DE19701082B4

DE19701082B4 - Saug-/Blasgerät

Info

Publication number: DE19701082B4
Application number: DE19701082A
Authority: DE
Inventors: Norbert Veser; Dipl.-Ing. Becker Georg; Dipl-Ing. Elsner Thomas
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 1997-01-15
Filing date: 1997-01-15
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2017-01-16
Also published as: JPH10205488A; DE19701082A1; JP3485782B2; US6116864A

Abstract

Handgeführtes Saug-/Blasgerät (1, 10) mit einem Gehäuse (2, 12), in dem ein Antriebsmotor (11) angeordnet ist und einer an dem Gehäuse (2, 12) ausgebildeten Gebläsespirale (3, 13) mit einem darin umlaufenden, mit der Welle des Antriebsmotors (11) gekoppelten Gebläserad (35), das zu beiden Seiten einer sich von einer Nabe (34) des Gebläserades (35) in Richtung auf dessen Umfangsrand erstreckenden Wand (36) mit Schaufeln (37, 38) versehen ist, wobei die Gebläsespirale (3, 13) in beiden radialen Stirnwänden (8; 13', 13'') mit mindestens einer Lufteintrittsöffnung (4; 27, 28) versehen ist, wobei eine Stirnwand (13'') als Teil des den Antriebsmotor (11) umgebenden Gehäuses (2, 12) ausgebildet ist und die Lufteintrittsöffnung (28) in dieser Stirnwand (13'') einen Innenraum (33) des Gehäuses (2, 12) mit einem Saugbereich des Gebläserades (35) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Verbrennungsmotor (11) mit am Zylinder (11'') bzw. Zylinderkopf (11') angeformten Kühlrippen (29) ist und daß mit der Welle...

