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Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitseinschaltsperre für eine Motorkettensäge, auf
deren in einem Lagerschild gelagerten Motorwelle des Motors ein
Lüfterrad
vorgesehen und die zur Realisierung oder Aufhebung der Antriebsverbindung
zwischen dem Motor und der Sägekette
mit einer formschlüssigen
Kupplung ausgestattet ist, wobei diese Kupplung von einem Schwenkelement
betätigt
wird.
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Eine
derartige Motorkettensäge
mit einer als Klauenkupplung ausgebildeten formschlüssigen Kupplung
ist aus der älteren
aber nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung Az: 103 53 921.2 bekannt. Dabei wird die
Klauenkupplung durch eine Vorrichtung betätigt, die aus einem Kipphebelschalter
besteht, der mittels eines Gestänges
mit einem, von einer Feder belasteten Schwenkelement verbunden ist.
Das Schwenkelement ist auf der dem Kettenritzel zugewandten Seite
eines Getrieberades vorgesehen, welches auf seiner dem Kettenritzel
zugewandten Seite die mit abgeschrägten Klauen ausgestaltete erste
Kupplungshälfte
einschließt,
welcher die mit entgegengesetzt abgeschrägten Klauen versehene und auf
der dem Getrieberad zugewandten Seite eine schräg verlaufende Auflauffläche aufweisende
zweite Kupplungshälfte
zugeordnet ist. Am freien Ende des Schwenkelementes befindet sich eine
keilförmig
verlaufende Erhöhung,
die mit der Auflauffläche
der zweiten Kupplungshälfte
in oder außer
Kontakt gebracht werden kann, wobei weiterhin auch die vom Handschutz
für dieselbe
Klauenkupplung auszulösende
Betätigungsvorrichtung
auf der dem Kettenritzel zugewandten Seite des Getrieberades ihre
Anordnung erfahren hat. Außerdem
ist in einem Lageschild die Motorwelle des Motors gelagert, wobei
dieser ein der Kühlung
des Motors dienendes Lüfterrad
zugeordnet wird. Auf der anderen Seite des Lagerschildes trägt die Motorwelle
des Motors ein Antriebsritzel, welches mit einer Verzahnung eines Antriebsrades
in Eingriff steht, das auf einer Welle im Gehäuse gelagert ist. Diese Welle
trägt ein
Kettenritzel, welches mit einer Sägekette in Wirkverbindung steht,
wobei die Sägekette
auf einem, aus dem Gehäuse
herausragenden Führungsschwert
entlang dessen Randes umlaufend geführt wird.
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Bei
den vielfältigen
Vorteilen dieser Lösung wirkt
sich jedoch nachteilig aus, dass unmittelbar nach einer Trennung
der Klauenkupplung und dem damit noch verbundenen Auslaufen des
Motors, von der Bedienperson durch eine Betätigung des Kipphebelschalter
in Verbindung mit dem Gestänge
und dem Schwenkelement der Vorgang für ein erneutes Einschalten
der Motorkettensäge
durch wiederholtes Einkuppeln der Klauenkupplung ausgelöst werden kann.
Dadurch, dass sich die abtriebsseitige Kupplungshälfte der
Klauenkupplung im Stillstand befindet, während die antriebsseitige Kupplungshälfte noch
gemeinsam mit der Motorwelle des Motors ausläuft, kann die über die
Klauen zu realisierende Verbindung der Kupplungshälften nicht
sofort hergestellt werden, so dass durch die bestehende Drehzahldifferenz
zwischen den Kupplungshälften
ein erhöhter Kantenverschleiß an den
abgeschrägten
Klauen der Kupplungshälften
entsteht. Dies führt
zwangsläufig zu
erhöhtem
Verschleiß,
einer Beeinträchtigung
der Kupplungsfunktion und einer Verringerung deren Lebensdauer.
