DE10021705A1 - Handgeführtes Arbeitsgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät wie Freischneider und dergleichen mit einem luftgekühlten Verbrennungsmotor (2), wobei zwischen einer Abtriebswelle (6) des Verbrennungsmotors (2) und dem Werkzeug (10) eine Fliehkraftkupplung (7) angeordnet ist und auf der Abtriebswelle (6) ein Fliehkörperteil (8) der Fliehkraftkupplung (7) und ein Gebläserad (4) drehfest gehalten sind. DOLLAR A Um die Baugröße und das Gewicht des Arbeitsgerätes (1) zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, das Fliehkörperteil (8) an der mit Laufschaufeln (36) bestückten Saugseite des Gebläserades (4) zu befestigen.

Description

Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät wie Freischneider, Motorkettensägen oder dgl. mit einem luftge­ kühlten Verbrennungsmotor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Die WO 99/45243 offenbart ein tragbares Freischneidegerät zum Mähen von Gras mit einem luftgekühlten Verbrennungsmo­ tor, der mit seiner Kurbelwelle das Schneidwerkzeug an­ treibt. Zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und dem Werkzeug ist eine Fliehkraftkupplung angeordnet, wel­ cher unterhalb bestimmter Motordrehzahlen den Antrieb durch den Motor von dem Werkzeug trennt. Auf der Kurbelwelle ist der Fliehkörperteil der Fliehkraftkupplung drehfest gehal­ ten, wobei die Fliehkörper unter Einwirkung von Zentrifu­ galkräften oberhalb bestimmter Drehzahlen auslenken und die Kupplung schließen und das Drehmoment des Motors auf das Werkzeug übertragen.

Zur Kühlung des Verbrennungsmotors ist auf der Kurbelwelle ein Gebläserad drehfest gehalten, welches auf der dem Ver­ brennungsmotor abgewandten Saugseite einen Saugschaufel­ kranz mit einer Vielzahl Saugschaufeln trägt. Das Geblä­ serad fördert mit seinem Saugschaufelkranz kühlende Umge­ bungsluft des Arbeitsgerätes zum Verbrennungsmotor. Die Kühlluft wird dabei aus der Richtung der am Ende des Kur­ belwellenzapfens befestigten Fliehkraftkupplung angesaugt. Der Fliehkörperteil ist fest mit der Kurbelwelle verbunden, wodurch die Drehmomentübertragung über die Fliehkörperkupp­ lung auf das Werkzeug sichergestellt ist. Zwischen dem Fliehkörperteil und dem Verbrennungsmotor ist auf dem Kur­ belwellenzapfen das Gebläserad befestigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Arbeitsgerät derart weiterzubilden, daß Bau­ größe und Gewicht des Arbeitsgerätes reduziert sind und so­ mit die Tragbarkeit des Arbeitsgerätes verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei tragbaren Arbeitsgeräten, bei denen das Gebläserad auf der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors angeordnet ist, kann erfindungsgemäß eine Reduzierung der Baugröße der An­ triebseinheit des Arbeitsgerätes erreicht werden, wenn der Fliehkörperteil der Fliehkraftkupplung an der mit Lauf­ schaufeln bestückten Saugseite des Lüfterrades befestigt ist. Der Fliehkörperteil ist durch seine drehfeste Verbin­ dung mit dem Lüfterrad drehmomentübertragend mit der Ab­ triebswelle verbunden. Auf das bei bekannten Anordnungen erforderliche Mitnehmerglied zwischen Abtriebswelle und Fliehkörperteil kann verzichtet werden, so daß eine Ge­ wichts- und Bauteilreduzierung und damit eine Verringerung der Herstellungskosten des Gerätes gegeben ist. Darüber hinaus kann die Abtriebswelle, beispielsweise die Kurbel­ welle des Verbrennungsmotors kürzer ausgeführt werden, da lediglich das Gebläserad auf dem Wellenzapfen zu befestigen ist.

