DE19636710A1

DE19636710A1 - Pneumatische Auslaufbremse für ein durch einen Verbrennungsmotor angetriebenes Arbeitsgerät

Info

Publication number: DE19636710A1
Application number: DE1996136710
Authority: DE
Inventors: Klemens Krahn; Harry Radel
Original assignee: Dolmar GmbH
Current assignee: Makita Engineering Germany GmbH
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-03-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein durch einen Verbrennungsmotor angetriebenes Arbeitsgerät insbesondere Handarbeitsgerät, bei welchem ein Arbeitswerkzeug von dem Verbrennungsmotor über Kraftübertragungsmittel angetrieben wird, welche eine Trennstelle in Form einer Kupplung umfassen.

Derartige Arbeitsgeräte sind in Form von Freischneidern (Motorsensen), Motorsägen, Rasenmähern, Heckenscheren etc. aus dem Stand der Technik bekannt.

Grundsätzlich besteht die Problematik, daß bei motorgetriebenen Arbeitsgeräten, wie Motorsägen, Rasenmähern und Freischneidern, die Werkzeuge nach dem Gaswegnehmen nachlaufen, da der Kraftschluß zwischen dem Motor und dem Arbeitswerkzeug über eine Fliehkraftkupplung erfolgt. Eine solche Trennstelle in der Kraftübertragung ist erforderlich, weil die Werkzeugmitnahme im Leerlauf aus Sicherheitsgründen unzulässig ist. Insbesondere bei mit Metallwerkzeugen ausgerüsteten Freischneidern stellt die sehr lange Nachlaufzeit der Werkzeuge ein hohes Gefahrenpotential dar.

Bei elektrisch angetriebenen Arbeitsgeräten ist es bekannt, das Problem des nachlaufenden Werkzeuges, beispielsweise mittels einer elektromagnetisch betätigten Auslaufbremse, zu lösen, wie dies z. B. in der DE-A1-34 27 733 für eine Kreissäge beschrieben ist. Aufgrund des unterschiedlichen Antriebes ist eine solche Lösung jedoch nicht auf ein durch einen Verbrennungsmotor angetriebenes Arbeitsgerät ohne weiteres übertragbar.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Arbeitsgerät der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß auf einfache und sichere Weise eine Gefährdung der bedienenden Person durch das nachlaufende Werkzeug praktisch vermieden wird.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dabei ist vorgesehen, daß mechanisch wirkende Mittel zum Abbremsen des Arbeitswerkzeuges in der Auslaufphase vorhanden sind, und daß die Abbremsmittel durch eine vom Verbrennungsmotor erzeugte Druckdifferenz bzw. Druckänderung betätigt werden. Durch das Abbremsen des Werkzeuges wird die Gefährdung direkt an der Gefahren quelle selbst beseitigt. Als Antriebsenergie für die mechanisch wirkenden Abbremsmittel wird eine Druckänderung am Verbrennungsmotor verwendet, die bei Änderung der Drehzahl zwischen Vollast und Leerlauf beispielsweise auf der Ansaugseite auftritt und automatisch und zuverlässig den Bremsvorgang steuern kann.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform des Arbeitsgerätes nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Kupplung als Fliehkraftkupplung ausgebildet ist, welche im Kupplungsfall den Kraftschluß mit einer Kupplungs trommel herstellt, daß die Kraftübertragungsmittel eine erste Kraftübertragungswelle vom Verbrennungsmotor zur Fliehkraftkupplung und eine zweite Kraftübertragungswelle von der Kupplungstrommel zum Arbeitswerkzeug umfassen, und daß die Bremsmittel auf die Kupplungstrommel einwirken. Durch Verwendung der Kupplungstrommel als Bremstrommel ergibt sich ein besonders einfacher und effektiver Bremsmechanismus, der auch leicht bei vorhandenen Geräten nachgerüstet werden kann.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Arbeitsgerätes nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Ver brennungsmotor mit einem Saugrohr zum Ansaugen der Verbrennungsluft ausgerüstet ist, und daß die Bremsmittel durch den bei niedrigen Drehzahlen im Saugrohr auftretenden Unterdruck betätigt werden. Steuerung und Antrieb der Bremsmittel über den bei Leerlauf auftretenden Unterdruck im Saugrohr ermöglichen eine Realisierung der Auslaufbremse mit geringem Aufwand und ohne zusätzlichen Aufwand an Steuerungsmitteln.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn in einer Weiterbildung dieser Ausführungsform die Bremsmittel einen auf die Kupplungstrommel einwirkenden Bremsklotz umfassen, und der Bremsklotz mittels einer Unterdruckdose betätigt wird, welche über eine Unterdruckleitung mit der Saugleitung des Verbrennungsmotors in Verbindung steht, und die Unterdruckdose eine Membran enthält, welche durch den Unterdruck gegen den Druck einer Druckfeder ausgelenkt wird.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Arbeitsge rätes nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß in der Unterdruckleitung, vorzugsweise in der Nähe der Saugleitung, eine Drossel angeordnet ist. Hierdurch werden Antrieb und Steuerung der Auslaufbremse von der Ansaugseite des Verbrennungsmotors soweit entkoppelt, daß die Wechselwirkung zwischen Bremsanlage und Motor praktisch vernachlässigbar ist.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematisierten Darstellung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Freischneiders, und