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Ein
weiterer Sicherheitsschalter für
ein Elektrowerkzeug, insbesondere eine Motorkettensäge, geht
aus der
DE 201 19
637 U1 hervor.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Lösung vorzuschlagen,
mit der ein erneutes Einkuppeln der formschlüssigen Kupplung erst dann ermöglicht wird, wenn
die Drehzahl der vom Motors angetriebenen Kupplungshälfte zumindest
weitgehend abgefallen ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Sicherheitseinschaltsperre
für eine
Motorkettensäge
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die
Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass ein erneutes Einkuppeln
der formschlüssigen Kupplung
erst dann ermöglicht
wird, wenn die Drehzahl der vom Motor angetriebenen Kupplungshälfte zumindest
weitgehend abgefallen ist, wodurch der Verschleiß der Klauen der Kupplungshälften verringert,
eine Beeinträchtigung
der Kupplungsfunktion vermieden und die Lebensdauer der Kupplung
erhöht
werden kann.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind aus Patentansprüchen 2 bis
13 ersichtlich.
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Die
Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische und teilweise aufgebrochene Ansicht einer Motorkettensäge mit der
erfindungsgemäßen Sicherheitseinschaltsperre, wobei
für eine
bessere Übersicht
hinsichtlich der Sichtbarkeit antriebsseitiger Bauteile das Getrieberad
aufgeschnitten wurde
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2 eine
vergrößerte, perspektivische
und abtriebsseitige Detailansicht der Motorkettensäge mit der
erfindungsgemäßen Sicherheitseinschaltsperre gemäß der 1
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3 eine
weitere vereinfachte, perspektivische und abtriebsseitige Detailansicht
der Motorkettensäge
mit der erfindungsgemäßen Sicherheitseinschaltsperre
gemäß der 1
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4 eine
vereinfachte perspektivische und antriebsseitige Ansicht der erfindungsgemäßen Sicherheitseinschaltsperre
(mit teilweiser Darstellung des Motors)
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5 eine
perspektivische Ansicht des Lagerschildes und des Luftführungsteiles
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6 eine
Ansicht der die Sicherheitseinschaltsperre bildenden Bauteile – Haltestange
mit Schaltverriegelungselement und Luftklappe
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7 eine
antriebseitige Ansicht des Lagerschildes mit dem Lüfterrad
und in Grundstellung befindlicher Luftklappe, wobei der Motor stillsteht
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8 eine
abtriebsseitige Ansicht der Kupplung mit dem Schwenkelement in einer
gemäß 7 entsprechenden
Grundstellung der Luftklappe, in der das Schaltverriegelungselement
nicht blockierend in den Schwenkbereich des Schwenkelementes eingreift,
wobei außerdem
in einer gestrichelten Darstellung dieser Figur das Schaltverriegelungselement auch
in einer den Schwenkbereich des Schwenkelementes blockierenden Stellung
wiedergegeben ist
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9 eine
antriebseitige Ansicht des Lagerschildes mit dem Lüfterrad
und in ausgeschwenkter Stellung befindlicher Luftklappe, wobei sich
der Motor noch dreht
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10 eine
abtriebsseitige Ansicht der Kupplung mit dem Schwenkelement in einer
gemäß 9 entsprechenden
Stellung der Luftklappe, in der das Schaltverriegelungselement blockierend
in den Schwenkbereich des Schwenkelementes eingreift
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In
der 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Motorkettensäge 1 dargestellt,
welche einerseits ein Gehäuse 2,
das einen Motor 3 (Elektromotor oder Verbrennungsmotor)
enthält,
und andererseits unter einer Gehäuseabdeckung
(in der 1 nicht dargestellt) ein drehbar
gelagertes und von einem Motor 3 angetriebenes Antriebsritzel
beinhaltet, welches in eine Innenverzahnung eines Getrieberades (teilweise
dargestellt) eingreift, das auf einer Welle 4 im Gehäuse 2 gelagert
ist, wobei diese Welle 4 außerdem ein Kettenritzel 5 aufnimmt.
