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Die
Erfindung betrifft eine Abgasanlage eines durch einen Verbrennungsmotor
angetriebenen, handgeführten
Arbeitsgerätes
mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Handgeführte Arbeitsgeräte, wie
Heckenscheren, Freischneider, Kettensägen oder dgl. werden von Verbrennungsmotoren
angetrieben, die in üblichen
Ausführungen
mit einer Verlustschmierung versehen sind. Insbesondere bei einer
Ausführung als
Zweitaktmotor enthält
das in den Motor eingeleitete Kraftstoff/Luft-Gemisch einen geringen Schmierölanteil,
der nach seiner Durchleitung durch den Motor mit dem entstehenden
Abgasstrom als feiner Nebel ins Freie geleitet wird. Neben dem genannten Ölnebel können auch
Verbrennungsrückstände, Luftfeuchtigkeit
oder dgl. zu einer Nebelbildung führen, die auch bei Viertaktmotoren
zu beobachten ist.
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Es
hat sich gezeigt, daß die
vorgenannten Stoffe im Abgasstrom dazu neigen, auf Innenflächen der
Abgasanlage einen Kondensatfilm zu bilden. Bei bestimmten Bauformen
ist zu beobachten, daß der Kondensatfilm
in Richtung des Abgasstromes transportiert wird. Im Bereich des
Auslaßendes
vom Abgasrohr kann sich eine Kondensatansammlung bilden, die entweder
am Auslaßende
abtropft oder sogar auf der Außenseite
des Abgasrohres in Richtung des Motors zurückläuft. Dies führt zu unangenehmen Verschmutzungen,
die ein häufiges
Reinigen des Arbeitsgerätes
erforderlich machen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasanlage der eingangs
beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß eine Verschmutzungswirkung
vermieden ist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Es
wird eine Abgasanlage eines durch einen Verbrennungsmotor angetriebenen
Arbeitsgerätes vorgeschlagen,
bei der auf einer Innenwand des Abgasrohres ein den Strömungsquerschnitt
verengendes, umlaufendes Kondensat-Leitelement angeordnet ist. Die
in Umfangsrichtung umlaufende Anordnung des Kondensat-Leitelementes bewirkt,
daß die Bewegung
des Kondensatfilmes in Richtung des Abgasstromes behindert wird.
Das Kondensat-Leitelement erstreckt sich von der Innenwand des Abgasrohres
radial nach innen. Angesammeltes bzw. an den Wänden des Abgasrohres niedergeschlagenes Kondensat
staut sich in diesem Bereich auf und wird radial nach innen gelenkt.
Gleichzeitig bewirkt das umlaufende Kondensat-Leitelement infolge
seiner radialen Erstreckung nach innen eine Verengung des freien
Strömungsquerschnittes.
Die Geschwindigkeit des Abgasstromes wird hier lokal erhöht. Angesammeltes
und nach innen gelenktes Kondensat wird infolge der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit vom Abgasstrom
mitgerissen und ins Freie befördert.
Ein Austropfen des Kondensates aus dem Abgasrohr ist vermieden.
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In
vorteilhafter Weiterbildung ist das Abgasrohr einem Abgasschalldämpfer nachgeschaltet,
wobei das Kondensat-Leitelement in einem außerhalb des Abgasschalldämpfers liegenden
Rohrabschnitt liegt. Der außerhalb
liegende Rohrabschnitt des Abgasrohres ist nicht von heißen Abgasen
umströmt. Die
vergleichsweise kühle
Umgebung begünstigt eine
Kondensatbildung. Die Anordnung des Kondensat-Leitelementes in diesem
Bereich bewirkt einen Wiedereintrag des Kondensatstoffes in den
Abgasstrom nahezu unmittelbar am Ort der Kondensatbildung. Die Bildung
größerer Kondensatansammlungen
und die damit einhergehende Gefahr einer Tropfenbildung ist zuverlässig vermieden.
