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Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät,
insbesondere eine Heckenschere, einen Freischneider oder dgl. mit
den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Handgeführte Arbeitsgeräte mit einem Verbrennungsmotor als
Antriebsmotor weisen im Antriebsstrang eine Fliehkraftkupplung
auf, die oberhalb einer vorgegebenen Grenzdrehzahl einkuppelt
und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem
Verbrennungsmotor und dem anzutreibenden Werkzeug herstellt. Im Leerlauf
des Verbrennungsmotors trennt die Kupplung das Werkzeug vom
Antriebsmotor.
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Die Fliehkraftkupplung weist motorseitig einen Kupplungsträger
auf, der auf einem durch den Verbrennungsmotor angetriebenen
Antriebsteil festgelegt ist, und an dem zumindest ein
fliehkraftbetätigbarer Kupplungskörper geführt ist. Ein durch den
Verbrennungsmotor anzutreibendes Abtriebsteil, von dem aus der
Kraftfluß zum anzutreibenden Werkzeug führt, umfaßt eine
Kupplungsglocke, die den Kupplungsträger mit dem Kupplungskörper
übergreift. An dem drehbar gelagerten Antriebsteil mit dem
Kupplungsträger sind die Kupplungskörper gegen eine Federkraft
radial nach außen verschieblich geführt. Bei Erreichen der
Grenzdrehzahl sind die Kupplungskörper radial nach außen so
weit ausgelenkt, daß sie sich innenseitig an einer Umfangswand
der Kupplungstrommel anlegen. Durch Reibschluß entsteht eine
kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebsteil und dem
Abtriebsteil.
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Bei bestimmten Ausführungen von handgeführten Arbeitsgeräten
ist konstruktiv vorgesehen, daß der Abtriebsteil in einem
separaten Abtriebsgehäuse gelagert ist. An dem Abtriebsgehäuse
wird der Verbrennungsmotor befestigt. Dabei ist der
Antriebsteil motorseitig gelagert, und üblicherweise direkt auf der
Kurbelwelle des Verbrennungsmotors festgelegt. Die Montage
erfolgt in mehreren Schritten. Zunächst wird die Motorbaugruppe
mit dem Antriebsteil und das Abtriebsgehäuse mit dem
Abtriebsteil separat montiert. Anschließend erfolgt die Festlegung der
Motorbaugruppe am Abtriebsgehäuse. Für eine präzise
Ausrichtung bei der Fertigmontage sind Paßstifte vorgesehen, die
spielfrei in entsprechende Öffnungen ragen. Dadurch ist eine
präzise Ausrichtung des Motors mit dem Antriebsteil gegenüber
dem Abtriebsgehäuse mit dem Abtriebsteil vorgegeben.
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Bei derartig ausgeführten Arbeitsgeräten sind unerwünschte
Vibrationen und ein unsauberes, auch als "Kupplungsrupfen"
bezeichnetes Ein- und Auskuppeln zu beobachten. Aufwendige
Schwingungsdämpfungsmaßnahmen, beispielsweise mit
Antivibrationselementen, führen nicht immer zum gewünschten Erfolg.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Arbeitsgerät derart auszubilden, daß beim Betrieb ein
ruhigerer Lauf gegeben ist.
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Die Aufgabe wird durch ein Arbeitsgerät mit den Merkmalen nach
dem Anspruch 1 gelöst.
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Dazu ist vorgesehen, daß zwischen dem Antriebsteil und dem
Abtriebsteil achsgleich zu beiden ein Zentrierlager vorgesehen
ist, wodurch sich das Antriebsteil und das Abtriebsteil genau
koaxial zueinander relativ drehen können. Zur groben
Ausrichtung des Motors gegenüber dem Abtriebsgehäuse sind zwar
Zentrierstifte vorgesehen. Diese ragen aber mit Spiel in
entsprechende Aufnahmeöffnungen. Bei der Montage des Motors an das
Abtriebsgehäuse erfolgt daher nur eine grobe Ausrichtung der
beiden Baugruppen zueinander. Die präzise Lageausrichtung des
Kupplungsträgers in der Kupplungstrommel erfolgt über das
Zentrierlager. Als Bezugsgröße für die koaxiale Justierung ergibt
sich dabei die relative Lage des Antriebsteiles zum
Abtriebsteil und damit des Kupplungskörpers zur Kupplungsglocke.
