DE102017011345A1 - Arbeitsgerät mit einem gasbetriebenen Verbrennungsmotor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät mit einem gasbetriebenen Verbrennungsmotor (10), der einen Zylinder (18) mit einem Brennraum (19) aufweist, der von einem Kolben (20) begrenzt ist. Dem Verbrennungsmotor (10) wird über einen Ansaugkanal (31) Verbrennungsluft (21) und über eine Versorgungsleitung (22) flüssiges Gas (23) zugeführt. Das flüssige Gas (23) tritt in einem Gastank (11) in eine Mündung (24) der Versorgungsleitung (22) ein, wobei die Mündung (24) der Versorgungsleitung (22) in seiner Lage im Gastank (11) verstellbar ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, einen innerhalb des Gastanks (11) liegenden Längenabschnitt (27) der Versorgungsleitung (22) aus einem flexiblen Schlauch (28) auszubilden und im Bereich der Mündung (24) ein Gewicht (26) anzuordnen, derart, dass über die Mündung (24) der Versorgungsleitung (22) der Gemischbildungseinrichtung (30) in jeder Arbeitslage des Arbeitsgerätes flüssige Gas (23) zugeführt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät mit einem gasbetriebenen Verbrennungsmotor, der einen Zylinder mit einem Brennraum aufweist, welcher von einem Kolben begrenzt ist. Der Verbrennungsmotor weist einen Ansaugkanal zum Zuführen von Verbrennungsluft sowie einen Abgasauslass zum Abführen von Verbrennungsgasen auf. Über eine Versorgungsleitung wird einer Gemischbildungseinrichtung ein entzündliches Gas zugeführt. Das Gas tritt innerhalb eines Gastanks des Arbeitsgerätes in eine Mündung der Versorgungsleitung ein, wobei die Mündung der Versorgungsleitung in seiner Lage im Gastank verstellbar ist.
- Ein derartiges handgeführtes Arbeitsgerät ist aus der
EP 2 371 195 A1 bekannt. Der Gastank ist eine auswechselbare Gaskartusche, welche über Kopf in einer Aufnahme am Gehäuse des Arbeitsgerätes eingesetzt ist. In Abhängigkeit von der Betriebslage des als Freischneider ausgeführten Arbeitsgerätes muss der Benutzer einen im flüssigen Gas liegenden Entnahmestutzen derart verstellen und an die Arbeitslage des Arbeitsgerätes anpassen, dass eine ungestörte flüssige Gasentnahme gewährleistet ist. Ändert der Benutzer die Betriebslage des Arbeitsgerätes ohne Verstellung des Entnahmestutzens in der Gaskartusche, kann der Entnahmestutzen aus dem flüssigen Gas herausragen, so dass nur noch gasförmiges Gas entnommen wird, was zu Betriebsstörungen des Verbrennungsmotors führen kann. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein handgeführtes Arbeitsgerät mit einem gasbetriebenen Verbrennungsmotor und einem Gastank derart auszubilden, dass ohne Eingriff des Benutzers in jeder Betriebslage des Arbeitsgerätes die Zufuhr von flüssigem Gas gewährleistet ist.
- Die Aufgabe wird nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Um zu gewährleisten, dass in jeder Arbeitslage des Arbeitsgerätes aus dem Gastank flüssiges Gas entnommen wird, wird ein innerhalb des Gastanks liegender Längenabschnitt der Versorgungsleitung als flexibler Schlauch ausgebildet. Im Bereich der Mündung des flexiblen Schlauches ist ein Gewicht angeordnet, insbesondere ein Gewichtskörper angebunden, wodurch unabhängig von der Arbeitslage des Arbeitsgerätes auf das freie Ende des flexiblen Schlauches immer eine Gewichtskraft wirkt. Dadurch ist gewährleistet, dass die Mündung des Schlauches der Versorgungsleitung unabhängig von der Arbeitslage des Arbeitsgerätes jeweils im flüssigen Gas liegt, so dass der Gemischbildungseinrichtung in jeder Arbeitslage des Arbeitsgerätes flüssiges Gas zugeführt ist. Ein störungsfreier Betrieb des handgeführten Arbeitsgerätes ist unabhängig von dessen Arbeitslage sichergestellt.
- Vorteilhaft ist die Mündung der Versorgungsleitung als Sauggehäuse ausgebildet, wobei das Gewicht im Sauggehäuse angeordnet ist.
- Um eine hohe Beweglichkeit des innerhalb des Gastanks liegenden Längenabschnitts der Versorgungsleitung zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass der elastische Schlauch von der Mündung der Versorgungsleitung bis zu einer Durchführung der Versorgungsleitung durch die Tankwand vorgesehen ist.
