DE2611023A1

DE2611023A1 - Anordnung einer kolben-zylinder- maschine auf einem chassis

Info

Publication number: DE2611023A1
Application number: DE19762611023
Authority: DE
Inventors: Alfred W Siman
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Textron Inc
Priority date: 1975-03-21
Filing date: 1976-03-16
Publication date: 1976-09-30
Also published as: JPS5854296B2; BR7601753A; GB1531358A; US4010544A; JPS51143109A; NO760978L; CA1037834A; SE7603460L; SE434180B; DE2611023C2; IT1067746B

Description

PATENTANWALT

DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNlUS 3 Hannover

WOLFSTRASSE 24 · TELEFON (05 ti) 83 45 30

13. März 1976

Dr. J/ht

Meine Akte: 2321

Textron Inc., 10 Dorrance Street, Providence, Rhode Island,

IT 3 A

Anordnung einer Kolben-Zylinder-Maschine auf einem Chassis

Die Erfindung betrifft die Anordnung einer Kolben-Zylinder-Maschine mit einer in einem Kurbelgehäuse gelagerten Kurbelwelle auf einem Chassis, in welchem eine Antriebswelle drehbar gelagert ist, die mit der Kurbelwelle über eine Kraftübertragungsvorrichtung verbunden ist.

Kolben-Zylinder-Maschinen, insbesondere solche Maschinen, die nur einen einzigen Zylinder aufweisen, haben in der Technik weitestgehende Verbreitung als Brennkraftmaschinen, Kompressoren, Pumpen und dergleichen gefunden. Als Brenn-

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kraftmaschinen dienen sie dem Antrieb von Werkzeugen, wie z.B. Kettensägen, Rasenmähern, Bodenfräsen, Handpflege'^ Mähwerken und vielen anderen Werkzeugen mehr. fiinzylinder-Brannkraftmaschinen dienen aber auch zum Antrieb von Gärtentraktoren, Kleintraktoren in gärtnerischen oder landwirtschaftlichen Betrieben, kleinen Schneeräummaschinen und nicht zu vergessen das weite Anwendungsfeld als Zweiradmotor. Einzylinder-Maschinen dienen auch als Pumpen für Wasser, öl und ähnliche Flüssigkeiten. Sie dienen als Kompressoren für die Erzeugung von Druckluft an den verschiedensten Stellen, ein besonders wichtiges Gebiet ist hierbei die Kühltechnik. Oft sind auch zwei Einzylinder-Maschinen zu einem Aggregat vereinigt, z.B. bei tragbaren Kompressoren für die Herstellung von Druckluft auf Baustellen sowie als mit einer Brennkraftmaschine angetriebene Pumpen, wie sie ebenfalls auf Baustellen verwendet werden, aber auch dort verwendet werden, wo keine elektrischen Stromleitungen befindlich sind.

Die Einzylindermaschine mit hin- und hergehendem Kolben hat einen sehr weiten Anwendungsbereich in jeglicher Industrie und auch in den Haushaltungen wegen ihrer niedrigen Kosten, ihres leichten Gewichtes, ihrer Zuverlässigkeit und ihrer Vielseitigkeit gefunden. Sie hat jedoch einen erheblichen Nachteil. Sie weist nämlich Vibrationen auf, die sie auf das Maschinenchassis bzw. Fahrzeugchassis überträgt und die nicht nur zu erheblichen Lärmbelästigungen führen können, sondern auch für die Bedienungspersonen von mit Einzylinder-Maschinen ausgerüsteten Werk-

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zeugen oder Fahrzeugen sehr unangenehm sind. Die Vibrationen einer Einzylindermaschine beruhen vor allem auf fünf verschiedenen Quellen von Schwingungskräften und Schwingungsmomenten. Es sind dieses vor allem:

1. drehende Beharrungskräfte der Kurbel und der sich mit ihr drehenden Teile.

2. Hin- und hergehende Beharrungskräfte des Kolbens und derjenigen Teile, die sich mit ihm bewegen.

3. Das Beharrungsdrehmoment, welches von hin- und hergehenden Teilen ausgelöst wird.

k· Das Beharrungsdrehmoment, welches durch die Schwunggewicht sbewegung der Kolben und Kurbelwelle verbindenden Pleuelstange erzeugt ist.

5. Drehkraftveränderungen, die durch eine Veränderung des Gasdrucks oder Flüssigkeitsdrucks, der auf dem Kolben wirksam ist, erzeugt sind.

Eine zu niedrigen Kosten durchzuführende Lösung der Vibrationsprobleme würde die Sinzylinder-Maschine zu einem idealen Gegenstand machen. Versuche zur lösung dieses Problemes sind Gegenstand vieler Forschungen und Experimente gewesen. Um die Vibrationen zu beseitigen, ist es notwendig, sich mit allen fünf Vibrationsquellen zu befassen. Die Bestrebungen der Forschung und Technik zur Beseitigung der Vibrationsprobleme bei ELnzylinder-Maschinen haben sich aber bis heute im wesentlichen auf die ersten drei genannten Kräfte konzentriert und dabei folgendes erreicht:

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1. Dreh-Beharrungskräfte können komplett eliminiert werden durch die Anwendung von drehenden Gegengewichten.