Fertigungstoleranzen im Bereich der Paßstifte und der
entsprechenden Aufnahmeöffnungen können dabei ausgeglichen werden.
Die anschließende Fertigmontage, beispielsweise durch Anziehen
entsprechender Befestigungsschrauben des Motors, führt zu
einer innigen Verbindung der beiden Baugruppen unter
Beibehaltung der zuvor durchgeführten Feinausrichtung. Die genaue
Koaxialität in der Fliehkraftkupplung führt zu einem
vibrationsarmen Lauf im Antriebsstrang. Auch ist ein verbessertes,
saubereres Ein- und Auskuppeln zu beobachten. Gegebenenfalls kann
auf aufwändige Antivibrationsmaßnahmen verzichtet oder der
diesbezüglich zu treibende Aufwand zumindest verringert
werden.
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Durch die Feinausrichtung mittels des Zentrierlagers direkt
zwischen dem An- und Abtriebsteil ist die den Rundlauf der
Fliehkraftkupplung beeinflussende Toleranzgrenze
kleingehalten. Aus der räumlichen Nähe der Kupplungskörper bzw. der
Kupplungstrommel zum Zentrierlager ergibt sich eine hohe
Koaxialität und Rundlaufgenauigkeit. Es wird ein sauberes Ein-
und Auskuppeln erreicht. Insgesamt brauchen nur an wenigen
Stellen entsprechende Fertigungstoleranzen eingehalten zu
werden. Die Fertigungskosten sind dementsprechend gesenkt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Abtriebsteil im
Abtriebsgehäuse mit zwei Lagern gelagert. Dadurch ist eine
hohe Steifigkeit der Lagerung gegeben. Die einmal vorgenommene
genaue Justierung ist damit unempfindlich gegen äußere
mechanische und thermische Belastungen. Ein Abtrieb des
Abtriebsteiles, über den der Kraftfluß vom Verbrennungsmotor zum
Werkzeug geleitet wird, ist dabei zweckmäßig zwischen den beiden
Lagern angeordnet. Exzentrizitäten im Kraftfluß und damit
einhergehende Verformungen des Abtriebsstrangs sind dadurch
gering gehalten, was zur weiteren Unempfindlichkeit der bei der
Montage vorgenommenen Feinausrichtung beiträgt.
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Je nach Anwendungsfall können für die Ausführung der
Zentrierlagerung verschiedene Varianten zweckmäßig sein. In einer
vorteilhaften Variante ist das Zentrierlager im Antriebsteil
gehalten, wobei ein Zentrierdorn des Abtriebsteiles in das
Zentrierlager eingreift. Insbesondere eignet sich dabei zur
Aufnahme des Zentrierlagers der Kupplungskörper, innerhalb
dessen ohne weitere Maßnahmen genügend Bauraum für die
Lagerung zur Verfügung steht. Durch die direkte Aufnahme des
Zentrierlagers im Kupplungsträger ist die Toleranzkette vom
Zentrierlager zu den Kupplungskörpern gering gehalten. In einer
zweckmäßigen Alternative ist das Zentrierlager im Abtriebsteil
gehalten, wobei ein Zentrierdorn des Antriebsteiles in das
Zentrierlager eingereift. Diese Variante ist dann zweckmäßig,
wenn im Bereich des Abtriebs konstruktiv bedingt ohne weitere
Maßnahmen entsprechender Bauraum für die Aufnahme des
Zentrierlagers zur Verfügung steht. Der Zentrierdorn ist dabei
vorteilhaft einteilig mit dem Kupplungsträger ausgebildet.
Dadurch ist in einem Fertigungsgang unter Vermeidung von
Fügetoleranzen eine hohe Rundlaufgenauigkeit bzw. Koaxialität des
Zentrierdornes zu den in dem Kupplungsträger geführten
Kupplungskörpern erzielbar.
