DE10257327B4

DE10257327B4 - Tragbare Motorsäge

Info

Publication number: DE10257327B4
Application number: DE10257327A
Authority: DE
Inventors: Mario Possamai
Original assignee: Euromotor SpA
Current assignee: Euromotor SpA
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2022-12-07
Also published as: ITBO20010745A1; ITBO20010745A0; DE10257327A1; FR2833305A1; FR2833305B1

Abstract

Tragbare Motorsäge (10) mit einem Verbrennungsmotor (25) und einem Schmiersystem, umfassend:
1.1 ein Gehäuse (11);
1.2 ein Schwert (17);
1.3 eine Kette (18), welche eine Vielzahl von Kettengliedern (18a) aufweist, die abwechselnd mit je einer Schneide (18b) versehen sind;
1.4 die Kette (18) gleitet in einer umlaufenden Nut des Schwertes (17);
1.5 ein Zahnritzel (60), das die Kette (18) antreibt;
1.6 eine Startvorrichtung (20);
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
1.7 der Verbrennungsmotor (25) ist ein Einzylinder-Viertakt-Verbrennungsmotor, welcher mit einem Benzin-Luft-Gemisch betrieben wird;
1.8 das Schmiersystem, welches zur gleichzeitigen Schmierung wenigstens eines Teils von mechanischen Bauteilen des Verbrennungsmotors (25) und des Zahnritzels (60), sowie der Kette (18) und des Schwertes (17) vorgesehen ist, weist nur einen einzelnen Schmieröltank (63) und nur einen Einfüllstutzen (63a) auf;
1.9 die mechanischen Bauteile des Verbrennungsmotors (25), wie Zylinder (30), Kolben (31), Pleuelstange (32) und Kurbelwelle...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine tragbare Motorsäge gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Bekanntlich bestehen tragbare Motorsägen aus einem Gehäuse, das mit einem Paar Griffen versehen und in dem ein Motor mit innerer Verbrennung eingebaut ist. Der Motor treibt ein Ritzel an, welches eine Kette antreibt, die eine Vielzahl von Schneiden besitzt. Die Kette ist von einem Schwert getragen, das mit einer Nut versehen ist, in welcher die Kette gleitet.
Bei den herkömmlichen Konstruktionen dient ein erster Griff nur zum Halten der Motorsäge während des Gebrauchs, während ein anderer Griff mit einem Drücker versehen ist, der zur Regulierung der Drehzahl des Ritzels dient, um welches sich die Kette mit den Schneiden rollt.
Einer der größten Nachteile herkömmlicher Motorsägen ist der, dass sie einen Zweitaktmotor besitzen, welcher bekanntlich mit einem Gemisch aus Benzin, Mineral- oder Synthetiköl und Luft betrieben wird. Bekanntlich kommt es bei diesen Treibstoffgemischen zu einer für den Benutzer unangenehmen und umweltbelastenden Rauchentwicklung.
DE 32 14 270 C2 zeigt eine Kettensäge mit einer automatischen Schmiervorrichtung, welche durch einen belüfteten Elektromotor angetrieben wird. Das Kettenschmiersystem umfasst einen Schmiervorratsbehält, welcher mit Öl gefüllt ist. Durch eine Schmierstoffaustrittsleitung fließt das Schmieröl zur Kette. Die beschriebene Kettensäge sieht einen Motorlüfter zur Kühlung des Motors vor. Eine gleichzeitige Schmierung von mechanischen Bauteilen des Antriebsmotors und der Sägekette findet nicht statt. Die Schmiervorrichtung dient somit lediglich zur Schmierung der Sägekette.
US 6 202 613 B1 offenbart einen tragbaren Trimmer zum Schneiden von Gräsern, Unkraut oder Geäst, welcher mit einem Viertakt-Verbrennungsmotor versehen ist.
