily accessible to persons (e.g., children) and potentially potentially hazardous to use.
  • the present invention advantageously partially solves the known problems in a contactless way.
  • a capacitive alternating field such as an aura is generated around an authorized operator, his helpers and / or the cable feed line.
  • the proof of this aura by a suitable detector leads with proper handling to the switching on of the device.
  • the supply of an alternating field permitting the switching on can also take place via personal protective equipment, which can also consist of several parts.
  • both the cutting system and the cable can be connected as receiving devices to a sensor system comprising an LC network.
  • the protective field is generated by the cutting system. If this protective field is coupled into the cable, it is switched off.
  • Figure 1 is a schematic representation to illustrate the inventive concept for securing a motor device
  • Figure 2 is a schematic representation to illustrate the further mode of action of a system according to the invention.
  • Figure 3 is a simplified representation of a designed as a donor card element which serves the coupling of a quasi-static alternating field in a user;
  • Figure 4 is a schematic representation of the signal transmission between a donor and a receiver with the involvement of the limbs of a user;
  • Figure 5 is a schematic representation of a receiving and evaluation system capable of displaying different proximity states
  • Figure 1 shows Schemata.seh the construction of a Kraftgerates, which includes a switching and braking device and an electric motor.
  • the invention provides a generator which can output a medium-frequency AC voltage (eg 200 kHz) capacitively to the film A. This is preferably housed in the handle near the switch.
  • a second film B is located for example in an additional handle. Its enclosure with the other hand is absolutely necessary.
  • a user carries a user card
  • a helper carries a protection card.
  • These cards generate data-modulated alternating fields which are transmitted capacitively to the skin of the respective wearer and form a "synthetic aura M which can be detected, detected and demodulated by a suitable receiver at a definable distance of 0-30 cm. If the user authorized in this way activates the device, the internal controller first checks via the foil B the authorization code of the user card transmitted via the skin. At the same time, it is ensured that the user actually uses the handle (accommodated in the sheet B).
  • the device can be started on it.
  • the controller then turns off the film B and the film C on.
  • This is capacitively connected to the cutting device, on film A is now a modulated AC voltage signal (pulse), which can be modulated with a Abschaltcode, on the skin of the operator.
  • the pulse is tension designed to increase the "synthetic aura" around the operator, and if this comes too close to the cutter body parts, the receiver will detect it and immediately stop the machine until the operator removes his limbs from the danger zone In this way, a serious injury can be prevented in a simple manner, since the shut-off signal from foil A also acts on the supply cable, this is likewise protected from severing, and the operator is protected from a possibly resulting electric shock.
  • Helpers can be equipped with a device (eg in the form of a check card) that generates a switch-off AC signal and capacitively couples it to the wearer's skin so that the helper also forms a "synthetic protective aura.” If the helper gets too close to the cutting device , the receiver can detect this and stop the motor before injury.
  • a device eg in the form of a check card
  • the invention provides a further circuit by which it can be ensured that certain areas of a cutting tool are not touched.
  • An encoder consists of an oscillator, which preferably generates a square wave signal (approximately 20OkHz). This signal can be boosted via a series resonant circuit, if necessary. Thereafter, it is guided on a conductive surface (e.g., copper foil). This forms one side of a capacitor. The other is formed by the human skin.
  • a conductive surface e.g., copper foil
  • switch-on and switch-off signals are distinguished. While operators are driving the switch-in, helpers should carry switch-off transmitters. This ensures that the helper can not operate the equipment, but disable it when a helper comes in the danger zone of the snow device.
  • the operator himself is protected by the switch-off signal (foil A) present in the garden implement, which also secures the supply cable from being severed.
  • the device can only be switched on if the operator carries a switch-on device AND the device is handled as intended. Since the device does not start without a (coded) switch-on signal, this effect can also be used eg for theft and / or parental control.
  • FIG. 4 shows the structure of a transmitter and a receiver for the "synthetic aura" of capacitive alternating fields.
  • a dielectric (e.g., copper) receiver sheet plastic of the device housing or handles
  • An (extremely weak) AC circuit is closed via the human skin (for example between foil A and foil B, so-called bodyb ⁇ dge).