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Zur Erzielung geringer Reibmomente im Zentrierlager bei der
Relativbewegung des Antriebsteils zum Abtriebsteil im
ausgekuppelten Zustand kann die Ausbildung des Zentrierlagers als
Wälzlager, insbesondere als Nadellager zweckmäßig sein. Die
Leichtgängigkeit des Wälzlagers unterstützt einen runden
Motorlauf des Verbrennungsmotors unter Leerlaufbedingungen. Für
den Einsatz des Arbeitsgerätes unter Bedingungen mit hohem
Schmutzaufkommen ist eine Ausbildung des Zentrierlagers als
Gleitlager zweckmäßig. Das Gleitlager weist schon bei einer
geringen Baugröße eine hohe Tragfähigkeit auf und ist
unempfindlich gegen Schmutz, Abriebstaub der Kupplungskörper oder
dergleichen.
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Zur Erzielung eines geringen Fertigungsaufwandes und zur
Einsparung von Teilekosten sind die Zentrierstifte durch die
Befestigungsschrauben des Verbrennungsmotors gebildet. Zur
Grobausrichtung des Verbrennungsmotors gegenüber dem
Abtriebsgehäuse brauchen die Befestigungsschrauben zunächst lediglich
nur durch die Aufnahmeöffnungen geführt werden, wobei die
erzielte Grobausrichtung hinreichend genau zum Einfädeln der
Zentrierlagerung ist. Durch anschließendes Festziehen der
Befestigungsschrauben ist die mittels des Zentrierlagers
vorgenommene Feinausrichtung festgelegt. Der Zusatzaufwand
separater Paßstifte oder dgl. ist vermieden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand
der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 in einer perspektivischen Übersichtsdarstellung die
wesentlichen Elemente einer motorbetriebenen
Heckenschere;
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Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in teilweise demontiertem
Zustand;
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Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung durch eine
Fliehkraftkupplung mit angeschlossenem Antriebs- und
Abtriebsteil und einem Zentrierlager im Antriebsteil;
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Fig. 4 eine Fliehkraftkupplung mit einem Zentrierlager im
Abtriebsteil;
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Fig. 5 eine Variante der Anordnung nach Fig. 4 mit einem
einteilig mit dem Kupplungsträger ausgebildeten
Zentrierdorn;
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Fig. 6 eine Variante der Anordnung nach Fig. 3 mit einem
direkt im Kupplungsträger festgelegten Zentrierlager.
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Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Übersichtsdarstellung
die wesentlichen Elemente eines Arbeitsgerätes am Beispiel
einer Heckenschere 19. Ein ausschnittsweise angedeutetes
Schermesser 20 ist in einem Abtriebsgehäuse 2 gehalten, in dem sich
ein nicht näher dargestellter Exzenterantrieb für das
Schermesser 20 befindet. Am Abtriebsgehäuse 2 ist ein
Verbrennungsmotor 1 mittels Befestigungsschrauben 18 festgelegt. Das
Schermesser 20 ist durch den Verbrennungsmotor 1 antreibbar.
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Der Verbrennungsmotor 1 weist einen Zylinder 21 und ein
Kurbelgehäuse 22 auf, in dem eine nicht näher dargestellte
Kurbelwelle um eine Kurbelwellenachse 25 drehbar gelagert ist.
Achsgleich zur Kurbelwellenachse 25 ist ein Kühlgebläse 23 für
den Verbrennungsmotor 1 insbesondere im Bereich des Zylinders
21 vorgesehen. Am Zylinder 21 ist ein Abgasschalldämpfer 24
festgelegt.
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In Fortsätzen des Kurbelgehäuses 22 sind Gewindebohrungen 27
eingebracht. Die Befestigungsschrauben 18 sind zur Festlegung
des Verbrennungsmotors 1 durch Flansche 26 des
Abtriebsgehäuses 2 hindurchgeführt und in die Gewindebohrungen 27
eingedreht. Neben der gezeigten direkten Verschraubung des
Verbrennungsmotors 1 mit dem Abtriebsgehäuse 2 kann auch eine
Festlegung des Verbrennungsmotors 1 zweckmäßig sein, bei der der
Verbrennungsmotor 1 in einem Motorgehäuse gehalten ist und
wobei das Motorgehäuse mit dem Abtriebsgehäuse 2 verschraubt
oder anderweitig befestigt ist.
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Der gezeigte Verbrennungsmotor 1 ist ein einzylindriger
Zweitaktmotor. Es kann auch ein Viertaktmotor oder ein anderer
Verbrennungsmotor vorgesehen sein.