Description

Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Saug-/Blasgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. In der DE 38 36 748 A1 ist eine Blas-/Saugvorrichtung beschrieben, die ein tragbares Gehäuse umfaßt, in dem ein elektrischer Antriebsmotor aufgenommen ist, und wobei an dem Gehäuse eine Gebläsespirale ausgebildet ist mit einem darin umlaufenden Gebläserad. Dieses Gebläserad ist mit der Welle des Antriebsmotors gekoppelt und wird von diesem angetrieben. Das Gebläserad weist eine von dessen Nabe in Richtung auf den Umfangsrand verlaufende Wand auf, die zu beiden Seiten mit einer Schaufelanordnung versehen ist, so daß das Gebläse zweiflutig ist. Hierzu ist die Gebläsespirale mit je einer Eintrittsöffnung in beiden radialen Stirnwänden versehen. Eine der Stirnwände ist gleichzeitig Teil des den Antriebsmotor umgebenden Gehäuses, so daß über die Lufteintrittsöffnung in dieser Stirnwand der Innenraum des Gehäuses, in dem sich der Antriebsmotor befindet, mit dem Saugbereich des Gebläserades verbunden ist.
Die DE 31 25 889 A1 beschreibt ein von Hand zu führendes Blasgerät, das ein Gehäuse mit einem darin aufgenommenen Verbrennungsmotor sowie eine am Gehäuse ausgebildete Gebläsespirale mit einem darin befindlichen Gebläserad umfaßt. Die Gebläsespirale weist an einer der radialen Seitenwände eine Lufteintrittsöffnung auf, wobei diese Lufteintrittsöffnung an der dem Antriebsmotor zugewandten Stirnseite der Gebläsespirale oder an der gegenüberliegenden Stirnwand ausgebildet sein kann. Im letzteren Fall wird Luft von der Außenseite unmittelbar in das Gebläserad eingesaugt, wohingegen bei der zum Antriebsmotor hin offenen Stirnwand die Saugluft am Verbrennungsmotor vorbeigeführt wird, um diesen zu kühlen.
Aus der US 4,615,069 ist ein handgeführtes Saug-/Blasgerät bekannt mit einem Gehäuse, in dem ein elektrischer Antriebsmotor angeordnet ist. In dem Gehäuse ist eine Gebläsespirale ausgebildet mit einem darin umlaufenden Gebläserad, das mit der Welle des Antriebsmotors gekoppelt ist. Das Gebläserad ist zu beiden Seiten von Speichen, die sich von einer Nabe des Gebläserades in Richtung auf dessen Umfangsrand erstrecken, mit Schaufeln versehen. Eine Stirnwand der Gebläsespirale ist als Teil des den Antriebsmotor umgebenden Gehäuses ausgebildet mit einer Luftdurchtrittsöffnung in dieser Stirnwand, welche einen Innenraum des Gehäuses mit dem Saugbereich des Gebläserades verbindet.
Die US 5,035,586 beschreibt ein handgeführtes Saug-/Blasgerät mit einem in einem Gehäuse angeordneten Verbrennungsmotor. Auf einer Welle des Antriebsmotors ist ein erstes Gebläserad für den Saug-/Blasluftstrom und ein zweites Gebläserad zur Erzeugung eines Kühlluftstroms für den Verbrennungsmotor angeordnet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Saug-/Blasgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem auch in Betriebsphasen mit hoher Wärmeentwicklung des Antriebsmotors eine wirksame Kühlung erreicht und die Antriebsenergie möglichst gut genutzt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Saug-/Blasgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Kühlluft mittels des Gebläserades abgesaugt und auf diese Weise äußerst schnell aus dem Gehäuse befördert wird. Ferner wird die heiße Luft aus dem Innenraum des Gehäuses nicht unmittelbar nach außen geführt, sondern dieser ein großer Anteil Frischluft beigemischt, so dass damit eine rasche Temperaturabsenkung bewirkt wird. Es kann jedoch auch beispielsweise durch Verringerung des Frischluftanteils aus der Gebläsespirale ein Warmluftstrom ausgeblasen werden, wenn dies für bestimmte Arbeitseinsätze benötigt wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die von dem Lüfterrad erzeugte Bewegungsenergie des Kühlluftstromes zurückgewonnen wird, indem der Kühlluftstrom dem Gebläserad zugeleitet wird. Dadurch entsteht ein Aufladungseffekt, so dass die Lüfterradleistung teilweise als Blasleistung des Gebläserads zur Verfügung steht. Die Erfindung wird eingesetzt bei Saug-/Blasgeräten, bei denen der Antriebsmotor ein Verbrennungsmotor ist, der am Zylinderkopf bzw. Zylindergehäuse angeformte Kühlrippen aufweist, an denen die Wärmeenergie an einen Kühlluftstrom abgegeben wird. Verbrennungsmotore sind mit einer wesentlich höheren Wärmeentwicklung behaftet, so dass dort wesentlich mehr Wärmeenergie abgeführt werden muß als bei elektrischen Antrieben. Das Lüfterrad und das Gebläserad sind jeweils auf einem aus dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors ragenden Ende der Kurbelwelle drehfest gehalten. Ein Ende der Kurbelwelle weist vorzugsweise einen konischen Abschnitt auf, auf den das Lüfterrad gepresst ist. Auf diese Weise wird ohne zusätzliche Bauteile eine Preßverbindung erreicht, die den für den Antrieb des Lüfterrades erforderlichen Kraftschluß gewährleistet und äußerst einfach herstellbar ist.
