DE19917238B4

DE19917238B4 - Motor operated implement

Info

Publication number: DE19917238B4
Application number: DE19917238A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Weissert; Hans Peter Stehle
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2019-04-17
Also published as: FR2792239B1; DE19917238A1; JP2000308406A; SE0001371D0; FR2792239A1; SE521428C2; SE0001371L; JP3553854B2

Abstract

Arbeitsgerät mit einem Antriebsmotor (2), der über eine in einem Führungsrohr (3) gelagerte Antriebswelle (4) ein Arbeitswerkzeug (5) rotierend antreibt, wobei die freien Enden (21) der Antriebswelle (4) einen formschlüssig wirkenden Kupplungsanschluß aufweisen, wobei die Antriebswelle (4) eine Hohlwelle (7) als Grundkörper umfaßt, die an ihren Enden (21) den Kupplungsanschluß ausbildende Ansatzstücke (6) trägt, und wobei die Hohlwelle (7) aus einem leichten Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansatzstücke (6) aus verschleißfestem Material bestehen, daß die Ansatzstücke (6) einen axialen Kupplungszapfen (8) sowie einen dem Kupplungszapfen (8) gegenüberliegenden Schaft (9) aufweisen und mit dem Schaft (9) im Inneren der Hohlwelle (7) befestigt sind, daß die Einschublänge des Schaftes (9) durch einen radialen Anschlag (10) begrenzt ist, und daß zwischen dem Anschlag (10) des Ansatzstückes (6) und der Stirnseite der Hohlwelle (7) eine das Ende (20) der Hohlwelle (7) aufnehmende Hülse (11) angeordnet ist.Implement with a drive motor (2) which rotatably drives a working tool (5) via a drive shaft (4) mounted in a guide tube (3), wherein the free ends (21) of the drive shaft (4) have a positively acting coupling connection, wherein the Drive shaft (4) comprises a hollow shaft (7) as a base body which carries at its ends (21) the coupling connection forming lugs (6), and wherein the hollow shaft (7) consists of a lightweight material, characterized in that the lugs (6 ) consist of wear-resistant material that the extension pieces (6) have an axial coupling pin (8) and a coupling pin (8) opposite shaft (9) and are secured to the shaft (9) inside the hollow shaft (7) that the Insertion length of the shank (9) by a radial stop (10) is limited, and that between the stop (10) of the extension piece (6) and the end face of the hollow shaft (7) has an end (20) of the H. ohlwelle (7) receiving sleeve (11) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät mit einem Antriebsmotor, der über eine Antriebswelle ein Arbeitswerkzeug rotierend antreibt, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.The Invention relates to a working device with a drive motor, the over a drive shaft rotates a working tool rotating in the Preamble of claim 1 specified genus.

Bei Arbeitsgeräten wie Freischneidern oder dergleichen wird das Arbeitswerkzeug am Ende eines Führungsrohres angeordnet. Der Antriebsmotor befindet sich üblicherweise am hinteren Ende des Führungsrohres und treibt über eine im Führungsrohr gelagerte Antriebswelle das Arbeitswerkzeug an. Die Antriebswelle ist drehmomentübertragend sowohl mit dem Antriebsmotor als auch mit dem Arbeitswerkzeug gekoppelt und weist an ihren freien Enden einen formschlüssig wirkenden Kupplungsanschluß auf.at implements like brushcutters or the like, the working tool on End of a guide tube arranged. The drive motor is usually located at the rear end of the guide tube and drives over a mounted in the guide tube Drive shaft to the working tool. The drive shaft is torque transmitting coupled with both the drive motor and the work tool and has at its free ends on a positively acting coupling connection.

