DE19752798A1 - Handgeführtes Arbeitsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät, ins­ besondere eine Motorkettensäge oder dgl., nach dem Oberbe­ griff der nebengeordneten Ansprüche 1 und 14.

Die US 3,994,067 offenbart bereits eine Motorkettensäge, in deren Gerätegehäuse ein luftgekühlter Verbrennungsmotor an­ geordnet ist. Die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors trägt auf einem Ende ein Abtriebsglied für ein Werkzeug, nämlich eine auf einer Führungsschiene umlaufende Sägekette. Das andere Ende treibt ein Lüfterrad an, welches innerhalb eines Lüftergehäuses angeordnet ist und durch einen Luft­ eintritt Kühlluft ansaugt und zum Verbrennungsmotor för­ dert. Eine Teilmenge der Ansaugluft des Lüfterrades wird als Verbrennungsluft zu einem Luftfilter des Verbrennungs­ motors abgeführt. Die Verbrennungsluft wird durch eine vom Lüfterrad überdeckte Austrittsöffnung in einem radial zur Kurbelwelle ausgebildeten Gehäuseboden axial abgeführt und über einen Verbrennungsluftkanal dem Luftfilter zugeführt. Aufgrund der axialen Luftabfuhr aus einem vom Gehäuseboden und der Stirnseite des Lüfterrades begrenzten Raum, in dem sich zentrifugierte Ansaugluft befindet, wird bei der be­ kannten Anordnung dem Schmutzraum des Luftfilters bereits vergleichsweise staubfreie Verbrennungsluft zugeführt.

Die Austrittsöffnung ist bei der bekannten Anordnung zen­ tral im Gehäuseboden ausgebildet, nämlich benachbart eines Kurbelwellenlagers im Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors.

Der an die Austrittsöffnung anschließende Verbrennungsluft­ kanal muß über die gesamte Länge einen genügend großen Durchtrittsquerschnitt zur Förderung der erforderlichen Verbrennungsluftmenge aufweisen. Bei der bekannten Anord­ nung ist die Verbrennungsluftkanalverbindung zwischen der Austrittsöffnung im Gehäuseboden und dem Luftfilter sowie in Strömungsrichtung nachfolgend dem Vergaser des Verbren­ nungsmotors mit hohem baulichem Aufwand erreicht. Die komplizierte Kanalführung des Verbrennungsluftkanals erhöht das Bauvolumen des Arbeitsgerätes, so daß dessen Handhab­ barkeit und Bedienungskomfort eingeschränkt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsge­ mäßes Arbeitsgerät derart weiterzubilden, daß eine einfache Führung sauberer Verbrennungsluft bei möglichst kompakter Bauweise des handgeführten Arbeitsgerätes ermöglicht ist.

Die Aufgabe wird nach den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 14 gelöst.

In einem Verbrennungsluftkanal, welcher von dem Gehäusebo­ den und von einer abschnittsweise den Gehäuseboden als dop­ pelten Boden überdeckenden Kanalwand des Lüftergehäuses be­ grenzt ist, kann die Luft auf dem kürzesten Wege, nämlich in senkrechter Richtung zur Erstreckung der Kurbelwelle, geleitet und dem Luftfilter zugeführt werden. Der Verbren­ nungsluftkanal kann sich über einen großen Radialabschnitt des Gehäusebodens erstrecken, wodurch ein genügend großer Durchtrittsquerschnitt bereits mit einer geringen Tiefe des doppelten Gehäusebodens und somit platzsparend erreicht sein kann. Eine besonders kompakte Bauweise bei kürzester Erstreckung des Verbrennungsluftkanals ist gegeben, wenn der Verbrennungsluftkanal auf Höhe der Austrittsöffnung im Gehäuseboden vollständig auf der Stirnseite des Gebläsegehäuses liegt und durch eine tangentiale Hinaus­ führung der Kanalwand in Durchströmungsrichtung über den Umfang des Gehäusebodens hinaus zumindest anteilig in Um­ fangsrichtung des Lüftergehäuses ausgebildet ist. Die Ka­ nalwand ist dabei mit Abstand jenseits einer Ebene des Ge­ häusebodens mit einer das Lüfterrad axial überdeckenden Um­ fangswand des Lüftergehäuses verbunden und begrenzt einen Umfangskanalabschnitt an der Außenseite der Umfangswand. Der anteilige Durchtrittsquerschnitt des in Überdeckung mit dem Gehäuseboden liegenden Stirnkanalabschnitts des Ver­ brennungsluftkanals ist in Strömungsrichtung stetig ver­ ringert, wobei der erforderliche Durchtrittsquerschnitt durch eine zunehmende Erweiterung des Umfangskanalab­ schnitts bereitgestellt ist.

Vorteilhaft kann der Verbrennungsluftkanal in seinem Endab­ schnitt vor dem Zugang zum Luftfilter bzw. dem Luftfilter­ raum vollständig jenseits einer Ebene des Gehäusebodens liegen, wodurch aufgrund der geringen axialen Erstreckung das Lüftergehäuse nahe am Kurbelgehäuse des Verbrennungs­ motors angeordnet sein kann und eine kompakte Bauweise des Arbeitsgerätes begünstigt ist.