2. Die Elimination von hin- und hergehenden Beharrungskräften ist möglich durch die Anwendung einer Ausgleichsvorrichtung oder eines gleichwertigen Setriebesystems unter einem erheblichen Aufwand an Kosten und Maschinengewicht, wobei die Vorzüge an Einfachheit und auch Zu-VErlässigkeit zu einem erheblichen Teil aufgegeben werden müssen.

3. Die Elimination der hin- und hergehenden Beharrungskräfte eliminiert das Beharrungsdrehmoment, welches durch die hin- und hergehenden Teile erzeugt ist.

Für die Eliminierung des Beharrungsdrehmomentes, welches durch die Pendelbewegung der Pleuelstange erzeugt ist, ist keine Lösung bekannt. Da Jedoch dieses Drehmoment, welches durch die Oszillation der Pleuelstange erzeugt ist, gering ist, wird es allgemein vernachlässigt. Ungelöst ist auch die Beseitigung derjenigen Vibrationen, die durch Gasdruckunterschiede bzw. Flüssigkeitsdurckunterschiede auf den Kolben der Maschine ausgelöst werden. Die einzig bekannte Lösung dieses Problemes ist die Anwendung einer Vielzylinderanordnung, welche die Gas- bzw. Flüssigkeits-DrehkraftSchwankungen unter einer erheblichen Aufopferung der Einfachheit der Maschine und unter einem erheblichen Aufwand an Kosten reduzieren.

Da hier mit einfachen Mitteln eine Lösung der Vibrations-

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Probleme nicht möglich ist, hat man als Alternativelösung überall zugelassen, dass die Maschine in gewissen Grenzen vibriert und hat dann versucht, die Übertragung der Vibrationskräfte auf das Chassis bzw· . Gestell möglichst klein zu halten. Da aber unglücklicherweise die Maschinen in allen drei Dimensionen schwingen, ergeben sich nicht nur Probleme bei einer Dämmung der Vibratinnskräfte bei der übertragung von der Maschine auf das Chassis, sondern es ergeben sich auch erhebliche Probleme bei der Übertragung der Drehbewegung der Kurbelwelle auf eine im Chassis gelagerte Antriebswelle. Denn bei Schwingungen in allen drei Dimensionen verändert sich ja dBr Abstand der Achse der Kurbelwelle von der Achse der Antriebswelle, so dass bei der Kraftübertragungsvorrichtung zwischen Kurbelwelle und Antriebswelle vorzeitige Verschleißerscheinungen auftreten, aber auch zusätzlich Vibrationen ausgelöst werden.

Während manche Vorschläge zur Lösung dieses Problemes gemacht wurden, wurde keiner gefunden, der eine praktische Lösung dieses Problemes zu niedrigen Kosten erbrachte.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, mit einfachen Mitteln unter Aufwand niedriger Kosten eine wirkungsvolle Reduzierung der Vibrationen zu erreichen, die durch eine Einzyinder-Kolben-Maschine auf ihr Gestell, ihr Chassis oder ihr Gehäuse übertragen werden, und gleichzeitig zu erreichen, dass zuverlässig ohne Vibrationsüber-

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tragung und ohne Entstehung neuer Vibrationerj&raft an oder von der haschine zu äner im Chassis, Gestell oder Gehäuse gelagerten Welle zuverlässig übertragen wird.

Die Erfindung geht dabei von folgenden Überlegungen aus: V/enn bestimmte Vibrationskräfte eliminiert sind, könnten übrigbleibende Vibrationskräfte, durch eine beandere Montage der Maschine an einem übertritt auf das Gestell, das Chassis oder Gehäuse gehindert werden. In einem System zur Verminderung der Vibrationen einer Einzylindermaschine lassen sich die drehend umlaufenden Beharrungskräfte relativ leicht auswuchten. Da die hin- und hergehenden Beharrungskräfte schwerer auszuwuchten sind, lässt man sie unausgewuchtet und montiert die Maschine auf einen Träger, der aus einem von Federkraft vorgespannten ■Hebelsystem besteht, welches eine Bewegung der Maschine in der Richtung axial zum Maschinenzylinder zulässt. Das tragende Hebelsystem ist dabei von Federkraft so vorgespannt, dass es die Maschine mit der Achse ihres Zylinders genähert normal (senkrecht) zu einer Ebene einstellt, die duch die Achsen der Kurbelwelle und der angetriebenen Welle bestimmt ist. Bei dieser Montage schwingt die Ein» Zylindermaschine unter dem Einfluss ihrer Vibrationen hin und her, jedoch so, dass ihre Vibrationen nicht auf das Gestell, Chassis oder Gehäuse übertragen werden. Erfolgt nun die Anordnung der Lenker des Hebelsystems, welches die Einzylindermaschine trägt, derart, dass diese mit ihrem einen Drehpunkt an ihrem einen Ende in einer Ebene liegen, die durch die Antriebswelle im Chassis hindurchgeht, und mit ihrem anderen Drehgelenk an ihrem ande-

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ren Ende in einer Ebene liegen, die durch die Achse der Kurbelwelle hindurchgeht, dann bleibt in allen Schwingungszuständen der Einzylindermaschine der Abstand zwischen den Achsen der Kurbelwelle und der Antriebswelle gleich, so dass eine schwingungsfreie Übertragung der Kräfte von der Einzylindermaschine auf die Antriebswelle erfolgen kann.