Aus der DE 196 18 025 A1 ist ein Hochentaster mit einer teleskopartigen Hohlwelle bekannt. Die Hohlwelle kann aus Aluminium bestehen. An beiden Enden der Antriebswelle ist jeweils ein Kupplungsanschluss vorgesehen. Am werkzeugseitigen Ende ist innenseitig der Hohlwelle ein Kunststoffadapter mit einem Kupplungsanschluss eingesetzt. Auf der gegenüberliegenden Motorseite ist der Kupplungsanschluss direkt in die Antriebeswelle eingepresst.From the DE 196 18 025 A1 is a pruner with a telescopic hollow shaft known. The hollow shaft may consist of aluminum. At both ends of the drive shaft in each case a coupling connection is provided. At the end of the tool, a plastic adapter with a coupling connection is inserted on the inside of the hollow shaft. On the opposite side of the motor, the coupling connection is pressed directly into the drive shaft.

Aus der JP 044810 A ist die Hohlwelle eines Freischneiders bekannt, bei der ein Kupplungsanschluss stirnseitig auf die Hohlwelle aufgeschweißt ist. Außerdem kann eine Schraubverbindung zwischen dem Kupplungsanschluss und der Hohlwelle vorgesehen sein.From the JP 044810 A the hollow shaft of a brushcutter is known in which a coupling connection is welded frontally on the hollow shaft. In addition, a screw connection between the coupling connection and the hollow shaft can be provided.

Schließlich offenbart die DE 34 21 191 C2 eine Hohlwelle aus Kunststoff, in deren Ende ein metallischer Festflansch eingesetzt ist. Leisten des Flansches greifen in Längsnuten der Kunststoffhohlwelle ein. Der gesamte Anschlussbereich ist von einer Hülse umschlossen.Finally, the reveals DE 34 21 191 C2 a hollow shaft made of plastic, in the end of a metallic fixed flange is used. Lists of the flange engage in longitudinal grooves of the plastic hollow shaft. The entire connection area is enclosed by a sleeve.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Arbeitsgerät derart weiterzubilden, daß das Gewicht des Arbeitsgerätes verringert ist.Of the present invention has for its object to further develop the generic working device such that this Weight of the implement reduced is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is according to the invention with the Characteristics of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine Hohlwelle kann bei erheblich niedrigerem Gewicht gleiche Drehmomente übertragen wie eine vergleichbare Antriebswelle mit Vollquerschnitt. Insbesondere bei Arbeitsgeräten mit langen Antriebswellen kann durch die Verwendung einer Hohlwelle zum Werkzeugantrieb das Gerätegewicht reduziert werden. Die erfindungsmäße Antriebswelle umfaßt eine Hohlwelle als Hohlkörper, die an ihren Enden Ansatzstücke trägt, welche den Kupplungsquerschnitt ausbilden. Die Ansatzstücke, die im Betrieb des Arbeitsgerätes als Kupplungsstücke hohen Belastungen ausgesetzt werden, bestehen dabei aus verschleißfestem Material.A Hollow shaft can transmit the same torque at significantly lower weight like a comparable drive shaft with a solid cross section. Especially at work tools With long drive shafts can by using a hollow shaft for tool drive, the weight of the device be reduced. The erfindungsmäße drive shaft comprises a Hollow shaft as a hollow body, the lugs at their ends wearing, which form the coupling cross section. The lugs, the during operation of the implement as coupling pieces are exposed to high loads, consist of wear-resistant Material.