Zweckmäßig sind an dem Gebläserad axiale Stützdorne ausge­ bildet, welche mit ihren freien Enden mindestens bis auf Höhe der Laufschaufeln reichen und am Fliehkörperteil an­ liegen. Das Fliehkörperteil ist dabei mit mindestens einem der Stützdorne fest verbunden, wobei durch Anbindung des Fliehkörperteils an mehrere Stützdorne die Übertragung des Drehmomentes verstärkt werden kann. Die Stützdorne können einteilig an einem die Laufschaufeln tragenden Grundkörper des Lüfterrades ausgebildet sein, wobei die Gebläsewirkung der Laufschaufeln praktisch nicht beeinträchtigt wird. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind zwei oder mehr um eine Drehachse des Gebläses gruppierte Stützdorne mit jeweils einer axialen Bohrung versehen, in denen das Fliehkörperteil mittels Verbindungselementen gehalten ist. Die Verbindungselemente sind dabei zweckmäßig die Schwenk­ bolzen des Fliehkörperteils, auf denen die Fliehkörper aus­ lenkbar gelagert sind. Die Verbindungsbolzen sind mit ihren freien Enden in den Bohrungen der Stützdorne aufnehmbar und werden dort befestigt. Hierzu können die Schwenkbolzen an ihren freien Enden mit einem Gewinde versehen sein, um so in die Bohrungen der Stützdorne einschraubbar zu sein.

Die erfindungsgemäße Anbindung des Fliehkörperteils an das Gebläserad ist sowohl bei einer Befestigung am Saugschau­ felkranz einseitig beschaufelter Gebläseräder vorteilhaft. Insbesondere kann durch die Anbindung des Fliehkörperteils auf der beschaufelten Seite auch auf der abgewandt der Saugseite liegenden Stirnseite ein zweiter Gebläsekranz am Gebläserad angeordnet sein, wodurch mit dem Gebläserad zwei separate Luftströme förderbar sind. Der mit dem Kupplungs­ teil verbundene Saugschaufelkranz und der Gebläsekranz auf der Rückseite des Gebläserades liegen dabei zweckmäßig durch eine radial am Gebläserad ausgebildete Zwischenwand getrennt, wodurch die Ausbildung zweier unabhängiger Luft­ ströme unterstützt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Freischneidegerät,

Fig. 2 einen Längsschnitt der Antriebseinheit des Frei­ schneidegerätes,

Fig. 3, Fig. 4 perspektivische Ansichten des Lüfterrades,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Gebläserades mit angefügtem Fliehkörperteil,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung des Gebläserades.

Das in Fig. 1 dargestellte handgeführte Arbeitsgerät ist ein Freischneidegerät 1 zum Mähen von Gras und sonstigem Bodenbewuchs. Es umfaßt eine Führungsstange 11, an der eine Lenkerstange 13 mit endseitigen Handgriffen 14 zum Führen und Bedienen des Freischneidegerätes 1 angeordnet ist. Das Freischneidegerät 1 wird von der Bedienungsperson 15 mit­ tels eines Tragegurtes 19 getragen und über die Lenker­ stange 13 frei geführt.

