DE10297536T5

DE10297536T5 - Wellenhalterung

Info

Publication number: DE10297536T5
Application number: DE10297536T
Authority: DE
Inventors: Göte KARLSSON
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Husqvarna AB
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-11-18
Also published as: SE0104276D0; JP3892849B2; US20050049053A1; US7374492B2; CN1281111C; AU2002359132A1; WO2003051099A1; CN1604733A; SE0104276L; JP2005511099A; SE520668C2

Abstract

Anordnung in einem Rohr (11) für ein motorbetriebenes Arbeitsgerät für die Halterung einer Antriebswelle, welche sich im Innern des Rohres (11) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle von einem rohrförmigen Abschnitt (15) umgeben ist, welcher als Wellenhalterung (14) für die Antriebswelle wirkt, wobei der genannte rohrförmige Abschnitt (15) aus einer Anzahl von Teilabschnitten (19) gebildet wird, welche versehen sind mit Versteifungsrippen (16) für die Halterung des rohrförmigen Abschnittes (15) im Innern des Rohres (11) und mit flexiblen Teilstücken (17), welche zwischen den Teilabschnitten (19) angeordnet sind, um die Bewegungen zwischen den Teilabschnitten (19) zu absorbieren.

Description

Die Erfindung, auf die Anspruch erhoben wird, betrifft eine Wellenhalterung in einem Rohr für ein motorbetriebenes Arbeitsgerät wie zum Beispiel eine Rodungssäge oder einen Trimmer sowie ein Verfahren für den Einbau dieser Wellenhalterung in dieses Rohr.
Zahlreiche unterschiedliche Typen motorbetriebener Arbeitsgeräte werden verwendet, um die Arbeit in Wäldern und Gärten zu erleichtern. Einen solchen Typ von Arbeitsgeräten, welcher verwendet wird, um den Arbeitsbereich zu vergrößern und die Arbeitsbedingungen für die Bedienungsperson zu verbessern, bilden die Rodungssägen, die Trimmer und ähnlich geartete Arbeitsgeräte, bei denen das Arbeitswerkzeug am Ende eines Rohres angeordnet ist.
Diese Arbeitsgeräte besitzen unterschiedliche Arbeitswerkzeuge, aber sie haben alle die gleiche Konfiguration, bei welcher der Motor an einem Ende des Rohres und das Arbeitswerkzeug am anderen Ende angeordnet sind. Die Länge des Rohres ist in Abhängigkeit von der Art der Arbeit, für welche das Arbeitsgerät benutzt wird, ausgelegt. Beispielsweise wird die Länge des Rohres an einem Grastrimmer so ausgewählt, dass die Bedienungsperson in die Lage versetzt wird, mit dem Arbeitsgerät, welches sich in passender Höhe über dem Boden befindet, aufrecht zu gehen, während das Arbeitsgerät für das Verschneiden von Bäumen ein längeres Rohr aufweist, so dass die Bedienungsperson in die Lage versetzt wird, die Baumspitze zu erreichen, während sie auf dem Boden steht. Einige Arbeitsgerät besitzen ein geradliniges Rohr, während einige andere ein gekrümmtes Rohr aufweisen, um den Winkel des Arbeitswerkzeugs der Oberfläche anzugleichen, welche bearbeitet werden soll, und um den Arbeitsbereich des Arbeitsgeräts zu vergrößern.
Da sich der Motor an einem Ende des Rohres und das Arbeitswerkzeug am anderen Ende befinden, muss die Kraft vom Motor zum Arbeitswerkzeug übertragen werden. Dies erfolgt durch eine starre oder eine flexible Antriebswelle, welche innerhalb des Rohres vom Motor zum Arbeitswerkzeug verläuft. Falls ein geradliniges Rohr Verwendung findet, ist es möglich, eine starre oder eine flexible Antriebswelle zu verwenden, während ein gekrümmtes Rohr eine flexible Antriebswelle erforderlich macht, welche normalerweise aus einem flexiblen Draht oder einer flexiblen Leitung hergestellt ist.