Ein geringes Bauvolumen der Antriebseinheit des handge­ führten Arbeitsgerätes kann durch die Zuführung von Ver­ brennungsluft in einem hohl ausgebildeten Tragholm des Ar­ beitsgerätes erreicht werden. In dem Tragholm, an dem die Antriebseinheit sowie Führungs- bzw. Tragelemente und gege­ benenfalls weitere Bauteile des Arbeitsgerätes befestigt sind, verläuft der Verbrennungsluftkanal, wobei eine Ein­ trittsöffnung in der Wandung des Tragholms mit der Aus­ trittsöffnung im Gehäuseboden des Lüftergehäuses in Über­ deckung liegt. Die luftleitende Verbindung zur Einleitung der axial dem Lüftergehäuse entnommenen Verbrennungsluft in den Tragholm wird bevorzugt mit einem Verbindungskanalstück verbunden, welches aus einem elastischen Material besteht und formschlüssig in die zu verwendenden Öffnungen ein­ knüpfbar ist und zusätzlich vibrationsdämmend wirken kann.

Weitere erfinderische Merkmale ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Motorkettensäge in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines im Tragholm der Motorkettensäge ausgebildeten Verbrennungsluft­ kanals,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Lüftergehäuses,

Fig. 4 die gegenüberliegende Seite des Lüftergehäuses ge­ mäß Fig. 3 in perspektivischer Darstellung,

Fig. 5 ein Lüfterrad in perspektivischer Darstellung,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer geschlosse­ nen Ausführungsform eines Lüfterrades.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte handgeführte Ar­ beitsgerät ist eine Motorkettensäge 1, welche im wesent­ lichen aus einer Antriebseinheit 50 und einem Werkzeug be­ steht, nämlich einer angetriebenen Sägekette 41, welche auf einer Führungsschiene umläuft. Die Antriebseinheit 50 be­ steht im wesentlichen aus einem in einem Gerätegehäuse 17 angeordneten Verbrennungsmotor 2, der im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel ein luftgekühlter Zweitaktmotor ist, welcher über ein unten näher beschriebenes Gebläse mit Verbren­ nungsluft und Kühlluft versorgt wird. Die Antriebseinheit 50 umfaßt weiter einen Kraftstofftank 23 sowie ein Luftfil­ ter 18, den die Verbrennungsluft vor dem Eintritt in den Zylinder 3 des Verbrennungsmotors 2 durchströmt. Die An­ triebseinheit 50 ist an einem Tragholm 13 der Motorketten­ säge 1 befestigt, welcher außerdem hier nicht dargestellte Halte- und Griffelemente des Arbeitsgerätes aufweist.

Ein Antriebsritzel für die Sägekette 41 wird auf der in der gezeigten Darstellung der Motorkettensäge 1 verdeckten Seite des Verbrennungsmotors 2 von der Kurbelwelle 4 des Motors getrieben. Eine Abtriebswelle des Kettenritzels ist dabei über eine ebenfalls nicht dargestellte Fliehkraft­ kupplung mit dem Antriebsende der Kurbelwelle 4 verbindbar. Mit dem auf der gegenüberliegenden Seite des Verbrennungs­ motors herausgeführten, in der Zeichnung sichtbaren Ende treibt die Kurbelwelle 4 ein Lüfterrad 5 an, welches inner­ halb eines Lüftergehäuses 6 angeordnet ist und durch einen Lufteintritt im Gerätegehäuse 17 Kühlluft ansaugt. Das Lüf­ tergehäuse 6 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuseboden 7, welcher sich radial zur Kurbelwellenachse zwischen dem Lüfterrad 5 und dem Verbrennungsmotor 2 erstreckt, und einer das Lüfterrad 5 axial überdeckenden Umfangswand 12. Die Umfangswand 12 leitet die vom Lüfterrad 5 geförderte Luft und ist aus einem dem Verbrennungsmotor 2 zugewandten Bogenabschnitt ausgespart, wodurch ein Kühlluftaustritt ausgebildet ist. Mit einem geeigneten Verlauf der Umfangs­ wand 12 ist das Lüftergehäuse 6 als zum Verbrennungsmotor 2 offene Leitspirale ausgebildet, wobei Kühlluft durch den Kühlluftaustritt auf die am Zylinder 3 ausgebildeten Kühl­ rippen geblasen wird.

Der Gehäuseboden 7 ist mit einer vom Lüfterrad 5 überdeck­ ten Austrittsöffnung 11 versehen, durch die aus einem vom Gehäuseboden 7 und einer Stirnseite des Lüfterrades 5 be­ grenzten Rückraum Verbrennungsluft absaugbar ist. Die Ab­ saugöffnung 11 kann von einem oder mehreren als Teil des Gehäusebodens 7 ausgebildeten Versteifungsstegen in Fenster unterteilt sein. Ein solcher Steg kann vorteilhaft, wie in der Zeichnung strichliert dargestellt und mit der Bezugs­ ziffer 11' versehen, in radialer Erstreckung zur Kurbel­ welle 4 ausgebildet sein. In dem vom Lüfterrad 5 über­ deckten Rückraum befindet sich aufgrund der Zyklonwirkung vorgefilterte Ansaugluft, welche durch die Austrittsöffnung 11 axial abführbar und dem Luftfilter 18 zuführbar ist. Das Luftfilter 18 ist in einem Luftfilterkasten 19 angeordnet, welcher von einem Filterdeckel 20 zum Verschluß des Schmutzraums 21 abgedeckt ist. Die Reinluftseite des Luftfilters 18 ist mit einer Kraftstoffzumeßvorrichtung des Verbrennungsmotors 2 verbunden, welche im Ausführungsbeispiel ein Vergaser ist.