In bevorzugter Ausgestaltung des Gebläserades ist die zwischen den Schaufeln befindliche Wand flach ausgebildet und verläuft orthogonal zur Drehachse. Um eine möglichst einfache Ausgestaltung des Gehäuses bzw. der Gebläsespirale zu erhalten, ist zweckmäßigerweise lediglich eine Lufteintrittsöffnung in der Stirnwand zwischen dem Innenraum und der Gehäusespirale vorgesehen, wobei vorzugsweise diese Lufteintrittsöffnung als Kreisfläche gestaltet ist. Eine Lagerung der Welle im Bereich der Stirnwand ist über der erfindungsgemäßen Konstruktion nicht erforderlich. Der Wirkungsgrad der Aufladung durch den Kühlluftstrom kann durch das Druckgefälle beeinflusst werden. Es ist daher von Vorteil, den Kühlluftstrom innerhalb eines bestimmten Radius, bezogen auf den Radius des Gebläserades, dem beschaufelten Gebläserad zuzuführen. Andererseits ist darauf zu achten, dass die Lufteintrittsöffnung genügend groß ist, um Druckverluste beim Übergang vom Innenraum in die Gebläsespirale zu vermeiden. Es wird daher als zweckmäßig angesehen, daß die Lufteintrittsöffnung in der dem Gehäuse benachbarten Stirnwand innerhalb eines Radius, bezogen auf die Drehachse des Gebläserades, angeordnet ist, der maximal 5/7 des Außenradius des Gebläserades beträgt. Die Anteile der von den Schaufeln der jeweiligen Seite geförderten Teilluftströme werden u. a. auch von der Art und Größe der Schaufeln bestimmt. Es wird daher als zweckmäßig angesehen, daß am äußeren Umfang des Gebläserades die Schaufeln auf der dem Antriebsmotor bzw. Innenraum zugewandten Seite der Wand eine Breite aufweisen, die etwa die Hälfte der Breite der Schaufeln auf der anderen Seite der Wand beträgt.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Saug-/Blasgerätes ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 Eine perspektivische Ansicht eines Saug-/Blasgerätes mit oben angeordnetem Blasrohr,
2 einen Schnitt durch ein Saug-/Blasgerät mit unten angeordnetem Blasrohr,
3 einen Schnitt durch das Gehäuse mit Antriebsmotor und Gebläsespirale.
In 1 ist ein Saug-/Blasgerät 1 gezeigt, bei dem in einem Gehäuse 2 ein Antriebsmotor angeordnet ist. Das Gehäuse 2 umfaßt eine Gebläsespirale 3, an deren Stirnwand 8 mehrere Lufteintrittsöffnungen vorgesehen sind und an deren Ende ein Blasrohr 5 angeordnet ist. Das Gerät 1 besitzt einen an der Oberseite des Gehäuses 2 angeordneten Handgriff 6, der zur Handhabung des Gerätes dient. Im unteren Bereich des Gehäuses 2 ist ein Standfuß 7 ausgebildet.
Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Saug-/Blasgerätes 10, wobei diese Schnittdarstellung den Antriebsmotor 11 in seinen Einzelheiten zeigt. In einem Gehäuse 12 ist der Verbrennungsmotor 11 angeordnet, der mit einer Zündkerze 19 versehen ist. Der Verbrennungsmotor 11 besitzt saugseitig ein Luftfilter 14 sowie einen Vergaser 18 und abgasseitig einen Abgasschalldämpfer 23. In einem Zylinder 11'' ist ein Kolben 20 längsverschieblich geführt, der über ein Pleuel 21 eine Kurbelwelle 22 dreht. Am oberen Bereich des Gehäuses 12 ist ein Handgriff 16 angeordnet, in dem ein Gashebel 17 beweglich gelagert ist.
Die 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in 2. Daraus ist ersichtlich, daß in einem von dem Gehäuse 12 begrenzten Innenraum 33 der Antriebsmotor 11 angeordnet ist. Der Antriebsmotor 11 weist im Bereich seines Zylinders 11'' und Zylinderkopfes 11' mehrere Kühlrippen 29 auf. Der in dem Zylinder 11'' geführte Kolben 20 treibt mittels des Pleuels 21 die Kurbelwelle 22, die in Kugellagern 24, 24' gelagert ist. Auf dem Ende 22' der Kurbelwelle 22 ist ein Lüfterrad 30 kraftschlüssig gehalten, was auf einfache Weise dadurch erreicht ist, daß das Lüfterrad 30 mit seiner Nabe 32 auf einen konischen Abschnitt 22* der Kurbelwelle 22 gepreßt ist. Vor dem Lüfterrad 30 ist auf dem Ende 22' der Kurbelwelle 22 eine Startvorrichtung 26 angeordnet. Das Lüfterrad 30 umfaßt Schaufeln 31 zur Erzeugung eines Luftstromes in Richtung der Pfeile K_L, der zu den Kühlrippen 29 des Antriebsmotors 11 geführt wird und die Abwärme des Antriebsmotors 11 aufnimmt.
Seitlich ist an dem Gehäuse 12 die Gebläsespirale 13 angeordnet, wobei eine Stirnwand 13'' der Gebläsespirale 13 gleichzeitig der Begrenzung des Innenraumes 33 dient. In der Stirnwand 13'' ist eine Lufteintrittsöffnung 28 vorgesehen, die zweckmäßigerweise als kreiszylindrische Fläche ausgebildet ist und bezogen auf die Drehachse D der Kurbelwelle 22 den Radius R_L aufweist. An der anderen Stirnwand 13' der Gebläsespirale 13 ist eine Lufteintrittsöffnung 27 vorgesehen, deren Durchtrittsquerschnitt geringer ist als derjenige der Lufteintrittsöffnung 28. Innerhalb der Gebläsespirale 13 ist ein Gebläserad 35 angeordnet, das mit seiner Nabe 34 auf einem Verbindungsstück 25 kraftschlüssig gehalten und mit diesem an dem Ende 22' der Kurbelwelle 22 befestigt ist.
Das Gebläserad 35 weist einen Außenradius R_G auf, der deutlich größer ist als der Radius R_L der Lufteintrittsöffnung 28. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Verhältnis R_L zu R_G von 5:7 vorgesehen. Das Gebläserad 35 besitzt eine flache, sich in radialer Richtung bis an den Außenumfang des Gebläserades 35 erstreckende Wand 36, die orthogonal zur Drehachse D verläuft. Auf der dem Innenraum 33 bzw. dem Antriebsmotor 11 zugewandten Seite der Wand 36 besitzt das Gebläserad 35 eine Anordnung aus mehreren Schaufeln 37, so daß ein Luftstrom in radialer Richtung erzeugt wird. Auf der entgegengesetzten Seite der Wand 36 befindet sich eine Anordnung aus Schaufeln 38, mittels welchen ebenfalls ein Luftstrom in radialer Richtung erzeugt wird. Während einerseits Außenluft durch die Lufteintrittsöffnung 27 angesaugt und daraus ein Blasluftstrom erzeugt wird, saugt die dem Innenraum 33 zugewandte Seite des Gebläserades 35 Luft aus dem Innenraum 33 durch die Lufteintrittsöffnung 28. Auf diese Weise gelangt der Kühlluftstrom K_L in den Saugbereich des Gebläserades 35, wobei die Bewegungsenergie des Kühlluftstromes ausgenutzt wird, indem die Schaufeln 37 diesen Luftstrom beschleunigen und zusammen mit dem von den Schaufeln 38 erzeugten Luftstrom dem Blasrohr zuführen. Je nach Auslegung der Schaufelgröße und/oder der Größe der Lufteintrittsöffnungen können die Anteile der erzeugten Teilluftströme bestimmt werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt am Umfangsrand des Gebläserades 35 die Breite B₁ der Schaufeln 37 etwa die Hälfte der Breite B₂ der Schaufeln 38.