Ausgehend von diesem Sedankengang löst die Erfindung die oben genannte Aufgabe dadurch, dass die Maschine lediglich hinsichtlich drehender unwuchten ausgewuchtet ist, dass mit einer federnden Rückstellkraft belastete, parallel angeordnete Lenker mit ihrem einen Ende in am Chassis befestigt angeordneten Halterungen, mit ihrem anderen Ende an Aufnähmevorrichtungen für das Kurbelgehäuse angelenkt sind und mit den Halterungen und den Aufnahmevorrichtungen eine Parallelogramm bilden und dass die neutrale Stellung der Lenker unter Last genähert parallel oder in dner Ebene liegt, die durch die Achse der Kurbelwelle und die Achse der Antriebswelle bestimmt ist und genähert senkrecht zur Achse des Maschinenzylinders wläuft.

Hierdurch gelingt es, unter Einsparung all derjenigen Arbeitsmittel, die für eine Auswuchtung hin- und hergehender Beharrungskräfte notwendig wäreij eine einwandfreie Vibrationsisolierung der Maschine vom Chassis zu erzielen und gleichzeitig zu erreichen, dass bei der Kraftübertragung keine neuen Vibrationen auftreten und diese Kraftübertragung in einfacher Weise erfolgen kann.

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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lenker Blattfedern sind. Dann sind keine besonderen Drehgelenke erforderlich, weil die Drehung in den Lenkern selbst zustande kommt. Derartige Lenker sind dann lediglich an die Aufnahmevorrichtungen für das Kurbelgehäuse und an die Halterungen, die an das Gestell, Chassis oder an das Gehäuse zu montieren sind, anzuschrauben. Es sind dann auch keine gesonderten Federn neben den Lenkern mehr erforderlich. Dieses verbürgt einen sehr einfachen, dauerhaften, billigen und zuverlässigen Aufbau der Anordnung.

Dieser sehr dnfache Aufbau lässt sich in seiner technischen Wirkung noch mit anfachen Mitteln weiter verbessern, und zwar dadurch, dass die Halterungen und/oder die Aufnahmevorrichtungen dreiteilig aufgebaut sind, und zwar aus einem Körper mit einer kreisförmigen Ausnehmung, aus einem in der Ausnehmung angeordneten RLng aus elastomerischem Material und siner xm RLng umschlossenen Kreis- bzw. Kreisringscheibe, dass die drei Teile fest miteinander verbunden sind und dass an dem Körper die Lenker angelenkt bzw. befestigt sind und dass die Kreisringscheibe am Kurbelgehäuse bzw. am Chassis befestigt ist. Auf diese Weise werden evtl. entstehende Drehschwingungen wirkungsvoll so gedämpft und abgeleitet, dass sie von der Einzylindermaschine nicht auf das Chassis, Gestell oder Gehäuse übertragen werden.

In weiterer Ausbildung dieses Erfindungsgedankens ist es zweckmässig, wenn die Kreisringscheibe die Kurbel- oder die Antriebswelle umschließt. Dann findet die Drehung bei

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der Drehschwingung um die Kurbelwellenachse oder die Antriebswellenachse statt.

Insbesondere bei dieser Konstruktionsanordnung ist es zweckmässig, wenn der schwerpunkt der Kolben-Zylinder-Maschine genähert in der Achse der Maschine liegt, wenn der Kolben in der Mitte seines Hubes befindlich ist. Dann findet nämlich eine Drehschwingung exakt um die Kurbelwellenachse statt, und kann so auf beste Weise in dieser als Metall-Gummi-Element ausgebildeten Aufnahmevorrichtung für das Kurbelwellengehäuse aufgefangen werden.

Eine weitere Schwingungsdämpfung lässt sich dadurcb/erreichen, dass die Lenker an einem Tragbügel angelenkt sind, der mit Metall-Gummi-Elementen am Chassis befestigt ist.

Dieses ist insbesondere dort von besonderer Bedeutung, wo die Kolben-Zylindermaschine dem Antrieb von Werkzeugen dient.Denn dann benutzt man den Tragbügel als den Träger angetriebener Werkzeuge und isoliert somit gleichzeitig die von dem Werkzeug ausgehenden Vibrationen vom Maschinengestell bzw. Maschinenchassis.

Vorteilhaft ist es, wenn die Kraftübertragungsvorrichtung ein Riemen- oder Kettentrieb ist.

Um den Schwerpunkt der Kolben-Zylinder-Maschine in der

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Kurbelwellenachse anzuordnen, ist es zweckmässig, wenn die Zündanlage diametral gegenüber dem Zylinder am Kurheigehäuse angeordnet ist - gesehen von der Achse der Kurbelwelle -. Es ist auch möglich, zusätzliche Ballastgewichte oder dergleichen vorzusehen, um den Schwerpunkt der Kolben-Zylindermaschine in die Achse der Kurbelwelle zu legen.

Baulich ist es vorteilhaft, wenn die Kurbelwelle und die Antriebswelle konzentrisch zwischen den Lenkern liegen.

Eine weitere Schwingungsdämpfung kann dadurch erzielt werden, dass Dämpfungsmaterial zwischen Kurbelgehäuse und Aufnähmevorrichtungen sowie zwischen Chassis und Halterungen angeordnet wird.