An dem hinteren Ende der Führungsstange 11 ist eine An­ triebseinheit 12 angeordnet, in deren Gehäuse 3 ein Ver­ brennungsmotor (Fig. 2) aufgenommen ist. Der Verbrennungs­ motor treibt über eine Antriebswelle, die in der als Rohr ausgebildeten Führungsstange 11 gelagert ist, ein am vorde­ ren Ende der Führungsstange 11 angeordnetes Werkzeug 10 über ein Winkelgetriebe 18 an. Das Werkzeug 10 ist im vor­ liegenden Ausführungsbeispiel ein Messerblatt 10, welches von der Bedienungsperson 15 in Richtung des Pfeiles 17 hin- und hergehend über die zu mähende Fläche bewegt wird.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt des Gerätegehäuses 3 der Antriebseinheit des Freischneidegerätes in einer die Kur­ belwelle 6 des Verbrennungsmotors 2 enthaltenen Schnitt­ ebene. Der Verbrennungsmotors 2 ist einzylindrig ausgebil­ det, wobei der Zylinder 21 mit seinem Zylinderkopf 20 ge­ kühlt wird von einem Luftstrom, den ein Gebläserad 4 för­ dert. Das Gebläserad 4 ist auf einem Abtriebszapfen 29 der Kurbelwelle 6 drehfest gehalten und in einer zum Verbren­ nungsmotors 2 offenen Kühlluftspirale 5 aufgenommen. Die Kühlluftspirale ist topfartig ausgebildet mit einem dem Verbrennungsmotors zugewandt liegenden Boden 37 und einer Umfangswand, an der der angesaugte Kühlluftstrom zum Zylin­ derkopf 20 geleitet wird. Dabei wird die Schmutzpartikel­ fracht der angesaugten Kühlluft abgeschieden.

Zwischen der Kurbelwelle 6 des Verbrennungsmotors 2, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Abtriebswelle zum Werkzeug ist, und einer Antriebswelle 16, die auf das Mes­ serblatt des Freischneidegerätes wirkt, ist eine Flieh­ kraftkupplung 7 angeordnet. Die Fliehkraftkupplung 7 be­ steht im wesentlichen aus einem Fliehkörperteil 8, der ständig von der Kurbelwelle 6 angetrieben wird, und einer koaxial angeordneten und den Fliehkörperteil axial über­ greifenden Kupplungsglocke 9. Die Kupplungsglocke ist starr mit der Antriebswelle 16 verbunden, die in der als Rohr ausgebildeten Führungsstange 11 (Fig. 1) des Freischneide­ gerätes gelagert ist. Bei höheren Drehzahlen der Kurbel­ welle 6 und dem dabei auf den Fliehkörperteil wirkenden Zentrifugalkräfte werden die schwenkbar gelagerten Flieh­ körper ausgelenkt und kommen an der Innenseite der Kupp­ lungsglocke 9 zur Anlage, wobei die Kupplung reibschlüssig geschlossen wird und das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 auf dis Antriebswelle 16 übertragen wird. Im Leerlaufbe­ trieb des Verbrennungsmotors 2 trennt die Fliehkraftkupp­ lung 7 die Kurbelwelle 6 von der Antriebswelle 16 und damit dem Messerblatt, welches zum Stillstand kommt.

Die Kurbelwelle 6 ist in einem Kurbelgehäuse 22 des Ver­ brennungsmotors 2 gelagert und tritt im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel auf beiden Seiten aus dem Kurbelgehäuse 22 aus. Auf dem Abtriebszapfen 29 ist, wie bereits beschrie­ ben, das Lüfterrad 4 befestigt, während mit dem hinteren, der Abtriebsseite gegenüber liegenden Wellenzapfen der Kur­ belwelle 6 ein nicht näher dargestellter Seilzugstarter 35 zusammenwirkt. Die Ansaugung der Kühlluft durch das Lüfter­ rad 4 erfolgt im wesentlichen in axialer Richtung durch Eintrittsschlitze in einem Gebläsedeckel 30, welcher eine dem Boden 37 der Kühlluftspirale 5 gegenüber liegende, of­ fene Stirnseite des Spiralgehäuses abschließt. Der Geblä­ sedeckel 30 ist in Form eines trichterförmig erweiterten Topfes ausgebildet, der die Fliehkraftkupplung 7 aufnimmt. Der Durchmesser des Gebläserades 4 ist größer als der Durchmesser der Fliehkraftkupplung 7. Die Fliehkraftkupp­ lung 7 wird dadurch von dem durch den Gebläsedeckel ange­ saugten Kühlluftstrom bestrichen und kühl gehalten.

Das Gebläserad ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zweiflutig ausgebildet und trägt auf beiden Stirnseiten je­ weils einen Schaufelkranz (Fig. 3-6). Mit der zweiten Be­ schaufelung kann ein vom Kühlluftstrom getrennter, zweiter Luftstrom gefördert werden, der beispielsweise durch eine Öffnung im Boden 37 der Kühlluftspirale 5 abführbar oder der Luftspirale 5 zuführbar ist.