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Fig. 2 zeigt die Anordnung nach Fig. 1 in teilweise
demontiertem Zustand. Im Abtriebsgehäuse 2 ist ein Abtriebsteil 5 um
eine Drehachse 28 drehbar gelagert. Das Abtriebsteil 5 umfaßt
eine Kupplungsglocke 7 mit einer etwa zylindrischen Innenwand
34 und einen Zentrierdorn 14. Die Kupplungsglocke 7 und der
Zentrierdorn 14 sind koaxial zur Drehachse 28 angeordnet. Die
Kupplungsglocke 7 und der Zentrierdorn 14 sind Teile eines
Abtriebsteiles 5, welches im Abtriebsgehäuse 2 gelagert ist. In
den drei Flanschen 26 ist je eine Aufnahmeöffnung 10
vorgesehen, durch die die Befestigungsschrauben 18 (Fig. 1)
hindurchführbar sind.
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Aus der dem Abtriebsgehäuse 2 zugewandten und dem Kühlgebläse
23 abgewandten Seite des Kurbelgehäuses 22 vom
Verbrennungsmotor 1 ragt ein Teilstück 31 der Kurbelwelle, an der ein
Kupplungsträger 15 mit zwei bezüglich der Kurbelwellenachse 25
sich gegenüberliegenden und radial verschieblich geführten
Kupplungskörpern 6 festgelegt ist. Die Kupplungskörper 6 sind
gegeneinander durch Zugfedern 33 verspannt und durch
Fliehkraft derart betätigbar, daß sie bedingt durch ihre Masse bei
einer vorgegebenen Drehzahl gegen die Kraft der Zugfedern 33
radial nach außen verschoben werden. Dazu ist vorgesehen, daß
sich außenseitige Kupplungsbeläge 32 der Kupplungskörper 6
innenseitig der Innenwand 34 der Kupplungsglocke 7 reibschlüssig
anlegen. Aus dem Kupplungsträger 15, den Kupplungskörpern 6
mit den Zugfedern 33 und der Kupplungsglocke 7 ist eine
Fliehkraftkupplung 3 gebildet.
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Der Kupplungskörper 15 bildet zusammen mit den
Kupplungskörpern 6 und dem Teil 31 der Kurbelwelle einen Antriebsteil 4,
der im Verbrennungsmotor 1 gelagert ist. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel erfolgt die Lagerung über nicht näher
dargestellte Kurbelwellenlager. Es kann auch eine separate Lagerung
im Bereich des Motors oder eines entsprechenden Motorgehäuses
zweckmäßig sein. Auch kann anstelle der Kurbelwelle 31 eine
Getriebewelle oder dgl. vorgesehen sein.
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Zur Montage des Verbrennungsmotors 1 an das Abtriebsgehäuse 2
werden die Gewindebohrungen 27 entlang der Pfeile 29 zu den
Aufnahmeöffnungen 10 geführt. Die hindurchgeführten
Befestigungsschrauben 18 bilden dabei mit Spiel durch die
Aufnahmeöffnungen 10 hindurchragende Zentrierstifte 9 (Fig. 1) für den
Verbrennungsmotor 1. Bei der Montage wird ein im
Kupplungsträger 15 gehaltenes Zentrierlager 8 auf den Zentrierdorn 14
geschoben. Der zur Kurbelwellenachse 25 koaxiale Antriebsteil 4
wird dadurch achsgleich zur Drehachse 28 des Abtriebsteiles 5
ausgerichtet. Anschließend können die mit Spiel in den
Aufnahmeöffnungen 10 gehaltenen Befestigungsschrauben 18 (Fig. 1) in
den Gewindebohrungen 27 festgezogen werden. Zusätzlich zu den
Befestigungsschrauben 18 können auch separate, mit Spiel
geführte Paßstifte, -dorne oder dgl. vorgesehen sein.