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Das
Kondensat-Leitelement ist vorteilhaft in unmittelbarer Nähe stromauf
des Auslaßendes
angeordnet. Ein erneutes Auskondensieren bzw. Niederschlagen des
in den Abgasstrom rückgeleiteten
Kondensatstoffes ist unterbunden.
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In
einer bevorzugten Ausführung
bildet das Kondensat-Leitelement in seinem Querschnitt einen Ablösepunkt
für den
Abgasstrom. Der hier gewählte Begriff
des Ablösepunktes
ist nicht auf eine eckige Kantenform beschränkt. Er umfaßt jedwede
aerodynamische Form, die den Strömungsquerschnitt
des Abgasrohres einengt, und die im Unterschied zu einer Venturi-Ausbildung
eine Strömungsablösung von der
Oberfläche
mit nachfolgender Wirbelbildung erzeugt. Der Strömungsabriß von dem Kondensat-Leitelement und die
nachfolgende Wirbelbildung unterstützen die Mitreißwirkung
des Abgasstromes auf den wandseitigen Kondensatfilm. Aufgewirbelte
Kondensattröpfchen
werden in den inneren, achsnahen Bereich des Abgasstromes gefördert, was
einen erneuten Niederschlag an den nachfolgenden Rohrwänden erschwert.
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In
zweckmäßiger Weiterbildung
verläuft
das Kondensat-Leitelement wendelförmig entlang der Innenwand
des Abgasrohres. Die sich in axialer Richtung erstreckende Wendelform
erlaubt in eingeschränktem
Maße eine
Axialbewegung des wandseitig niedergeschlagenen Kondensatfilmes
und damit eine Verteilung über
die axiale Erstreckung des Kondensat-Leitelementes. Verteilt über dessen
Länge kann
das Kondensat-Leitelement mit erhöhter Wirksamkeit das niedergeschlagene
Kondensat in den Abgasstrom zurückleiten.
Für eine
hinreichende Ableitungswirkung bei geringem Bauvolumen hat sich eine
Wendelzahl im Bereich von einschließlich zwei Wendeln bis einschließlich sechs
Wendeln und insbesondere eine Ausführung mit etwa vier Wendeln als
zweckmäßig herausgestellt.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
ist das Kondensat-Leitelement mit seinem stromab liegenden Ende
in den Bereich einer Mittelachse des Abgasrohres geführt. Restkondensat,
welches über
die Baulänge
des Kondensat-Leitelementes nicht in den Abgasstrom zurückgeleitet
wurde, läuft
in Strömungsrichtung
des Abgases an dem Kondensat-Leitelement bis zu dessen stromab liegenden
Ende. Dabei wird es in den Bereich der Mittelachse geführt, wo
es verbessert vom Abgasstrom aufgenommen und abgeführt werden
kann. Die Bildung von Kondensat-Restmengen ist vermieden.
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In
zweckmäßiger Ausführung ist
das Kondensat-Leitelement als wendelförmige Drahtfeder ausgebildet.
Die Kreisform des Drahtquerschnittes hat sich als wirkungsvoll sowohl
zum Auffangen des niedergeschlagenen Kondensatstromes als auch zur Strömungsführung mit
Wirbelbildung des Abgasstromes herausgestellt. Diese vorteilhaften
Wirkungen paaren sich mit einer einfachen und kostengünstigen Bauweise.
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Die
Drahtfeder ist bevorzugt an ihrem stromauf liegenden Ende radial
nach innen gebogen. Das nach innen gebogene Drahtende kann in einfacher Weise
als Montagehilfe benutzt werden. Gleichzeitig trägt das in den Strömungsquerschnitt
ragende Drahtende zur Wirbelbildung und damit zu einer verbesserten
Wiederaufnahme von Kondensat bei.