Um das Ausmaß der Vibrationen und der Geräusche, welche durch die Antriebswelle erzeugt werden, zu vermindern und ebenso die Abnutzung und die Gefahr von Ausfällen zu verringern, wird die Antriebswelle im Rohr mit einer Halterung versehen. Die Vibrationen und die Geräusche entstehen, wenn es der Antriebswelle möglich ist, sich innerhalb des Rohres in radialer Richtung zu bewegen.
Es gibt eine ganze Anzahl von unterschiedlichen Wellenhalterungen, welche heutzutage Verwendung finden. Sämtliche von ihnen werden in das Rohr gedrückt, wobei die Antriebswelle in ihre richtige Position in der Halterung gebracht wird. In den Patentschriften DE 3839548 C2, US 5839961 A, US 5364307 A und US 5175932 A sind einige unterschiedliche Typen von Wellenhalterung angeführt, bei denen die Antriebswelle in einem kreisförmigen Abschnitt in der Mitte der Wellenhalterung angeordnet ist. Verschiedene Typen von gekrümmten oder abgewinkelten Halterungsarmen erstrecken sich von diesem kreisförmigen Abschnitt nach außen, um den kreisförmigen Abschnitt und die Antriebswelle im Rohr zu haltern. Die gekrümmte Form der Halterungsarme ist die Folge eines Kompromisses, welcher den Einbau der Wellenhalterung und der Antriebswelle in das Rohr erleichtern soll, da es den gekrümmten Arme ermöglicht wird, sich in Richtung des kreisförmigen Abschnittes zu biegen, was möglich macht, die Wellenhalterung und die Antriebswelle in das Rohr zu drücken. Wenn sich die Wellenhalterung und die Antriebswelle in ihrer richtigen Position befinden, werden die gekrümmten Arme in ihre normale Lage zurückgehen, welche darin besteht, dass sie an der Innenseite des Rohres anliegen, so dass der kreisförmige Abschnitt und die Antriebswelle gehaltert werden.
Die bestehenden Wellenhalterungen haben sämtlich den Nachteil, dass die Halterungsarme, welche zur Erleichterung des Einbaus eine solche Gestalt aufweisen, dass der Zusammenbau erleichtert wird, auch ermöglichen, dass der kreisförmige Abschnitt und die Antriebswelle sich während ihres Gebrauchs in radialer Richtung bewegen. Diese Bewegungen bedeuten, dass die Halterung der Antriebswelle nicht zufriedenstellend ist, da diese Bewegungen Vibrationen und Geräusche erzeugen.
Daher besteht ein Bedarf an verbesserten Wellenhalterungen für Antriebswellen, welche im Innern eines Rohres laufen, so dass das Ausmaß der von der Antriebswelle während des Einsatzes erzeugten Vibrationen und Geräusche vermindert wird.
Die Wellenhalterung, welche bei dieser Anmeldung dargestellt und beschrieben wird, vermindert die weiter oben beschriebenen Probleme und erleichtert den Einbau der Wellenhalterung und der Antriebswelle in das Rohr.
Die Erfindung, auf die Anspruch erhoben wird, löst das beschriebene Problem mittels einer neuartigen Konstruktion der Wellenhalterung. Die Antriebswelle wird in einem rohrförmigen Abschnitt angeordnet, welcher sich in der Mitte der Wellenhalterung befindet. Dieser rohrförmige Abschnitt wird von einer Anzahl von Versteifungsrippen umgeben, welche sich von diesem rohrförmigen Abschnitt ausgehend und nach außen gerichtet in radialer Richtung erstrecken. Diese Versteifungsrippen sind wie geradlinige und starre Flügel ausgebildet, damit sie den rohrförmigen Abschnitt im Rohr auf eine betriebssichere Art und Weise haltern. Zwischen diesen Flügeln sind um den rohrförmigen Abschnitt herum flexible Teilstücke angeordnet. Diese flexiblen Teilstücke erstrecken sich in radialer Richtung von dem rohrförmigen Abschnitt nach außen, weisen jedoch eine kürzere Länge als die Flügel auf. Die Radien von der Mitte der Wellenhalterung bis zur Spitze der Flügel sind ein bisschen größer als der Radius von der Mitte bis zur inneren Oberfläche des Rohres, und die Längen der Versteifungsrippen sind normalerweise zwischen 1 – 10 Millimeter länger, während der Radius der flexiblen Teilstücke ein bisschen kleiner ist als der Radius von der Mitte bis zur inneren Oberfläche des Rohres. Die flexiblen Teilstücke werden aus diesem Grund nicht mit der Innenseite des Rohres in Berührung kommen, wenn die Wellenhalterung in dem Rohr angeordnet ist.