- Der Gastank ist insbesondere als wieder befüllbarer Gastank ausgebildet, der als gerätefester Betriebsmittelbehälter fest an dem Verbrennungsmotor oder dem Arbeitsgerät angebaut ist. So kann der Gastank mechanisch fest mit dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors verbunden sein, zweckmäßig über am Kurbelgehäuse ausgebildete Halteelemente.
- Der Gastank weist ein Befüllventil für flüssiges Gas, ein Druckablassventil für gasförmiges Gas und ein Entnahmeventil für flüssiges Gas auf. In besonderer Weiterbildung ist im Gastank ein Füllstandsmesser angeordnet, der einen vorgegebenen Füllstand des Gastanks anzeigt. Zweckmäßig ist der Füllstandsmesser als Schwimmer ausgebildet, der bei Erreichen eines vorgegebenen Füllstandes zumindest das Befüllventil schließt. Es kann auch zweckmäßig sein, das Druckablassventil über den Schwimmer zu schließen. In besonderer Weiterbildung können sowohl das Befüllventil als auch das Druckablassventil von einem gemeinsamen Schwimmer gesteuert werden.
- In Weiterbildung der Erfindung liegt der Füllstandsmesser innerhalb eines Schutzkorbes, der innerhalb des Gastanks vorgesehen ist. Der im Gastank angeordnete flexible Schlauch der Versorgungsleitung liegt außerhalb des Schutzkorbes, so dass eine mechanische Beeinträchtigung des Füllstandsmessers durch den sich im Gastank in Abhängigkeit wechselnder Arbeitslagen verlagernden Schlauch verhindert ist.
- Das dem Gastank entnommene flüssige Gas wird einem Verdampfer zugeführt, der insbesondere von der Abwärme des Verbrennungsmotors beheizt ist. So kann in einfacher Weise die zum Verdampfen notwendige Wärmeenergie zur Verfügung gestellt werden.
- Vorteilhaft liegt der Verdampfer im Raumbereich des Zylinders des Verbrennungsmotors und/oder in einem Raumbereich des Abgasschalldämpfers des Verbrennungsmotors. In diesen Raumbereichen fällt ausreichend Abwärme an, die zum Beheizen des Verdampfers ausreichend sein kann.
- Dem Verdampfer ist ein Druckminderer nachgeschaltet, dessen Auslass in die Regelkammer eines Membranvergasers mündet. Es kann zweckmäßig sein, dass dem Membranvergaser zuzuführende gasförmige Gas vor Einleiten in die Gemischbildungseinrichtung in Richtung auf die Temperatur der zugeführten Verbrennungsluft anzuheben. Dies wird einfach dadurch erreicht, dass das gasförmige Gas durch einen Wärmetauscher geführt ist, der von der zuströmenden Verbrennungsluft umspült ist.
- Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele ergeben sich durch beliebige Kombination der Merkmale der genannten und beschriebenen Ausführungsbeispiele.
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend im Einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:
-
1 in schematischer Seitenansicht ein handgeführtes Arbeitsgerät am Beispiel einer Motorkettensäge, -
2 in schematischer Seitenansicht ein handgeführtes Arbeitsgerät am Beispiel eines Blasgerätes, -
3 eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors mit angeflanschtem Gastank als Betriebsmittelbehälter, -
4 eine schematische Teilschnittansicht des Gastanks als Betriebsmittelbehälter an einem Verbrennungsmotor nach3 , -
5 eine Schemadarstellung zur Zuführung von flüssigem Gas zu einer Gemischbildungseinrichtung eines Verbrennungsmotors, -
6 eine Schemadarstellung gemäß5 mit einem im Zuluftstrom des Verbrennungsmotors vorgesehenen Wärmetauscher. - In
1 ist ein handgeführtes Arbeitsgerät1 am Beispiel einer Motorkettensäge gezeigt. Das Arbeitsgerät1 weist ein Gehäuse2 auf, welches einen hinteren Handgriff3 und einen oberen Bügelgriff4 aufweist. Der Handgriff3 erstreckt sich in Längsrichtung des Arbeitsgerätes1 ; in diese Längsrichtung erstreckt sich auch eine Führungsschiene5 , die am vorderen Ende des Gehäuses2 vorgesehen ist. Auf der Führungsschiene5 läuft eine Sägekette6 um, die über ein nicht dargestelltes Kettenrad von einem im Gehäuse2 vorgesehenen Verbrennungsmotor10 angetrieben ist. Der Verbrennungsmotor10 , der in den3 und4 körperlich dargestellt ist, wird aus einem als Betriebsmittelbehälter50 vorgesehenen Gastank11 mit Flüssiggas betrieben. Im Ausführungsbeispiel nach1 liegt der Gastank11 als Betriebsmittelbehälter50 im Gehäuse2 des Arbeitsgerätes1 unterhalb eines Luftfilters7 im Bereich des hinteren Handgriffs3 . - Der Betrieb der Sägekette wird durch eine Sicherheitsbremseinrichtung überwacht; ein Handschutzbügel