Besondere Bedeutung hat diese Anordnung einer Kolbenzylindermaschine für den besonderen Anwendungsfall von mit der Hand zulführenden Kettensägen. Diese zum Fällen und Zerschneiden von Baumstämmen, benutzten Werkzeuge haben ein nicht geringes Gewicht, das von der Bedienungsperson während der Arbeit gehalten und geführt werden muss. Dabei ist diese Arbeit sehr schwer und erfordert eine hohe Aufmerksamkeit. Denn die Bedienungsperson ist immer in der Gefahr, von einem in unerwünschter Richtung, in unerwünschter V/eise oder zu unerwarteter Zeit umstürzenden Baum erschlagen zu werden. Die Arbeit der Führung einer Kettensäge ist ganz erheblich erleichtert, wenn die Bedienungsperson eine Kettensäge hat, an deren Handgriffen keine Vibrationen mehr auftreten. Dadurch wird die Arbeit

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der Führung der Kettensäge erleichtert und es wird der Bedienungsperson die Möglichkeit gegeben, sich besser auf die Bewegung des Baumes während des Sägevorganges zu konzentrieren.

Aber nicht nur für Einzylindermaschinen hat die vorliegende Erfindung Bedeutung. Es ist auch denkbar, dass sie z.B. für solche Zweizylindermaschinen Bedeutung hat, deren Zylinder in Boxeranordnung zu beiden Seiten der Kurbelwelle mit identischer Zylinderachse angeordnet sind, z.B. Maschinen, bei denen der eine Zylinder Teil einer Brennkraftmaschine ist, während der andere Zylinder Teil einer Pumpe oder eines Kompressors ist.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgende:

Erfindungsgemäss sind die drehenden Beharrungskräfte durch die Anwendung von Gegengewichten eliminiert, während die hin- und hergehenden Beharrungskräfte unausgeglichen gelassen sind. Diese hin- und hergehenden Beharrungskräfte neigen dazu, eine hin- und hergehende Vibration der Maschine in der Richtung der Achse des Maschinenzylinders zu erzeugen. Gleichwohl ist die Maschine von ihrem Gestell dadurch isoliert, dass sie auf ein federbelastet es Hebelsystein montiert ist, welches eine Bewegung der Maschine relativ zum Traggestell in Richtung genähert der Achse des Maschinenzylinders zulässt, während eine Bewegung in Querrichtung hierzu unterdrückt ist. Die Kraftübertragung ist in einfacher Weise mittels eines Biemenaririebes mit einer Riemenscheibe, die auf die Kurbelwelle der Maschine, und einer

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anderen Riemenscheibe, die auf einer zweiten Welle der Antriebswelle-montiert ist, gelöst, wobei diese zweite Welle drehbar von dem Gestell getragen ist. Obgleich das Hebelsystem, durch welches die Maschine auf das Gestell montiert ist, eine Bewegung der Maschine in Achsrichtung de Maschinenzylinders zulässt, besteht keine Möglichkeit einer Änderung des Achsabstandes der Kiemenscheiben. Daher ist der Riementrieb nicht durch eine Maschinenbewegung beeinflusst. Die Amplitude einer solchen Maschinenbewegung ist durch die folgende Beziehung bestimmt:

Bewegung der Maschine gleich Gewicht der hin- und hergehenden Teile mal Bewegung der hin- und hergehenden Teile geteilt durch das Gewicht der nicht hÄ- und hergehenden Teile der Maschine.

Diese Amplitude ist demgemäß ganz klein. Zm Beispiel liegt für eine Kettensäge die Maschinenbewegung in Achsrichtung deB Maschinenzylinders in der Größenordnung von 0,1 Millimeter. Durch die Auswahl von relativ langen Hebeln kann die bogenförmige Bewegung des beweglichen Endes der Hebel genähert in eine gradlinige Bewegung gebracht werden.

Vorzugsweise liegt der Schwerpunkt der Maschine (wenn der Kolben sich in der Mitte seines Hubes befindet) genähert in der Achse der Kurbelwelle. Mit dieser Anordnung des Schwerpunktes werden Veränderungen des Drehmomentes verarsachen, dass die Maschine sich um

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die Kurbelwellenlager schwingend dreht, ohne zusätzliche Vibrationslasten dem Parallellenkersystem und damit auch dem Chassis aufzuzwingen. Die Anordnung des Schwerpunktes auf der Kurbelwellenachse kann durch geeignete Anpassung der Maßverhältnisse der Maschine und durch eine besondere Anordnung von einigen der Standarciausrüstungsgegenstände erfolgen, z,B. der Zündvorrichtung oder durch die Hinzufügung von Bilast, Die Auf nähme vorrichtungen am Kurbelgehäuse sind somit vorzugsweise vorgesehen, um eine Dr eh vibration der Maschine von dem Gestell oder den: Gehäuse zu isolieren.

Das Hebel- bzw. Parallellenkersystem, durch das die Maschine an das Gestell montiert ist, ist durch Federkraft in eine neutrale stellung unter Last zurückgeführt, in welcher eine Ebene, die durch die Achse der Kurbelwelle und die Achse der Antriebswelle, die auf dem Gestell bzw. Chassis montiert ist, bestimmt ist, genähert normal (senkrecht) zu der Achse des Maschinenzylinders verläuft. Diese Zurückführung ist vorzugsweise durch eine besondere Konstruktion des Hebel- bzw. Parallellenkersysteme bewirkt, bei dem die Lenker bzw. Hebel Blattfedern sind, die mit ihrem einen Ende mit der Maschine und mit ihrem anderen Ende mit dem Chassis oder einem zwischengeschalteten Träger (Support) verbunden sind. Eine Vibrationsbewegung der Maschine in Achsrichtung des Maschinenzylinders kann daher die Blattfeder-Hebel bzw. Lenker elastisch biegen. Daher sind keine zusätzlichen Federn notwendig, um das System in eine neutrale Position zurückzuführen. Vorzugsweise sind die Hebel so ange-

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ordnet, dass sie ein Parallelogramm-Lenker-System bilden, durch welches die Maschine getragen ist.

