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Die
Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät mit einem Antriebsmotor,
insbesondere ein Freischneidegerät,
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur axialen
Montage eines Lagers eines Arbeitsgerätes mit einem Antriebsmotor
nach Anspruch 15.
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Aus
der
DE 42 23 962 C1 ist
ein Freischneidegerät
bekannt, bei dem das den Schneidkopf am Führungsrohr haltende Lager in
den Endabschnitt des Führungsrohres
axial eingesteckt und dann durch Anbringen eines radial in den Endabschnitt
einragenden Anschlages axial gesichert wird.
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Um
einen spielfreien Sitz des Lagers im Endabschnitt zu gewährleisten,
muß dieses
im Außendurchmesser
dem Innendurchmesser des Endabschnittes angepaßt ausgeführt werden; dies führt bei
der Montage jedoch zu Problemen. Wird nämlich das Lager mit Übermaß ausgebildet,
muß beim
axialen Einschieben in den Endabschnitt eine erhebliche Kraft aufgebracht
werden; gleichzeitig wird sich beim Einschieben das Material abschaben,
so daß Späne entstehen.
Tritt ein Untermaß auf,
liegt das Lager mit Spiel im Endabschnitt, was zu Schlag- und Rüttelbewegungen
im Betrieb führen
kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsgerät der gattungsgemäßen Art
derart weiterzubilden, daß bei
einfacher Montage ein spielfreier Sitz des im Endabschnitt liegenden
Lagers gewährleistet
ist.
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Die
Aufgabe wird nach den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Anspruch
15 gibt ein Verfahren zur erfindungsgemäßen spielfreien Montage des
Lagers in den Endabschnitt eines Führungsrohres an.
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Weitere
Ausgestaltungen sind jeweils in den Unteransprüchen angegeben.
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Durch
die äußere Gestalt
des Lagers liegt dieses lediglich über Teilumfangsabschnitte an
der Innenwand des Endabschnittes an, wobei der durch die Rippendächer der
Axialrippen gegebene Außendurchmesser
der gedachten Zylinderwand größer ist als
der Innendurchmesser des unverformten Endabschnittes.
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Um
ein weitgehend kraftloses axiales Einschieben des Wellenlagers in
den Endabschnitt des Führungsrohres
zu gewährleisten,
wird dieses durch Einspannen zwischen Klemmbacken eckig verformt. Dabei
entspricht die Anzahl der Ecken der Anzahl der am Lager ausgebildeten
Axialrippen. Die Verformung des Querschnittes des Endabschnittes
in eine bei drei Axialrippen etwa dreieckförmige Gestalt ähnlich einem
gleichseitigen Dreieck schafft einen Abstand zwischen einer Ecke
und der ihr diametral gegenüberliegenden
Innenwand des verformten Querschnitts, welcher aufgrund der Verformung
größer ist als
der zwischen einem Rippendach und dem gegenüberliegenden Wandabschnitt über die
Längsmittelachse
gemessene Erstreckung. Das Lager wird nun in seiner Drehlage so
ausgerichtet, daß jeder
Ecke jeweils eine Axialrippe zugeordnet ist. Da der Abstand zwischen
einem Rippendach und dem diametral gegenüberliegenden Wandabschnitt
des Lagers kleiner ist als der Abstand der Ecke zu der diametral gegenüberliegenden
Wand des verformten Abschnittes, läßt sich das Lager axial und
aufgrund des radialen Spiels kraftlos in den Endabschnitt einschieben. Die
Verformung des Endabschnittes auf die zum kraftlosen Einschieben
des Lagers erforderliche Gestalt erfolgt im elastischen Bereich
des Materials des Führungsrohres,
welches zweckmäßig Aluminium ist,
so daß bei
einem Entspannen der Klemmbacken, also einem Zurückfahren der Klemmvorrichtung,
der Endabschnitt bestrebt ist, in seine ursprüngliche zylindrische Gestalt
zurückzukehren.
Die Wandung des Endabschnittes wird sich daher kraftschlüssig an
den Rippendächern
anlegen, wodurch das Lager axial unverlierbar kraftschlüssig im
Endabschnitt und in Umfangsrichtung drehfest gehalten ist.
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Zweckmäßig ist
das kraftschlüssig
im Endabschnitt gehaltene Lager zusätzlich durch einen radial in
den Endabschnitt einragenden Stift, vorzugsweise eine Sicherungsschraube,
auch formschlüssig
gesichert.