Der hohle Grundkörper der Antriebswelle besteht aus einem leichten Werkstoff, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen. Auch faserverstärkte Kunststoffe wie CFK sind besonders geeignet. Die Ansatzstücke weisen einen axialen Kupplungszapfen auf, welcher in der Einbaulage der Antriebswelle mit entsprechenden Kupplungs-Gegenstücken des Motors und auf der Seite des Werkzeuges in Wirkeingriff gebracht wird. Die Kupplungszapfen weisen vorteilhaft einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt auf, der zweckmäßig drehwinkelsymmetrisch ist und dadurch besonders einfach bei der Montage der Antriebswelle in Eingriff mit den Kupplungsgegenstücken in Überdeckung bringbar ist. Ein mehreckiger, zweckmäßig quadratischer Querschnitt wird bezüglich der Drehmomentübertragung, der Verschleißfestigkeit und der Herstellung als günstig angesehen. Die Ansatzstücke an der Leichtmetall-Hohlwelle bestehen vorteilhaft aus Stahl, wobei weiter vorgeschlagen wird, die Ansatzstücke mindestens im Bereich der Kupplungszapfen zu härten.Of the hollow body the drive shaft is made of a lightweight material, especially aluminum or aluminum alloys. Also fiber reinforced plastics such as CFK are particularly suitable. The extensions have an axial coupling pin, which in the installed position the drive shaft with corresponding coupling counterparts of the Motors and on the side of the tool in operative engagement becomes. The coupling pins advantageously have one of the circular shape deviating cross section, which is useful rotational angle symmetrical and thus particularly easy in the assembly of the drive shaft in engagement with the coupling counterparts can be brought into overlap. One polygonal, suitably square cross-section is re the torque transmission, the wear resistance and the production as favorable considered. The extensions on the light metal hollow shaft are advantageously made of steel, wherein is further proposed, the extensions at least in the field of To harden the coupling pin.

Auf der gegenüber dem Kupplungszapfen liegenden Seite der Ansatzstücke ist ein Schaft ausgebildet, mit dem die Ansatzstücke im Inneren der Hohlwelle befestigt sind. Die Ansatzstücke sind auf diese Weise leicht montierbar, wobei eine zuverlässige Drehmomentübertragung zwischen der Hohlwelle und den Ansatzstücken gewährleistet ist. Zweckmäßig ist der Schaft der Ansatzstücke im Endabschnitt der Hohlwelle eingeschraubt. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, den Schaft mit einer Rändelung zu versehen oder in die Hohlwelle einzupressen bzw. durch Rundhämmern zu verpressen. Die Verbindung zwischen den Ansatzstücken und der Hohlwelle kann durch Einkleben des Schaftes axial gesichert werden.On opposite The coupling pin lying side of the lugs a shaft is formed, with the lugs are fastened inside the hollow shaft. The lugs are easily mountable in this way, with a reliable torque transmission between the hollow shaft and the lugs is guaranteed. Is appropriate the shaft of the extensions screwed in the end portion of the hollow shaft. However, it can also be beneficial be the shaft with a knurling to be provided or pressed into the hollow shaft or by swaging to compress. The connection between the end pieces and the hollow shaft can by Gluing the shaft to be secured axially.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:One embodiment The invention is explained below with reference to the drawing. It demonstrate:

1 eine Ansicht eines Freischneidegerätes mit einer im Führungsrohr gelagerten Antriebswelle, 1 a view of a brushcutter with a drive shaft mounted in the guide shaft,

2 eine Ansicht der Antriebswelle, 2 a view of the drive shaft,

3 eine Ansicht eines Ansatzstückes für die Antriebswelle. 3 a view of an extension piece for the drive shaft.