Der Hauptzweck der Versteifungsrippen besteht darin, den rohrförmigen Abschnitt und die Antriebswelle in dem Rohr zu haltern, während die zwischen den Versteifungsrippen angeordneten flexiblen Teilstücke für die Aufnahme der Bewegungen benutzt werden, welche in dem rohrförmigen Abschnitt auftreten, wenn die Wellenhalterung in das Rohr eingebaut wird, weil die Länge der Versteifungsrippen größer als der Radius der Innenseite des Rohres ist. Dies ist der Unterschied zwischen der Wellenhalterung, auf welche in dieser Anmeldung Anspruch erhoben wird, und den bereits bestehenden Wellenhalterungen, bei denen die gekrümmten oder abgewinkelten Arme, welche die Antriebswelle in dem Rohr haltern, die Bewegungen vom Einbau der Antriebswelle aufnehmen.
Die Länge der Wellenhalterung ist entweder dergestalt, dass sie sich über das gesamte Rohr erstreckt, oder sie ist in kürzere Teilabschnitte unterteilt, welche an geeigneten Stellen längs des Rohres angeordnet sind.
Die Wellenhalterung, auf welche Anspruch erhoben wird, umfasst einen rohrförmigen Abschnitt. Der Durchmesser des rohrförmigen Abschnittes wird sich ein bisschen ändern, was davon abhängig ist, ob die Wellenhalterung wegen der flexiblen Teilstücke im Rohr montiert wird oder nicht. Der Durchmesser des rohrförmigen Abschnittes muss jedoch zumindest ein bisschen größer als der Durchmesser der Antriebswelle sein, nachdem die Wellenhalterung in das Rohr eingebaut worden ist, um zu gewährleisten, dass die Antriebswelle sich in dem rohrförmigen Abschnitt drehen kann.
Die weiter oben beschriebenen Merkmale ermöglichen, ein neuartiges Verfahren für den Einbau der Wellenhalterung und der Antriebswelle in das Rohr anzuwenden. Dieses neuartige Verfahren für den Einbau besteht darin, dass ein Ende des rohrförmigen Abschnittes abgedichtet wird und das andere Ende an eine Vakuumpumpe dergestalt angeschlossen wird, dass im Innern des rohrförmigen Abschnittes Unterdruck erzeugt wird. Daraufhin schrumpfen auf Grund des Unterdrucks der rohrförmige Abschnitt und die flexiblen Teilstücke, die um den rohrförmigen Abschnitt herum angeordnet sind. Wenn der rohrförmige Abschnitt schrumpft, verringert sich der Radius von der Mitte der Wellenhalterung bis zur Spitze der Versteifungsrippen, was ermöglicht, die Wellenhalterung auf eine bequeme Art und Weise in das Rohr einzubauen. Wenn sich die Wellenhalterung in der richtigen Position innerhalb des Rohres befindet, wird die Vakuumpumpe ausgeschaltet, so dass der Druck innerhalb des rohrförmigen Abschnittes auf den atmosphärischen Druck zurück geht. Danach hat der rohrförmige Abschnitt die Neigung, auf seine normale Größe zurückzukehren. Die Versteifungsrippen werden dann nach außen in Richtung auf die Innenseite des Rohres gedrückt, so dass die Wellenhalterung im Innern des Rohres stabilisiert wird.