Die erfindungsgemäße Konstruktion schafft eine einfache, billige, praktische Kraftübertragung von oder zu der Kurbelwelle der Maschine, wobei eine Isolierung des Kaschinengestelles oder des Maschinengehäuses von der Maschinenvibration wirkungsvoll einsieht ist. Bei der Kraftübertragung von oder auf die Maschine ist eine Geschwindigkeitsreduktion oder eine tie sch windigkeit svergrößerung praktischerweise durch eine geeignete Auswahl der Größe der Riemenscheibe erreichbar.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung, weitere Merkmale und nähere Einzelheiten sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht einer Kettensäge, die durch einen Einzylinderverbrennungsmotor angetrieben ist und eine Vorrichtung zur Herabsetzung der Vibrationen gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.

Fig. 2 eine Schnittansicht, die genähert entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 verläuft.

Fig. 3 eine Schnittansicht, die genähert längs der· Linie 3-3 in Fig. 1 verläuft.

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Fig. if eine teilweise Schnitt ansicht, die genähert längs der Linie k-k in Fig. 3 verläuft.

Fig. 5 äne schematisch perspektivische Ansicht der Maschine und der sie tragenden Parallellenker.

Fig. 6 ein schematischer Achsialschnitt durch die Maschine, welcher die Auswuchtung der sich drehen« den Teile zeigt.

Ein System zur Reduzierung der Vibration gemäß der Erfindung ist als Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen gezeigt, und zwar am Beispiel einer Kettensäge, die einen Antriebskopf 1 aufweist, der dne schneidende Sägekette 2 antreibt, welche über einen Flihrungsträger 3 hinwegläuft, welcher an dem Antriebskopf befestigt ist. Antriebskraft wird geliefert durch einen Einzylinder-Verbrennungsmotor ht der in einem Gehäuse 5 montiert ist, welches einen Träger und eine Umkleidung für den Motor bildet. Das Gehäuse 5 umfasst einen Brennstofftank S, einen Öltank 7» einen abgeteilten Raum für ein Luftfilter 8 und einen Luftraum 9 für einen Vergaser, welcher ein Brennstoff luft gemisch für den Motor liefert. Das Gehäuse ist mit dnem bewickelten, rohrförmigen vorderen Handgriff IO und einem hinteren Handgriff 11 für das Balten und Manipulieren der Kettensäge versehen. Die Handgriffe sind fest am Gehäuse angebracht. Der hintere Handgriff 11 ist mit einem Bedienungshandhebel 12 versehen, der die Zufuhr von Brennstoff zum Motor und daher die Geschwindigkeit der Maschine steuert, sowie mit einem Feststellhebel 13 für den Bedienungshebel 12. Das Gehäuse weist

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weiter dnen abgeschlossenen Baum I^ für einen Starter 15 auf, der mittels eines Handgriffes 16 zu betätigen ist.

Sin Tragbügel 18 ist auf einer Seite des Gehäuses mit vier Schwingungsdämpfern 19 montiert. Jeder von den Schwingungsdämpfern umfasst einen Schraubbolzen 20, welcher sich durch ein Loch in dem Tragbügel 18 in einen Körper aus Gummi oder einem anderen geeigneten elastomerischen Material 21 erstreckt, welches in einer becherförmigen Ausnehmung 22 fest verbunden eingebracht ist, die im Gehäuse 3 vorgesehen ist. Die Tragführung 3 für die Kette ist an den Tragbügel 18 mittels zweier Schraubbolzen 23 montiert, welche auch eine Antriebsgehäuseabdeckung 2h sea ihrem Platz halten. Die vibrationsisolierenden Aufhängevorrichtungen I9 bilden einen festen Träger für den Trägbügel 18 und den Führungsträger 3 iür die umlaufende Sägekette 3> so dass die Manipulation des Führungsträgers 3 während des Gebrauches der Kettensäge voll durch die Bedienungsperson steuerbar ist, während jegliche Vibration, die in dem Führungsträger 3 erzeugt ist, von dem Gehäuse 5 und daher von den Handgriffen IO und U isoliert ist, durch welche die Kettensäge von der Bedienungsperson gehalten ist.

Der Motor k ist dargestellt als ein Einzylinderzweitakt-Yerbrennungsmotor mit einem Zylinder 23 und einem Kurbelgehäuse 26. Sin in dem Zylinder 25 hin- und her^eweglicher Kolben 27 ist durch eine Pleuelstange 28 mit einer Kurbelwelle 29 verbunden, die in geeigneten Lagern im Kurbelge-

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häuse 26 drehbeweglich gelagert ist. Die Kurbelwelle erstreckt sich zwischen gegenüberliegenden Seiten des Kurbelgehäuses. Ein Rotor 30, welcher als Schwungrad 30 und auch als Ventilator für den Motor dient, ist auf das eine Ende der Kurbelwelle mnntiert, während das gegenüberliegende Ende mit dem Starter I5 versehen ist. Der Rotor trägt auch einen Permanentmagneten 31» welcher mit einer Zündvorrichtung 32 zusammenarbeitet, die durch einen isolierten Draht 33 mit einer Zündkerze 3k im Zylinderkopf verbunden ist, um die Zündung für den Motor zu bilden. Ein Schalldämpfer 35 ist mit dem Auslassventil des Motors durch ein Auslassrohr 36 verbunden.