Fig. 2 u. 3 in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform.

In der einzigen Figur ist schematisch als Ausführungsbei spiel für die Erfindung ein Handarbeitsgerät 10 in Form eines Freischneiders mit einer Auslaufbremse dargestellt. Das Handarbeitsgerät 10 wird durch einen Verbrennungsmotor 11 angetrieben, der als (schnellaufender) 2-Takt- Ottomotor ausgebildet ist und in üblicher Weise ein Kurbelgehäuse 12, eine Kurbelwelle 13 und einen Kolben 14 umfaßt. Auf der Ansaugseite wird Verbrennungsluft über ein mit einer verstellbaren Drosselklappe 18 ausge rüstetes Saugrohr 17 angesaugt und über Überströmkanäle und Einlaßschlitze in den Verbrennungsraum gedrückt. Die Verbrennungsgase werden auf der gegenüberliegenden Seite über einen Auslaß 15 ausgestoßen.

Der Verbrennungsmotor 11 treibt über ein Kraftüber tragungssystem 25, 26, 27, 28, 29 ein Arbeitswerkzeug 30 in Form einer Stahlscheibe o. dgl. an. Das Kraftüber tragungssystem umfaßt eine Fliehkraftkupplung 26, welche beim Einkuppeln einen Kraftschluß mit einer Kupplungs trommel 27 herstellt, eine erste Kraftübertragungswelle 25 zwischen Verbrennungsmotor 11 und Fliehkraftkupplung 26, und eine zweite Kraftübertragungswelle 28 zwischen Kupplungstrommel 27 und Arbeitswerkzeug 30. Zwischen der zweiten Kraftübertragungswelle 28 und dem Arbeitswerkzeug 30 ist häufig noch ein Winkelgetriebe 29 angeordnet.

Beim Betrieb des Handarbeitsgerätes entsteht in dem Saugrohr 17 zwischen der Drosselklappe 18 und dem Einlaßsteuerfenster beim Umschalten zwischen Vollast und Leerlauf eine Druckdifferenz von etwa -0,2 bar. Diese Druckdifferenz bzw. dieser im Leerlauf entstehende Unterdruck wird von dem Saugrohr 17 über eine Unterdruckleitung 19 auf eine Unterdruckdose 20 übertragen. In der Unterdruckdose ist eine Membran 21 untergebracht, welche durch den Unterdruck gegen die Kraft einer Druckfeder 22 ausgelenkt wird und entweder direkt oder über das dargestellte Hebelsystem 23 einen mit einem Bremsbelag versehenen Bremsklotz 24 bremsend gegen die Kupplungstrommel 27 drückt. Anstelle der mit der Membran ausgerüsteten Druckdose kann selbstverständ lich auch ein anderes Unterdruckbetätigungssystem, wie z. B. eine Kolben-Zylinder-Anordnung o. dgl., verwendet werden. Weiterhin ist es selbstverständlich auch denkbar, daß die Auslaufbremse nicht an der Kupplungstrommel 27 sondern an einer anderen Stelle des hinter der Kupplung liegenden Antriebsstranges, an einer speziellen Bremstrommel oder -scheibe oder direkt am Arbeitswerkzeug 30 angreift.