Ein Verbrennungsluftkanal 9 verbindet die Austrittsöffnung 11 im Gehäuseboden 7 des Lüftergehäuses 6 mit einem Luft­ eintritt des Luftfilterkastens 19 zum Schmutzraum 21. Der Luftfilterkasten 19 liegt etwa auf Höhe des Zylinders 3 des Verbrennungsmotors 2, um kurze Strömungswege zum Vergaser zu erreichen, welcher üblicherweise benachbart dem Frisch­ gaseinlaß des Zylinders 3 angeordnet ist. Die Austritts­ öffnung 11 im Gehäuseboden 7 liegt auf der dem Zylinder 3 gegenüberliegenden Seite der Kurbelwelle 4, wodurch eine schädliche Aufheizung der Verbrennungsluft durch die Nähe des Verbrennungsmotors 2 vermieden ist. Um bei möglichst kurzem Strömungsweg im Verbrennungsluftkanal eine kompakte Bauweise der Antriebseinheit 50 zu gewährleisten und somit die Handhabbarkeit der Motorkettensäge 1 zu verbessern, ist der Gehäuseboden 7 abschnittsweise als doppelter Boden aus­ gebildet. Der Verbrennungsluftkanal 9 ist also in dem be­ treffenden Abschnitt auf der Stirnseite des Lüftergehäuses 6 ausgebildet und ist in diesem Stirnkanalabschnitt von dem Gehäuseboden 7 selbst sowie einer den Gehäuseboden über­ deckenden Kanalwand des Lüftergehäuses 6 begrenzt. Die Ka­ nalwand 8 ist tangential über den Umfang des Gehäusebodens 7 hinausgeführt und mit Abstand jenseits einer Ebene des Gehäusebodens 7 mit der Außenseite der Umfangswand 12 des Lüftergehäuses 6 verbunden. Die Kanalwand 8 ist derart ge­ formt, daß der Verbrennungsluftkanal 9 in Durchströmungs­ richtung zunächst den Stirnkanalabschnitt aufweist, welcher neben der Kanalwand 8 von dem Gehäuseboden 7 begrenzt ist und anschließend in einen Umfangskanalabschnitt übergeht, welcher von der Kanalwand an der Umfangswand 12 begrenzt ist. Dabei ist der anteilige Durchtrittsquerschnitt des Stirnkanalabschnitts in Durchströmungsrichtung des Ver­ brennungsluftkanals 9 stetig verringert und der Durch­ trittsquerschnitt des Umfangskanalabschnitts entsprechend erweitert.

Das Lüftergehäuse 7 mit einem kompakt daran ausgebildeten Verbrennungsluftkanal 9 weist somit eine geringstmögliche axiale Tiefe auf und ermöglicht eine Verringerung des Bau­ volumens der Antriebseinheit 50, da der Gehäuseboden 7 des Lüftergehäuses 6 unmittelbar am Verbrennungsmotor 2 und an dessen Kurbelgehäuse anliegen kann. Die Austrittsöffnung 11 liegt in einer derartigen Radiallage zur Kurbelwellenachse 29, daß der aus der Ebene des Gehäusebodens 7 in dem die Austrittsöffnung aufweisenden Sektor hervorragende Stirn­ kanalabschnitt unterhalb des Kurbelgehäuses angeordnet ist. Die besten Abscheidungsresultate der Partikelfracht der Ansaugluft werden erreicht, wenn der Lageradius der Außenkante der Absaugöffnung 11 etwa das 0,5- bis 1,4-fache des Radius des Lüfterrades 5 beträgt, wobei der Wert 0,84 als ein zu bevorzugendes Vielfaches des Lageradius der Ab­ saugöffnung 11 gesehen wird. Besonders ausgeprägte Abschei­ dungswirkung wird auch erreicht, wenn sich die Absaug­ öffnung 11 radial über das Lüfterrad 5 hinaus erstreckt, wobei der Lagerradius der Außenkante vorzugsweise den Lüf­ terrad-Radius um etwa 5% überragt. Es ist zweckmäßig, wenn der Radius der Innenkante der Absaugöffnung 11 so klein wie möglich ist, um einen möglichst großen Durchtrittsquer­ schnitt zu schaffen.

Der Verbrennungsluftkanal erstreckt sich am Lüftergehäuse 6 in Drehrichtung des Lüfterrades 5. Er ist in seinem Endab­ schnitt vollständig als Umfangskanal ausgebildet und weist einen Endstutzen mit umlaufendem Rand auf. Dem Endstutzen ist ein elastischer Balg 16 übergestülpt, welcher die Ver­ bindung zu dem Eintrittsstutzen des Luftfilterkastens 19 herstellt. Er überbrückt einen Schwingspalt benachbart des Verbrennungsmotors 2 und kann mit seinen elastischen Ma­ terialeigenschaften die Vibration der Antriebseinheit 50 dämpfen. Vorteilhaft ist der Balg 16 als Antivibrationsele­ ment für den Verbrennungsmotor ausgeführt. Das Lüfterge­ häuse 6 mit daran ausgebildetem Verbrennungskanal 9 wird später anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert.

In einer weiteren Ausgestaltung des Lüftergehäuses kann die Austrittsöffnung auf der dem Luftfilter zugewandten Seite des Gehäusebodens ausgebildet sein, um den Verbrennungs­ luftkanal zu verkürzen, so daß eine gute Abscheidequalität der Schmutzpartikel ohne Leistungsverluste des Motors er­ reicht ist. Vorteilhaft ist das Verhältnis der Kanallänge zum Durchmesser kleiner als 2, was beispielsweise durch eine Lage der Austrittsöffnung im Gehäuseboden oberhalb einer Flanschebene des Zylinderflansches ermöglicht ist. Der Verbrennungsluftkanal kann in kompakter Bauweise im Tankgehäuse ausgebildet sein.