  • Portable donors make this circle parasitic to earth.
  • As input amplifiers i.a. high impedance operational amplifiers (e.g., Max9003), transimpedance amplifiers (e.g., TEMIC U2538B with integrated decoder), or parallel resonant circuit comparators.
  • FIG. 6 shows further design possibilities of the system according to the invention:
  • An external receiver can be connected to a PC via an interface
  • a spiral arrangement of the internal coupling surfaces can be used to detect the enclosure of a handle by hand.
  • a second signal couples into the surface if it is not shielded by an enclosing hand (Faraday cage).

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Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein System für den abgesicherten Betrieb von gefährdungsrelevanten Motorgeräten, insbesondere Gartengeräten, wie beispielsweise Hecken- oder Kantenscheren, Motorsägen und Rasenmähern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben, durch welche sich bei dem Betrieb von Motorgeräten, insbesondere manuell handhabbaren Garten- und Forstgeräten, sowie kraftbetriebenen Werkzeugen im Hinblick auf die Betriebssicherheit Vorteile ergeben. Diese Aufgabe wird in zunächst abstrakter Beschreibung erfindungsgemäss gelöst durch ein Gerätesicherungssystem zur Abkehrung gefährdungsrelevanter Betriebssituationen bei der Verwendung motorbetriebener Geräte, wobei das System Feldbereitungsmittel umfasst, zur Generierung eines kapazitiven räumlichen Wechselfeldes, und Erfassungsmittel umfasst, zur Erfassung eines als gefährdungs- und/oder abschaltrelevant einstufbaren Zustands durch Erfassung feldelektrisch relevanter Einwirkungen bei der Eindringung eines Objektes in den von jenem Feld erfassten Bereich.

Description

Gerätesicherungssystem zum abgesicherten Betrieb von gefährdungsrelevanten Motorgeräten, insbesondere
Gartengeräten und Werkzeugen
Die Erfindung richtet sich auf ein System für den abgesicherten
Betrieb von gefährdungsrelevanten Motorgeräten, insbesondere
Gartengeräten, wie beispielsweise Hecken- oder Kantenscheren, Motorsägen und Rasenmähern.
Bei derartigen Geräten besteht das Problem, dass durch den Antrieb von Schneid- oder Messerstrukturen dieser Geräte, an selbigen Schneid- oder Messerstrukturen hohe Arbeitskräfte auftreten, so dass diesen Geraten ein erhebliches Gefährdungspotential innewohnt, wobei das Verletzungsrisiko insbesondere bei unsachgemäßem, oder unaufmerksamem Gebrauch dieser Geräte besonders hoch ist.
Es ist bekannt, bei derartigen Geräten Mehrfach-Schalter vorzusehen, so dass ein Betrieb dieser Geräte nur möglich ist, wenn das Gerät in einer bestimmten Weise ergriffen wird. Derartige Schalter können jedoch manipuliert werden. Weiterhin können trotz der Verwendung derartiger Schalter gefährdungsrelevante Situationen eintreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben, durch welche sich bei dem Betrieb von Motorgeräten, insbesondere manuell handhabbaren Garten- und Forstgeräten, sowie kraftbetriebenen Werkzeugen im Hinblick auf die Betriebssicherheit Vorteile ergeben. Diese Aufgabe wird in zunächst abstrakter Beschreibung er findungs gemäß gelost durch ein Geratesicherungssystem zur Abkehrung gefahrdungsrelevanter Betriebssituationen bei der Verwendung motorbetriebener Gerate , wobei das System
Feldbereitungsmittel umfasst , zur Generierung eines kapazitiven raumlichen Wechsel feldes , und Erfassungsmittel umfasst, zur Erfassung eines als gefahrdungs- und/oder abschaltrelevant einstufbaren Zustands durch Erfassung von Änderungen des Feldaufbaues , bei der Emdrmgung eines Obj ektes in den von j enem Feld erfassten Bereich .
Zur Einstufung des gefahrdungs- und/oder abschaltrelevanten Zustands ist vorzugsweise eine Auswertungss chaltung vorgesehen, wobei diese Auswertungs schaltung mit j enen Erfas sungsmitteln gekoppelt ist und die Erfassungsmittel so ausgebildet sind, das s über diese feldelektrische Änderungen im ümgebungsbereich der gefahrdungsrelevanten Struktur erfas sbar sind .