1 zeigt ein handgeführtes Freischneidegerät 1 zum Mähen von Gras und Gestrüpp oder dergleichen mit einem Verbrennungsmotor 2, welcher am hinteren Ende 14 eines Führungsrohres 3 angeordnet ist. In dem Führungsrohr 3 ist eine Antriebswelle 4 gelagert, über die der Verbrennungsmotor 2 das Schneidwerkzeug am vorderen Ende 13 des Führungsrohres 3, im vorliegenden Fall ein Schneidmesser oder ein Mähfadenkopf, rotierend antreibt. Das Freischneidegerät 1 wird von einer Bedienungsperson 15 mittels eines Gurtsystems 16 getragen. An dem Führungsrohr 3 ist ein Lenker 17 angebracht, dessen endseitigen Handgriffe 18 von der Bedienungsperson umgreifbar sind, um das Schneidwerkzeug 5 in Pfeilrichtung 19 hin- und hergehend über die zu mähende Fläche zu bewegen. In den Handgriffen 18 zur Führung des Freischneiders sind auch die Bedienungselemente für den Verbrennungsmotor 2, beispielsweise Gashebel und dergleichen angeordnet. 1 shows a hand-held brush cutter 1 for mowing grass and scrub or the like with an internal combustion engine 2 , which at the rear end 14 a guide tube 3 is arranged. In the guide tube 3 is a drive shaft 4 stored, over which the internal combustion engine 2 the cutting tool at the front end 13 of the guide tube 3 , in the present case a cutting blade or a cutterhead, rotates driving. The brush cutter 1 is from an operator 15 by means of a belt system 16 carried. On the guide tube 3 is a handlebar 17 attached, whose end-side handles 18 are encompassable by the operator to the cutting tool 5 in the direction of the arrow 19 to move back and forth over the area to be mowed. In the handles 18 to guide the brush cutter are also the controls for the internal combustion engine 2 , For example, throttle lever and the like arranged.

2 zeigt die Antriebswelle 4 des Freischneiders, welche an ihren freien Enden 21 einen formschlüssig wirkenden Kupplungszapfen 8 aufweisen. In Montagelage der Antriebswelle 4 wirken die endseitigen Kupplungsquerschnitte der Antriebswelle mit entsprechend geformten Kupplungs-Gegenstücken auf der Abtriebsseite (Schneidwerkzeug) und auf der Antriebsseite (Verbrennungsmotor) zusammen. 2 shows the drive shaft 4 of the brush cutter, which at their free ends 21 a positively acting coupling pin 8th exhibit. In mounting position of the drive shaft 4 The end-side coupling cross sections of the drive shaft interact with correspondingly shaped coupling counterparts on the output side (cutting tool) and on the drive side (internal combustion engine).

Die Antriebswelle 4 umfaßt eine Hohlwelle 7 als Grundkörper, welche mit ihrem Kreisringquerschnitt bei vergleichsweise geringerem Gewicht höhere Drehmomente als eine entsprechende Antriebswelle mit Vollquerschnitt übertragen kann. Die Hohlwelle 7 besteht aus Aluminium oder anderen Leichtmetall-Werkstoffen, wodurch sich in der Summe mit dem Merkmal des Hohlquerschnittes ein sehr geringes Gesamtgewicht der Antriebswelle bei hoher Festigkeit ergibt. Die Hohlwelle 7 trägt an ihren Enden 21 Ansatzstücke, welche aus verschleißfestem Material, im vorliegenden Fall aus Stahl gefertigt sind. Die Ansatzstücke 6 weisen zur formschlüssigen Drehmomentübertragung Kupplungszapfen 8 mit quadratischem Kupplungsquerschnitt auf und sind mit einem Schaft 9 auf der gegenüber dem Kupplungszapfen 8 liegenden Seite ins Innere der Hohlwelle 7 geführt und dort befestigt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Anschlußstücke 6 in die Endabschnitte der Hohlwelle 7 eingeschraubt. Alternativ zu einem Gewinde kann der Schaft 9 der Ansatzstücke 6 auch mit einer Rändelung versehen werden oder das Ansatzstück 6 in die Hohlwelle eingepreßt oder mittels Rundhämmern eingefügt werden. Die Preßverbindung zwischen dem Anschlußstück 6 und der Hohlwelle 7 kann durch Kleben axial gesichert sein.The drive shaft 4 comprises a hollow shaft 7 as a basic body, which can transmit with its circular ring cross section at comparatively lower weight higher torques than a corresponding drive shaft with a solid cross section. The hollow shaft 7 consists of aluminum or other light metal materials, resulting in the sum of the feature of the hollow cross section results in a very low total weight of the drive shaft with high strength. The hollow shaft 7 carries at their ends 21 End pieces, which are made of wear-resistant material, in the present case made of steel. The extensions 6 have for positive locking torque transmission coupling pin 8th with square coupling cross section and are with a shaft 9 on the opposite the coupling pin 8th lying side inside the hollow shaft 7 guided and fastened there. In the illustrated embodiment, the connecting pieces 6 in the end portions of the hollow shaft 7 screwed. As an alternative to a thread, the shaft 9 the extensions 6 also be provided with a knurling or the extension piece 6 be pressed into the hollow shaft or inserted by means of round hammers. The press connection between the fitting 6 and the hollow shaft 7 can be axially secured by gluing.