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In
vorteilhafter Ausführung
ist die Drahtfeder radial vorgespannt im Abgasrohr gehalten. Die
radiale Vorspannung bewirkt neben einer zuverlässigen Lagefixierung eine radiale
Anpreßkraft
zwischen Feder und Innenwand. In diesem Bereich ist eine Dichtungswirkung
zu beobachten. Der Kondensatfilm kann nicht zwischen Drahtfeder
und Rohrwand hindurchkriechen. Vielmehr wird er radial nach innen
um den Drahtquerschnitt der Drahtfeder gelenkt, wo die Verhältnisse
für einen
Wiedereintrag in den Abgasstrom optimal sind.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es
zeigen:
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1 in
einer Übersichtsdarstellung
ein handgeführtes
Arbeitsgerät
am Beispiel einer Heckenschere mit einer als Blockschema angedeuteten Abgasanlage;
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2 eine
perspektivische, transparente Ansicht des Abgasrohres der Anordnung
nach 1 mit Einzelheiten zu dem darin angeordneten Kondensat-Leitelement;
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3 in
einer geschnittenen und vergrößerten Schemadarstellung
die Strömungsverhältnisse im
Bereich des Drahtquerschnittes vom Kondensat-Leitelement der Anordnung
nach 2;
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4 eine
perspektivische Einzelteilansicht des Kondensat-Leitelementes nach 2 in
Form einer Drahtfeder;
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5 eine
Variante der Drahtfeder nach 4 mit einem
in den Bereich der Mittelachse eingezogenen Drahtende.
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1 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung ein handgeführtes Arbeitsgerät am Beispiel einer
Heckenschere, die durch einen Verbrennungsmotor 1 angetrieben
ist. Anstelle einer Heckenschere kann auch ein Freischneider, ein
Trennschleifer, eine Kettensäge
oder dgl. vorgesehen sein.
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Der
im Detail nicht näher
dargestellte Verbrennungsmotor 1 ist in einem Gehäuse 17 gehalten und
vom Gehäuse 17 näherungsweise vollständig abgedeckt.
Vom Verbrennungsmotor 1 ist in der hier gezeigten Ansicht
lediglich ein Zündkerzenstecker 20 sowie
ein Anwerfgriff 19 zum Starten des Verbrennungsmotors 1 zu
sehen.
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Zum
Führen
der Heckenschere ist ein vorderer Handgriff 15 und ein
hinterer Handgriff 16 vorgesehen, wodurch ein vom Verbrennungsmotor 1 angetriebenes
Scherblatt 18 an dem zu schneidenden Grüngut entlang geführt werden
kann.
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Der
Verbrennungsmotor 1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel
ein Zweitaktverbrennungsmotor mit Verlustschmierung, für dessen
Betrieb dem Kraftstoff ein Schmierölanteil beigemischt wird. Es
kann auch eine Getrenntschmierung mit separatem Schmiermitteltank
sowie eine zumindest näherungsweise
verlustfreie Schmierung beispielsweise bei einem Viertaktmotor vorgesehen
sein.
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Die
beim Betrieb des Verbrennungsmotors 1 entstehenden Abgase
werden durch eine vom Gehäuse 17 abgedeckte
und zeichnerisch als schematische Blockdarstellung angedeutete Abgasanlage hindurch
ins Freie geleitet. Die Abgasanlage umfaßt dazu einen Abgasschalldämpfer 7 und
ein in Strömungsrichtung
nachgeschaltetes Abgasrohr 2. Ein durch einen Pfeil 3 angedeuteter
Abgasstrom durchläuft
zunächst
den Abgasschalldämpfer 7 und
anschließend
das Abgasrohr 2, bis er beim freien Auslaßende 4 des
Abgasrohres 2 ins Freie tritt. Zur Herstellung der strömungsleitenden
Verbindung ragt das Abgasrohr 2 mit einem inneren Rohrabschnitt 9 in den
Abgasschalldämpfer 7 hinein.
Ein stromab davon liegender Rohrabschnitt 8 des Abgasrohres 2 verläuft außerhalb
des Gehäuses
vom Abgasschalldämpfer 7.