Die Antriebswelle wird in die Wellenhalterung entweder vor oder nach dem Einbau der Wellenhalterung in das Rohr eingebaut.
Eine Ausführungsform der Erfindung, auf welche Anspruch erhoben wird, ist in den Zeichnungen dargestellt.
1. stellt ein Arbeitsgerät dar, bei welchem die Kraft von dem an einem Ende des Rohres befindlichen Motor zu dem am anderen Ende des Rohres befindlichen Arbeitswerkzeug übertragen werden muss.
2. stellt einen Querschnitt der Wellenhalterung dar, auf die Anspruch erhoben wird.
In 1 ist ein Arbeitsgerät dargestellt, bei welchem ein Motor 10 und die zugehörigen Bauteile an einem Ende des Rohres 11 angebracht sind. Das andere Ende des Rohres 11 ist mit einem Arbeitswerkzeug 12 ausgestattet; wobei es sich bei dieser Ausführungsform um ein Sägeblatt für eine Rodungssäge handelt.
Das Rohr 11 ist hohl, und um die Kraft vom Motor 10 zum Arbeitswerkzeug 12 zu übertragen, wird die Antriebswelle vom Motor 10 zum Arbeitswerkzeug 12 durch das Rohr 11 hindurch geführt. Das Rohr 11 ist mit einer Wellenhalterung 14 ausgestattet, um das Ausmaß an Vibrationen und Geräuschen, welche durch die Antriebswelle während der Benutzung des Arbeitsgeräts erzeugt werden, zu vermindern.
In 2 ist in Querschnitt einer Ausführungsform der Wellenhalterung 14, auf welche Anspruch erhoben wird, anschaulich dargestellt. Die Antriebswelle ist in der Mitte der Wellenhalterung 14 in einem rohrförmigen Abschnitt 15 angeordnet. Dieser rohrförmige Abschnitt 15 ist mit Versteifungsrippen 16 ausgestattet, welche sich von der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Abschnittes 15 in radialer Richtung nach außen erstrecken. Zwischen den Versteifungsrippen 16 sind U-förmige flexible Teilstücke 17 angeordnet. Diese U-förmigen flexiblen Teilstücke 17 sind dergestalt angeordnet, dass der gekrümmte Teil von dem rohrförmigen Abschnitt 15 in radialer Richtung nach außen zeigt. Die Versteifungsrippen 16 sind wie geradlinige starre Flügel ausgebildet, welche sich von der axialen Richtung der Wellenhalterung 14 aus in radialer Richtung erstrecken.
Der rohrförmige Abschnitt 15, welcher die Antriebswelle umgibt, wird durch eine Anzahl von gekrümmten Teilabschnitten 19 geschaffen. Diese gekrümmten Teilabschnitte 19 sind untereinander durch die Endstücke 18 der U-förmigen flexiblen Teilstücke 17 dergestalt verbunden, dass ein Spalt zwischen den gekrümmten Teilabschnitten 19 vorhanden ist, welche den rohrförmigen Abschnitt 15 bilden. Die Spalte sind folglich zwischen den Endstücken 18 der U-förmigen flexiblen Teilstücke 17 angeordnet.
Die Länge der Versteifungsrippen 16 ist ein bisschen größer als der Innenradius des Rohres 11, während die Länge der U-förmigen flexiblen Teilstücke 17 ein bisschen kleiner als der Innenradius des Rohres 11 ist.