Gegengewichte 37 auf der Kurbelwelle 29 wuchten die Kurbelwelle so aus, dass rotierende Beharrungskräfte von der Kurbelwelle und von Teilen, die sich mit ihr drehend bewegen, vollständig beseitigt sind. Jedoch sind nur die sich drehenden Kräfte ausgeglichen. Die sich hin- und herbewegenden Beharrungskräfte des Kolbens und derjenigen Teile, die sich mit ihm bewegen, sind völlig unausgeglichen gelassen und erzeugen daher eine hin- und hergehende Bewegung der Maschine in einer Richtung axial zum Zylinder 25 des Motors. Die Maschine ist so konstruktiv entworfen, dass der Schwerpunkt des Motors - wenn der Kolben in der Mitte seines Hubes befindlich ist - genähert in der Achse der Kurbelwelle lokalisiert ist. Dieses ist durch eine geeignete Bemessung der Maschinenteile und durch die Anordnung der Zubehörteile derart erreicht, dass die Zündvorrichtung 32 an dem Kurbelgehäuse 26 gegenüber dem Motorzylinder 25 angeordnet ist. Falls es notwendig ist, kann geeigneter Ballast

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zugefügt werden, um den gewünschten Ausgleich zu erreichen. Weil der Schwerpunkt der Maschine genähert auf der Achse der Kurbelwelle liegt, wird jede Veränderung der Drehkraft verursachen, dass der Motor sich um die Kurbelwellenlager dreht, ohne zusätzliche Vibrationslasten zu erzeugen.

Erfindungsgemäss ist der Motor i\ an dem Gehäuse 3 in solch einer Weise montiert, dass das als Chassis dienende Gehäuse von Drehachwingungsvibrationen der Maschine und auch von hin- und hergehenden Beharrungskräften isoliert ist, die durch das Hin- und Hergehen des Kolbens und der zurgeordneten Teile, die sich mit ihm bewegen, erzeugt sind. Der Motor ist in solch einer Weise montiert, dass es ihm möglich ist, sich in einer Richtung genähert axial zum Motorzylinder federnd zu bewegen, während die Querbewegung gehemmt ist. Wie im Ausfiihrungsbeispiel in den Zeichnungen gezeigt ist, umfasst die Motoraufhängung Drehschwingungsdämpfer, die konzentrisch mit der Motorkurbelwelle angeordnet sind, ein Parallellenkersystem als tragendes Hebelsystem, das an einem Ende mit dem Motor und an dem anderen £nde mit dem Gehäuse verbunden ist, sowie weitere Drehschwingungsdämpfer zwischen dem tragenden Hebelsysteia und dem als Chassis dienenden Gehäuse. Darüber hinaus sind Mittel für eine Einstellung des Motors in eine neutrale Stellung vorgesehen, in welcher die Achse des Motorzylinders genähert normal (senkrecht) zum tragenden Hebelsystem angeordnet ist_o Diese Mittel zur Einstellung sind passend zu dem tragenden Hebelsystem durch die Benutzung von Blattfedern als Hebel bzw· Lenker ge-

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wählt. Diese Blattfedern vereinigen die Eigenschaften von Federn und Lenkern des Parallelogrammlenkersyst ems in einem Konstruktionselement.

Das Hebel- bzw. Lenkersystem kO trägt den Motor, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, in oberen, als Drehschwingungsdämpfer ausgebildeten Aufnahinevorrichtungen und unteren als Drehschwingungsdämpfer dienenden Halterungen if2 sowie verbindenden Lenkern k3* die als Schwingen wirken. Die Ausdrücke «oberer« und »»unterer" sind nur als geeignete Mittel für die Identifizierung der Drehschwingungsdämpfer benutzt, wie es in den Zeichnungen dargestellt ist, und es ist nicht beabsichtigt, die Orientierung der Maschine oder ihres Aufgehängesystems durch diese Formulierung zu begrenzen. Es können verschiedene Typen von Dreh-Aufhängevorrichtungen, z.B. Sinbauvorrichtungen mit mechanischen Drehfedern benutzt werden. Wegen der hervorragenden inneren Dämpfung sind im gezeichneten Ausführungsbeispiel elastomerische Montagemittel benutzt. So bestehen die oberen Aufnahmevorrichtungen 1*1 aus inneren elastomerischen Eingen 4A-» welche zylindrische Tragteile k5 umgeben und an diesen befestigt sind, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Kurbelgehäuses konzentrisch zu der Achse der Kurbelwelle aus der Umfangsfläche des Kurbelgehäuses hervorragen. Die Tragteile k3 können, wenn dieses gewünscht ist, als innere Teile der Aufnahmevorrichtung dienen, so dass separate innere Ringe kk, die an das Kurbelgehäuse 26 anzuschrauben sind, nicht erforderlich sind. Die inneren Teile kk der Aufnahmevorrichtungen

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kl sind mit einem Ring if7 aus Gummi oder einem anderen elastomerischenm Material und durch äußere Teile ^6 umgeben. Der Elastomer-Ring ^7 ist zwisehen den inneren und äußeren Teilen zwischengelegt und an ihnen befestigt. Die äußeren Teile kS sind im Querschnitt rechteckig und haben zwei grade Seiten und zwei konvex gekrümmte Seiten.