Das Lüfterrad 5 trägt auf beiden axialen Stirnseiten Schau­ felkränze 30, 31, welche durch eine vom Grundkörper des Lüfterrades 5 gebildete Radialwand 36 getrennt liegen. Auf der dem Verbrennungsmotor 2 abgewandten Ansaugseite des Lüfterrades 5 ist ein Kühlluft ansaugender Gebläsekranz 31 vorgesehen. Die Beschaufelung 30 auf der dem Rückraum bzw. dem Gehäuseboden 7 zugewandten Absaugseite ist als Gebläse ineffizient und dient der Zentrifugierung der Schmutz­ partikelfracht der durch den Rückraum und den Verbren­ nungsluftkanal 9 vom Verbrennungsmotor 2 angesaugten Ver­ brennungsluft. Die Ausgestaltung und Funktionsweise des Lüfterrades 5 ist weiter unten anhand von Fig. 5 näher er­ läutert.

Fig. 2 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Ausgestaltung einer Motorkettensäge, welche die axiale Absaugung sauberer Verbrennungsluft aus dem Lüftergehäuse 6 bei kompakter Bau­ weise des Arbeitsgerätes ermöglicht. Wie bereits oben ange­ deutet, weist eine Motorkettensäge üblicherweise einen Tragholm 13 auf, an dem die Bestandteile der Antriebsein­ heit (Verbrennungsmotor, Tank, Luftfilter usw.) und das Ge­ rätegehäuse befestigt sind. Der Tragholm 13 besteht im we­ sentlichen aus einem gestreckten vorderen Abschnitt, wel­ cher unter den Verbrennungsmotor greift, und einem hinte­ ren, aufwärts gerichteten Abschnitt, an dessen Ende der Vergaser 25 auf Höhe des Zylinders des Verbrennungsmotors angeordnet ist. An dem Tragholm 13 ist weiter ein Handgriff 24 mit einem Betätigungshebel für die Kettensäge befestigt. Der Handgriff liegt hinter einer am aufwärts gerichteten Abschnitt des Tragholms 13 ausgebildeten, im wesentlichen ebenen Wand 42, an der der Vergaser 25 befestigt ist. Der Tragholm 13 ist erfindungsgemäß hohl ausgebildet, wobei der Verbrennungsluftkanal 9' innerhalb des Tragholms verläuft und somit auf die mit Bauraumbedarf verbundene Anordnung eines separaten Bauteils für den Verbrennungsluftkanal verzichtet werden kann. Der gestreckte vordere Abschnitt des Tragholms 13 weist eine Öffnung 43 auf, welche mit der Öffnung 11 im Gehäuseboden 7 des Lüftergehäuses 6 in Über­ deckung liegt. Die luftdichte Verbindung zwischen der Aus­ trittsöffnung 11 des Lüftergehäuses 6 und der Öffnung 43 des Tragholms 13 wird durch einen elastischen Balg 16' her­ gestellt, welcher mit seinen zusammendrückbaren Endab­ schnitten in die jeweils zugeordneten Öffnungen 11, 43 formschlüssig einknüpfbar ist. Die elastische Verbindung zwischen Lüftergehäuse 6 und Tragholm 13 vermeidet zusätz­ lich die schädliche Übertragung von Vibrationen im Betrieb der Motorkettensäge.

Fig. 3 zeigt das Lüftergehäuse der in Fig. 1 dargestellten Motorkettensäge in einer perspektivischen Ansicht von der zum Kühllufteintritt freiliegenden Gehäusestirnseite. Diese freiliegende Stirnseite wird in fertig montiertem Zustand der Motorkettensäge von einem als Lufteintritt geöffneten Lüftergitter des Gerätegehäuses abgedeckt. Das Lüfterge­ häuse 6 besteht aus einem senkrecht zur Kurbelwellenachse 29 ausgebildeten Gehäuseboden 7 und einer orthogonal zum Gehäuseboden 7 ausgerichteten Umfangswand, welche das im Lüftergehäuse 6 umlaufende Lüfterrad axial überdeckt. Der Gehäuseboden ist mit einer zentralen Öffnung 45 versehen, durch die die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors in das Lüftergehäuse 6 einragt und das Lüfterrad antreibt. Der Ra­ dius der Umfangswand zur Kurbelwellenachse 29 nimmt in der vorgesehenen Drehrichtung des Lüfterrades zu, so daß zwi­ schen dem Lüfterrad und der Umfangswand 12 eine Luftleit­ spirale gebildet ist. Die Umfangswand 12 ist auf einem Bo­ genabschnitt, welcher in der Montagelage dem Verbrennungs­ motor zugewandt liegt, geöffnet, wodurch am Ende der Luft­ leitspirale ein gerichteter Kühlluftaustritt 22 gebildet ist. Wie bereits zu Fig. 1 beschrieben, ist der Gehäusebo­ den 7 mit einer Austrittsöffnung 11 versehen, welche dem Kühlluftaustritt 22 etwa diametral gegenüberliegt und durch die Verbrennungsluft axial aus dem zwischen Gehäuseboden 7 und Lüfterrad gebildeten Rückraum axial abführbar ist. Der Durchtrittsquerschnitt der Austrittsöffnung 11 muß ent­ sprechend dem zu fördernden Verbrennungsluft-Massenstrom dimensioniert werden und erstreckt sich im Ausführungsbei­ spiel über einen Bogenwinkel von 70°.

