DE102007020368A1

DE102007020368A1 - Handgeführtes Arbeitsgerät

Info

Publication number: DE102007020368A1
Application number: DE102007020368A
Authority: DE
Inventors: Lubomir Dr. Pesik; Johannes Dipl.-Ing. Menzel; Jürgen Dipl.-Ing. Steinmaier; Jürgen Dipl.-Ing. Erath
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 2007-04-30
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2008-11-06
Also published as: US20080277132A1; CN101298139A

Abstract

Ein hangeführtes Arbeitsgerät besitzt einen Verbrennungsmotor (14, 44, 94), der eine Kurbelwelle (15, 45, 95) besitzt, die genau ein Werkzeug des Arbeitsgeräts antreibt. Das Arbeitsgerät besitzt eine erste Bauteilgruppe, die die Kurbelwelle (15, 45, 95) umfasst und die in einer ersten Drehrichtung (10, 40, 70, 90) angetrieben ist. Um die im Betrieb wirkenden Kreiselkräfte gering zu halten, ist vorgesehen, dass das Arbeitsgerät eine zweite Bauteilgruppe besitzt, die das Werkzeug umfasst und die in einer zweiten Drehrichtung (11, 41, 71, 91) gegensinnig zur ersten Drehrichtung (10, 40, 70, 90) angetrieben ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät, insbesondere ein tragbares, handgeführtes Arbeitsgerät wie eine Motorsäge, einen Trennschleifer, ein Blasgerät oder dgl., der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Aus der DE 2 201 068 A1 ist eine tragbare Maschinensäge bekannt, bei der die Massenkräfte erster Ordnung, die im Verbrennungsmotor entstehen, durch Unwuchtmassen ausgeglichen werden. Die Unwuchtmassen werden über ein Stirnradgetriebe gegensinnig zur Kurbelwelle angetrieben. Durch die zusätzlichen Unwuchtmassen wird jedoch das Gesamtgewicht der Säge erhöht, was bei handgeführten und insbesondere bei tragbaren Arbeitsgeräten störend ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein handgeführtes Arbeitsgerät der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das eine gute und für den Bediener ermüdungsfreie Handhabung erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch ein handgeführtes Arbeitsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass die zweite Bauteilgruppe gegensinnig zur ersten Bauteilgruppe angetrieben ist, verringern sich die durch die rotierenden Massen hervorgerufenen Massenkräfte. Dadurch, dass das Werkzeug genutzt wird, um den Massenkräften des Verbrennungsmotors entgegenzuwirken, werden keine oder geringere zusätzliche Ausgleichsgewichte benötigt, so dass das Gesamtgewicht des Arbeitsgeräts vergleichsweise gering gehalten werden kann. Die gegensinnig angetriebene zweite Bauteilgruppe, die das Werkzeug umfasst, führt außerdem zu einer signifikanten Verringerung der Kreiselkräfte, die aufgrund der rotierenden Massen entstehen. Die Verringerung der Kreiselkräfte vereinfacht insbesondere bei tragbaren, handgeführten Arbeitsgeräten die Handhabung bei Einsatzzwecken, bei denen schnelle Bewegungen des Arbeitsgeräts erforderlich sind wie beispielsweise beim Schwenken einer Motorsäge beim Entasten von Baumstämmen.
Es ist vorgesehen, dass die erste Bauteilgruppe um eine erste Drehachse und die zweite Bauteilgruppe um eine zweite Drehachse angetrieben ist. Vorteilhaft liegen die erste Drehachse und die zweite Drehachse in einem Abstand zueinander und etwa parallel zueinander. Mit "etwa parallel" ist dabei eine im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Ausrichtung bezeichnet. Als etwa parallel wird ein Winkel zwischen den beiden Drehachsen von bis zu 10 Winkelgraden angesehen. Vorzugsweise liegen die erste und die zweite Drehachse im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit exakt parallel zueinander. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die erste und die zweite Drehachse zusammenfallen. Beim Zusammenfallen der beiden Drehachsen ist ein besonders guter Ausgleich der Massenkräfte möglich. Vorteilhaft beträgt das Produkt aus dem polaren Massenträgheitsmoment um die erste Drehachse und der Drehgeschwindigkeit der Bauteile der ersten Bauteilgruppe das etwa 0,5fache bis etwa 2fache des Produkts aus dem polaren Massenträgheitsmoment um die zweite Drehachse und der Drehgeschwindigkeit der Bauteile der zweiten Bauteilgruppe. Das Produkt aus polarem Massenträgheitsmoment und Drehgeschwindigkeit gibt den Drall der Bauteilgruppen an. Insbesondere beträgt das Produkt aus polarem Massenträgheitsmoment um die erste Drehachse und der Drehgeschwindigkeit der Bauteile der ersten Bauteilgruppe das etwa 0,8fache bis etwa 1,5fache des Produkts aus dem polaren Massenträgheitsmoment um die zweite Drehachse und der Drehgeschwindigkeit der Bauteile der zweiten Bauteilgruppe. Als vorteilhaft wird insbesondere angesehen, wenn die Produkte aus polarem Massenträgheitsmoment und der Drehgeschwindigkeit für die beiden Bauteilgruppen etwa gleich sind.