Der Verbrennungsmotor ist dazu geeignet, ein sogenanntes Blow-by-Gas, das durch die konstruktiv bedingten Spalte zwischen Kolben und Zylinderwand aus dem Brennraum in das Kurbelgehäuse entweicht und durch feinste Öltröpfchen, Kraftstoffreste, Wasserdampf und Ruß verschmutzt ist, aus dem Kurbelgehäuse wieder zu entfernen und zu reinigen, so dass es der Ansaugluft des Motors zugeführt werden kann. Ein Schmiersystem für eine tragbare Kettensäge zur gleichzeitigen Schmierung des Verbrennungsmotors und der Sägekette wird nicht vorgeschlagen.
Die Erfindung geht deshalb von einer Motorsäge mit einem Viertaktmotor aus. Damit wird vermieden, dass gleichzeitig auch eine gewisse Menge Öl verbrannt wird, was zu den zuvor beschriebenen unangenehmen Auswirkungen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine tragbare Motorsäge anzugeben, die mit einem Viertaktmotor betrieben wird, bei welchem ein innovatives Schmierungssystem verwendet wird, welches für die gleichzeitige Schmierung des Verbrennungsmotors und der mit den Schneiden ausgestatteten Kette sorgt.
Damit die Motorsäge tragbar wird, müssen alle mechanischen Bauteile wie Zylinder, Kolben, Pleuelstange und Kurbelwelle leicht sein, was mit Hilfe einer entsprechenden Konstruktionsplanung und Herstellung dieser Bauteile aus speziellen Materialien wie Aluminium oder Leichtlegierungen erreichbar ist.
Die gestellte Aufgabe wird mit einer Motorsäge gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, welche nur ein Ausführungsbeispiel zeigt.
Es zeigen:
1 eine dreidimensionale Ansicht der erfindungsgemäßen Motorsäge;
2 eine vergrößerte Teilseitenansicht der in 1 dargestellte Motorsäge;
3 einen Grundriss eines Teils der in 1 dargestellten Motorsäge;
4 eine Rückansicht der Motorsäge von 1;
5 einen ersten Querschnitt A-A der in 3 dargestellten Motorsäge;
6 einen zweiten Querschnitt B-B der in 3 dargestellten Motorsäge;
7 einen dritten Querschnitt C-C der in 3 dargestellten Motorsäge;
8 einen ersten Längsschnitt D-D der in 3 dargestellten Motorsäge;
9 einen zweiten Längsschnitt E-E der in 3 dargestellten Motorsäge;
10 einen ersten Längsschnitt F-F der in 4 dargestellten Motorsäge;
11 einen zweiten Längsschnitt G-G der in 4 dargestellten Motorsäge.
1 zeigt eine dreidimensionale Gesamtansicht der tragbaren Motorsäge 10.
Die tragbare Motorsäge 10 umfasst ein Gehäuse 11, mit welchem ein erster Griff 12, mit dessen Hilfe der Bediener die Motorsäge 10 hält, und ein zweiter Griff 13 fest verbunden sind, der mit einem Drücker 14 und einer Sicherheitsvorrichtung 15 des Drückers 14 versehen ist. Am Gehäuse 11 ist mit bekannten Mitteln ein Schutzelement 16 für die am Griff 12 anliegende Hand befestigt.
Aus dem Gehäuse 11 überstehend ist außerdem ein Schwert 17 vorgesehen, das mit einer umlaufenden (nicht dargestellten) Nut versehen ist, in welcher eine Kette 18 gleitet, die zahlreiche Schneiden besitzt. Das Schwert 17 und die Kette 18 sind die Bestandteile einer Schneidevorrichtung 19.
Unter Bezugnahme auf 11 umfasst insbesondere die Kette 18 zahlreiche Glieder 18a, welche abwechselnd je eine Schneide 18b tragen.
Bei Betrachtung der 1 erkennt man eine Startvorrichtung 20 bekannter Art, die mit einem Zugseil 21 bedient wird, das um eine Spule 22 gerollt ist (6, 7). Die Spule 22 ist fest mit einer Nabe 23 verbunden (6, 7). Die Nabe 23 ist auf das Endstück 24a einer Kurbelwelle 24 aufgepresst, die Teil eines Einzylinder-Viertaktverbrennungsmotors 25 ist.