Die Wellenhalterung 14 ist innerhalb des Rohres 11 angeordnet. Die Versteifungsrippen 16 werden dann auf Grund des Längenunterschiedes zwischen den Versteifungsrippen 16 und der Innenseite des Rohres 11 radial in Richtung auf die Mitte der Wellenhalterung 14 gedrückt. Die Konstruktion der Wellenhalterung 14 bringt mit sich, dass die Bewegung in den Versteifungsrippen 16 sich auf die Bewegungen in den gekrümmten Teilabschnitten 19 dergestalt überträgt, dass sich die gekrümmten Teilabschnitte 19 in Richtung auf die Mitte der Wellenhalterung 14 bewegen. Die Bewegung der gekrümmten Teilabschnitte 19 in radialer Richtung erzeugt auch eine Bewegung in den Endstücken des gekrümmten Teilabschnittes 19. Die U-förmigen flexiblen Teilstücke absorbieren diese Bewegungen dadurch, dass sie den Abstand zwischen den Endstücken 18 der U-förmigen flexiblen Teilstücke verringern. Die Wellenhalterung 14 wird nach dem Einbau in den Innenraum des Rohres 11 die Form annehmen, welche in 2 durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Die U-förmigen flexiblen Teilstücke haben die Bewegungen in dem rohrförmigen Abschnitt 15 durch einen verminderten Abstand zwischen den Endstücken 18 der U-förmigen flexiblen Teilstücke 17 absorbiert. Die Versteifungsrippen 16 werden demzufolge geradlinig sein und zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 15 und der Innenseite des Rohres 11 dergestalt wirken, dass sie eine Halterung für die Antriebswelle in dem Rohr 11 schaffen.
Die Länge der flexiblen Teilstücke 17 in radialer Richtung wird derart ausgewählt, dass diese nicht mit der Innenseite des Rohres 11 in Berührung kommen, um den Einbau der Wellenhalterung 14 in das Rohr 11 zu erleichtern. Die Länge der flexiblen Teilstücke 17 beeinflusst die Möglichkeit für die flexiblen Teilstücke 17, die Bewegungen in den gekrümmten Teilabschnitten 19 zu absorbieren. Eine kürzere Länge der Endstücke 18 vermindert für das flexible Teilstück 17 die Möglichkeit, die Bewegungen zu absorbieren. Die Länge der flexiblen Teilstücke muss demzufolge so gewählt werden, dass sie zur Länge der Versteifungsrippen 16 passt und erwartet werden kann, dass die Bewegungen im rohrförmigen Abschnitt 15 von den flexiblen Teilstücken 17 absorbiert werden.
Die Anzahl der Versteifungsrippen 16 und der flexiblen Teilstücke 17 kann in Abhängigkeit von der Verwendung der Wellenhalterung unterschiedlich sein. Die Wellenhalterung 14 in 2 weist drei Versteifungsrippen 16 und drei flexible Teilstücke 17 auf, welche um den Umfang des rohrförmigen Abschnittes 15 herum gleichmäßig verteilt sind, aber die Anzahl der Versteifungsrippen 16 und der flexiblen Teilstücke 17 kann jedoch erhöht werden, falls die Antriebswelle eine kräftigere Halterung innerhalb des Rohres 11 benötigt.
Zusammenfassung
Anordnung zur Halterung einer sich im Innern eines Rohres für ein motorbetriebenes Arbeitsgerät erstreckenden Antriebswelle in diesem Rohr. Ein rohrförmiger Abschnitt (15) wirkt als Wellenhalterung (14) für die Antriebswelle, und der rohrförmige Abschnitt (15) wird aus einer Anzahl von Teilabschnitten (19) gebildet, welche mit Versteifungsrippen (16) für die Halterung des rohrförmigen Abschnittes (15) im Innern des Rohres versehen sind. Die Teilabschnitte (19) sind durch flexible Teilstücke (17) verbunden, welche zwischen den Teilabschnitten (19) angeordnet sind, um die Bewegungen zwischen den Teilabschnitten (19) zu absorbieren.

Claims

Anordnung in einem Rohr (11) für ein motorbetriebenes Arbeitsgerät für die Halterung einer Antriebswelle, welche sich im Innern des Rohres (11) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle von einem rohrförmigen Abschnitt (15) umgeben ist, welcher als Wellenhalterung (14) für die Antriebswelle wirkt, wobei der genannte rohrförmige Abschnitt (15) aus einer Anzahl von Teilabschnitten (19) gebildet wird, welche versehen sind mit Versteifungsrippen (16) für die Halterung des rohrförmigen Abschnittes (15) im Innern des Rohres (11) und mit flexiblen Teilstücken (17), welche zwischen den Teilabschnitten (19) angeordnet sind, um die Bewegungen zwischen den Teilabschnitten (19) zu absorbieren.
Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Versteifungsrippen (16) vom rohrförmigen Abschnitt (15) in radialer Richtung nach außen erstrecken.
Anordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsrippen (16) wie geradlinige symmetrische Flügel ausgebildet sind.
Anordnung gemäß irgend einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von der Mitte der Wellenhalterung (14) bis zur Spitze der Versteifungsrippen (16) größer ist als der Innenradius des Rohres (11), wenn sich die Wellenhalterung (14) in ihrer neutralen Position befindet.
Anordnung gemäß irgend einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Teilstücke (17) U-förmig sind und sich von der Oberfläche des rohrförmigen Abschnittes (15) in radialer Richtung nach außen erstrecken, wobei der gekrümmte Abschnitt in Bezug auf die Mitte der Wellenhalterung (14) nach außen zeigt.
Anordnung gemäß irgend einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von der Mitte der Wellenhalterung (14) bis zum Ende des flexiblen Teilstückes (17) in radialer Richtung kleiner ist als der Innenradius des Rohres (11).
Anordnung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmigen flexiblen Teilstücke (17) an den nächstliegenden Teilabschnitten (19) des rohrförmigen Abschnittes (15) mittels der Endstücke (18) des U-förmigen flexiblen Teilstückes (17) angebracht sind.
Anordnung gemäß irgend einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenhalterung (14) aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
Wellenhalterung (14) für ein motorbetriebenes Arbeitsgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenhalterung (14) einen rohrförmigen Abschnitt (15) enthält, welcher aus einer Anzahl von Teilabschnitten (19) besteht, welche mit Versteifungsrippen (16) versehen sind, um den rohrförmigen Abschnitt (15) zu haltern, wobei die genannten Teilabschnitte (19) durch eine Anzahl flexibler Teilstücke (17) verbunden sind, welche dergestalt angeordnet sind, dass sie die Bewegungen zwischen den Teilabschnitten (19) absorbieren.
Wellenhalterung (14) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsrippen (16) wie geradlinige symmetrische Flügel ausgebildet sind, welche sich von der Oberfläche des rohrförmigen Abschnittes (15) in radialer Richtung nach außen erstrecken.
Wellenhalterung (14) gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Teilstücke (17) U-förmig sind und sich von der Oberfläche des rohrförmigen Abschnittes (15) in radialer Richtung nach außen erstrecken, wobei der gekrümmte Abschnitt nach außen zeigt.
Wellenhalterung (14) gemäß Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsrippen (16) in radialer Richtung von der Mitte der Wellenhalterung (14) länger sind als die flexiblen Teilstücke (17).
Wellenhalterung (14) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstücke (18) der U-förmigen flexiblen Teilstücke (17) mit den nächstliegenden Teilabschnitten (19) des rohrförmigen Abschnittes (15) verbunden sind.
Wellenhalterung (14) gemäß irgend einem der Ansprüche 9 – 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenhalterung aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.
Verfahren für den Einbau einer Wellenhalterung gemäß Anspruch 9 – 14 in das Rohr (11), dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der Wellenhalterung (14) dergestalt abgedichtet wird, dass keine Luft in den rohrförmigen Abschnitt (15) eintreten kann, und das andere Endstück der Wellenhalterung (14) an eine Vorrichtung angeschlossen wird, welche die Luft aus dem rohrförmigen Abschnitt (15) absaugt, so dass der Durchmesser der Wellenhalterung (14) vermindert wird, wobei die Wellenhalterung in das Innere des Rohres (11) eingebracht wird, und abschließend der Druck im Innern des rohrförmigen Abschnittes (15) auf den Normalzustand gebracht wird, so dass sich die Wellenhalterung (14) ausdehnt und in dem Rohr (11) sicher gehalten wird.