Der an die Austrittsöffnung 11 anschließende Verbrennungs­ luftkanal 9 besteht aus einem ersten, in Überdeckung mit dem Gehäuseboden 7 liegenden und einen doppelten Gehäuse­ boden ausbildenden Stirnkanalabschnitt 9s und einem in Strömungsrichtung folgenden Umfangskanalabschnitt 9u. Im Einströmbereich des Verbrennungsluftkanals erhebt sich die Kanalwand 8s des Umfangskanalabschnitts aus der Ebene des Gehäusebodens 7 und bildet einen Durchtrittsquerschnitt im Stirnkanalabschnitt 9s aus, welcher sich aus der axialen Erhebung sowie der radialen Erstreckung des Verbrennungs­ luftkanals zusammensetzt. Im Bereich des Stirnkanalab­ schnitts 9s wird der Verbrennungsluftkanal demnach zwischen dem doppelten Gehäuseboden ausgebildet und von der Kanal­ wand 8s und dem Gehäuseboden 7 begrenzt. Die Kanalwand ist in Durchströmungsrichtung des Verbrennungsluftkanals zuneh­ mend tangential über den Umfang des Gehäusebodens 7 hinaus­ geführt und ist mit zunehmendem Abstand jenseits der Ebene des Gehäusebodens mit der Umfangswand 12 verbunden. Im Be­ reich des Umfangskanalabschnitts 9u begrenzt die Kanalwand 8u den Verbrennungsluftkanal an der Außenseite der Um­ fangswand 12.

Das Lüftergehäuse 6 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem Grundgehäuse, welches den Gehäuseboden 7 und die Umfangswand 12 aufweist und an dem die zum Umfangskanalabschnitt 9u gehörigen Wandbereiche der Kanalwand 8 ausgebildet sind, und aus einem Stirnkanalbauteil 46, welches auf der dem Verbren­ nungsmotor zuzuwendenden Stirnseite des Lüftergehäuses 6 mit dem Gehäuseboden 7 des Grundkörpers verbunden ist. Das Stirnkanalbauteil 46 umfaßt die den Stirnkanalabschnitt 9s begrenzenden Wandbereiche 8s der Kanalwand des Ver­ brennungsluftkanals, welche aus der Ebene des Gehäusebodens 7 hervorstehen. Er erstreckt sich bogenförmig und umgreift im Einbauzustand des Lüftergehäuses 6 das Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors, wodurch das Lüftergehäuse 6 unmittelbar benachbart des Verbrennungsmotors angeordnet werden kann.

Wie aus Fig. 4 deutlich hervorgeht, ist auf der Rückseite des Gehäusebodens 7 ein hervorstehender Aufsatzrand 48 aus­ gebildet, welcher die Befestigung des Stirnkanalbauteils 46 am Grundgehäuse vereinfacht. Die Kanalwand 8s des Stirnka­ nalbauteils 46 und die den Umfangskanalabschnitt 9u aus­ bildende Kanalwand 8u weisen eine derartige Form auf, daß der Durchtrittsquerschnitt des Verbrennungsluftkanals trotz Verringerung des stirnseitigen Querschnittsanteils und Er­ weiterung des in Umfangsrichtung anteilig ausgebildeten Querschnitts stets einen in der Summe etwa gleichbleibenden Gesamt-Durchtrittsquerschnitt aufweist und die erforder­ liche Verbrennungsluftmenge somit ohne Strömungsverluste ansaugbar ist. Im Endbereich des Verbrennungsluftkanals bildet die Kanalwand 8u einen Endstutzen 15 aus, welcher radial über die Umfangswand 12 des Lüftergehäuses 6 hinaus­ geführt ist. Die Endabschnitte der Kanalwandteile 8u, 8s des Lüftergehäuses 6 bzw. des ansetzbaren Stirnkanalbau­ teils 46 bilden einen umlaufenden Rand 15, wodurch dem End­ stutzen 14 ein elastischer Balg 16 überstülpbar ist. Der Verbrennungsluftkanal ist in das Lüftergehäuse integriert ausgebildet und daher zweifellos luftdicht, wodurch das An­ saugen von Schmutzpartikeln durch Leckstellen im Kanal ver­ mieden ist.

In dem Gehäuseboden 7 kann unterhalb des geöffneten Bogen­ abschnittes der Umfangswand 12 eine Aussparung 27 vorgese­ hen sein, welche die Kühlluftzufuhr zu den Kühlrippen des Zylinders weiter begünstigen könnte. Darüber hinaus kann durch eine solche Aussparung 27 Warmluft in den gehäuse­ bodennahen Rückraum eintreten und durch die diametral ge­ genüberliegend im Gehäuseboden 7 ausgebildete Austritts­ öffnung bereits vorgewärmte Verbrennungsluft gefördert werden, was insbesondere im Winterbetrieb der Motorket­ tensäge vorteilhaft ist. Sind über einen längeren Be­ triebszeitraum der Motorkettensäge hohe Temperaturschwan­ kungen zu erwarten, so daß einerseits im Winterbetrieb die Zumischung bereits vorgewärmter Luft vorteilhaft ist, je­ doch im Sommerbetrieb durch die Erhöhung der Verbrennungs­ lufttemperatur eine zu starke Erwärmung des Verbrennungs­ motors zu befürchten ist, so kann auf einfache Weise an­ stelle der Aussparung 27 eine zweite Austrittsöffnung 11 zur axialen Abförderung von Verbrennungsluft in den Gehäu­ seboden 7 eingebracht werden. An die zweite Austritts­ öffnung schließt sich ein zweiter Verbrennungsluftkanal an, welcher alternativ zum ersten Verbrennungsluftkanal im Winterbetrieb der Motorkettensäge mittels einer ent­ sprechenden Luftleiteinrichtung freigebbar ist.

Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung eine bevor­ zugte Ausführungsform eines Lüfterrades. Das Lüfterrad 5 trägt auf beiden Stirnseiten einen Schaufelkranz 30, 31 welche durch eine vom Grundkörper des Lüfterrades 5 ausge­ bildete Radialwand 36 getrennt liegen. Das Lüfterrad 5 wird mit seiner Nabe 28 derart auf die Kurbelwelle des Verbren­ nungsmotors gesteckt und drehfest verbunden, daß eine als Absaugseite 33 vorgesehene Stirnseite des Lüfterrades, auf der eine Beschaufelung 30 mit radial ausgerichtetem Schau­ felquerschnitt ausgebildet ist, benachbart dem Gehäuseboden des Lüftergehäuses liegt. Die Radialwand 36 begrenzt dadurch einen Rückraum, aus dem die Verbrennungsluft wie oben beschrieben axial abgeführt wird. Auf der gegenüber­ liegenden Ansaugseite 32 des Lüfterrades 5 ist ein Geblä­ sekranz 31 ausgebildet, dessen Laufschaufeln Kühlluft an­ saugen und im Lüftergehäuse mit Zyklonwirkung beschleuni­ gen.

Die radiale Ausrichtung des Schaufelquerschnittes 34 der Beschaufelung 30 verringert beim Umlauf deren Gebläsewir­ kung, welche zentrifugal und damit der Strömung der Ansaug­ luft entgegen gerichtet ist und die Gaswechselarbeit des Verbrennungsmotors leistungsmindernd beeinflußt. Der Unterdruck im Rückraum infolge der schwachen Gebläsewirkung der Beschaufelung 30 ist gering, so daß die Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors, welcher über den Verbrennungs­ luftkanal aus dem Rückraum ansaugt, kaum beeinträchtigt ist. Der Schaufelquerschnitt 34 der Beschaufelung 30 ist mit zunehmendem Radius in Umfangsrichtung des Lüfterrades erweitert. Mit dieser konischen Ausführungsform der Schau­ feln wird ein günstiger radialer Geschwindigkeitsgradient der Ansaugluftströmung unter dem Lüfterrad 5 erzeugt. Der Schaufelquerschnitt 34 der fächernden Schaufeln ist dabei achssymmetrisch zu einer Radialachse 35 des Lüfterrades 5 ausgebildet.

Der Schaufelkranz 30 ist axial schmaler ausgebildet als der Gebläsekranz 31 auf der Ansaugseite 32 des Lüfterrades, so daß ein großer Kühlluft-Massenstrom gefördert und auf die Kühlrippen des Verbrennungsmotors geleitet wird. Die axiale Breite der Beschaufelung 30 bestimmt im wesentlichen den Durchtrittsquerschnitt des Rückraums zur Durchströmung durch die als Verbrennungsluft angesaugte Kühlluftteil­ menge. Die Beschaufelung 30 ist mit einer möglichst großen Schaufelhöhe ausgebildet, um einen großen Durchströmungs­ querschnitt im Rückraum zu erhalten. Bei einer bevorzugten Dimensionierung der fächernden Beschaufelung entsteht ein möglichst breiter Rückraum mit großem axialem Abstand der Radialwand 36 zum Gehäuseboden des Lüftergehäuses, wobei die Schaufelhöhe mindestens die Hälfte dieses Abstandes beträgt.

Die Schaufelhöhe der Beschaufelung 30 kann vorteilhaft 5 mm betragen. Um eine optimale Abscheidewirkung zu erreichen, sollte der axiale Abstand zwischen den Schaufeln und dem Gehäuseboden 7 so gering wie möglich sein. Er schafft einen Ausgleich der Bauteiltoleranzen und beträgt beispielsweise 1-2 mm.

Die Radialwand 36 ist radeinwärts zur Ansaugseite 32 des Lüfterrades 5 gewölbt, wodurch entsprechend die axiale Er­ streckung des Rückraums zur Nabe 28 des Lüfterrades 5 zu­ nimmt. Das erhöhte Volumen des Rückraums in seinem Innenbe­ reich dämpft die Druckpulsation in der Verbrennungsluft, welche aufgrund der turnusmäßigen Ansaugung im entspre­ chenden Arbeitstakt des Verbrennungsmotors entsteht. Die Beschaufelung 30 gibt mit geringstmöglicher Gebläsewirkung auf die Luftströmung den in der durchströmenden Luft ent­ haltenen Partikeln die gewünschte Zentrifugalkraft auf, so daß diese ausgeschieden werden und somit eine Vorfilterung der Verbrennungsluft vor dem Eintritt in das Luftfilter gegeben ist.

Das Lüfterrad 5 bildet ein Polrad einer Magnetzündanlage und trägt auf seinem Umfang einen Zündmagneten, welcher in der Beschaufelung 30 auf der Absaugseite 33 angeordnet ist und sich axial über die Radialwand 36 in den Gebläsekranz 31 erstreckt. Der Zündmagnet 49 ist in die Umfangsfläche eines Schwungmassenstückes 47 des Lüfterrades 5 eingelas­ sen. Das Lüfterrad 5 weist zwei diametral gegenüberliegende Schwungmassenstücke 47 auf, welche beide mit einem Zündmagneten versehen sein können.

Die Anordnung des Zündmagneten und der Schwungmassenstücke 47 in der Beschaufelung 30 bewirkt eine Pulsation, welche eine Rückströmung im Rückraum entgegen der Ansaugrichtung behindert, ohne die Zyklonwirkung des Schaufelkranzes 30 zu beeinflussen.