In unmittelbarer Nähe
zum Auslaßende 4 ist
stromauf davon im außen
liegenden Rohrabschnitt 8 ein angedeutetes, weiter unten
im Detail näher
beschriebenes Kondensat-Leitelement 6 angeordnet.
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Das
Abgasrohr 2 nach 1 ist in
vergrößerter und
transparent dargestellter Ansicht in 2 gezeigt.
Das Abgasrohr 2 ist mit einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet
und verläuft
entlang einer Mittelachse 12. Am Auslaßende 4 ist das Kondensat-Leitelement 6 angeordnet,
welches im gezeigten Ausführungsbeispiel
als wendelförmige
Drahtfeder 14 ausgebildet ist. Die wendelförmige Drahtfeder 14 oder
auch Schraubenfeder ist unter radialer Vorspannung in das freie
Ende des Abgasrohres 2 nahe dem Auslaßende 4 eingeschoben.
Infolge der radialen Vorspannkraft ist die Drahtfeder reib- und
formschlüssig
lagefixiert und schmiegt sich innenseitig an eine Innenwand 5 des
Abgasrohres 2 an. Für
eine axiale Lagesicherung der Drahtfeder 14 ist das Abgasrohr 2 noch
mit einer angedeuteten Axialsicherung 21 am Auslaßende 4 versehen.
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Das
Abgasrohr 2 stellt stromauf des Kondensat-Leitelementes 6 dem
Abgasstrom 3 einen ungestörten, kreisförmigen Strömungsquerschnitt
zur Verfügung.
Dieser Strömungsquerschnitt
wird durch die in Umfangsrichtung des Abgasrohres 2 mehrfach umlaufende
und radial nach innen von der Innenwand 5 sich erhebende
Drahtfeder 14 verengt.
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Die
Strömungsverhältnisse
am Kondensat-Leitelement 6 sind schematisch und vergrößert in 3 gezeigt.
Der kreisförmige
Querschnitt eines Drahtes 22 der Drahtfeder 14 (2)
ist gegen die Innenwand 5 des Abgasrohres 2 gepreßt. Der
Verlauf des Abgasstromes 3 läßt sich durch Stromlinien darstellen,
von denen der besseren Übersichtlichkeit halber
nur zwei wandnahe Stromlinien 27 dargestellt ist. Stromauf
des Drahtes 22 hat sich ein Kondensatfilm 23 an
der Innenwand 5 niedergeschlagen. Der Kondensatfilm 23 hat
infolge der Wechselwirkung mit dem Abgasstrom 3 und ggf.
unter Einwirkung der Schwerkraft das Betreben, in Richtung des Abgasstromes 3 zum
Auslaßende 4 (2)
zu wandern. Der Darstellung nach 3 ist zu
entnehmen, daß sich
der Kondensatfilm 23 als Folge davon stromauf des Drahtes 22 aufstaut
und vom Kondensat-Leitelement 6 von der Innenwand 5 weg
in Richtung der Mittelachse 12 (2) gelenkt
wird.
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Die
gewählte
aerodynamische Form des Kreisquerschnittes vom Draht 22 bewirkt
eine Unterbrechung des laminaren Flusses vom Abgasstrom 3. Stromab
des maximalen Wandabstandes zur Innenwand 5 ist ein Ablösepunkt 26 gebildet,
hinter dem sich die Strömung
von der Oberfläche
des Kondensat-Leitelementes 6 und dem nachfolgenden Abschnitt
der Innenwand 5 ablöst.
Es bilden sich angedeutete Wirbel 25. Der auf den Querschnitt
des Drahtes 22 bezogene Ablösepunkt 26 stellt
sich über
die Länge
des Drahtmaterials als eine um die Mittelachse 12 (2)
umlaufende Ablöselinie
dar, demnach zumindest ein erheblicher Anteil des wandnahen Abgasstromes 3 stromab
des Kondensat-Leitelementes 6 verwirbelt
ist. Anstelle des gezeigten Kreisquerschnittes vom Draht 22 können auch
andere, beispielsweise eckige Querschnittsformen mit der Bildung
eines aerodynamischen Ablösepunktes 26 zweckmäßig sein.