Es ist vorgesehen, dass die erste Bauteilgruppe ein Schwungrad umfasst. Das Schwungrad ist insbesondere als Lüfterrad zur Förderung von Kühlluft für den Verbrennungsmotor ausgebildet. Es ist vorgesehen, dass das Arbeitsgerät ein Blasgerät ist, das als Werkzeug ein Gebläserad zur Förderung von Arbeitsluft aufweist. Das Blasgerät kann dabei insbesondere sowohl ein Gebläserad zur Förderung von Arbeitsluft als auch ein Lüfterrad zur Förderung von Kühlluft umfassen. Das Schwungrad und das Gebläserad werden dabei insbesondere gegensinnig angetrieben. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Arbeitsgerät ein Trennschleifer ist, der als Werkzeug eine Trennscheibe aufweist. Vorteilhaft ist das Arbeitsgerät eine Motorsäge, die als Werkzeug eine Sägekette aufweist.
Ein einfacher gegensinniger Antrieb der Bauteile der zweiten Bauteilgruppe kann erreicht werden, wenn das Werkzeug über einen Riemen von dem Verbrennungsmotor angetrieben ist, wobei der Riemen gekreuzt verläuft. Der gekreuzte Verlauf des Riemens ermöglicht ohne weitere Bauteile und damit auch ohne Gewichtserhöhung des Arbeitsgeräts einen gegensinnigen Antrieb. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Werkzeug über ein Getriebe von der Kurbelwelle angetrieben ist. Das Getriebe ist insbesondere ein Stirnradgetriebe. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Getriebe ein Planetengetriebe ist. Ein Planetengetriebe ermöglicht eine gleichachsige Anordnung von Antriebsachse und Abtriebsachse am Getriebe. Sowohl mit dem Stirnradgetriebe als auch mit dem Planetengetriebe können unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse erreicht werden. Unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse ermöglichen einen guten Ausgleich der Massenkräfte bei unterschiedlich großen rotierenden Massen. Durch Wahl eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses können so die wirkenden Kreiselkräfte zusätzlich verringert werden.
Es ist vorgesehen, dass die Kurbelwelle über eine Kupplung mit dem Werkzeug verbunden ist. Die Kupplung ermöglicht einen einfachen Start des Arbeitsgeräts, da beim Starten das Werkzeug noch nicht mit der Kurbelwelle verbunden ist. Vorteilhaft ist die Kupplung in der ersten Drehrichtung angetrieben und die erste Bauteilgruppe ist aus Kurbelwelle, Schwungrad und der Kupplung gebildet. Zusätzliche Massenkräfte wie Ausgleichs gewichte oder dgl. sind damit nicht vorgesehen. Um die Massenkräfte im Betrieb weiter zu verringern, kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Kupplung in der zweiten Drehrichtung angetrieben ist, und dass die erste Bauteilgruppe aus Kurbelwelle und Schwungrad gebildet ist. Dadurch, dass sowohl das Werkzeug als auch die Kupplung gegensinnig zu Kurbelwelle und Schwungrad angetrieben sind, wird ein guter Ausgleich der Massenkräfte ermöglicht. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Schwungrad gegensinnig zur Kurbelwelle angetrieben ist, um die im Betrieb entstehenden Kreiselkräfte zu verringern. Insbesondere umfasst die erste Bauteilgruppe das Werkzeug und die zweite Bauteilgruppe umfasst ein Schwungrad, wobei die zweite Bauteilgruppe in einer zweiten Drehrichtung gegensinnig zur ersten Drehrichtung angetrieben ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Trennschleifers mit schematisch gezeigten Rotationsmassen,
2 einen schematischen Längsschnitt durch einen Trennschleifer,
3 einen schematischen Querschnitt durch einen Trennschleifer,
4 und 5 schematische Darstellungen des Antriebs der Trennscheibe eines Trennschleifers,
6 eine schematische Darstellung einer Motorsäge,
7 eine schematische Darstellung des Antriebs einer Motorsäge,
8 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Antriebs einer Motorsäge,
9 eine schematische Darstellung eines Blasgeräts,
10 eine schematische Schnittdarstellung des Blasgeräts aus 9.