Dieses Kettenritzel 5 steht mit einer Sägekette 6 in Wirkverbindung. Dabei
ist die Sägekette 6 weiterhin
auf einem aus dem Gehäuse 2 herausragenden
Führungsschwert 7 entlang
dessen Randes 8 umlaufend geführt. Außerdem weist die Motorkettensäge 1 einen,
einen Schalter 9 einschließenden hinteren Handgriff 10 und
einen vorderen Handgriff 11 auf, dem ein Handschutz 12 für die Bedienperson
zugeordnet ist. Auf der dem Kettenritzel 5 zugewandten
Seite des Getrieberades ist eine als Klauenkupplung ausgestaltete
formschlüssige
Kupplung 13 befindlich, die aus einer ersten, im Getrieberad
integrierten Kupplungshälfte 14 und
einer damit zusammenwirkenden und von einer Feder 15 beaufschlagten
zweiten Kupplungshälfte 16 besteht.
Beide Kupplungshälften 14, 16 sind
mit entgegengesetzt abgeschrägten
Klauen versehen. Diese Kupplung 13 wird von einem Mechanismus
betätigt,
der aus einem als Kipphebelschalter ausgeführten Schalter 9 und
einem von einer Feder 17 belasteten Schwenkelement 18 besteht,
die mittels eines Gestänges 19 miteinander
verbunden sind. Dazu ist das im Gehäuse 2 gelagerte Schwenkelement 18 (siehe
auch 2 bis 4) auf der dem Kettenritzel 8 zugewandten
Seite des Getrieberades angeordnet und beinhaltet an seinem freien
Ende eine keilförmig verlaufende
Erhöhung 20.
Diese Erhöhung 20 ist
mit einer schräg
verlaufenden Auflauffläche
in oder außer
Eingriff bringbar, die auf der dem Getrieberad zugewandten Seite
der zweiten Kupplungshälfte 16 vorgesehen
ist, wodurch die Antriebsverbindung zwischen dem Motor 3 und
der Sägekette 6 aufgehoben (siehe 1 bis 4 und 7 bis 10)
oder hergestellt (siehe gestrichelte Darstellung in 8) werden
kann. Mittels des Schwenkelementes wird auch auf einen elektrischen
Schalter 21 eingewirkt, wodurch die Stromversorgung des
Motors 3 gesteuert werden kann.
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Nach 4 ist
auf der in einem Lagerschild 22 gelagerten Motorwelle 23 des
Motors 3 ein Lüfterrad 24 vorgesehen,
wobei dieses Lagerschild 22 im radialen Umfangsbereich
des Lüfterrades 24 von
einem Strömungskanal 25 umgeben
ist, in welchem sich eine schwenkbar gehaltene Luftklappe 26 befindet,
deren sich parallel zur Achse der Motorwelle 23 des Motors 3 durch
das Getriebegehäuse 27 erstreckende
und darin gelagerte Haltestange 28 abtriebsseitig mit einem
von einer Feder 29 belasteten Schaltverriegelungselement 30 drehfest
verbunden (siehe auch 1 bis 3 und 6)
sowie dieses Schaltverriegelungselement 30 in Abhängigkeit
von der Stellung der Luftklappe 26 in den Schwenkbereich
(siehe 9 und 10) oder
aus dem Schwenkbereich (siehe 1 bis 4, 7 sowie 8)
des Schwenkelementes 18 bringbar ausgestaltet ist.
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Im
Lagerschild 22 ist eine ebenflächige Ausnehmung 31 befindlich,
die in Verbindung mit einer in einem Luftführungsteil 32 vorgesehenen
Ausnehmung 33 den Strömungskanal 25 bildet.