Wie in den 6 und 7 zu sehen ist, ist auf das Endstück 24a der Kurbelwelle 24 auch ein Lüfterrad 26 aufgepresst, dessen eine Frontseite 26a am Boden der Nabe 23 anliegt. Das Lüfterrad 26 dient auch als Schwungrad und erzeugt einen Kühlluftstrom, der auf den Verbrennungsmotor 25 und auf die Kühlrippen 30b (siehe nachstehend) gerichtet ist.
Bei herkömmlichen Modellen hat der Bediener das Zugseil 21 kräftig zu ziehen, um die Spule 22 und schließlich die Kurbelwelle 24 in Rotation zu versetzen, welche auf an sich bekannte Weise den Verbrennungsmotor 25 in Gang setzt.
Wie in den 6 und 7 gezeigt wird, liegt die Kurbelwelle 24 auf einer Stützvorrichtung 27 und insbesondere auf zwei Lagersitzen 27a, 27b auf, welche innerhalb des zwischen ihnen liegenden Raumes eine Kammer 27c bilden, in welcher der Kurbelzapfen 28 der Kurbelwelle 24 untergebracht ist.
Die Kurbelwelle 24 wird insbesondere von der Stützvorrichtung 27 mittels eines Paares Kurbelwellenlager 29 getragen. Im dargestellten Fall handelt es sich bei den Kurbelwellenlagern 29 um zwei Kugellager. Auf der Stützvorrichtung 27 liegt auch ein Zylinder 30 auf, welcher ebenfalls Teil des Verbrennungsmotors 25 ist, dessen Außenwand 30a mit zahlreichen Kühlrippen 30b zur Ableitung eines Teils der Wärmeenergie versehen ist, die während des Betriebs des Verbrennungsmotors 25 erzeugt wird.
Im Innern des Zylinders 30 befindet sich ein Kolben 31, welcher mit der Kurbelwelle 24 über eine Pleuelstange 32 verbunden ist, deren erstes Pleuelauge 32a gelenkig mit einem ersten Bolzen 33 verbunden ist, welcher fest mit dem Kolben 31 verbunden ist. Jeder Bolzen 33, 34 wird von je einem Rollenlager getragen.
Zwischen der Kolbenbodenfläche 31a des Kolbens 31 und der Kopffläche 30c des Zylinders 30 entsteht die Verbrennungskammer 35, in welche eine Elektrode einer Zündkerze 36 hineinragt. Der Kolben 31 ist außerdem auf bekannte Weise mit einem Ölabstreifer 31b und zwei Segmenten versehen.
Wie in 11 gezeigt wird, ist der Zylinder 30 außerdem mit einem Einlassventil 37 und einem Auslassventil 38 zum Ausstoß der Abgase versehen. Das Einlassventil 37 wird aus dem Tank 39 mit Benzin versorgt, welches beim Durchfluss durch die Vergaservorrichtung 40 vorab mit Luft gemischt wird. Der Tank 39 ist mit einem Einfüllstutzen 39a versehen. Das Auslassventil 38 ist seinerseits mit einem Auspufftopf 41 verbunden, über welchen die Abgase nach außen geleitet werden. Außerdem ist ein Luftfilter 39b vorgesehen.
Zur Betätigung der Ventile 37, 38 wird auf an sich bekannte Weise ein Stößelmechanismus 42 eingesetzt, welcher in den 8 und 9 detailliert dargestellt ist.
Dieser Stößelmechanismus 42 umfasst ein Zahnrad 43, welches ebenfalls auf eines der Enden 24b der Kurbelwelle 24 aufgepresst ist. Das Zahnrad 43 greift in ein Zahnrad 44 ein, welches über eine Welle 45 an die Stützvorrichtung 27 angelenkt ist. Eine Nocke 46 ist fest mit dem Zahnrad 44 verbunden und steuert einen Ventilstößel 47, der eine Schwingvorrichtung 48 umfasst, welche um einen Bolzen 49 und zwei Stößelstangen 50, 51 schwingt, welche jeweils mit einem der Kipphebel 52, 53 verbunden sind, welche beide an einen Bolzen 54 angelenkt sind (10). Jedes Ventil 37, 38 wird durch die entsprechende Feder 37a, 38a positioniert (8).