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich , das Auftreten verletzungsrelevanter Situationen hinreichend frühzeitig zu erkennen und den Antrieb der gefahrdungsrelevanten Komponenten des abgesicherten Geräts zu unterbinden .
Es ist möglich, unzulässige , oder abschaltrelevante Situationen durch Frequenzanderungsef fekte , durch Phasenverschiebungseffekte, durch Änderungen des Resonanzverhaltens der LC-Netzwerke, und/oder durch Intensitats- oder Schwellwertbetrachtungen zu erkennen . Das erfindungsgemaße System kann selbsteichend ausgebildet sein .
Das kapazitive Wechselfeld kann durch eine Elektrodeneinrichtung generiert werden, die Teil der gefahrdungsrelevanten Struktur bildet .
Das kapazitive Wechsel feld kann auch durch eine
Elektrodeneinrichtung generiert werden, die m Nachbarschaft zu der gefahrdungsrelevanten Struktur angeordnet ist . Weiterhin kann das kapazitive Wechselfeld auch durch eine Elektrodeneinrichtung generiert werden, die in einem Zutrittsbereich zu der gefährdungsrelevanten Struktur angeordnet ist .
Das Wechselfeld kann insbesondere in Kombination mit den vorgenannten Maßnahmen auch in ein Spannungsversorgungs kabel eingekoppelt werden, so dass beispielsweise bei unzuläs siger Annäherung an das Kabel der Betrieb des Gerätes unterbunden wird .
Es ist möglich eine Schalteinrichtung vorzusehen, zur Unterbrechung des Ans chlus ses des Spannungsversorgungskabels . Diese
Schalteinrichtung kann im steckerseitigen Endbereich des Spannungsversorgungskabels vorgesehen sein . Es ist möglich, die Ansteuerung der Schalteinrichtung über Signalereignisse zu veranlassen, die in das Kabel eingekoppelt werden .
Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungs form der Erfindung kann das kapazitive Wechselfeld auch durch Einkopplung in den Anwender generiert werden . Die Einkoppelung kann durch eine anwenderseitig zu führende Schaltungseinrichtung , z . B . IdentCard realisiert werden . Es ist auch möglich, die Einkoppelung durch eine Elektrodeneinrichtung zu bewerkstelligen, die in einem Griffbereich oder anderweitig bei ordnungsgemäßer Handhabung benutzernahen Gerätestruktur angeordnet ist .
Das kapazitive Wechselfeld kann so in den Anwender eingekoppelt werden, das s dieses eine den Anwender umgebende Aura bildet . Auch in diesem Falle kann das kapazitive Wechselfeld durch eine geräteseitige Systemkomponente , oder durch eine anwenderseitig zu führende Systemkomponente generiert werden .
Es ist möglich, das kapazitive Wechselfeld nach Maßgabe eines
Modulators derart zu generieren, das s dieses einen
Informationsinhalt trägt . Dieser Informationsinhalt ist beispielsweise als Autorisierungsnachweis auswertbar . Unter Gefahrdung ist im vorliegenden Kontext insbesondere, jedoch nicht ausschließlich Gefahrdung durch Einklemmen, Quetschen, Schneiden, Hitze, Kalte und Strom zu verstehen.
Die Erfindung richtet sich auch auf die Komponenten des genannten Systems als solche. Weiterhin umfasst die Erfindung auch das durch die vorgenannten apparativen Maßnahmen realsierbare Schutzverfahren zur Abschaltung des Antriebs gefahrdungsrelevanter Strukturen bei Geraten, insbesondere Garten- oder Forstgeraten oder anderweitigen Schneidwerkzeugen.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung m Verbindung mit den Zeichnungen.
Das erfmdungsgemaße Gerätesicherungssystem eignet sich insbesondere zur autorisierungsverifizierten Nutzung von schneidenden Gartengeraten mit weiteren Schutzmerkmalen.