Dabei verläuft
die Ausnehmung 33 von ihrem führungsschwertseitigen Ende 34 ebenflächig, um
im Bereich 35 der Luftklappe 26 in eine ansteigende
Fläche 36 überzugehen,
die dann im Bereich des handgriffseitigen Endes 37 auf
gleichem Niveau in der Stirnseite 38 des Luftführungsteiles 32 ausläuft (siehe 5). Durch
eine derartige Ausgestaltung wird durch das Zusammenfügen des
Luftführungsteiles 32 mit
dem Lagerschild 22, somit von den Ausnehmungen 31, 33 um
das Lüfterrad 24 ein
geschlossener, in Richtung des vom Lüfterrad 24 geförderten
Luftstromes (siehe Pfeile A in 9) von einer
Querschnittsvergrößerung geprägter Strömungskanal 25 gebildet,
der lediglich an der Unterseite des Lagerschildes 22 und des
Luftführungsteiles 32 offen
ausgestaltet ist.
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Die
Luftklappe 26 ist mittels einer sich durch das Getriebegehäuse 27 erstreckenden
Haltestange 28 schwenkbar gehalten, wobei nach 6 diese Haltestange 28 einstückig mit
dem Schaltverriegelungselement 30 ausgeführt ist.
Das luftklappenseitige Ende der Haltestange 28 weist einen
mit einer Anflächung 39 und
einem Längsschlitz 40 versehenen zylindrischen
Ansatz 41 auf, der außerdem
mit einem Fixiervorsprung 42 ausgestattet ist. Zur Aufnahme der
Haltestange 28 beinhaltet die Luftklappe 26 ein buchsenförmiges und
mit einer Durchgangsöffnung 43 ausgestaltetes
Halteelement 44, wobei die Durchgangsöffnung 43 eine mit
dem Ansatz 41 der Haltestange 28 korrespondierende
Gegenform beinhaltet, so dass die Haltestange 28 beim Einstecken
in die Durchgangsöffnung 43 des
Halteelementes 44 drehfest verbunden und durch den Fixiervorsprung 42 in ihrer
Lage gesichert wird. Außerdem
ist am Schaltverriegelungselement 30 ein Haltearm 45 für die als Drehfeder
ausgeführte
Feder 29 und eine Anschlagnase 46 zur Sicherung
der Grundstellung der Luftklappe 26 angeordnet, wobei diese
Anschlagnase 46 in dieser Stellung am Getriebegehäuse 27 anliegt. Als
Endanschlag für
die von der Luftströmung
ausschwenkbaren Luftklappe 26 befindet sich in der Aussparung
des Lagerschildes 22 eine radiale Vertiefung 47.
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Die
Funktionsweise der Vorrichtung soll nachfolgend beschrieben werden:
Bei
stillstehendem Motor 3 wird unter Bezugnahme auf die 1 vom
Lüfterrad 24 kein
bewegter Luftstrom im Strömungskanal 25 erzeugt,
so dass die von der Feder 29 vorgespannte und mit der Haltestange 28 verbundene
Luftklappe 26 in ihrer Grundstellung verharrt, in der sie
den Strömungskanal 25 verschließt (siehe 2 bis 4 und 7).
Dabei befindet auch das abtriebsseitig an der Haltestange 28 vorgesehene
Schaltverriegelungselement 30 in einer Position außerhalb
des Schwenkbereichs des Schwenkelementes 18 (siehe u.a. 3).
Damit kann unter Verweis auf die 1 bis 4, 7 sowie
die ausgezogene Darstellung in 8 der Schalter 9 in
Richtung des Pfeiles X betätigt
und durch das Gestänge 19 das
Schwenkelement 18 ungehindert in Richtung des Pfeiles Y
bewegt werden, da der dem Schaltverriegelungselement 30 zugewandte
Vorsprung des Schwenkelementes 18 ungehindert das Schaltverriegelungselement 30 passieren
kann. Dadurch ist das Schwenkelement 18 aus dem Bereich
der als Klauenkupplung ausgeführten formschlüssigen Kupplung 13 ausschwenkbar,
wodurch gleichzeitig der Flächenkontakt
zwischen der am freien Ende des Schwenkelementes 18 befindlichen
keilförmigen
Erhöhung 20 und
der an der zweiten Kupplungshälfte 16 angeordneten
schräg
verlaufenden Auflauffläche
verloren geht. In der Folge drückt
die vorspannte Feder 15 die zweite Kupplungshälfte 16 axial
in Richtung der im Getrieberad befindlichen ersten Kupplungshälfte 14.