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Weitere
Details der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der
Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend ein im einzelnen beschriebenes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines von einem Benutzer geführten Freischneidegerätes,
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2 einen
Schnitt durch das zwischen dem Antriebsmotor und dem Schneidkopf
angeordnete Führungsrohr,
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Montagevorrichtung zum Einbau eines
Lagers in den Endabschnitt des Führungsrohres,
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4 in
schematischer Darstellung einen Schnitt durch die Montagevorrichtung
nach 3 bei eingeschobenem Lager,
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5 eine
perspektivische Ansicht des in 3 dargestellten
Lagers,
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6 eine
Ansicht auf das Lager in Richtung Pfeil VI in 5,
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7 einen
Teilschnitt durch das Lager nach 5,
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8 einen
Schnitt durch den Endabschnitt des Führungsrohres mit montiertem
Lager.
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Das
in 1 dargestellte Freischneidegerät 1 wird von einem
Benutzer 2 mittels eines über der Schulter liegenden
Traggurtes 3 gehalten. Das Freischneidegerät 1 weist
einen Antriebsmotor 4 auf, der im Ausführungsbeispiel ein Verbrennungsmotor,
z. B. ein Zweitaktmotor oder ein gemischgeschmierter Viertaktmotor,
ist. Auch kann ein Elektromotor zweckmäßig sein.
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Der
Antriebsmotor 4 treibt eine Antriebswelle 14 (8)
an, die in einem – im
Ausführungsbeispiel gebogenen – Führungsrohr 5 als
Schutzrohr gelagert ist. Hierzu ist zwischen der Antriebswelle 14 und
dem Führungsrohr 5 ein
Gleitlager 15 (8) angeordnet, welches über sternförmige Axialrippen 13 im
Führungsrohr 5 zentriert
ist.
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Am
unteren Endabschnitt 6 des Führungsrohres 5 ist
mit einem Lager 16 (8) ein Schneidkopf 7 gehalten.
Im Ausführungsbeispiel
ist der Schneidkopf 7 ein Fadenschneider, der mindestens einen
aus dem Schneidkopf 7 herausragenden Fadenabschnitt 8 aufweist,
der ein schneidendes Arbeitswerkzeug darstellt. Oberhalb des Schneidkopfes 7 ist
ein sich über
einen Teilumfang des Schneidkopfes erstreckender Schutz 9 angeordnet,
der mittels einer Schelle 10 am Führungsrohr 5 befestigt
ist. Die vorzugsweise aus Stahl bestehende Schelle 10 umgreift
den lageraufnehmenden Endabschnitt 6 des Führungsrohres 5.
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Wie
aus der Schnittdarstellung in 8 ersichtlich,
endet das Gleitlager 15 vor dem Endabschnitt 6,
so daß dessen
Innenraum frei zur Aufnahme des Lagers 16 ist.
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Das
in den 5 bis 7 im einzelnen dargestellte
Lager 16 für
den Schneidkopf 7 besteht aus einer Montagehülse 17,
welche die äußere Mantelfläche 18 des
Lagers 16 bildet. Auf dieser äußeren Mantelfläche 18 des
Lagers 16 sind mehrere Axialrippen 19, 20, 21 angeordnet,
die über
den Umfang der Mantelfläche 18 gleichmäßig verteilt
liegen. Wie in 6 gezeigt, ist die eine Axialrippe 19 in
Umfangsrichtung gemessen breiter ausgeführt wie die anderen Axialrippen 20 und 21;
im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Axialrippe 19 etwa doppelt so breit wie die anderen
Axialrippen 20, 21. Die Mittelachsen der Axialrippen 19, 20, 21 haben
einen gleichen Winkelabstand 22 voneinander, der im Ausführungsbeispiel
bei drei Axialrippen 120° beträgt. Jeder Rippe 19, 20, 21 liegt
so ein rippenfreier Bereich 52 der Mantelfläche 18 gegenüber. Das
Rippendach 23 jeder Axialrippe 19, 20, 21 ist
in Umfangsrichtung leicht gerundet ausgeführt, bevorzugt mit einem Rundungsradius
R (2), der dem Innenradius des unverformten, kreiszylindrischen
Querschnittes des Endabschnittes 6 des Führungsrohres 5 entspricht.
Dabei bestimmt die radiale Höhe
H der Axialrippen 19, 20, 21 den maximalen
Außendurchmesser 24 einer gedachten
Zylinderwand 25.