8 als Betätigungselement der Sicherheitsbremseinrichtung vor dem vorderen, oberen Bügelgriff4 . - Der Verbrennungsmotor
10 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Seilzugstarter9 gestartet. Als Starteinrichtung kann auch ein Federstarter, ein elektrischer Starter oder dgl. Starteinrichtung vorgesehen sein. - In
2 ist ein Arbeitsgerät1 in Form eines Blasgerätes dargestellt, in dessen Gehäuse2 ein Verbrennungsmotor10 angeordnet ist. Der Verbrennungsmotor10 treibt ein Gebläserad an, welches in einem Gebläsegehäuse12 angeordnet ist. Das Gebläsegehäuse12 mündet in ein Blasrohr13 , welches über einen Handgriff14 zu bedienen ist. - Dem Blasluftstrom wird über eine Leitung
15 ein Sprühmittel zugeführt, welches in einem Sprühmitteltank16 vorgehalten wird. - Unterhalb des Verbrennungsmotors
10 liegt zwischen dem Traggestell17 des rückengetragenen Blasgerätes und dem Gehäuse2 des Antriebs ein Gastank11 als Betriebsmittelbehälter50 . Aus dem Gastank11 wird dem Verbrennungsmotor10 als Betriebsmittel Flüssiggas zugeführt. - In den
3 und4 ist im Einzelnen dargestellt, wie der Gastank11 mit dem Verbrennungsmotor10 verbunden ist und auf welche Weise Gas in flüssiger Phase aus dem Gastank11 einer Gemischbildungseinrichtung30 des Verbrennungsmotors10 zugeführt wird. - Der gasbetriebene Verbrennungsmotor
10 weist einen Zylinder18 mit einem Brennraum19 auf, der von einem Kolben20 begrenzt ist. Zum Zuführen von Verbrennungsluft21 ist - zweckmäßig an der Gemischbildungseinrichtung30 - ein Ansaugkanal31 ausgebildet. Über eine Versorgungsleitung22 wird der Gemischbildungseinrichtung30 ein Gas23 zugeführt. Das Gas23 wird vorteilhaft in flüssiger Phase zugeführt, wozu innerhalb des Gastanks11 des Arbeitsgerätes1 die Versorgungsleitung22 mit einer Mündung24 endet, in die flüssiges Gas eintritt. Die Mündung24 ist zweckmäßig als Sauggehäuse25 ausgebildet. An der Mündung ist vorzugsweise ein Gewicht26 , insbesondere ein Gewichtskörper angeordnet. Vorteilhaft ist das Gewicht26 im Sauggehäuse25 vorgesehen. Ein innerhalb des Gastanks11 vorgesehener Längenabschnitt27 der Versorgungsleitung22 ist als flexibler Schlauch28 ausgebildet. Durch den flexiblen Schlauch28 ist die mit einem Gewicht26 beschwerte Mündung24 des Schlauchs28 unter Wirkung der Gewichtskraft in die flüssige Phase des gespeicherten Gases29 im Gastank11 eingetaucht. Dadurch wird gewährleistet, dass in die Mündung24 des Schlauches28 ausschließlich flüssiges Gas des im Gastank11 vorgehaltenen, gespeicherten Gases29 eintritt. Die Flexibilität des Schlauches28 gewährleistet, dass sich die Mündung24 der Versorgungsleitung22 in seiner Lage im Gastank11 unter der Einwirkung der Gewichtskraft und der Betriebslage des Arbeitsgerätes1 verändert. - Der elastische Längenabschnitt
27 der Versorgungsleitung22 erstreckt sich als Schlauch28 von der Mündung24 in der flüssigen Gasphase bis zu einer Durchführung32 in der Tankwand33 . In der Durchführung32 ist bevorzugt ein Entnahmeventil34 vorgesehen, das die Entnahme des gespeicherten, flüssigen Gases29 aus dem Gastank11 ermöglicht. - Wie
3 zeigt, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Gastank11 am Kurbelgehäuse40 des Verbrennungsmotors10 festgelegt. Hierzu weist das Kurbelgehäuse zumindest einen, bevorzugt zwei Tragklammern41 ,42 auf, welche insbesondere einteilig mit dem Kurbelgehäuse40 ausgebildet sein können. Auf dem Kurbelgehäuse40 ist der Zylinder18 festgelegt, wobei im Kurbelgehäuse eine Kurbelwelle43 gelagert ist, die über ein Pleuel44 mit dem Kolben20 verbunden ist. - Der Verbrennungsmotor