Die unteren als Drehschwingungsdämpfer dienenden Halterungen if2 umfassen, wie in der Zeichnung dargestellt, innere Ringe ij-8, die an dem Gehäuse 5 auf gegenüberliegenden Seiten des Brennstofftankes 6 durch Schrauben k9 befestigt sind, und ein äußeres Teil 50, welches die inneren Teile ^8 mit einem Ring aus Gummi oder einem anderen elastomerischem Material 51 umgibt, welches zwischen den inneren und den äußeren Teilen eingelegt ist und mit ihnen verbunden ist. Die äußeren Teile 50 sind von ähnlicher Größe und Gestalt wie die äußeren Teile if6 des oberen Drehschwingungsdämpfers. Die als Schwingen k3 'Sjy.rkenden Lenker bestehen aus Blattfedern, welche den oberen und den unteren Drehschwingungsdämpfer kl_f if2 verbinden. Sie sind auf gegenüberliegenden graden Seiten der oberen und unteren äußeren Teile kS, 50 mittels Schrauben sicher befestigt. Die zwei Schwingen, welche jedes Paar von Drehschwingungsdämpfern Zj-I, if2 verbinden, sind parallel zueinander und mit gleichem Abstand von den Mitten der Drehschwingungsdämpfer kl, k2. angeordnet. Die oberen und unteren Dreh schwingungsdämpfer bilden zusammen mit den sie verbindenden Lenkern k3 ein Parallelogramm-Hebel- bzw. Lenker«System, welches eine Bewegung des Motors in einer Richtung axial zum

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Motorzylinder ohne Winkelbewegung erlaubt.

Der Kraftabtrieb von der Maschine erfolgt durch eine Riemenscheibe 55» die auf der Kurbelwelle 29 zwischen dem Kurbelgehäuse 2.6 und dem Starter 15 vorgesehen ist. Ein Riemen 56» der auf die Riemenscheibe 55 aufgelegt ist, treibt eine zweite Riemenscheibe 27 an, die auf einer Antriebswelle 58 (Stummelwelle) befestigt ist, welche drehbar auf dem Tragbügel 18 in Antifriktionslagern gelagert ist. Der Riemen % ist im Ausführungsbeispiel als Zahnriemen dargestellt, welcher den Vorteil eines einwandfreien, synchronisierten Laufes hat. Gleichwohl kann jede andere geeignete Type eines flexiblen Riemens oder einer Gliederkette benutzt werden, wenn dieses gewünscht ist. Alternativ ist es auch möglich, die Kurbelwelle 29 und die Antriebswelle 58 auf andere Weise miteinander zu verbinden, z.B. durch Zahnräder, Die Antriebswelle 58 ist konzentrisch mit den unteren Dreh-Schwingungsdämpfern 42 angeordnet. Daher ist eine Bewegung des Motors durch das Schwingsystem zugelassen und die Drehschwingungsdämpfer verursachen nicht irgend eine Veränderung im Mittenabstand der Riemenscheiben,

Die Kette 2, die um die Tragführung 3 herumläuft, ist durch ein Zahnrad 60 angetrieben, welches drehbar auf der Antriebswelle 58 gelagert ist und welches mit der Welle durch eine Zentrifugalkupplung 61, die auf dem äußeren Ende der Antriebswelle 58 montiert ist, gekuppelt ist, wenn die Motorgeschwindigkeit einen bestimmten kritischen Wert übersteigt.

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Wegen der ihnen innen wohnenden Rückfederung dienen die Blattfedern ^O nicht nur als Lenker des Parallelogramm-Lenkersystems, "welches den Motor trägt, sondern sie dienen auch als Federn, die den Motor in eine bestimmte neutrale Stellung zurückdrücken. Die Richtungseinstellung des Motors bezüglich des tragenden Parallelogrammlenkersystems , mit dem er an das Gehäuse 5 montiert ist, und die konstante Federkraft der Rückstellung sind so ausgewählt, dass, wenn der Motor unter normaler Last arbeitet, die Achse des Motorzylinders genähert normal (senkrecht) zu einer Ebene liegt, die durch die Achsen der Motorkubelwelle 29 und der Antriebswelle 58 gegeben ist. Bei dieser Beziehung sind axial vibrierende Kräfte, die durch die Hin- und Herbewegung des Motorkolbens und der sich mit ihm bewegenden Teile hervorgerufen sind, nicht auf das Gehäuse übertragen. Die Federkonstante der Blattfedern ^3 ist so ausgewählt, dass der Motor relativ frei sich in axialer Richtung des Maschinenzylinders bewegen kann. Gleichwohl ist die Amplitude einer solchen Bewegung in der Praxis recht klein, Z..B. in der Größenordnung von 0,1 Millimeter. Das Gehäuse 5 ist auch von Drehvibrationen durch die oberen Drehschwingungsdämpfer ifl isoliert, welche eine gesteuerte Sinke !bewegung des Motors um die Achse der Kurbelwelle in Reaktion auf Drehkraftänderungen zulässt. Da der Schwerpunkt des Motors genähert mit der Achse der Kurbelwelle 29 zusammenfällt und daher mit der Achse des oberen Dr ehschwingungedämpfers If 1, bürdet eine solche Winkelbewegung des Motors nicht eine zusätzliche vibrierende Last auf das Gehäuse bzw. Chassis auf.