Claims

Handgeführtes Saug-/Blasgerät (1, 10) mit einem Gehäuse (2, 12), in dem ein Antriebsmotor (11) angeordnet ist und einer an dem Gehäuse (2, 12) ausgebildeten Gebläsespirale (3, 13) mit einem darin umlaufenden, mit der Welle des Antriebsmotors (11) gekoppelten Gebläserad (35), das zu beiden Seiten einer sich von einer Nabe (34) des Gebläserades (35) in Richtung auf dessen Umfangsrand erstreckenden Wand (36) mit Schaufeln (37, 38) versehen ist, wobei die Gebläsespirale (3, 13) in beiden radialen Stirnwänden (8; 13', 13'') mit mindestens einer Lufteintrittsöffnung (4; 27, 28) versehen ist, wobei eine Stirnwand (13'') als Teil des den Antriebsmotor (11) umgebenden Gehäuses (2, 12) ausgebildet ist und die Lufteintrittsöffnung (28) in dieser Stirnwand (13'') einen Innenraum (33) des Gehäuses (2, 12) mit einem Saugbereich des Gebläserades (35) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Verbrennungsmotor (11) mit am Zylinder (11'') bzw. Zylinderkopf (11') angeformten Kühlrippen (29) ist und daß mit der Welle des Antriebsmotors ein Lüfterrad (30) gekoppelt ist, das zur Förderung eines von der Außenseite des Gehäuses (2, 12) angesaugten Kühlluftstromes (K_L) dient und den Kühlluftstrom dem zu kühlenden Antriebsmotor (11) im Innenraum (33) des Gehäuses (2, 12) zuführt, und daß das Lüfterrad (30) und das Gebläserad (35) auf jeweils einem aus einem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors (11) ragenden Ende (22', 22'') der Kurbelwelle (22) drehfest gehalten sind.
Saug-/Blasgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (11) ein Ende (22') der Kurbelwelle (22) mit konischem Abschnitt (22*) aufweist, auf den das Lüfterrad (30) aufgepreßt ist.
Saug-/Blasgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (36) des Gebläserades (35) zwischen den Schaufeln (37, 38) flach ausgebildet ist und orthogonal zur Drehachse (D) verläuft.
Saug-/Blasgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnung (28) in der Stirnwand (13'') zwischen dem Innenraum (33) und der Gebläsespirale (13) als Kreisfläche gestaltet ist.
Saug-/Blasgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnung (28) in der dem Gehäuse (12) benachbarten Stirnwand (13'') innerhalb eines Radius (R_L), bezogen auf die Drehachse des Gebläserades (35) angeordnet ist, der maximal 5/7 des Außenradius (R_G) des Gebläseradius (35) beträgt.
Saug-/Blasgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Umfang des Gebläserades (35) die Schaufeln (37) auf der dem Antriebsmotor (1) bzw. Innenraum (33) zugewandten Seite der Wand (36) eine Breite (B₁) aufweisen, die etwa die Hälfte der Breite (B₂) der Schaufeln (38) auf der anderen Seite der Wand (36) beträgt.