Wie in den 6, 7, 8 gezeigt wird, befinden sich die Ventile 37, 38 und die Kipphebel 52, 53 in einem Raum 55, welcher durch einen Deckel 56 begrenzt wird, welcher am Kopf des Motors 25 befestigt ist.
In 8 wird gezeigt, wie die Stößelstangen 50, 51 des Ventilstößels 47 jeweils von einem Kanal 58, 59 aufgenommen werden, welcher im Gehäuse des Zylinders 30 ausgebildet ist. Jede Stößelstange 50, 51 bewegt sich in dem jeweiligen Kanal 58, 59, ohne an den Wänden des Kanals zu streifen.
Wie im weiteren noch eingehender erläutert wird, dienen die beiden Kanäle 58, 59 auch für den Rückfluss des Öls zur Schmierung des Motors 25.
Auf die Kurbelwelle 24 ist außerdem ein Zahnritzel 60 aufgepresst, um welches sich die Kette 18 rollt (6, 7). Dieses Zahnritzel 60 wird durch die Kurbelwelle 24 in Rotation versetzt, welche ihrerseits von der Hin- und Herbewegung der Pleuelstange 32 angetrieben wird.
Das Zahnrad 43 greift nicht nur in das bereits erwähnte Zahnrad 44 des Stößelmechanismus 42, sondern auch in ein weiteres Zahnrad 61 ein, welches eine Zahnradpumpe 62 in Rotation versetzt, die, wie noch gezeigt wird, eine gewisse Menge Öl zur Kette 18 pumpt.
Zu diesem Zweck ist im unteren Teil der Motorsäge 10 ein Schmieröltank 63 vorgesehen, welcher, wie noch gezeigt wird, sowohl zur Schmierung des Verbrennungsmotors 25 als auch der Kette 18 dient.
Außerdem ist der Tank 63 mit einem Einfüllstutzen 63a (2) versehen, welcher auf einen (nicht abgebildeten) Stutzen zum Einfüllen des Öls aufgeschraubt wird. Dieses Öl dient wie bereits gesagt, zur gleichzeitigen Schmierung des Schwerts 17, der Kette 18 und der mechanischen Bauteile des Viertaktmotors 25.
Die Zahnradpumpe 62 umfasst eine schraubenförmige Schnecke 62a (6), die in ein Schneckenrad 62b eingreift, welches dazu dient, die gewünschte Pumpwirkung auf das Mineral- oder Synthetiköl auszuüben. Zu diesem Zweck wird ein Tiefgangschlauch 64 verwendet, welcher mit einem Filter 65 ausgestattet ist, welcher auf dem Boden des Tanks 63 aufliegt.
Wie in den 8 und 9 dargestellt ist, ist die Zahnradpumpe 62 an eine Druckleitung 66 angeschlossen, über welches das Mineral- oder Synthetiköl auf die Kette 18 geleitet wird, um die gewünschte Schmierwirkung zu erzielen.
Wie in 5 gezeigt wird, ist der Tank 63 mit dem Raum 55 über eine Leitung 67 verbunden, welche aus dem Körper des Verbrennungsmotors 25 herausgearbeitet wurde. Außerdem erstreckt sich die Leitung 67 mit Hilfe eines Tiefgangschlauch 68 ins Innere des Tanks hinein.
Die 6 und 7 zeigen, wie der Tank 63 mit der Kammer 27c verbunden ist, in welcher der Kurbelzapfen 28 der Kurbelwelle 24 über ein Rückschlagventil 69 gelagert ist, welches an einem Schlitz 70 vorgesehen ist.
Das Rückschlagventil 69 umfasst seinerseits eine Lamelle 69b, welche in der in 7 dargestellten, offenen Position auf einem Anschlagelement 69a aufliegt, welches mittels einer Schraube 71 am Körper des Tanks 63 befestigt ist.