In 1 ist als tragbares, handgeführtes Arbeitsgerät ein Trennschleifer 1 gezeigt. Der Trennschleifer 1 besitzt ein Gehäuse 2, an dem ein hinterer Handgriff 3 sowie ein Griffrohr 4 zum Führen des Trennschleifers 1 festgelegt sind. Am hinteren Handgriff 3 sind Bedienelemente 5, nämlich im Ausführungsbeispiel ein Gashebel sowie eine Gashebelsperre, angeordnet. Auch weitere oder andere Bedienelemente können vorgesehen sein. Am Gehäuse 2 des Trennschleifers 1 ist ein Ausleger 6 angeordnet, der sich nach vorne, also auf die dem hinteren Handgriff 3 abgewandte Seite des Gehäuses 2 erstreckt und an dem eine Trennscheibe 7 gelagert ist. Die Trennscheibe 7 ist um eine zweite Drehachse 13 rotierend angetrieben.
Zum Antrieb der Trennscheibe 7 ist im Gehäuse 2 des Trennschleifers 1 ein Verbrennungsmotor 14 angeordnet, der in den 2 und 3 schematisch gezeigt ist. Wie 3 zeigt, besitzt der Verbrennungsmotor einen Kolben 24, der über ein Pleuel 25 eine Kurbelwelle 15 um eine erste Drehachse 12 rotierend antreibt. Die erste Drehachse 12 besitzt zur zweiten Drehachse 13 der Trennscheibe 7 einen Abstand a (2).
Wie die 2 und 3 zeigen, ist auf der dem Ausleger 6 abgewandten Seite auf der Kurbelwelle 15 ein Schwungrad 16 angeordnet. Das Schwungrad 16 ist insbesondere als Lüfterrad ausgebildet und fördert Kühlluft für den Verbrennungsmotor 14. Benachbart zum Schwungrad 16 ist eine Starteinrichtung 17 zum Starten des Verbrennungsmotors 14 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 14 ist vorteilhaft als Einzylindermotor, insbesondere als Zweitaktmotor oder als gemischgeschmierter Viertaktmotor, ausgebildet.
Auf der dem Schwungrad 16 abgewandten Seite des Verbrennungsmotors 14 ist eine Kupplung 18 vorgesehen, die die Kurbelwelle 15 bei Überschreiten einer konstruktiv vorgegebenen Drehzahl der Kurbelwelle 15 drehfest mit einer Antriebsscheibe 19 eines Riementriebs verbindet. Der Riementrieb umfasst neben der Antriebsscheibe 19 eine Abtriebsscheibe 20 sowie einen Riemen 21, die in 2 gezeigt sind. Die Antriebsscheibe 20 ist an einer Lagerwelle 22 um die zweite Drehachse 13 rotierend gelagert. An der Lagerwelle 22 ist auch die Trennscheibe 7 festgelegt. Wie 2 zeigt, ist an der Trennscheibe 7 ein Schutz 23 vorgesehen, der einen Teil der Trennscheibe 7 abdeckt.
Der Riemen 21 koppelt die Drehbewegung der Abtriebsscheibe 20 an die Drehbewegung der Antriebsscheibe 19. Der Riemen 21 ist zwischen der Antriebsscheibe 19 und der Abtriebsscheibe 20 gekreuzt. Dies ist in 4 gezeigt. Dadurch wird die Antriebsscheibe 19 in einer ersten Drehrichtung 10 um die erste Drehachse 12 angetrieben, die gegensinnig zu einer zweiten Drehrichtung 11 der Abtriebsscheibe 20 und der Trennscheibe 7 ist.
1 zeigt schematisch die Trägheitsmomente. Hierzu ist eine erste Rotationsmasse 8 gezeigt, die in der ersten Drehrichtung 10 um die erste Drehachse 12 rotiert. Die erste Rotationsmasse 8 besitzt ein polares Massenträgheitsmoment θ₁ und rotiert mit einer Drehgeschwindigkeit ω₁. Die erste Rotationsmasse 8 stellt eine erste Bauteilgruppe dar, die vom Schwungrad 16, der Kurbelwelle 15, den in 3 gezeigten, an der Kurbelwelle 15 vorgesehenen Kurbelwangen 80, der Kupplung 18 und der Antriebsscheibe 19 gebildet wird. Die Starteinrichtung 17 ist im Betrieb vom Schwungrad 16 entkoppelt und trägt deshalb nicht zur ersten Rotationsmasse 8 bei.