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Die äußere Mantelfläche 18 des
Lagers 16 hat einen Außendurchmesser
DM, der kleiner ist als der Innendurchmesser
DI des Endabschnittes 6 des Führungsrohres 5,
wie er in 2 dargestellt ist. Die radialen
Rippen 19, 20, 21 haben eine von der äußeren Mantelfläche 18 aus
gemessene radiale Höhe
H, die im Ausführungsbeispiel
geringfügig
größer ist
als etwa die Hälfte
der Differenz zwischen dem Innendurchmesser DI des
Endabschnittes 6 und dem Außendurchmesser DM der
Mantelfläche 18 der
Montagehülse 17.
Aufgrund der Bemessung der radialen Höhe H ist der Außendurchmesser 24 der
durch die Rippendächer 23 bestimmten
gedachten Zylinderwand 25 größer als der Innendurchmesser
DI des Endabschnittes 6 des Führungsrohres 5.
Ein axiales Montieren des Lagers 16 in den Endabschnitt 6 des Führungsrohres
ist daher ohne weiteres nicht möglich.
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Zur
axialen Montage des Wellenlagers 16 in den Endabschnitt 6 wird
der Endabschnitt 6 des Schutzrohres bzw. Führungsrohres 5 durch
Einspannen zwischen Klemmbacken 40 über eine Länge L im wesentlichen elastisch
verformt, bis der Querschnitt des Endabschnittes 6 die
in 3 perspektivisch dargestellte, etwa dreieckige
Form einnimmt. Hierzu werden im Ausführungsbeispiel drei Klemmbacken 40 über den
Umfang des Endabschnittes 6 mit gleichem Winkelabstand
zueinander liegend angeordnet und gemeinsam in Richtung der Pfeile 41 auf
die Längsmittelachse 26 des
Endabschnittes 6 radial zugefahren. Der Endabschnitt 6 wird über die
Länge L, die
etwas größer als
die Axiallänge
des Lagers 16 ist, zwischen den Klemmbacken 40 im
wesentlichen elastisch so weit verformt, bis die in 3 gezeigte, entstehende
eckige Querschnittsform einen über eine
Ecke 27 gemessenen Verformungsdurchmesser DV aufweist,
der geringfügig
größer ist
als der durch die Rippendächer 23 bestimmte äußere Maximal durchmesser 24 des
Lagers 16. Das Lager wird nun in einer derartigen Drehlage
ausgerichtet, daß jede Axialrippe 19, 20, 21 etwa
in einer Ecke 27 des gemäß 3 verformten
Endabschnittes 6 zu liegen kommt. Da der über eine
Ecke gemessene Durchmesser DV, also der
Abstand zwischen einer Ecke 27 und der diametral zur Längsmittelachse 26 gegenüberliegenden
Innenwand des Endabschnittes 6, größer ist als der Abstand 51 eines
Rippendaches 23 zum diametral gegenüberliegenden Wandabschnitt 52 des
Lagers 16, läßt sich
dieses nunmehr weitgehend kraftlos axial in den Endabschnitt 6 einschieben.
Zum leichteren Einfädeln
des Lagers 16 in den verformten Endabschnitt 6 weisen
die in Einschubrichtung 28 vorne liegenden Enden der Rippen 19, 20, 21 einen
in der Höhe
reduzierten Kopfabschnitt 29 auf (3, 5).
Bevorzugt ist der Übergang zwischen
dem Kopfabschnitt 29 und der Rippe 19, 20, 21 selbst
als Schrägfläche 30 oder
Rundung ausgebildet, was das kraftlose axiale Einschieben in den Endabschnitt 6 begünstigt.
Das Lager 16 wird bis zum Anschlag eines Radialflansches 31 an
die freie Stirnseite 32 in den Endabschnitt 6 eingeschoben. Der
Radialflansch 31 ist an dem dem Kopfende 29 gegenüberliegenden
Ende der Rippen 19, 20, 21 als äußere Stirnseite 33 der
Montagehülse 17 vorgesehen.
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Nach
vollständigem
Einschieben der Montagehülse 17 bis
zum die Einstecktiefe begrenzenden Radialflansch 31 werden
die Klemmbacken 40 entsprechend der Darstellung in 4 in
Pfeilrichtung 42 zurückgefahren,
so daß aufgrund
der Materialelastizität
des Führungsrohres 5 die
frei werdenden Elastizitätskräfte den
Querschnitt des Endabschnittes unter kraftschlüssiger Anlage seiner Wandung
an die Axialrippen 19, 20, 21 in Richtung
auf die Ausgangsform gemäß 2 rückverformen.
Dadurch wird das Lager 16 bzw. dessen Montagehülse 17 kraftschlüssig im
Endabschnitt 6 gehalten.