Um den Strömungswiderstand der Luftführung im Rückraum und im Verbrennungsluftkanal zu reduzieren, welcher von der An­ saugkraft des Verbrennungsmotors überwunden werden muß, kann auf der Absaugseite 33 des Lüfterrades 5 neben der als Gebläse möglichst ineffizienten Beschaufelung ein zusätz­ licher Axialgebläsekranz in gleicher Radiallage wie die Austrittsöffnung im Lüftergehäuseboden ausgebildet sein. Der Axialgebläsekranz überfährt bei umlaufendem Lüfterrad die Austrittsöffnung und schiebt Verbrennungsluft durch die Austrittsöffnung in den Verbrennungsluftkanal und unterstützt somit die Ansaugkraft des Verbrennungsmotors.

Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein Lüfterrad in geschlossener Ausführungsform, bei der die Absaugseite des Lüfterrades 5 von einer mitlaufen­ den Abdeckscheibe 40 radial überdeckt ist. Die Abdeck­ scheibe 40 begrenzt mit der Radialwand 36 des Lüfterrades 5 einen zentripetal durchströmbaren, kanalartigen Rückraum­ abschnitt 10'. Eine Teilmenge der vom Gebläsekranz 31 des Lüfterrades angesaugten und wie oben beschrieben im Lüfter­ gehäuse zentrifugierten Kühlluft wird zur Verwendung als Verbrennungsluft 44 durch die Beschaufelung 30 in den ge­ schlossenen Rückraumabschnitt 10' gesaugt. Zwischen dem Ge­ häuseboden 7 des Lüftergehäuses und der Abdeckscheibe 40 ist der Rückraum 10 gebildet, aus dem der Verbrennungsmotor wie oben beschrieben durch eine Austrittsöffnung 9 im Gehäuseboden 7 axial seine Verbrennungsluft ansaugt. In der Abdeckscheibe sind in Umfangsrichtung hintereinander­ liegende Durchbrüche 38 angeordnet, welche den Eintritt der Verbrennungsluft 44 in den durch die Abdeckscheibe 40 vom Rückraumabschnitt 10' getrennten Rückraum 10 gestatten. Zwischen den Durchbrüchen 38 können auf der Abdeckscheibe 40 Axialgebläseschaufeln angeordnet sein, welche durch ihren Schub für eine Rückgewinnung des Druckverlustes sor­ gen, welcher aufgrund der Strömungsverluste bei der ra­ dialen Durchströmung des Rückraumkanals 10' und insbeson­ dere der Beschaufelung 30 entsteht. Der zwischen Abdeck­ scheibe 40 des Lüfterrades und Gehäuseboden 7 gebildete Raum ist radial außerhalb der Austrittsöffnung 11 durch eine nicht schleifende Dichtung verschlossen, wodurch eine Luftströmung in den Rückraum 10 auf diesem Wege vermieden ist und die Verbrennungsluft 44 durch den geschlossenen Rückraumkanal 10' gezwungen wird. Im Ausführungsbeispiel ist der Rückraum 10 durch eine Axial-Labyrinthdichtung 39 abgedichtet.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Abdeckscheibe 40 doppelwandig ausgeführt, wodurch der geschlossene Rückraum­ kanal zunächst in einen ersten Abschnitt 10' zentripetal vom Einlaß an der Beschaufelung 30 zu den innenliegenden Durchbrüchen 38 geführt ist und hinter den Durchbrüchen in einem zweiten Abschnitt 10'' zentrifugal gerichtet ist. Die Absaugöffnung 11 im Gehäuseboden 7 liegt radial möglichst weit außen, so daß die Verbrennungsluft 44 vor dem Über­ tritt in den Rückraum 10 und dem Einströmen in den Verbren­ nungsluftkanal 9 im zweiten Rückraumkanalabschnitt 10'' be­ schleunigt wird.

Claims (24)

1. Handgeführtes Arbeitsgerät, insbesondere Motorketten­ säge oder dgl., mit einem innerhalb eines Gerätege­ häuses (17) angeordneten Verbrennungsmotor (2), dessen Kurbelwelle (4) ein Werkzeug (41) und ein Lüfterrad (5) antreibt, welches innerhalb eines Lüftergehäuses (6) angeordnet ist und durch einen Lufteintritt Kühlluft ansaugt und zum Verbrennungsmotor (2) fördert, wobei Verbrennungsluft durch eine vom Lüfterrad (5) über­ deckte Austrittsöffnung (11) in einem radial zur Kur­ belwelle (4) ausgebildeten Gehäuseboden (7) aus einem vom Gehäuseboden (7) und einer Stirnseite (33) des Lüf­ terrades (5) begrenzten Raum (10) axial abführbar und über einen Verbrennungsluftkanal (9, 9u, 9s) einem Luftfilter (18) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsluftkanal (9, 9u, 9s) von dem Gehäuseboden (7) und von einer ab­ schnittsweise den Gehäuseboden (7) als doppelten Boden überdeckenden Kanalwand (8, 8u, 8s) des Lüftergehäuses (6) begrenzt ist.

2. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwand (8, 8u, 8s) tangential über den Umfang des Gehäusebodens (7) hin­ ausgeführt ist und mit Abstand jenseits einer Ebene des Gehäusebodens (7) mit einer das Lüfterrad (5) axial überdeckenden Umfangswand (12) des Lüftergehäuses (6) verbunden ist und einen von der Umfangswand (12) be­ grenzten Umfangskanalabschnitt (9u) des Verbrennungs­ luftkanals (9, 9u, 9s) ausbildet.

3. Arbeitsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der anteilige Durchtritts­ querschnitt eines in Überdeckung mit dem Gehäuseboden (7) liegenden Stirnkanalabschnitts (9s) in Durch­ strömungsrichtung des Verbrennungsluftkanals (9, 9u, 9s) stetig verringert und der Durchtrittsquerschnitt des Umfangskanalabschnitts (9u) entsprechend erweitert ist.

4. Arbeitsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsluftkanal (9, 9u, 9s) in seinem Endabschnitt vollständig als Um­ fangskanal (9u) ausgebildet ist.

5. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Lüftergehäuse (6) ein Endstutzen (14) des Verbrennungsluftkanals (9, 9u, 9s) zum Anschluß des Luftfilters (18) oder eines Schmutzraums (21) eines Luftfilterkastens (19), in dem der Luftfilter angeordnet ist, ausgebildet ist.

6. Arbeitsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Endstutzen (14) einen umlaufenden Rand aufweist, dem ein elastischer Balg (16) zur Verbindung mit dem Luftfilter (18) bzw. des Luftfilterkastens (19) unter Überbrückung eines Schwingspaltes benachbart des Verbrennungsmotors (2) übergestülpt ist.

7. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (12) aus einem dem Verbrennungsmotor (2) zugewandten Bogenab­ schnitt ausgespart ist und einen Kühlluftaustritt (22) ausbildet.

8. Arbeitsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Endstutzen (14) des Verbrennungsluftkanals (9, 9u, 9s) benachbart des Kühl­ luftaustritts (22) liegt.

9. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftergehäuse (6) als zum Verbrennungsmotor (2) offene Leitspirale ausgebil­ det ist.

10. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugöffnung (11) im Gehäuseboden (7) auf der dem Verbrennungsmotor (2) ge­ genüberliegenden Seite der Kurbelwelle (4) liegt.

11. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lageradius der Außen­ kante der Absaugöffnung (11) das 0,5- bis 1,4-fache des Radius des Lüfterrades (5) beträgt.

12. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Absaug­ öffnung (11) in Umfangsrichtung des Gehäusebodens (7) gestreckt ist.

13. Arbeitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftergehäuse (6) mehr­ teilig ausgeführt ist und aus einem Grundgehäuse, wel­ ches den Gehäuseboden (7) und die Umfangswand (12) um­ faßt, und einem Stirnwandbauteil (46) besteht, welches die aus der Ebene des Gehäusebodens (7) hervorstehenden Wandteile des Verbrennungsluftkanals (9) umfaßt.

14. Handgeführtes Arbeitsgerät, insbesondere Motorketten­ säge oder dgl., mit einem innerhalb eines Gerätege­ häuses (17) angeordneten Verbrennungsmotor (2), dessen Kurbelwelle (4) ein Werkzeug (41) und ein Lüfterrad (5) antreibt, welches innerhalb eines Lüftergehäuses (6) angeordnet ist und durch einen Lufteintritt Kühlluft ansaugt- und zum Verbrennungsmotor (2) fördert, wobei Verbrennungsluft durch eine vom Lüfterrad (5) über­ deckte Austrittsöffnung (11) in einem radial zur Kur­ belwelle (4) ausgebildeten Gehäuseboden (7) aus einem vom Gehäuseboden (7) und einer Stirnseite (33) des Lüf­ terrades (5) begrenzten Raum (10) axial abführbar und über einen Verbrennungsluftkanal (9, 9u, 9s) einem Luftfilter (18) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsluftkanal (9) in einem hohl ausgebildeten Tragholm (13) des Ar­ beitsgerätes für eine den Verbrennungsmotor (2) um­ fassende Antriebseinheit (50) verläuft.

15. Arbeitsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (5) auf bei­ den axialen Stirnseiten Schaufelkränze (30, 31) trägt, welche durch eine vom Grundkörper des Lüfterrades (5) gebildete Radialwand (36) getrennt liegen.

16. Arbeitsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ansaugseite (32) des Lüfterrades (5) ein Kühlluft ansaugender Gebläse­ kranz (31) und auf der Absaugseite (33) eine Be­ schaufelung (30) mit etwa radial ausgerichtetem Schau­ felquerschnitt (34) ausgebildet ist, welche in einen von der Radialwand (36) begrenzten Rückraum (10) ein­ ragt.

17. Arbeitsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelquerschnitt (34) der Beschaufelung (30) mit zunehmendem Radius in Umfangsrichtung des Lüfterrades (5) erweitert ist.

18. Arbeitsgerät nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelquerschnitt (34) der Beschaufelung (30) achssymmetrisch zur Ra­ dialachse (35) ausgebildet ist.

19. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaufelung (30) axial schmaler ist als der Gebläsekranz (31).

20. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelhöhe der Be­ schaufelung (30) möglichst groß ist und mindestens ein Viertel des axialen Abstandes der Radialwand (36) zum Gehäuseboden (7) beträgt.

21. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialwand (36) radein­ wärts zur Ansaugseite (32) des Lüfterrades (5) gewölbt ist.

22. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (5) auf der Absaugseite (33) zusätzlich zur Beschaufelung (30) mit einem die Absaugöffnung (11) im Gehäuseboden (7) über­ fahrenden Schaufelkranz (37) versehen ist.

23. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugseite (33) des Lüfterrades (5) von einer mitlaufenden Abdeckscheibe (40) radial überdeckt ist, welche in Radiallage der Ab­ saugöffnung (11) im Gehäuseboden (7) Durchbrüche (38) aufweist, wobei zwischen Abdeckscheibe (40) und Gehäu­ seboden (7) radial außerhalb der Lage der Absaugöffnung (11) eine nicht schleifende Dichtung (39) des Rückraums (10) angeordnet ist.

24. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (5) auf sei­ nem Umfang einen Zündmagneten (49) trägt, welcher in der Beschaufelung (30) auf der Absaugseite (33) ange­ ordnet ist und sich axial mindestens bis zur Radialwand (36) erstreckt.