Die Ansatzstücke sind aus Stahl gefertigt und sind gehärtet, beispielsweise durch Randzonenhärten. Auf diese Weise wird Verschleißerscheinungen an den Kupplungszapfen 8 entgegengewirkt. Neben dem geringen Gewicht der Antriebswelle hat die erfindungsgemäße Ausführung mit einem Hohlwellen-Grundkörper aus Aluminium eine besonders vorteilhafte elastische Drehfederwirkung. Trifft das Schneidwerkzeug im Betrieb des Freischneidegerätes auf ein Hindernis, so wird die dabei entstehende schlagartige Belastung weich abge dämpft an den angekuppelten Verbrennungsmotor weitergegeben. Desweiteren werden bei der geringen Drehsteifigkeit der Aluminiumwelle wenig Vibrationen im Betrieb des Freischneidegerätes erzeugt.The extensions are made of steel and are hardened, for example by edge zone hardening. In this way, wear on the coupling pin 8th counteracted. In addition to the low weight of the drive shaft, the embodiment of the invention with a hollow shaft body made of aluminum has a particularly advantageous elastic torsion spring action. Hits the cutting tool during operation of the brushcutter on an obstacle, the resulting shock load is soft abge attenuated passed to the coupled combustion engine. Furthermore, the low torsional stiffness of the aluminum shaft produces little vibration during operation of the brushcutter.

Die Einschraublänge des Schaftes 9 der Ansatzstücke 6 ist durch einen radialen Anschlag 10 begrenzt. Beim Einschrauben der Ansatzstücke in die Hohlwelle 7 gelangt der Anschlag 10 zur axialen Anlage an einem Widerlager des Wellengrundkörpers 7. Erfindungsgemäß werden die Anschlußstücke 6 mittels einer Montagehülse 11 montiert, welche jeweils das Ende 20 der Hohlwelle aufnehmen. Die Montagehülsen 11 werden mit einem einwärts gezogenen Kragen zwischen dem Anschlag 10 des Anschlußstückes 6 und den Stirnseiten an den Enden 20 der Aluminiumwelle axial verspannt. Die Hülsen 11 umgreifen die Wellenenden führend und sind mit einem Übermaß gegenüber dem Wellendurchmesser gefertigt. Der Anschlag 10 der Anschlußstücke ist kreisförmig ausgebildet und deckt sich etwa mit der Hülse. Die Hülsen 11 sichern die Anschlußstücke 6 an den Wellenenden und beugen einer Beschädigung des Schraubgewindes in der Hohlwelle vor.The threading length of the shank 9 the extensions 6 is by a radial stop 10 limited. When screwing the extensions into the hollow shaft 7 the stopper arrives 10 for axial contact with an abutment of the shaft main body 7 , According to the invention, the fittings 6 by means of a mounting sleeve 11 mounted, each one the end 20 pick up the hollow shaft. The mounting sleeves 11 be with an inwardly drawn collar between the stop 10 of the connector 6 and the front ends at the ends 20 the aluminum shaft clamped axially. The pods 11 surround the shaft ends leader and are manufactured with an excess of the shaft diameter. The stop 10 the connecting pieces is circular and coincides approximately with the sleeve. The pods 11 secure the fittings 6 at the shaft ends and prevent damage to the screw thread in the hollow shaft.