In 1 ist eine zweite Rotationsmasse 9 gezeigt, die in einer zweiten Drehrichtung 11 um die zweite Drehachse 13 rotierend angetrieben ist. Die zweite Rotationsmasse 9 besitzt ein polares Massenträgheitsmoment θ₂ und rotiert mit einer Drehgeschwindigkeit ω₂. Im Ausführungsbeispiel sind die Antriebsscheibe 19 und die Abtriebsscheibe 20 gleich groß, so dass auch die Drehgeschwindigkeiten ω₁ und ω₂ gleich groß sind. Es können jedoch auch unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten ω₁ und ω₂ vorgesehen sein. Die Rotationsmasse 9 wird von einer zweiten Bauteilgruppe gebildet, die die Abtriebsscheibe 20, die Lagerwelle 22 und die Trennscheibe 7 umfasst.
Das polare Massenträgheitsmoment ist definiert als θ = ∫r²dm, wobei r der Abstand zur Drehachse und m die Masse bezeichnet. Ein großes Massenträgheitsmoment wird damit von Bauteilen mit großer Masse erzeugt. Das Massenträgheitsmoment wird von der Massenverteilung bestimmt, wobei Massenelemente mit großem Abstand zur Drehachse zu einem großen Massenträgheitsmoment führen. Das polare Massenträgheitsmoment θ₁ der ersten Bauteilgruppe wird damit im Wesentlichen bestimmt von dem Schwungrad 16, der Kurbelwelle 15 und der Kupplung 18 und das polare Massenträgheitsmoment θ₂ der zweiten Bauteilgruppe im Wesentlichen durch die Trennscheibe 7.
Um geringe Kreiselkräfte im Betrieb zu erreichen, soll das Produkt aus polarem Massenträgheitsmoment θ und der Drehgeschwindigkeit ω für die beiden Bauteilgruppen nach Möglichkeit gleich sein. Vorteilhaft beträgt das Verhältnis des Produkts von polarem Massenträgheitsmoment und Drehgeschwindigkeit der ersten Bauteilgruppe zum Produkt aus polarem Massenträgheitsmoment und Drehgeschwindigkeit der zweiten Bauteilgruppe etwa 0,5 bis etwa 2. Insbesondere beträgt das Verhältnis etwa 0,8 bis etwa 1,5. Das polare Massenträgheitsmoment θ wird dabei jeweils um die Drehachse bestimmt, um die die Bauteile dieser Bauteilgruppe rotieren.
Ein Ausführungsbeispiel für die Übertragung der Drehung der Kurbelwelle 15 auf die Trennscheibe 7 ist in 5 schematisch gezeigt. Die Kurbelwelle 15 ist mit der Trenn scheibe 7 über ein Stirnradgetriebe 26 verbunden. Die Kurbelwelle 15 treibt ein erstes Stirnrad 27 um die erste Drehachse 12 in einer ersten Drehrichtung 10 an. Wie auch in 3 zum ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, ist zwischen der Kurbelwelle 15 und dem ersten Stirnrad 27 die in 5 nicht gezeigte Kupplung 18 vorgesehen. Das erste Stirnrad 27 treibt ein zweites Stirnrad 28 um eine Drehachse 30 in einer Drehrichtung 29 rotierend an, wobei die Drehrichtung 29 gegensinnig zur ersten Drehrichtung 10 ist. Am zweiten Stirnrad 28 ist der Riemen 21 angeordnet, der die Abtriebsscheibe 20 in der zweiten Drehrichtung 11 antreibt. Die zweite Drehrichtung 11 entspricht dabei der Drehrichtung 29 des zweiten Stirnrads 28. Der Riemen 21 aus 5 ist nicht gekreuzt.
Beim Ausführungsbeispiel aus 5 rotiert die zweite Bauteilgruppe um zwei Drehachsen, nämlich die Drehachse 30 des zweiten Stirnrads 28 und die Drehachse 13 der Trennscheibe 7. Bei der Ermittlung des polaren Massenträgheitsmoments θ₂ der zweiten Bauteilgruppe kann das Massenträgheitsmoment des zweiten Stirnrads 28 näherungsweise bezogen auf die Drehachse 30 des zweiten Stirnrads 28 berücksichtigt werden und mit der zugehörigen Drehgeschwindigkeit des zweiten Stirnrads 28 multipliziert werden. Das polare Massenträgheitsmoment θ₂ der Trennscheibe 7 ist als Trägheitsmoment um die zweite Drehachse 13 der Trennscheibe 7 zu berücksichtigen und mit der Drehgeschwindigkeit der Trennscheibe 7 zu multiplizieren. Das Produkt aus polarem Massenträgheitsmoment und der Drehgeschwindigkeit der Bauteile der zweiten Bauteilgruppe ergibt sich beim Ausführungsbeispiel aus 5 näherungsweise aus der Summe der beiden Einzelprodukte. Bei großen Abständen der Drehachsen 13 und 30 kann zusätzlich der Abstand der Drehachsen 13, 30 zu berücksichtigen sein.