Der Fliehkörperteil 8 der Fliehkraftkupplung 7 ist erfin­ dungsgemäß an der mit Laufschaufeln bestückten Saugseite des Gebläserades 4 befestigt und bildet eine mit dem Geblä­ serad 4 eine Einheit, die gemeinsam auf dem Abtriebszapfen 29 mit der Nabe 31 des Gebläserades 4 drehfest gelagert ist. Die Übertragung des Drehmomentes des Verbrennungsmo­ tors 2 auf das Fliehkörperteil 8 erfolgt über die Nabe 31 des Gebläserades 4. Eine drehfeste Anbindung des Fliehkör­ perteils 8 an die Kurbelwelle 6 ist nicht erforderlich, es kann daher auf das bei bekannten Fliehkraftkupplungen er­ forderliche Mitnehmerteil für das Fliehkörperteil 8 ver­ zichtet werden und der Abtriebszapfen 29 der Kurbelwelle 6 kürzer ausgeführt werden. Das Gesamtgewicht der Antriebs­ einheit ist so reduziert und durch Bauteilreduzierung und Verkürzung der Kurbelwelle, die üblicherweise aus hochwer­ tigem und daher teurem Material besteht, kann eine Kosten­ reduzierung des Gerätes erreicht werden.

Das Lüfterrad 4, an dessen Saugseite das Fliehkörperteil der Fliehkraftkupplung drehmomentübertragend befestigt ist, wird nachstehend anhand der Fig. 3-6 näher beschrieben. Das Lüfterrad 4 trägt auf beiden Stirnseiten jeweils einen Schaufelkranz 32, 33 mit jeweils einer Vielzahl Laufschau­ feln 36. Die Schaufelkränze 32, 33 liegen durch eine ra­ diale Zwischenwand 34 getrennt, welche an der Nabe 31 des Gebläserades 4 fußt. Durch die Zwischenwand 34 fördert je­ der der Schaufelkränze 32, 33 unabhängig voneinander einen Luftstrom. Auf der in Einbaulage des Gebläserades 4 außen liegenden Seite, d. h. der dem Verbrennungsmotor abgewandt liegenden Seite, ist der Saugschaufelkranz 32 zur Förderung der Kühlluft durch den Gebläsedeckel ausgebildet. Der Saug­ schaufelkranz 32 hat dabei im vorliegenden Ausführungsbei­ spiel eine größere axiale Breite als der Gebläsekranz 33 auf der Rückseite des Gebläserades 4 und erlaubt die Förde­ rung von Kühlluft aus der Umgebung des Arbeitsgerätes mit einem großen Massenstrom.

An dem Gebläserad 4 sind axiale Stützdorne, 25, 26 ausge­ bildet, welche mit ihren freien Enden 28 über die axiale Höhe der Laufschaufeln 36 hinausreichen und an denen das Fliehkörperteil 8 anliegt. Das Fliehkörperteil 8 wird dabei an einem Teil der Stützdorne 25, 26 befestigt. Im vorlie­ genden Ausführungsbeispiel sind vier Stützdorne 25, 26 gleichmäßig um eine Drehachse des Gebläserades 4 von dessen Nabe 31 gruppiert. Zur Befestigung des Fliehkörperteils 8 sind zwei der Stützdorne als Schraubdorne 26 ausgebildet und mit einer Bohrung 27 versehen, in denen das Fliehkör­ perteil 8 befestigt wird. Als Befestigungselemente für das Fliehkörperteil 8 dienen Schwenkbolzen 24 des Fliehkörper­ teils, an denen die Fliehkörper 23 (Fig. 6) schwenkbar ge­ lagert sind. Die Schwenkbolzen 24 reichen dabei in die Boh­ rungen 27 der Schraubdorne 26 und halten mit ihren Schrau­ benköpfen das Fliehkörperteil 8 an den freien Enden 28 der Stützdorne 25, 26 fest.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftkupp­ lung mit zwei Fliehkörpern 23 sind entsprechend zwei Schwenkbolzen 24 an dem Fliehkörperteil 8 vorgesehen. Die Schwenkbolzen 24 liegend dabei diametral gegenüber und ent­ sprechend werden die Schraubdorne 26 an dem Gebläserad 4 ausgebildet. Bei Fliehkraftkupplungen mit mehr als zwei Fliehkörpern werden die Schraubdorne 26 in entsprechender Anzahl wie die Fliehkörper vorgesehen und in der Drehwin­ kellage der zugeordneten Schwenkbolzen 24 um die Nabe 31 des Lüfterrades 4 gruppiert.