10 ist ein schlitzgesteuerter Verbrennungsmotor10 , insbesondere ein Zweitaktmotor. Der mit der Gemischbildungseinrichtung30 verbundene Einlass45 des Verbrennungsmotors10 mündet in das Kurbelgehäuse40 . Das über den Einlass45 in das Kurbelgehäuse40 eintretende Gemisch wird bei abwärts fahrendem Kolben20 verdichtet und über Überströmkanäle46 ,47 in den Brennraum19 des Zylinders18 verdrängt. Bei aufwärts fahrendem Kolben20 wird das Gemisch verdichtet und im Bereich des oberen Totpunkts der Hubbewegung durch eine nicht näher dargestellte Zündvorrichtung gezündet, wodurch der Kolben20 wieder abwärts getrieben wird. Über einen Abgasauslass48 werden die Verbrennungsgase abgeführt. Der Einlass45 , die Überströmkanäle46 und47 und der Abgasauslass48 werden durch den auf- und abfahrenden Kolben20 gesteuert. - Der Gastank
11 weist neben dem Entnahmeventil34 ein Befüllventil35 und zweckmäßig ein Druckablassventil36 für gasförmiges Gas auf. Wie die3 und4 zeigen, ist innerhalb des Gastanks11 ferner ein Schutzkorb38 vorgesehen, in dem ein Füllstandsmesser49 angeordnet ist. Der Füllstandsmesser49 ist zweckmäßig als Schwimmer39 ausgebildet, der einen auf dem Flüssigkeitsspiegel des Füllstandes37 schwimmenden Hohlkörper51 umfasst. Über den Füllstandsmesser49 kann ein vorgegebener Füllstand37 des Gastanks11 angezeigt werden. In vorteilhafter Ausgestaltung der Konstruktion ist vorgesehen, dass der Schwimmer39 über einen Stellhebel52 zumindest das Befüllventil35 steuert. Erreicht der Füllstand37 im Gastank11 eine vorgegebene Höhe, wird über den Stellhebel52 zumindest das Befüllventil35 geschlossen. Es kann zweckmäßig sein, alternativ zum Befüllventil35 das Druckablassventil36 über den Schwimmer39 zu steuern. - Das Befüllventil
35 und das Druckablassventil36 münden innerhalb des Schutzkorbes38 in den Gastank. Der bewegliche Schwimmer39 und sein Stellhebel52 sind ebenfalls im Schutzkorb38 vorgesehen. Dadurch wird sichergestellt, dass der in seiner Lage im Gastank11 bewegliche Schlauch28 die Mechanik des Füllstandsmessers49 bzw. dessen Schwimmers39 nicht beeinträchtigt. Der elastische, flexible Schlauch28 liegt permanent außerhalb des Schutzkorbes38 . - Anhand der schematischen Darstellungen der
5 und6 wird nachfolgend die Gaszuführung zur Gemischbildungseinrichtung30 des Verbrennungsmotors10 erläutert. - Das flüssige Gas
23 fließt in Pfeilrichtung60 einem Verdampfer53 zu. Zum Temperaturausgleich liegt der Verdampfer53 zweckmäßig im Raumbereich einer Wärmequelle, insbesondere im Raumbereich63 der abgeführten Abgase61 . Der Verdampfer53 wird von der Abwärme des Verbrennungsmotors10 beheizt. In einfacher Weise wird der Verdampfer53 im Raumbereich62 des Zylinders und/oder in einem Raumbereich63 eines Abgasschalldämpfers64 des Verbrennungsmotors10 angeordnet. Es kann auch vorgesehen sein, die Abgase61 derart zu führen, dass sie den Verdampfer53 umspülen. - Der Verdampfer
53 gewährleistet den Übergang des in flüssiger Phase in Pfeilrichtung60 zugeführten flüssigen Gases23 . Dem Verdampfer53 nachgeschaltet ist ein Druckminderer54 . Der Auslass55 des Druckminderers54 mündet über ein druckgesteuertes Regelventil56 in die Regelkammer57 eines Vergasers, insbesondere eines Membranvergasers. Die Regelkammer57 ist durch eine flexible Membran58 begrenzt. Strömt aus der Regelkammer57 Gas in die Gemischbildungseinrichtung30 , wird der Druck in der Regelkammer57 abnehmen und die Membran58 in die Regelkammer57 eintauchen. Die Membran58 öffnet über eine Hebelanordnung59 das Regelventil56 , so dass Gas in gasförmiger Phase aus dem Druckminderer54 in die Gemischbildungseinrichtung30 nachströmen kann. - Die Darstellung in