3 zeigt eine Vergrößerung eines Ansatzstückes 6, wie es in 2 dargestellt in die Endabschnitte der Aluminium-Hohlwelle 7 eingeschraubt wird. Aus Gründen der Einfachheit sind in allen Zeichnungsfiguren für jeweils gleiche Merkmale die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der Schaft 9 des Ansatzstückes, der in die Hohlwelle einzuschrauben ist, ist abschnittsweise mit einem selbstschneidenden oder selbstfurchenden Gewinde 12 versehen. Der freiliegende Endabschnitt des Schaftes 9, der bei der Montage zunächst in das Ende der Hohlwelle eingeführt wird, ist ohne Gewinde vorgesehen, wobei es jedoch auch zweckmäßig sein kann, den Gewindeabschnitt über die gesamte Länge des Schaftes 9 zu erstrecken. Auch sind Schraubverbindungen denkbar, bei denen in den Endabschnitten der Hohlwelle ein Gewinde geschnitten wird, bevor das mit entsprechendem Gegengewinde versehene Anschlußstück eingeschraubt wird, beispielsweise mit metrischem Gewinde. 3 shows an enlargement of an extension 6 as it is in 2 represented in the end portions of the aluminum hollow shaft 7 is screwed in. For the sake of simplicity, the same reference numerals are used in all drawing figures for the same features. The shaft 9 the end piece, which is to be screwed into the hollow shaft, is sections with a self-tapping or self-tapping thread 12 Mistake. The exposed end portion of the shaft 9 , which is first inserted into the end of the hollow shaft during assembly, is provided without thread, but it may also be appropriate to the threaded portion over the entire length of the shaft 9 to extend. Also, screw connections are conceivable in which a thread is cut in the end sections of the hollow shaft before the fitting provided with a corresponding mating thread is screwed in, for example with a metric thread.

Claims

Working device with a drive motor ( 2 ), which via a in a guide tube ( 3 ) mounted drive shaft ( 4 ) a work tool ( 5 ) rotating drives, with the free ends ( 21 ) of the drive shaft ( 4 ) have a positive-acting coupling connection, wherein the drive shaft ( 4 ) a hollow shaft ( 7 ) as a base body, which at their ends ( 21 ) the coupling connection forming lugs ( 6 ), and wherein the hollow shaft ( 7 ) consists of a lightweight material, characterized in that the lugs ( 6 ) consist of wear-resistant material that the lugs ( 6 ) an axial coupling pin ( 8th ) and a coupling pin ( 8th ) opposite shaft ( 9 ) and with the shaft ( 9 ) inside the hollow shaft ( 7 ) are attached, that the insertion length of the shaft ( 9 ) by a radial stop ( 10 ) and that between the stop ( 10 ) of the endpiece ( 6 ) and the end face of the hollow shaft ( 7 ) one the end ( 20 ) of the hollow shaft ( 7 ) receiving sleeve ( 11 ) is arranged.

Tool according to claim 1, characterized in that the hollow shaft ( 7 ) consists of aluminum or aluminum alloys or fiber-reinforced plastics.

Tool according to claim 1 or 2, characterized in that the lugs ( 6 ) an axial coupling pin ( 8th ) having a cross section deviating from the circular shape.

Tool according to claim 3, characterized in that the cross-section of the coupling pin ( 8th ) is rotationally symmetric, preferably square or polygonal.

Tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lugs ( 6 ) consist of steel.

Tool according to Claim 5, characterized in that the extensions ( 6 ) at least in the region of the coupling pin ( 8th ) are cured.

Tool according to one of claims 1 to 6, characterized in that the shaft ( 9 ) in the hollow shaft ( 7 ) can be screwed.

Tool according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sleeve ( 11 ) leading the shaft end ( 20 ) and with an inwardly drawn collar between the stop ( 10 ) of the endpiece ( 6 ) and the end face of the hollow shaft ( 7 ) is clamped.