In 6 ist als Ausführungsbeispiel für ein tragbares, handgeführtes Arbeitsgerät eine Motorsäge 31 gezeigt. Die Motorsäge 31 besitzt ein Gehäuse 32, in dem ein in 6 schematisch gezeigter Verbrennungsmotor 44 angeordnet ist. An dem Gehäuse 32 sind ein hinterer Handgriff 33 sowie ein Griffrohr 34 festgelegt. Am hinteren Handgriff 33 sind zwei Bedienelemente 35, nämlich ein Gashebel sowie eine Gashebelsperre zur Bedienung der Motorsäge 31 vorgesehen. An der dem hinteren Handgriff 33 abgewandten Seite des Gehäuses 32 ist eine Führungsschiene 36 vorgesehen, an der eine Sägekette 37 angeordnet ist. Der Verbrennungsmotor 44 treibt die Sägekette 37 umlaufend an. Aus dem Gehäuse 32 ragt ein Anwerfgriff 39, der zum Starten des Verbrennungsmotors 44 dient. In 6 ist außerdem schematisch eine erste Drehachse 42 gezeigt, um die die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 44 angetrieben ist.
In 7 ist der Antrieb der Motorsäge 31 schematisch gezeigt. Der Verbrennungsmotor 44 besitzt eine Kurbelwelle 45, die um die Drehachse 42 rotierend angetrieben ist. Der Verbrennungsmotor 44 besitzt ein Kurbelgehäuse 51, an dem die Kurbelwelle 45 mit Lagern 49 drehbar gelagert ist. An der Kurbelwelle 51 ist ein Pleuel 55 zur Verbindung mit einem in 7 nicht gezeigten Kolben des Verbrennungsmotors 44 vorgesehen. Beidseitig des Pleuels 55 besitzt die Kurbelwelle 45 Kurbelwangen 50, die Ausgleichsgewichte zur Bewegung des Kolbens darstellen. Auf der Kurbelwelle 45 ist ein Schwungrad 46 festgelegt, das Rippen 47 zur Förderung von Kühlluft für den Verbrennungsmotor 44 aufweist. Am Umfang des Schwungrads 46 sind außerdem Polschuhe 61 angeordnet, die mit einem am Lüfterrad 46 angeordneten Magneten verbunden sind und die mit einem nicht gezeigten Zündmodul zur Steuerung der Zündung des Verbrennungsmotors zusammenwirken. Die Kurbelwelle 45 rotiert zusammen mit dem Schwungrad 46 um die erste Drehachse 42 in einer ersten Drehrichtung 40.
An der dem Schwungrad 46 gegenüberliegenden Seite des Kurbelgehäuses 51 ist ein Stirnradgetriebe 56 vorgesehen. Ein erstes Stirnrad 57 des Stirnradgetriebes 56 ist drehfest mit der Kurbelwelle 45 verbunden. Das erste Stirnrad 57 treibt ein zweites Stirnrad 58 um eine zweite Drehachse 43 in einer zweiten, gegensinnigen Drehrichtung 41 an. Das zweite Stirnrad 58 ist drehfest mit einer Lagerwelle 52 verbunden. Hierzu ist eine Nut 59 vorgesehen, in der eine Feder 60 angeordnet ist. Die Lagerwelle 52 ist über Lager 53 im Kurbelgehäuse 51 gelagert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Lagerwelle 52 in einem anderen Bauteil, beispielsweise im Gehäuse 32, gelagert ist. Das Kurbelgehäuse 51 kann auch ins Gehäuse 32 integriert sein.
Auf der Lagerwelle 52 ist eine Kupplung 48 zur drehfesten Verbindung der Lagerwelle 52 mit einem Antriebsritzel 54 angeordnet, die die Lagerwelle 52 nach Überschreiten einer konstruktiv vorgegebenen Drehzahl mit dem Antriebsritzel 54 verbindet. Das Antriebsritzel 54 treibt die Sägekette 37 an.