Außerdem sind die Zahnräder 43, 44 und 61 wie in den 6, 7 gezeigt wird, in einem Gehäuse 72 enthalten, welches mit herkömmlichen Mitteln auf der einen Seite am Zylinder 30 und auf der anderen Seite am Körper des Tanks 63 befestigt ist, wobei dieses Gehäuse 72 außerdem auf die Kurbelwelle 44 mittels eines Lagers 73 aufgepresst ist, das mit einer Ölabdichtung verbunden ist, die zur Gewährleistung der Dichtigkeit und zur Verhinderung von Ölverlusten aus dem Gehäuse 72 dient. Das Gehäuse stellt daher die Begrenzung eines Raumes 74 dar, welcher zum Innenraum des Zylinders 30 hin über eine Schmieröffnung 75 geöffnet ist, welcher aus der Wand des Zylinders 30 herausgearbeitet wurde. Der Raum 74 ist auch zur Kammer 27c hin über eine Schmieröffnung 76 geöffnet, dessen Zweck nachstehend noch erläutert wird.
Der Tank 63, der Tiefgangschlauch 68, die Leitung 67, der Raum 55, die Kanäle 58, 59, der Raum 74, die Schmieröffnungen 75, 76 und die Kammer 27c bilden den Schmierölkreislauf.
Während des Gebrauchs, wenn sich der Kolben 31, wie in 6 gezeigt wird, am oberen Totpunkt (PMS) befindet, entsteht im Innern des Zylinders 30 und in der Kammer 27c ein Unterdruck, welcher über den Tiefgangschlauch 68 und die Leitung 67 eine Anziehungskraft auf das im Tank 63 enthaltene Schmieröl zum Raum 55 hin ausübt. Dadurch werden die Ventilköpfe 37, 38 und die Kipphebel 52, 53 geschmiert.
Aufgrund der Schwerkraft beginnt das Schmieröl nach unten in den Raum 74 über die beiden Kanäle 58, 59 zu fließen, in welchen, wie gezeigt wurde, sich die Stößelstangen 50, 51 befinden. Auf diese Weise werden der Stößelmechanismus 42 und die Zahnräder 43, 44 und 61 geschmiert. Gleich danach sorgt das unter Druck stehende Öl beim Durchfließen der Schmieröffnungen 75, 76 für die Schmierung des Innenraums des Zylinders 30, der beiden Kurbelwellenlager 29, der Bolzen 33, 34, der Kurbelzapfen 28 sowie der beiden Rollenlager.
Wenn sich der Kolben 30 hingegen am unteren Totpunkt (PMI) (7) befindet, wird das Schmieröl über das Rückschlagventil 69 in den Tank 63 gepresst, wodurch der Flüssigkeitskreislauf geschlossen wird.
Während des darauffolgenden Taktes des Verbrennungsmotors 25 findet dann natürlich erneut ein Schmierölfluss in der zuvor beschriebenen Weise statt usw.
Die Vorteile der vorliegenden Vorrichtung sind:

– Verwendung eines Viertaktverbrennungsmotors statt des herkömmlichen Zweitaktmotors;
– Verminderung der Geräuschbelastung durch die Motorsäge, Verminderung der umweltbelastenden Rauchgase und des Treibstoff- und Ölverbrauchs;
– optimale Schmierung der Motor- und Sägenteile mit einem einzigen Tank; und schließlich
– einfachere Handhabung für den Bediener, da nur ein Einfüllstutzen für das Schmieröl gebraucht wird, welches das Schwert, die Kette, das Ritzel sowie die mechanischen Bauteile des Motors gleichzeitig schmiert.