Auf Grundlage des erfmdungsgemaßen Konzepts erreichbare Wirkungen:
Nur autorisierte Personen können das Gerat starten
Gerat startet nur, bei richtiger Handhabung
Gerat startet nur bei bestimmungsgemaßer Verwendung erforderlicher, insbes. personlichen Schutzausrüstung
Als Verletzungsschutz sind insbesondere folgende Schutzmerkmale realisierbar:
Sensor schütz Kabel vor Durchtrennen und damit auch Menschen Sensor schützt Menschen vor Verletzung o Sensor schützt den Bediener selbst o Sensor schützt Unautorisierte Personen o Sensor schützt Helfer
Als weitere Sicherheitsmerkmale sind insbesondere folgende Wirkungen erreichbar:
Diebstahlschütz KinderSicherung
Registrierte Verwendung (Laufzeit, Beschädigung, Störung,
Öffnung, Service)
Die Erfindung richtet sich insbesondere auf die Absicherung von el. motorbetriebenen schneidenden Gartengeraten, wie Heckenscheren, Hacksler, Rasenmäher, Motorsagen etc. Solche Gerate sind oft für Personen (z.B. Kinder) leicht zuganglich und bei der Verwendung grundsätzlich potentiell gefahrlich.
Die Hauptgefahrenpunkte sind neben der unautorisierten Bedienung die falsche Handhabung, die zu Schaden von Mensch und Material fuhren können. Zusatzliche Haltegriffe werden deshalb mit mechanischen Schaltern ausgestattet, die jedoch manipuliert werden können (Klebeband). Das Durchtrennen der Zuleitungskabel kann zu el. Schlagen fuhren. Schneidende Teile können in den Bereich von Körperteilen gelangen und diese verletzen, wenn z.B. das Gerat nicht sachgemäß gehalten und gefuhrt wird. Gartengerate können auch entwendet werden.
Bei bestimmten Gartengeraten (Motorsagen, Trimmer etc.) ist das Tragen von persönlicher Schutzausrüstung dringend empfohlen, erfolgt jedoch nicht immer.
Da Gartengerate in einem harten Verkaufswettbewerb stehen, darf eine Problemlosung weder teuer noch aufwendig sein.
Die vorliegende Erfindung lost in vorteilhafter Weise teils auf beruhrungslosem Weg die bekannten Probleme. Dabei wird um einen autorisierten Bediener, seinen Helfern und/oder der Kabelzuleitung ein kapazitives Wechselfeld wie eine Aura erzeugt. Der Nachweis dieser Aura durch einen geeigneten Detektor fuhrt bei richtiger Handhabung zur Einschaltung des Gerätes. Bei Fehlbedienung jedoch zum sofortigen Abschalten, noch bevor die Schneideinrichtung ein menschliches Korperteil oder die el. Zuleitung erreichen kann. Die Zubringung eines, das Einschalten erlaubenden Wechselfeldes kann auch über eine persönliche Schutzausrüstung erfolgen, die auch aus mehreren Teilen bestehen kann.
Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Konzeptes wird es möglich, eine Heckenschere zu schaffen die selbsttätig abschaltet, sobald sich der Schneidenbereich dem Spannungsversorgungskabel unzulässig stark nähert. Sowohl das Schneidensystem, als auch das Kabel können als Empfangsorgane an ein Sensorsystem das ein LC-Netzwerk umfasst angebunden sein. Vorzugsweise wird durch das Schneidensystem das Schutzfeld generiert. Wird dieses Schutzfeld in das Kabel eingekoppelt, erfolgt eine Abschaltung.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
Figur 1 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Konzeptes zur Absicherung eines Motorgerätes;
Figur 2 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung der weiteren Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Systems;
Figur 3 eine vereinfachte Darstellung eines als Geberkarte gestalteten Elementes das der Einkoppelung eines an sich quasistatischen Wechselfeldes in einen Anwender dient;
Figur 4 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung der Signalübertragung zwischen einem Geber- und einem Empfänger unter Einbindung der Gliedmaßen eines Anwenders;
Figur 5 eine Schemadarstellung eines Empfangs- und Auswertungssystems das unterschiedliche Näherungszustände anzuzeigen vermag; Figur 1 zeigt Schemata.seh den Aufbau eines Gartengerates, welches eine Schalt- und Bremseinrichtung sowie einen Elektromotor umfasst. Die Erfindung sieht einen Generator vor, der eine mitteIfrequente Wechselspannung (z.B. 200 kHz) an der Folie A kapazitiv ausgeben kann. Diese ist vorzugsweise im Handgriff in der Nahe des Einschalters untergebracht. Eine zweite Folie B befindet sich beispielsweise in einem zusätzlichen Haltegriff. Dessen Umschließung mit der anderen Hand sei zwingend erforderlich. Ein Benutzer tragt z.B. eine Benutzerkarte, ein Helfer eine Schutzkarte mit sich.