Die Lagerwelle 52, das zweite Stirnrad 58, die Kupplung 48, das Antriebsritzel 54 sowie die Sägekette 37 sind um die zweite Drehachse 43 in der zweiten Drehrichtung 41 angetrieben. Da die Sägekette 37 keine rotierende Bewegung, sondern eine um die Führungsschiene 36 umlaufende Bewegung ausführt, kann näherungsweise eine Rotation um die zweite Drehachse 43 angenommen werden. Genauere Werte ergeben sich, wenn als Drehachse die geometrische Mittellinie der umlaufenden Sägekette ermittelt wird. Diese Mittellinie verläuft senkrecht zur Ebene der Führungsschiene 36 und schneidet die Führungsschiene 36 in einem mittigen Bereich.
Die Motorsäge 31 besitzt eine erste Bauteilgruppe aus Kurbelwelle 45, Schwungrad 46 und erstem Stirnrad 57, die in der ersten Drehrichtung 40 um die erste Drehachse 42 angetrieben sind, sowie eine zweite Bauteilgruppe, die durch das zweite Stirnrad 58, die Lagerwelle 42, die Kupplung 48, das Antriebsritzel 54 und die Sägekette 37 gebildet ist und die um die zweite Drehachse 43 in einer zweiten, gegensinnigen Drehrichtung 41 angetrieben ist. Die beiden Drehachsen 42 und 43 besitzen dabei einen Abstand b zueinander. Die beiden Drehachsen 42 und 43 liegen parallel zueinander. Der Achsversatz zwischen den beiden Drehachsen 42 und 43 ergibt sich durch den Einsatz eines einstufigen Stirnradgetriebes 56.
In einer Ausführungsvariante der Motorsäge 31 kann zwischen dem Schwungrad 46 und der Kurbelwelle 45 ein in 7 gestrichelt gezeichnetes Getriebe 38 vorgesehen sein. Dies bewirkt, dass das Schwungrad 46 in der in 7 gezeigten Dreh richtung 41 gegensinnig zur Kurbelwelle 45 rotiert. Es kann vorgesehen sein, dass stattdessen das Getriebe 56 entfällt, so dass eine erste Bauteilgruppe die Kurbelwelle 45, die Kupplung 48, das Antriebsritzel 54 und die Sägekette 37 umfasst und eine zweite, gegensinnig drehende Bauteilgruppe vom Schwungrad 46 gebildet wird. Dabei rotiert die erste Bauteilgruppe in Drehrichtung 40 und die zweite Bauteilgruppe in der Drehrichtung 41. Es kann auch vorgesehen sein, dass sowohl das Getriebe 38 als auch das Getriebe 56 vorgesehen sind, so dass Schwungrad 46, Kupplung 48, Antriebsritzel 54, Lagerwelle 42 und die Sägekette 37 in der Drehrichtung 41 gegensinnig zur Kurbelwelle 45 angetrieben sind. Das Getriebe 48 kann dabei entweder ein Planetengetriebe oder ein Stirnradgetriebe sein. Auch eine andere Ausführung des Getriebes 38 kann vorteilhaft sein.
Wie 8 zeigt, kann der Achsversatz durch Einsatz eines Planetengetriebes 66 vermieden werden. Der Antrieb aus 8 entspricht im Wesentlichen dem Antrieb aus 7, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die erste Bauteilgruppe aus Schwungrad 46, Kurbelwelle 45 sowie einem Sonnenrad 67 des Planetengetriebes 66 wird um eine erste Drehachse 72 in einer ersten Drehrichtung 70 rotierend angetrieben. Das Sonnenrad 67 treibt mehrere Planetenräder 68 an, die zwischen dem Sonnenrad 67 und einem ortsfest angeordneten Hohlrad 69 rotieren. Das Hohlrad 69 kann beispielsweise mit dem Gehäuse 32 oder mit dem Kurbelgehäuse 51 verbunden sein. Die Planetenräder 68 besitzen Lagerbolzen 75, die in einem Planetenträger 74 gehalten sind. Die Planetenräder 68 treiben den Planetenträger 74 um eine zweite Drehachse 73 in einer zweiten, gegensinnigen Drehrichtung 71 an. Die erste Drehachse 72 und die zweite Drehachse 73 fallen dabei zusammen. Der Planetenträger 74 ist mit der Kupplung 48 verbunden, die ihrerseits mit dem Antriebsritzel 54 verbunden ist. Beim Ausführungsbeispiel nach 8 wird die zweite, gegensinnig in der zweiten Drehrichtung 71 angetriebene Bauteilgruppe durch die Planetenräder 68, die Lagerbolzen 75, den Planetenträger 74, die Kupplung 48, das Antriebsritzel 54 sowie die umlaufend angetriebene Sägekette 37 gebildet.