Claims

Tragbare Motorsäge (10) mit einem Verbrennungsmotor (25) und einem Schmiersystem, umfassend: 1.1 ein Gehäuse (11); 1.2 ein Schwert (17); 1.3 eine Kette (18), welche eine Vielzahl von Kettengliedern (18a) aufweist, die abwechselnd mit je einer Schneide (18b) versehen sind; 1.4 die Kette (18) gleitet in einer umlaufenden Nut des Schwertes (17); 1.5 ein Zahnritzel (60), das die Kette (18) antreibt; 1.6 eine Startvorrichtung (20); gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.7 der Verbrennungsmotor (25) ist ein Einzylinder-Viertakt-Verbrennungsmotor, welcher mit einem Benzin-Luft-Gemisch betrieben wird; 1.8 das Schmiersystem, welches zur gleichzeitigen Schmierung wenigstens eines Teils von mechanischen Bauteilen des Verbrennungsmotors (25) und des Zahnritzels (60), sowie der Kette (18) und des Schwertes (17) vorgesehen ist, weist nur einen einzelnen Schmieröltank (63) und nur einen Einfüllstutzen (63a) auf; 1.9 die mechanischen Bauteile des Verbrennungsmotors (25), wie Zylinder (30), Kolben (31), Pleuelstange (32) und Kurbelwelle (24) sind aus einer Leichtmetalllegierung oder einem Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium, gefertigt.
Tragbare Motorsäge (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Öltank (63) und nur ein Einfüllstopfen (63a) für die Schmierung des Schwertes (17), der Kette (18) und der mechanischen Bauteile des Viertaktverbrennungsmotors (25) vorgesehen ist.
Tragbare Motorsäge (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass außer dem Tank (63) ein Tiefgangschlauch (68), eine Leitung (67), ein Raum (55), zwei Kanäle (58, 59), ein Raum (74), zwei Durchgänge (75, 76) und eine Kammer (27c) vorhanden sind, welche einen Kreislauf für das Schmieröl bilden.
Tragbare Motorsäge (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Leitung (67) aus dem Körper des Verbrennungsmotors (25) herausgearbeitet ist.
Tragbare Motorsäge (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der besagten Kanäle (58, 59) dazu dient, eine Stößelstange (50, 51) eines Ventilstößels (47) aufzunehmen, welcher die Öffnung und Schließung eines Ventils (37) zum Einlass eines Benzin-Luftgemischs und eines Ventils (38) zum Auslass der Abgase steuert.
Tragbare Motorsäge (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Raum (74) ein erstes Zahnrad (43) aufnimmt, welches gleichzeitig und phasengleich in ein zweites Zahnrad (44), welches eine Nocke (46) dreht, und in ein Element (62a) einer Zahnradpumpe (62) eingreift, welche das Schmieröl aus dem besagten Tank (63) zur besagten Kette (18) pumpt.
Tragbare Motorsäge (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (74) mittels eines ersten, aus der Wand des Zylinders (30) herausgearbeiteten Durchgangs (75) in Verbindung mit dem Innenraum des Zylinders (30) steht, wobei der Raum (74) über einen zweiten Durchgang (76) außerdem mit der Kammer (27c) in Verbindung steht.
Tragbare Motorsäge (10) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (27c), wenn der Kolben (31) des Verbrennungsmotors (25) sich am oberen Totpunkt (PMS) befindet, ein Unterdruck entsteht, welcher eine Anziehungskraft auf das im Tank (63) enthaltene Schmieröl über die Leitung (67) zum Raum (55) hin erzeugt, wodurch die Schmierung des Einlassventils (37), des Auslassventils (38) und der jeweiligen Kipphebel (52, 53) bewirkt wird.
Tragbare Motorsäge (10) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieröl durch die Schwerkraft über die Kanäle (58, 59) in den Raum (74) hineinfließt, wodurch die Schmierung des Ventilstößels (47) und der Zahnräder (43, 44, 61) bewirkt wird.
Tragbare Motorsäge (10) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieröl über die beiden Durchgänge (75, 76) das Innere des Zylinders (30), die beiden Kurbelwellenlager (29) der Kurbelwelle (24) und die beiden Bolzen (33, 34) schmiert, mit welchen eine Pleuelstange (32) gelenkig verbunden ist.
Tragbare Motorsäge (10) gemäß Anspruch 8, bei welcher das Schmieröl, wenn der Kolben (31) sich am unteren Totpunkt (PMI) befindet, zum Tank (63) gepresst wird und dabei ein Rückschlagventil (69) durchfließt.