Wie bereits erwähnt, entsteht der für die Betätigung der Auslaufbremse notwendige Unterdruck beim Loslassen der Gastaste, d. h., wenn der Verbrennungsmotor von Vollast oder höheren Drehzahlen in den Leerlauf übergeht. Das Arbeitswerkzeug wird so automatisch und sicher abgebremst. Beim Gasgeben bricht der Unterdruck im Saugrohr 17 hinter der Drosselklappe 18 zusammen und die Druckfeder 22 in der Unterdruckdose reduziert die unterdruckbedingte Auslenkung der Membran und löst die Auslaufbremse. Damit das Bremssystem 20-24 und die Ansaugseite des Verbrennungsmotors 11 hinsichtlich kurzer Druckschwankungen hinreichend entkoppelt sind, sitzt an der Verbindungsstelle zwischen Saugrohr 17 und Unterdruckleitung 19 in der Unterdruckleitung 19 eine Drossel 16.

In Fig. 2 und 3 ist eine weitere Ausführungsform der Auslaufbremse dargestellt. Hierbei sind noch einige zusätzliche Steuer- und Schaltelemente vorgesehen, die wie folgt arbeiten.

Bei betätigter Sicherheitstaste 31 gemäß Fig. 2 wird über einen Sinterfilter 32 der Saugrohrunterdruck an der Steuermembran 33 kurzgeschlossen. Hierdurch wird Kurbelgehäuse-Überdruck über ein Rückschlagventil 34 und ein 5/2-Wegeventil 35 auf die Arbeitsmembranoberseite 36 gegeben. Der Saugrohrunterdruck, soweit vorhanden, wird zusätzlich zur Krafterhöhung auf die Arbeitsmembranunter seite 38 der Arbeitsmembran 37, gegeben. Die Auslauf bremse wird gelöst. Dies ist erforderlich, um auch bei unbetätigter Drosselklappe 18, also z. B. Schubbetrieb des Motors, die Auslaufbremse nicht wirksam werden zu lassen, da dies dem Arbeitsprozeß, z. B. beim Grasmähen, abträglich ist.

Die Auslaufbremse soll erst beim Loslassen der Sicherheitstaste 31 und beim Schließen der Drosselklappe 18 ausgelöst werden. Aus Kostengründen ist es speziell beim Freischneider sinnvoll, die weiter entfernte Sicherheitstaste 31 nur über eine Steuerleitung an das System anzuschließen. Dies kann durch die Verwendung von definierter Nebenluft, z. B. über einen Sinterfilter, erreicht werden. Die Vergaserabstimmung muß selbstverständlich an dieses System angepaßt werden.

Wird die Sicherheitstaste gelöst und die Drosselklappe geschlossen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, liegt der Saugrohrunterdruck über das Rückschlagventil 39 und ggf. eine Drossel 39a an der Steuermembran 23 an, wodurch das 5/2-Wegeventil umgesteuert wird. Hierdurch liegt nun der Kurbelgehäusedruck, durch die Rückschlagventile 40, 41 aufgeteilt in Über- und Unterdruck an der Arbeitsmembran 37 an und bewirkt die Betätigung der Auslaufbremse mit max. Kurbelgehäusedifferenzdruck. Dieser kann im Schubbetrieb des 2-Takt-Motors bis zu 3 m Wassersäule, abhängig vom Vorverdichtungsverhältnis, betragen, wodurch sich gute Bremskräfte realisieren lassen, bzw. die entsprechenden Hebelübersetzungen die Verwendung kleiner Membrandurchmesser gestatten.