In den 9 und 10 ist als weiteres Ausführungsbeispiel eines handgeführten Arbeitsgeräts ein Blasgerät 81 gezeigt. Das Blasgerät 81 besitzt ein Gehäuse 82, an dessen Oberseite ein Handgriff 83 festgelegt ist. Am Gehäuse 82 ist ein Blasrohr 84 angeordnet, durch das ein im Gehäuse 82 angeordneter Verbrennungsmotor 94 einen Luftstrom als Arbeitsluft fördert. Am Handgriff 83 und benachbart zum Handgriff 83 sind Bedienelemente 85 zum Bedienen des Blasgeräts 81 angeordnet. Aus dem Gehäuse 82 ragt ein Anwerfgriff 89, der zur Betätigung einer Startvorrichtung des Verbrennungsmotors 94 dient.
In 10 ist das Blasgerät 81 schematisch gezeigt. Im Gehäuse 82 des Blasgeräts 81 ist der Verbrennungsmotor 94 angeordnet, der einen Kolben 104 besitzt. Der Kolben 104 treibt über ein Pleuel 105 eine Kurbelwelle 95 um eine erste Drehachse 92 rotierend an. Die erste Drehachse 92 ist auch in 9 gezeigt. Die Kurbelwelle 95 ist in einer ersten Drehrichtung 90 angetrieben. Beidseitig des Pleuels 105 sind Kurbelwangen 100 zum Ausgleich der durch den Kolben 104 hervorgerufenen Massenkräfte angeordnet. An der Kurbelwelle 95 ist ein Schwungrad 86 festgelegt, das Kühlluft für den Verbrennungsmotor 94 fördert. Auf der dem Verbrennungsmotor 94 abgewandten Seite des Schwungrads 86 ist eine Starteinrichtung 97 vorgesehen, die über den in 9 gezeigten Anwerfgriff 89 zu betätigen ist.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Verbrennungsmotors 94 ist eine Kupplung 98 mit der Kurbelwelle 95 verbunden. Über die Kupplung 98 kann die Kurbelwelle 95 drehfest mit einem in 10 schematisch gezeigten Planetengetriebe 96 verbunden werden, sobald die Kurbelwelle 95 eine konstruktiv vorgegebene Drehzahl überschreitet. Der Aufbau des Planetengetriebes 96 entspricht dem in 8 gezeigten Planetengetriebe 66. Das Planetengetriebe 96 treibt ein Gebläserad 87 um eine zweite Drehachse 93 rotierend an. Das Gebläserad 87 ist in einer zweiten Drehrichtung 91 angetrieben, die gegensinnig zur ersten Drehrichtung 90 verläuft. Das Blasgerät 81 besitzt die auch in 9 gezeigte Gebläsespirale 88, durch die das Gebläserad 87 den Arbeitsluftstrom des Blasgeräts ins Blasrohr 84 fördert. Wie 10 zeigt, fallen die erste Drehachse 92 und die zweite Drehachse 93 zusammen. Anstatt des Planetengetriebes 96 kann auch bei dem Blasgerät 81 aus den 9 und 10 ein Stirnradgetriebe eingesetzt werden. Auch eine andere Art von Getriebe kann vorgesehen sein.
Ein gegensinniger Antrieb einer Bauteilgruppe, die auch das einzige Werkzeug des Arbeitsgeräts umfasst, kann auch bei anderen, insbesondere tragbaren, handgeführten Arbeitsgeräten vorteilhaft sein.