Diese Karten erzeugen mit Daten modulierte Wechselfelder, die kapazitiv auf die Haut des jeweiligen Tragers übertragen werden und eine „synthetische AuraM bilden, die von einem geeigneten Empfanger in einem bestimmbaren Abstand von 0- ca. 30cm erfasst, detektiert und demoduliert werden kann. Schaltet der derart autorisierte Benutzer das Gerat ein, so prüft der interne Controller zunächst über die Folie B den über die Haut übertragenen Autorisierungscode der Benutzerkarte. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass der Benutzer den Griff (in dem Folie B untergebracht wurde) auch tatsachlich benutzt.
Das Gerat kann darauf hin gestartet werden. Der Controller schaltet dann die Folie B ab und die Folie C ein. Diese ist kapazitiv mit der Schneidevorrichtung verbunden, über Folie A wird nun ein moduliertes Wechselspannungssignal (Puls) , welches mit einem Abschaltcode moduliert sein kann, auf die Haut des Bedieners. Der Puls ist spannungsmaßig so ausgelegt, dass sich die „synthetisches Aura" um den Bediener vergrößert. Kommt dieser nun mit Korperteilen der Schneidvorrichtung zu nahe, wird dies vom Empfanger detektiert und der Geratemotor sofort gestoppt, bis der Bediener seine Gliedmaßen wieder aus dem Gefahrenbereich der Schneidvorrichtung entfernt. Einer ernsthaften Verletzung kann so auf einfache Weise vorgebeugt werden. Da das Abschaltsignal von Folie A auch noch auf das Zuleitungskabel wirkt, ist dies in gleicher Weise vor dem Durchtrennen, und der Bediener vor einem daraus resultierenden evtl. elektrischen Schlag geschützt. Helfer können mit einer Vorrichtung (z.B. m Form einer Scheckkarte) ausgestattet werden, die ein Abschalt-Wechselspannungssignal generiert und auf die Haut ihres Träges kapazitiv einkoppelt, so dass sich beim Helfer ebenfalls eine „synthetische Schutzaura" bildet. Kommt der Helfer der Schneidvorrichtung zu nahe, kann der Empfanger dies feststellen und den Motor stoppen, bevor Verletzungen entstehen.
Gemäß Figur 2 stellt die Erfindung eine weitere Schaltung vor durch welche sichergestellt werden kann, dass bestimmte Bereiche eines schneidenden Werkzeugs nicht berührt werden.
Oft befinden sich Griffe auf Metallstangen; an deren unterem Ende ist das Gehäuse mit dem Antriebsmotor, und am oberen die Schneidvorrichtung angebracht. Da der Griff oft verstellbar ist, sollte er nicht verkabelt werden. Im Griff wird daher ein Gleichrichter untergebracht, der nur bei Berührung des Griffes das Wechselfeld von Geber 1 gleichrichtet und damit einen Oszillator betreibt, der auf einer anderen Frequenz arbeitet, die Detektor 2 empfangen kann. Wird dagegen die Stange berührt, bleibt das Signal für Detektor 2 aus, was zur Abschaltung der Maschine fuhrt.
Aufbau einer Gebereinrichtung
Ein Geber besteht aus einem Oszillator, der vorzugsweise ein Rechtecksignal (etwa 20OkHz) erzeugt. Dieses Signal kann über einen Serienresonanzkreis spannungsmaßig erhöht werden, falls erforderlich. Danach wird es auf eine leitende Flache (z.B. Kupferfolie) gefuhrt. Dies bildet eine Seite eine Kondensators. Die andere wird durch die menschliche Haut gebildet.