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Fig. 3 zeigt Einzelheiten der Fliehkraftkupplung 3 des
Antriebsteiles 4 und des Abtriebsteiles 5 entsprechend der
Anordnung nach Fig. 2 in einer Längsschnittdarstellung. Demnach
ist zwischen dem Antriebsteil 4 und dem Abtriebsteil 5
achsgleich dazu das Zentrierlager 8 vorgesehen. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel ist dazu das Zentrierlager 8 als Gleitlager
16 ausgebildet und im Antriebsteil 4 gehalten. Der
Zentrierdorn 14 ist Teil des Abtriebsteiles 5 und greift in das
Zentrierlager 8 ein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht
dabei das Abtriebsteil 5 aus einer Abtriebswelle 35, die mittels
zweier Kugellager 11, 12 im Abtriebsgehäuse 2 (Fig. 2)
gelagert ist. In Verbindung mit dem Zentrierlager 8 kann es auch
zweckmäßig sein, nur eines der beiden Lager 11, 12 vorzusehen.
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Auf die Abtriebswelle 35 ist eine Hülse 42 aufgeschoben und
mittels einer Verzahnung 36 drehfest verbunden. Die Hülse 42
trägt einen verzahnten Abtrieb 13 zur Kraftübertragung in
Richtung des Schermessers 20 (Fig. 1). Der Abtrieb 13 kann
auch ein Vierkant, ein Kurbeltrieb, ein Kettenrad oder dgl.
sein. Dabei ist der Abtrieb 13 etwa mittig zwischen den beiden
Lagern 11, 12 angeordnet. Auf der Abtriebswelle 35 ist dem
Antriebsteil 4 zugewandt die Kupplungsglocke 7 drehfest
festgelegt und mittels einer Distanzhülse 37 zum Lager 11
beabstandet.
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Der Antriebsteil 4 umfaßt eine Antriebswelle 38, die eine
separate Getriebewelle sein kann und im gezeigten
Ausführungsbeispiel ein Teil der Kurbelwelle 31 (Fig. 2) ist. Auf die
Antriebswelle 38 ist der Kupplungsträger 15 aufgeschraubt und
mittels eines Zentrierbundes 43 achsgleich zur Antriebswelle
38 ausgerichtet. An dem Kupplungsträger 15 sind die beiden
Kupplungskörper 6 geführt, wobei die Kupplungsglocke 7 die
Kupplungskörper 6 übergreift. Die Antriebswelle 38 weist
stirnseitig mittig eine Bohrung 44 auf, in der das
Zentrierlager 8 gehalten ist.
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Fig. 4 zeigt eine Variante der Anordnung nach Fig. 3, bei der
die Bohrung 44 stirnseitig mittig in der Abtriebswelle 35
angeordnet ist. Das Zentrierlager 8 ist dabei im Abtriebsteil 5
in dieser Bohrung 44 gehalten. Der Zentrierdorn 14 ist auf der
Seite des Antriebsteiles 4 angeordnet und einteilig mit der
Antriebswelle 38 ausgebildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist das Zentrierlager 8 als Wälzlager 17 ausgebildet, wobei
insbesondere ein Nadellager zweckmäßig ist. In den übrigen
Merkmalen und Bezugszeichen stimmt das gezeigte
Ausführungsbeispiel mit dem nach Fig. 3 überein.
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Fig. 5 zeigt eine Variante der Anordnung nach Fig. 4, bei der
der Zentrierdorn 14 einteilig mit dem Kupplungsträger 15
ausgebildet ist. Der Kupplungsträger 15 weist auf seiner dem
Antriebsteil 5 abgewandten Seite ein Innengewinde 40 und eine
Zentrierbohrung 41 zur Festlegung und Ausrichtung an einer
Antriebswelle 38 (Fig. 4) auf.
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Bei der in Fig. 6 gezeigten Variante weist der Kupplungsträger
15 eine abgestufte Durchgangsbohrung 45 mit dem Gewinde 40,
der Zentrierbohrung 41 und einem Lagersitz 46 auf. Der
Zentrierdorn 14 ist einteilig mit der Abtriebswelle 35
ausgebildet und greift in das Zentrierlager 8 ein. Dadurch wird, wie
auch bei den übrigen gezeigten Ausführungsbeispielen eine
koaxiale Ausrichtung des Antriebs- und Abtriebsteiles 4, 5 sowie
der Fliehkraftkupplung 3 zusammen mit allen zugehörigen
Bauteilen zueinander und bezüglich der Drehachse 38 mit hoher
Präzision erreicht.