Für alle Arbeitsgeräte sollte das Produkt aus dem polaren Massenträgheitsmoment um die erste Drehachse und der Drehgeschwindigkeit der Bauteile der ersten Bauteilgruppe das etwa 0,5fache bis etwa 2fache des Produkts aus dem polaren Massenträgheitsmoment um die zweite Drehachse und der Drehgeschwindigkeit der Bauteile der zweiten Bauteilgruppe betragen. Vorteilhaft sollte das Produkt aus dem polaren Massenträgheitsmoment um die erste Drehachse und der Drehgeschwindigkeit der Bauteile der ersten Bauteilgruppe das etwa 0,8fache bis etwa 1,5fache des Produkts aus dem polaren Massenträgheitsmoment um die zweite Drehachse und der Drehgeschwindigkeit der Bauteile der zweiten Bauteilgruppe betragen. Besitzt eine Bauteilgruppe mehrere Drehachsen oder mehrere Drehgeschwindigkeiten, so kann näherungsweise die Summe der jeweiligen Produkte aus Massenträgheitsmoment und Drehgeschwindigkeit gebildet werden. Bei großen Abständen der Drehachsen, insbesondere, wenn die Drehachsen nicht in einer Ebene liegen, kann zusätzlich der Abstand der Drehachsen nach dem Satz von Steiner zu berücksichtigen sein. Vorteilhaft ist das Produkt aus polarem Massenträgheitsmoment und der Drehgeschwindigkeit für die beiden Bauteilgruppen etwa gleich groß. Es kann vorgesehen sein, zusätzlich oder alternativ das Schwungrad gegensinnig zur Kurbelwelle anzutreiben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2201068 A1 [0002]

Claims

Handgeführtes Arbeitsgerät, mit einem Verbrennungsmotor (14, 44, 94), der eine Kurbelwelle (15, 45, 95) besitzt, die genau ein Werkzeug des Arbeitsgeräts antreibt, wobei das Arbeitsgerät eine erste Bauteilgruppe besitzt, die die Kurbelwelle (15, 45, 95) umfasst und die in einer ersten Drehrichtung (10, 40, 70, 90) angetrieben ist, wobei das Arbeitsgerät eine zweite Bauteilgruppe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bauteilgruppe das Werkzeug umfasst, und dass die zweite Bauteilgruppe in einer zweiten Drehrichtung (11, 41, 71, 91) gegensinnig zur ersten Drehrichtung (10, 40, 70, 90) angetrieben ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bauteilgruppe um eine erste Drehachse (12, 42, 72, 92) und die zweite Bauteilgruppe um eine zweite Drehachse (13, 43, 73, 93) angetrieben ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehachse (12, 42) und die zweite Drehachse (13, 43) in einem Abstand (a, b) zueinander und etwa parallel zueinander liegen.
Arbeitsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehachse (72, 92) und die zweite Drehachse (73, 93) zusammenfallen.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus dem polaren Massenträgheitsmoment (θ₁) um die erste Drehachse (12, 42, 72, 92) und der Drehgeschwindigkeit (ω₁) der Bauteile der ersten Bauteilgruppe das etwa 0,5fache bis etwa 2fache des Produkts aus dem polaren Massenträgheitsmoment (θ₂) um die zweite Drehachse (13, 43, 73, 93) und der Drehgeschwindigkeit (ω₂) der Bauteile der zweiten Bauteilgruppe beträgt.
Arbeitsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus dem polaren Massenträgheitsmoment (θ₁) um die erste Drehachse (12, 42, 72, 92) und der Drehgeschwindigkeit (ω₁) der Bauteile der ersten Bauteilgruppe das etwa 0,8fache bis etwa 1,5fache des Produkts aus dem polaren Massenträgheitsmoment (θ₂) um die zweite Drehachse (13, 43, 73, 93) und der Drehgeschwindigkeit (ω₂) der Bauteile der zweiten Bauteilgruppe beträgt.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bauteilgruppe ein Schwungrad (16, 46, 86) umfasst.
Arbeitsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad (16, 46, 86) als Lüfterrad zur Förderung von Kühlluft für den Verbrennungsmotor (14, 44, 94) ausgebildet ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät ein Blasgerät (81) ist, das als Werkzeug ein Gebläserad (87) zur Förderung von Arbeitsluft aufweist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät ein Trennschleifer (1) ist, der als Werkzeug eine Trennscheibe (7) aufweist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsgerät eine Motorsäge (31) ist, die als Werkzeug eine Sägekette (37) aufweist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug über einen Riemen (21) von dem Verbrennungsmotor (14) angetrieben ist, wobei der Riemen (21) gekreuzt verläuft.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug über ein Getriebe von der Kurbelwelle (45, 95) angetrieben ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Stirnradgetriebe (56) ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Planetengetriebe (66, 96) ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (15, 45, 95) über eine Kupplung (18, 48, 98) mit dem Werkzeug verbunden ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (18, 98) in der ersten Drehrichtung (10, 90) angetrieben ist, und dass die erste Bauteilgruppe aus Kurbelwelle (15, 95), Schwungrad (16, 86) und Kupplung (18, 98) gebildet ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (48) in der zweiten Drehrichtung (41, 71) angetrieben ist, und dass die erste Bauteilgruppe aus Kurbelwelle (45) und Schwungrad (46) gebildet ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bauteilgruppe ein Schwungrad (46) umfasst, wobei die zweite Bauteilgruppe in einer zweiten Drehrichtung (41) gegensinnig zur ersten Drehrichtung (40) angetrieben ist.