Da gleichzeitig auch der Stößel des
elektrischen Schalters 21 zur Realisierung der Stromversorgung
des Motors 3 mit dem auf der Rückseite am lagerzapfenseitigen
Ende des Schwenkelementes 18 vorgesehenen Arm in Kontakt
gelangt und somit das Getrieberad zum Antrieb der Sägekette 6 durch
das Antriebsritzel in Rotation versetzt wird, gelangen die an beiden
Kupplungshälften 14, 16 angeordneten
und abgeschrägten
Klauen miteinander in Eingriff, wodurch letztlich über das
Kettenritzel 5 die Antriebsverbindung zur Sägekette 6 hergestellt
worden ist.
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Wurde
demgegenüber
bei laufender Motorkettensäge 1 der
Schalter 9 entgegen der Richtung des Pfeiles X entlastet,
bewegt sich das von der Feder 17 vorgespannte Schwenkelement 18 in
Richtung des Pfeiles Z von einer in der 8 gestrichelten
Darstellung in die in dieser Figur ausgezogene Darstellung.
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Durch
die damit einerseits von einem Arm am Schwenkelement 18 bewirkte
und den Stromfluss zum Motor 3 unterbrechende Freigabe
des Stößels am
elektrischen Schalter 21 und den andererseits erfolgenden
Eingriff des Schwenkelementes 18 in den Bereich zwischen
den beiden Kupplungshälften 14, 16 werden
die Klauen der Kupplungshälften 14, 16 außer Eingriff
gebracht. Damit wird die Kupplung 13 getrennt, so dass
der Kraftfluss zur Sägekette 6 unterbrochen
ist. Dies erfolgt, indem der Flächenkontakt
zwischen der keilförmigen
Erhöhung 20 des Schwenkelementes 18 und
der schräg
verlaufenden Auflauffläche
an der zweiten Kupplungshälfte 16 hergestellt
wird und somit die Kupplungshälfte 16 entgegen
der Kraft der Feder 15 eine axiale Verschiebung auf der
Welle 4 erfährt.
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Unabhängig davon,
wird die Kupplung 13 auch dann getrennt, wenn es bei Sägearbeiten
zum Zurückschlagen
der Motorkettensäge 1 kommt,
bei dem eine Kraft auf den im Bereich des vorderen Handgriffs 11 angeordneten
Handschutz 12 einwirkt, wodurch über weitere, hier nicht näher beschriebenen
Bauteile ein Trennvorgang zwischen den Kupplungshälften 14, 16 herbeigeführt wird.
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Sowohl
bei dem durch die Entlastung des Schalters 9 entgegen der
Richtung des Pfeiles X als auch beim vom Zurückschlagen der Motorkettensäge 1 ausgelösten Trennen
der Kupplung 13 ist zwar die vom Motor 3 über das
Antriebsritzel, Getrieberad und Kettenritzel 5 zur Sägekette 6 führende Antriebsverbindung
aufgehoben, wobei jedoch der Motor 3 mit den der Motorwelle 23 zugeordneten
Bauteilen (Lüfterrad 24,
Antriebsritzel) nachläuft.
In dieser Betriebssituation erzeugt nach der 9 das Lüfterrad 24 im
Strömungskanal 25 einen
in Richtung der Pfeile A fließenden
Luftstrom, durch dessen Strömungsgeschwindigkeit
die im Strömungskanal 25 befindliche
Luftklappe 26 eine Auslenkung entgegen der Vorspannung
der Feder 29 dahingehend erfährt, dass diese dem Querschnitt
des Strömungskanals 25 freigibt.