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Für die kraftschlüssige Festlegung
der Montagehülse 17 im
Endabschnitt 6 ist es wesentlich, daß die Klemmbacken 40 in
Pfeilrichtung 41 derart behutsam in Richtung auf die Längsmittelachse 26 zugestellt
werden, daß rechtzeitig
bei Erreichen des gewünschten
Durchmessers DV die Zustellbewegung gestoppt
wird. Auf diese Weise kann die Elastizität des Materials des Führungsrohres 5 maximal
genutzt werden. Eine eventuell auftretende bleibende Verformung
zu Beginn der Zustellbewegung in Pfeilrichtung 41 ist unbeachtlich,
da die Elastizitätskräfte nur
im Bereich des vorgegebenen Durchmessers DV zur Verfügung zu
stellen sind. Wie 4 zeigt, hat der Querschnitt
des Endabschnittes 6 mit montiertem Lager 16 eine
von der Kreisform leicht abweichende, im Ausführungsbeispiel etwa kreis-dreieckförmige Gestalt.
Die Form ist ähnlich
einem gleichseitigen Dreieck.
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In
die Montagehülse 17 sind
endseitig Lagerbuchsen 34 (7) eingesetzt,
deren axiale Einstecktiefe durch einen endseitigen Ringflansch 35 begrenzt
ist. Die inneren Stirnseiten der Lagerbuchsen 34 liegen
mit einem Abstand a zueinander, wie 7 zeigt.
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In
die als Gleitlager ausgeführten
Lagerbuchsen 34 ist eine Achse 36 eingesteckt,
welche einen mittigen, im Durchmesser erweiterten Mittelabschnitt 37 aufweist.
Der auf der einen Seite des Mittelabschnittes 37 liegende
Endabschnitt 38 ist in den Lagerbuchsen 35 drehbar
gehalten, wobei das aus der Montagehülse 17 herausragende
Ende einen Sicherungsring 39 trägt. Die Montagehülse 17 mit
den Lagerbuchsen 34 ist so zwischen dem Mittelabschnitt 37 und
dem Sicherungsring 39 unverlierbar gehalten. Der auf der
anderen Seite des Mittelabschnittes 37 liegende Endabschnitt
der Achse 36 trägt das Schneidwerkzeug,
im Ausführungsbeispiel
nach 1 einen Schneidkopf mit einem Fadenschneider.
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Der
im Lager 16 gehaltene Endabschnitt 38 weist eine
zentrale Sacklochbohrung 43 auf, die koaxial zur Längsmittelachse 45 der
Achse 36 liegt. Die Bohrung 43 ist im vorderen
Abschnitt 46 im Querschnitt mehreckig ausgebildet und dient
dem formschlüssigen
Eingriff eines Endabschnittes 44 der Antriebswelle 14 (8).
Das Verbinden der Antriebswelle 14 mit der Achse 36 des
Lagers 16 erfolgt beim Einstecken des Lagers 16 in
den Endabschnitt 6 in Einschubrichtung 28 (3).
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Das
kraftschlüssig
im Endabschnitt 6 gehaltene Lager 16 wird zusätzlich durch
einen Stift, im gezeigten Ausführungsbeispiel
durch eine Sicherungsschraube 47, auch formschlüssig gesichert.
Die Sicherungsschraube durchgreift eine Öffnung 48 im Endabschnitt 6 und
ist zweckmäßig in eine
Gewindebohrung 49 der Montagehülse 17 eingeschraubt.
Die Gewindebohrung 49 liegt zweckmäßig in der in Umfangsrichtung
breiter ausgeführten
Axialrippe 19, wie die 6 und 7 zeigen.
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Die
mit Abstand a zueinander liegenden inneren Stirnseiten begrenzen
einen inneren Ringraum der Montagehülse, der vorteilhaft als Fettkammer 50 genutzt
wird. Die Gewindebohrung 49 ist derart in der Axialrippe 19 positioniert,
daß sie
in die ringzylindrische Fettkammer 50 mündet. In der Montagestellung gemäß 8 liegt
die Öffnung 48 im
Endabschnitt deckungsgleich zur Gewindebohrung 49, die
ihrerseits in die Fettkammer 50 mündet, so daß nach Lösen der Sicherungsschraube 47 bei
Bedarf Fett zur Schmierung des Lagers in die Fettkammer 50 nachgefüllt werden
kann.
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Wie 8 zeigt,
ist mit der Sicherungsschraube 47 zugleich eine vorzugsweise
aus Stahl bestehende Schelle 10 auf dem Endabschnitt 6 des insbesondere
aus Aluminium bestehenden Führungsrohres 5 festgelegt.
An die Stahlschelle 10 können weitere Anbauteile, z.
B. ein Schutz 9, montiert werden.