Durch Ein- und Ausschalten des Oszillators und/oder durch Ändern der Frequenz nach einem bestimmten Schema können so auch Daten übertragen werden. Derartige Geber können in den Gartengeraten untergebracht, oder wie in Figur 3 dargestellt z.B. in Scheckkartenform vom Bediener mitgefuhrt werden. Nach außen sind die Folien z.B. mit Kunststoff oder Lack isoliert. Grundsatzlich werden Einschalt- und Abschaltsignale unterschieden. Wahrend Bediener Einschaltgeber mit sich fuhren, sollen Helfer Abschaltgeber tragen. Damit ist sichergestellt, das Helfer die Gerate nicht bedienen können, dies aber abschalten, wenn eine Helfer in der Gefahrenbereich der Schneivorrichtung kommt. Der Bediener selbst wird über das im Gartengerät vorhandene Abschaltsignal (Folie A) geschützt, welches auch das Versorgungskabel vorm Durchtrennen sichert. Das Einschalten des Gerätes kann nur erfolgen, wenn der Bediener einen Einschaltgeber mit sich fuhrt UND das Gerat bestimmungsgemäß angefasst wird. Da das Gerat ohne (codiertes) Einschaltsignal nicht startet, kann dieser Effekt auch z.B. zu Diebstahl- und/oder Kindersicherung verwendet werden.
In Figur 4 ist der Aufbau eines Gebers und eines Empfangers für die „synthetische Aura" kapazitiver Wechselfelder dargestellt.
Eine (z.B. Kupfer-) Empfangsfolie mit Dielektrikum (Kunststoff des Gerategehauses oder der Griffe) wird einem selektiven Verstärker einem Filter und einer Decodiereinrichtung zugeführt. Über die menschliche Haut wird ein (extrem schwacher) Wechselstromkreis geschlossen (z.B. zwischen Folie A und Folie B, sog. Bodybπdge) . Portable Geber (-Karten) bilden diesen Kreis parasitär gegen Erde. Als Eingangsverstärker können u.a. hochohmige Operationsverstärker (z.B. Max9003) , Transimpedanzverstärker (z.B. TEMIC U2538B mit integriertem Decoder) oder Komparatoren mit vorgeschaltetem Parallelresonanzkreis verwendet werden.
Figur 6 zeigt weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten des erfindungsgemaßen Systems:
Folgeschaltung: erst muss ein Haltegriff umschlossen werden, dann kann die Maschine am Hauptgriff eingeschaltet werden Loslassen des Haltegriffes stoppt die Maschine, Nachfassen hat keine Wirkung. Damit die Maschine nicht versehentlich anlauft, muss diese am Schalter erst wieder eingeschaltet werden (eine LED Farbe ROT signalisiert: FÜLL STOP) Bei Annäherung an das Netzkabel oder an ein Körperteil des Bedieners/Helfers stoppt der Motor, läuft aber weiter, wenn die Gefahr nicht mehr besteht (LED Farbe Gelb: GEFAHR) Eine grüne LED kann die ordnungsgemäße Handhabung anzeigen Das System kann auch Betriebsdaten (Laufzeiten, Störungen, Bedienerwechsel, Gefährdungen usw.) registrieren und über die kapazitive Koppelstelle ausgeben. Ein externer Empfänger kann über eine Schnittstelle mit einem PC verbunden werden Eine spiralförmige Anordnung der internen Koppelflachen kann verwendet werden um das Umschließen eines Griffes mit der Hand festzustellen. Ein zweites Signal koppelt in die Flache ein, wenn es nicht durch eine umschliessende Hand abgeschirmt wird (faradayscher Käfig) .

Claims

Patentansprüche
1. Geratesicherungssystem zur Abkehrung gefahrdungsrelevanter Betriebssituationen bei der Verwendung motorbetriebener Gerate, wobei das System Feldbereitungsmittel umfasst, zur Generierung eines kapazitiven Wechselfeldes, und Erfassungsmittel umfasst, zur Erfassung eines gefahrdungs- und/oder abschaltrelevant einstufbaren Zustands, wobei zur Einstufung des gefahrdungs- und/oder abschaltrelevanten Zustands eine Auswertungsschaltung vorgesehen ist, und diese Auswertungsschaltung mit jenen Ξrfassungsmitteln gekoppelt ist und die Erfassungsmittel so ausgebildet sind, dass über diese feldelektrische Änderungen im Umgebungsbereich der gefahrdungsrelevanten Struktur erfassbar sind.
2. Geratesicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Wechselfeld durch eine Elektrodeneinrichtung generiert wird, die Teil der gefahrdungsrelevanten Struktur bildet.
3. Geratesicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Wechselfeld durch eine Elektrodeneinrichtung generiert wird, die m Nachbarschaft zu der gefahrdungsrelevanten Struktur angeordnet ist.
4. Geratesicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Wechselfeld durch eine Elektrodeneinrichtung generiert wird, die in einem Zutritts- oder Zugriffsbereich zu der gefahrdungsrelevanten Struktur angeordnet ist.
5. Geratesicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselfeld m ein Spannungsversorgungskabel eingekoppelt wird.
6. Geratesicherungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, zur Unterbrechung des Anschlusses des Spannungsversorgungskabels.
7. Geratesicherungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Wechselfeld durch Einkopplung in den Anwender generiert wird.
8. Geratesicherungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Wechselfeld als den Anwender umgebende Aura generiert wird.
9. Geratesicherungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Wechselfeld durch eine gerateseitige Systemkomponente generiert wird.
10. Geratesicherungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Wechselfeld durch eine anwenderseitig zu fuhrende Systemkomponente generiert wird.
11. Geratesicherungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass das kapazitive Wechselfeld nach Maßgabe eines Modulators derart generiert wird, dass dieses einen Informationsinhalt tragt.
12. Geratesicherungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsinhalt als Autorisierungsnachweis auswertbar ist.
13. Geratesicherungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, dass das System in Verbindung mit einem Gartengerat realisiert ist.
14. Geratesicherungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, dass die anwenderseitig zu fuhrende Systemkomponente als Nutzungskartenelement ausgebildet ist.
15. Geratesicherungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
14, dadurch gekennzeichnet, dass die anwenderseitig zu fuhrende Systemkomponente in eine anwenderseitig zu tragende Schutzvorrichtung integriert ist.
16. Gartengerät mit einer Gerätesicherungseinrichtung zur Abkehrung gefährdungsrelevanter Betriebssituationen bei der Verwendung desselben, mit einem Feldbereitungsmittel, zur Generierung eines kapazitiven Wechselfeldes, und Erfassungsmitteln, zur Erfassung eines als gefährdungs- und/oder abschaltrelevant einstufbaren Zustande, wobei zur Einstufung des gefährdungs- und/oder abschaltrelevanten Zustands eine AuswertungsSchaltung vorgesehen ist, und diese Auswertungsschaltung mit jenen Erfassungsmitteln gekoppelt ist und die Erfassungsmittel so ausgebildet sind, dass über diese feldelektrische Änderungen im Umgebungsbereich der gefährdungsrelevanten Struktur erfassbar sind.
17. Betriebsschaltungskomponente als Komponente eines Sicherungssystems zur Ermöglichung des Betriebs eines Gartengerätes das mit einer zu der Betriebsschaltungskomponente komplementären Gerätesicherungseinrichtung ausgestattet ist, zur Abkehrung gefährdungsrelevanter Betriebssituationen bei der Verwendung des Gartengeräts, mit: einem Feldbereitungsmittel, zur Generierung einer, einen Anwender umgebenden feldelektrischen Aura.
18. Betriebsschaltungskomponente nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass geräteseitig Erfassungsmittel vorgesehen sind, zur Erfassung eines als gefährdungs- und/oder abschaltrelevant einstufbaren Zustands, wobei zur Einstufung des gefährdungs- und/oder abschaltrelevanten Zustands eine Auswertungsschaltung vorgesehen ist, und diese Auswertungsschaltung mit jenen Erfassungsmitteln gekoppelt ist und die Erfassungsmittel so ausgebildet sind, dass über diese feldelektrische Einwirkungen im Umgebungsbereich der gefährdungsrelevanten Struktur erfassbar sind.
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