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung eine einfach aufgebaute, ohne zusätzliche Antriebsenergie auskommende, automatisch gesteuerte Auslaufbremse für ein motorge triebenes Arbeitsgerät, die mit wenigen Teilen auskommt, sicher funktioniert, wenig Platz beansprucht und sich leicht und ohne großen Aufwand bei vorhandenen Geräten nachrüsten läßt.

Bezugszeichenliste

10 Handarbeitsgerät
11 Verbrennungsmotor
12 Kurbelgehäuse
13 Kurbelwelle
14 Kolben
15 Auslaß
16 Drossel
17 Saugrohr
18 Drosselklappe
19 Unterdruckleitung
20 Unterdruckdose
21 Membran
22 Druckfeder
23 Hebelsystem
24 Bremsklotz (mit Bremsbelag)
25, 28 Kraftübertragungswelle
26 Fliehkraftkupplung
27 Kupplungstrommel
29 Winkelgetriebe
30 Arbeitswerkzeug
31 Sicherheitstaste
32 Sinterfilter
33 Steuermembran
34 Rückschlagventil
35 5/2-Wegeventil
36 Oberseite
37 Arbeitsmembran
38 Unterseite
39 Rückschlagventil
39a Drossel
40, 41 Rückschlagventil

Claims

1. Durch einen Verbrennungsmotor (11) angetriebenes Arbeitsgerät, insbesondere Handarbeitsgerät, bei welchem ein Arbeitswerkzeug (30) von dem Verbrennungs motor (11) über Kraftübertragungsmittel (25, 28, 29) angetrieben wird, welche eine Trennstelle in Form einer Kupplung (26, 27) umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß mechanisch wirkende Mittel (24) zum Abbremsen des Arbeitswerkzeuges (30) in der Auslaufphase vorhanden sind und daß die Bremsmittel durch eine vom Verbrennungsmotor (11) erzeugte Druckdifferenz bzw. Druckänderung betätigt werden.

2. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung als Fliehkraftkupplung (26) ausgebildet ist, welche im Kupplungsfall den Kraftschluß mit einer Kupplungstrommel (27) herstellt, daß die Kraftübertragungsmittel eine erste Kraftübertragungswelle (25) vom Verbrennungsmotor (11) zur Fliehkraftkupplung (26) und eine zweite Kraftübertragungswelle (28) von der Kupplungstrommel (27) zum Arbeitswerkzeug (30) umfassen, und daß die Bremsmittel (24) auf die Kupplungstrommel (27) einwirken.

3. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (11) mit einem Saugrohr (17) zum Ansaugen der Verbrennungsluft ausgerüstet ist, und daß die Bremsmittel (24) durch den bei niedrigen Drehzahlen im Saugrohr (17) auftretenden Unterdruck betätigt werden.

4. Arbeitsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsmittel einen auf die Kupplungstrommel (27) einwirkenden Bremsklotz (24) umfassen, und daß der Bremsklotz (24) mittels einer Unterdruckdose (20) betätigt wird, welche über eine Unterdruckleitung (19) mit der Saugleitung (17) des Verbrennungsmotors (11) in Verbindung steht.

5. Arbeitsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckdose (20) eine Membran (21) enthält, welche durch den Unterdruck gegen den Druck einer Druckfeder (22) ausgelenkt wird.

6. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterdruckleitung (19), vorzugsweise in der Nähe der Saugleitung (17), eine Drossel (16) angeordnet ist.

7. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (11) ein schnellaufender 2- Takt-Ottomotor ist.

8. Arbeitsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsgerät eine Kettensäge, eine Heckenschere, Freischneider oder ein Rasenmäher ist.

9. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsmittel zum Bremsen und/oder Ausrücken zusätzlich mit einer Kurbelkammer über Druck beaufschlagbar sind.

10. Arbeitsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung der Bremsmittel über ein durch den Ansaugunterdruck geschaltetes Umschaltventil erfolgt.

11. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Sicherheitstaste eine mit dem Saugrohrunterdruck beaufschlagte Leitung zu öffnen und zu schließen ist.

12. Arbeitsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beaufschlagte Leitung über einen Sinterfilter mit dem Ansaugrohr verbunden ist.