6 entspricht im Wesentlichen der nach5 . Ergänzend ist zwischen dem Auslass55 des Druckminderers54 und der Leitungsverbindung zum Regelventil56 ein Wärmetauscher66 vorgesehen, der von der zugeführten Verbrennungsluft21 umspült ist. Dadurch wird das gasförmige Gas65 vor Einleiten in die Gemischbildungseinrichtung30 in Richtung auf die Temperatur der zugeführten Verbrennungsluft21 angehoben. Wie6 zeigt, wird die zuströmende Verbrennungsluft21 vor dem Durchströmen des Wärmetauschers durch einen Luftfilter7 gereinigt. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2371195 A1 [0002]
Claims (13)
- Handgeführtes Arbeitsgerät mit einem gasbetriebenen Verbrennungsmotor (10), der einen Zylinder (18) mit einem Brennraum (19) aufweist, wobei der Brennraum (19) von einem Kolben (20) begrenzt ist, und mit einem Ansaugkanal (31) zum Zuführen von Verbrennungsluft (21) sowie mit einer Versorgungsleitung (22) für ein entzündliches Gas (65), wobei die Versorgungsleitung (22) einer Gemischbildungseinrichtung (30) flüssiges Gas (23) zuführt, das innerhalb eines Gastanks (11) des Arbeitsgerätes (1) in eine Mündung (24) der Versorgungsleitung (22) eintritt, wobei die Mündung (24) der Versorgungsleitung (22) in seiner Lage im Gastank (11) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerhalb des Gastanks (11) liegender Längenabschnitt (27) der Versorgungsleitung (22) aus einem flexiblen Schlauch (28) besteht und im Bereich der Mündung (24) ein Gewicht (26) angeordnet ist, derart, dass über die Mündung (24) der Versorgungsleitung (22) der Gemischbildungseinrichtung (30) das flüssige Gas (23) zugeführt ist.
- Arbeitsgerät nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung (24) als Sauggehäuse (25) ausgebildet ist und das Gewicht (26) im Sauggehäuse (25) vorgesehen ist. - Arbeitsgerät nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der elastische Längenabschnitt (27) von der Mündung (24) der Versorgungsleitung (22) bis zu einer Durchführung (32) der Versorgungsleitung (22) durch die Tankwand (33) erstreckt. - Arbeitsgerät nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gastank (11) ein befüllbarer Gastank (11) ist, der als gerätefester Betriebsmittelbehälter (50) fest an dem Arbeitsgerät (1) angebaut ist. - Arbeitsgerät nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gastank (11) ein Befüllventil (35), ein Druckablassventil (36) für gasförmiges Gas (65) und ein Entnahmeventil (34) für flüssiges Gas (23) angeordnet ist. - Arbeitsgerät nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Gastank (11) ein Füllstandsmesser (49) angeordnet ist, der einen vorgegebenen Füllstand (37) im Gastank (11) anzeigt. - Anordnung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsmesser (49) als Schwimmer (39) ausgebildet ist, der bei Erreichen des vorgegebenen Füllstandes (37) zumindest das Befüllventil (35) schließt. - Anordnung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsmesser (49) innerhalb eines Schutzkorbes (38) angeordnet ist und der innerhalb des Gastanks (11) liegende flexible Schlauch (28) der Versorgungsleitung (22) außerhalb des Schutzkorbes (38) liegt. - Arbeitsgerät nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Gas (23) einem Verdampfer (53) zugeführt ist, der von der Abwärme des Verbrennungsmotors (10) beheizt ist. - Arbeitsgerät nach
Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (53) im Raumbereich (62) des Zylinders (18) des Verbrennungsmotors (10) und/oder im Raumbereich (63) eines Abgasschalldämpfers (64) des Verbrennungsmotors (10) liegt. - Arbeitsgerät nach
Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass dem Verdampfer (53) ein Druckminderer (54) nachgeschaltet ist, dessen Auslass (55) in die Regelkammer (57) eines Membranvergasers mündet. - Arbeitsgerät nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Gas (65) vor Einleiten in die Gemischbildungsvorrichtung (30) in Richtung auf die Temperatur der zugeführten Verbrennungsluft (21) angehoben wird. - Arbeitsgerät nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Gas (65) durch einen Wärmetauscher (66) geführt ist, der von der zuströmenden Verbrennungsluft (21) umspült ist.
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