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Die
Verengung des freien Strömungsquerschnittes
durch das Kondensat-Leitelement 6 bewirkt eine lokale Beschleunigung
des Abgasstromes 3, die zeichnerisch durch einen geringer
werdenden Abstand der Stromlinien 27 dargestellt ist, und
die etwa im Bereich der maximalen radialen Erhebung des Kondensat-Leitelementes 6 von
der Innenwand 5 aus ihren größten Wert erreicht. Der Abgasstrom 3 und/oder
die Gewichtskraft führen
den Kondensatfilm 23 um den Querschnitt des Drahtes 22 herum
bis in den vorgenannten Bereich. Dort führt die hohe Strömungsgeschwindigkeit
in Verbindung mit den abgelösten
Wirbeln 25 zu einer Auflösung des Kondensatfilmes 23 in
einzelne, angedeutete Tropfen 24, die von dem Abgasstrom 3 fortgetragen
werden, ohne sich wieder an der Innenwand 5 niederschlagen
zu können.
Der Ablösepunkt 26 und
die Tropfen 24 weisen einen radialen Abstand zur Innenwand 5 auf,
der zur Vermeidung einer erneuten Anlagerung beiträgt.
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4 zeigt
in einer perspektivischen Einzelteildarstellung die Drahtfeder 14 nach 2.
Die Drahtfeder 14 umfaßt
zweckmäßig etwa
zwei bis sechs schraubenförmig
umlaufende Wendeln 10. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ein Windungsverlauf von etwas mehr als vier Wendeln 10 vorgesehen. Die
Drahtfeder 14 ist noch an ihrem stromauf liegenden Ende 13 radial
nach innen gebagen, demnach das Ende 13 nach innen in den
Strömungsquerschnitt
des Abgasstromes 3 (2) hineinragt.
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Eine
Variante der Drahtfeder 14 nach 4 ist in 5 gezeigt,
demnach ihr bezogen auf die Strömungsrichtung
des Abgasstromes 3 (2) stromab
liegendes Ende 11 ausgehend von den umfangsseitig verlaufenden
Wendeln 10 radial nach innen bis zu einer Längsachse 28 der
Drahtfeder 14 geführt
ist. Dort ist das stromab liegende Ende 11 in Richtung
der Längsachse 18 verlaufend.
umgebogen. Im montierten Zustand liegen die Wendeln 10 ebenso
wie beim Ausführungsbeispiel
nach den 2 und 4 wendelförmig verlaufend
an der Innenwand 5 des Abgasrohres 2 an. Die Längsachse 28 fällt dabei
mit der Mittelachse 12 des Abgasrohres 2 (2)
zusammen. Das stromab liegende Ende 11 der Drahtfeder 14 liegt
damit zumindest näherungsweise
auf der Mittelachse 12 des Abgasrohres 2 bzw. in
der Mitte des Strömungsquerschnittes
vom Abgasstrom 3. In den übrigen Merkmalen und Bezugszeichen
stimmt das Ausführungsbeispiel
nach 5 mit dem nach 4 überein.
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In
den hier gezeigten Ausführungsbeispielen ist
das Kondensat-Leitelement 6 als
wendelförmige Drahtfeder 14 ausgebildet.
Es kann auch ein Blechstreifen, eine Konturprägung der Umfangswand vom Abgasrohr 2 oder
vergleichbare andere Ausführungen
vorteilhaft sein. Anstelle eines wendelförmigen Verlaufes kann auch
eine kreisringförmige,
lochblendenartige Ausbildung zweckmäßig sein, wobei auch mehrere
Kreisscheiben kaskadenartig hintereinander angeordnet werden können.