Das erfindungsgemäße Gebläserad ist einstückig mit den Stützdornen zur Befestigung des Fliehkörperteils 8 der Fliehkraftkupplung ausgebildet, beispielsweise als Spritz­ gußteil. Die Anbindung des Fliehkörperteils an das Geblä­ serad kann sowohl wie im Ausführungsbeispiel bei zweifluti­ gen Gebläserädern als auch bei einflutigen Gebläserädern erfolgen, bei denen die Kupplung an dem Saugschaufelkranz der Saugseite befestigt ist.

Claims (9)

1. Handgeführtes Arbeitsgerät wie Freischneider, Motor­ kettensäge und dgl. mit einem luftgekühlten Verbren­ nungsmotor (2) zum Antrieb eines Werkzeuges (10), wo­ bei zwischen einer Abtriebswelle (6) des Verbrennungs­ motors (2) und dem Werkzeug (10) eine Fliehkraftkupp­ lung (7) angeordnet ist und auf der Abtriebswelle (6) ein Fliehkörperteil (8) der Fliehkraftkupplung (7) und ein Gebläserad (4) zur Förderung von Kühlluft zum Ver­ brennungsmotor (2) drehfest gehalten sind, wobei das Gebläserad (4) auf der dem Verbrennungsmotors (2) ab­ gewandten Saugseite einen Saugschaufelkranz (32) mit einer Vielzahl Laufschaufeln (36) trägt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fliehkörperteil (8) der Fliehkraftkupplung (7) an der mit Laufschaufeln (36) bestückten Saugseite des Gebläserades (4) befe­ stigt ist.

2. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gebläserad (4) axiale Stützdorne (25, 26) ausgebildet sind, welche mit ihren freien Enden (28) mindestens bis auf Höhe der Laufschaufeln (36) reichen und am Fliehkörperteil (8) anliegen, wobei das Fliehkörperteil (8) mit minde­ stens einem der Stützdorne (26) axial fest verbunden ist.

3. Arbeitsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützdorne (25, 26) einteilig an einem die Laufschaufeln (36) tragenden Grundkörper (31) des Gebläserades (4) ausgebildet sind.

4. Arbeitsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr um eine Drehachse des Gebläserades gruppierte Stützdorne je­ weils mit einer axialen Bohrung (27) versehen sind, in denen das Fliehkörperteil (8) mittels Verbindungsele­ menten (24) gehalten sind.

5. Arbeitsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schwenkbolzen (24) des Fliehkörperteils (8), auf denen die Fliehkörper (23) der Fliehkraftkupplung (7) auslenkbar gelagert sind, in den Bohrungen (27) der Stützdorne (26) aufgenommen und befestigt sind.

6. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläserad (4) auf seiner abgewandt der Saugseite liegenden Stirnseite einen zweiten Gebläsekranz (33) trägt.

7. Arbeitsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläsekranz (33) von dem Saugschaufelkranz (32) durch eine radial am Geblä­ serad (4) ausgebildete Zwischenwand (34) getrennt liegt.

8. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläserad (4) ein einstückiges Gußteil ist.

9. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläserad (4) einen größeren Durchmesser aufweist als die Fliehkraftkupp­ lung (7).