In dieser Stellung der Luftklappe 26 ist auch das mit der
Haltestange 28 verbundene und abtriebsseitig befindliche
Schaltverriegelungselement 30 in eine Position innerhalb
des Schwenkbereiches des Schwenkelementes 18 überführt worden,
so dass trotz einer erfolgten Betätigung des Schalters 9 das
Schwenkelement 18 deshalb nicht im Sinne der Herstellung
der Wirkverbindung der Kupplungshälften 14,16 aktiv
werden kann, weil das Schaltverriegelungselement 30 im
Schwenkbereich des Schwenkelementes 18 blockierend wirksam
ist (siehe 10) und dessen Ausschwenken
verhindert. Damit kann durch die am Schwenkelement 18 befindliche
Erhöhung 20 die
Trennung der beiden Kupplungshälften 14, 16 weiter
aufrecht erhalten. Dadurch wird vermieden, dass bei einem zu großen Drehzahlunterschied zwischen
der ersten Kupplungshälfte 14 und
der zweiten Kupplungshälfte 16 diese
Bauteile mit ihren Klauen nicht in Kontakt gelangen.
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Hat
sich zwischenzeitlich eine weitere Drehzahlverringerung des Motors 3 (ggf.
bis zum Stillstand) und damit auch des Lüfterrades 24 vollzogen, so
geht diese auch mit einer Ver ringerung der Strömungsgeschwindigkeit des vom
Lüfterrad 24 im
Strömungskanal 25 geförderten
und auf die Luftklappe 26 einwirkenden Luftstromes einher.
Dadurch ist in Abhängigkeit
der Kraft der Feder 29 die Luftklappe 26 bestrebt
sich in Ihre Grundstellung gemäß 7 zurück zu bewegen,
in der sie den Strömungskanal 25 erneut
verschließt.
Durch diese Rückstellung
der Luftklappe 26 wird zwangsläufig auch eine Verstellung
des Schaltverriegelungselementes 30 dahingehend bewirkt,
dass dieses nunmehr mit seiner Anschlagnase 46 wieder in
seine Endstellung am Getriebegehäuse
kommt, so dass es durch eine nunmehr über den Schalter 9 und
das Gestänge 19 eingeleitete
Schwenkbewegung des Schwenkelementes 18 nicht mehr blockierend
im Schwenkbereich des Schwenkelementes 18 wirksam sein
kann (siehe ausgezogene Stellung in 8), wodurch
zur Herstellung der Antriebsverbindung die Kupplungshälften 14, 16 verschleißarm in
erneutem Eingriff gebracht werden können.
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- 1
- Motorkettensäge
- 2
- Gehäuse
- 3
- Motor
- 4
- Welle
- 5
- Kettenritzel
- 6
- Sägekette
- 7
- Führungsschwert
- 8
- Rand
- 9
- Schalter
- 10
- hinterer
Handgriff
- 11
- vorderer
Handgriff
- 12
- Handschutz
- 13
- formschlüssige Kupplung
- 14
- erste
Kupplungshälfte
- 15
- Feder
zu 16
- 16
- zweite
Kupplungshälfte
- 17
- Feder
von 18
- 18
- Schwenkelement
- 19
- Gestänge
- 20
- Erhöhung
- 21
- elektrischer
Schalter
- 22
- Lagerschild
- 23
- Motorwelle
- 24
- Lüfterrad
- 25
- Strömungskanal
- 26
- Luftklappe
- 27
- Getriebegehäuse
- 28
- Haltestange
- 29
- Feder
von 30
- 30
- Schaltverriegelungselement
- 31
- ebenflächige Ausnehmung
in 22
- 32
- Luftführungsteil
- 33
- ebenflächige Ausnehmung
in 32
- 34
- führungsschwertseitiges
Ende in 32
- 35
- Bereich 35 in 32
- 36
- ansteigende
Fläche
in 32
- 37
- handgriffseitiges
Ende von 32
- 38
- Stirnseite
- 39
- Anflächung an 28
- 40
- Längsschlitz
an 28
- 41
- zylindrischer
Ansatz an 28
- 42
- Fixiervorsprung
an 28
- 43
- Durchgangsöffnung in 44
- 44
- buchsenförmiges Halteelement
an 26
- 45
- Haltearm
an 30
- 46
- Anschlagnase
- 47
- radiale
Vertiefung