Mit dem Vibrations-Dämmsystem der vorliegenden Erfindung

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ist die Kraftübertragung nicht langer ein Problem. Da die Antriebswelle 48, auf welcher das die Sägekette 2 antreibende Zahnrad 60 drehbar montiert ist, von demselben Tragbügel 18 getragen ist, auf welchem die Tragführung 3 befestigt ist, ist die Achse des Zahnrades gegenüber der Tragführung 3 fixiert. Die Stellung der Antriebswelle 58 ist nicht durch irgend eine Vibrationsbewegung des Motors beeinflusst. Darüber hinaus bleibt der Abstand zwischen den Mitten der Riemenscheibe 55 und 57 im wesentlichen konstant, Der erfindungsgemäße Kraftabtrieb hat den weiteren Vorteil, dass durch geeignete Auswahl der Riemenscheibe oder anderer Antriebsmittel, die die beiden Wellen miteinander verbinden, jede gewünschte Vergrößerung oder Verkleinerung des Geschwindigkeitsverhältnisses erlangt werden kann.

Es ist zu ersehen, dass die Erfindung 'wirksamerweise sich mit der Lösung von Problemen einer Isolierung der Motorvibrationen vom Träger und gleichzeitig mit einer vorteilhaften Kraftübertragung befasst.

Mit der Kettensägenkonstruktion, die in den Zeichnungen dargestellt ist, ist ein "stationäres" System, welches das Gehäuse mit dem Brennstoff- und öltank und einer Vergaserkammer, Handgriffen, der Antriebswelle und der Tragführung für die Sägekette von einem "vibrierenden" System isoliert, welches die Maschine einschließlich des Rotors, des Starters und Zubehörteilen wie der Zündvorrichtung, die auf dem Motor montiert ist, um-

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fasst. Darüber hinaus umfasst eine Kontageuntergruppe die Tragführung für die Sägekette, die Sägekette, das Antriebszahnrad und den Führungsträger, auf welchem die Tragführung montiert ist. Diese Bauuntergrijpe ist isoliert vom Gehäuse und von den Handgriffen, so dass Vibrationen von der Sägekette und dem Zahnrad nicht auf die Bedienungsperson übertragen werden.

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel einer Kettensäge erläutert. Sie ist ebenso anwendbar nicht nur auf andere Motoranbauten, sondern auch bei Pumpen und Kompressoren. Die Erfindung ist nicht auf Details der Konstruktion des dargestellten Ausführungsbeispieles in den Zeichnungen beschränkt. Zum Beispiel kann die Zentrifugalkupplung auf der Kurbelwelle des Motors angeordnet sein anstelle auf der Antriebswelle. Auch andere Aueführungsformen sind möglich.

So ist es möglich, wie es im gezeichneten Ausführungsbeispiel dargestellt ist, die Drehschwingungsdämpfer k2. an dem als Chassis dienenden Gehäuse 5 zu befestigen und andererseits den Tragbügel 18,. der die Antriebswelle 58 sowie den Ftthrungstrager 3 für die Sägekette trägt, mit Hilfe von Metall-Gummi-Elementen am Gehäuse zu befestigen. Es besteht aber auch die andere Möglichkeit, die Drehschwingungsdämpfer 1+2. an einem anders gestalteten Tragbügel zu befestigen und dann diesen Tragbügel mit Hilfe von Metall-Gummi-Elementen 21 am Gehäuse oder an einem Chassis zu befestigen.

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Claims

Schutzansprüche:

l.y Anordnung einer Kolben-Zylinder-Maschine mit einer in einem Kurbelgehäuse gelagerten Kurbelwelle auf einem Chassis, in welchem eine Antriebswelle drehbar gelagert ist, die mit der Kurbelwelle über eine Kraftübertragungsvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

dass die Maschine lediglich hinsichtlich drehender Unwuchten ausgewuchtet 'ist,

dass mit einer federnden Rückstellkraft belastete, parallel angeordnete Lenker (43) mit ihrem einen Ende in am Chassis (5) befestigt angeordneten Halterungen (42,) mit ihrem anderen Ende an Aufnahmevorrichtungen (41) für das Kurbelgehäuse (26) angelenkt sind und mit den Halterungen (42) und den Aufnahmevorrichtungen (41) ein Parallelogramm bilden

und dass die neutrale Stellung der Lenker (43).unter Last genähert parallel oder in einer Ebene liegt, die durch die Achse der Kurbelwelle (29) und die Achse der Antriebswelle (58) bestimmt ist und genähert senkrecht zur Achse des Zylinders (25) der Kolben-Zylinder-Maschine (4) verläuft.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lenker (43) Blattfedern sind.
3· Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

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dass die Halterungen (4-2) und/oder die Aufnahmevorrichtungen (41) dreiteilig aufgebaut sind, und zwar aus einem äußeren Körper (46, 50) mit kreisförmiger Ausnehmung, aus einem in der Ausnehmung angeordneten Ring (47,5D aus elastomerischem Material und einer vom King (48, 51) umschlossenen Kreis- bzw. Kreisringscheiöe (44), dass die drei Teile fest miteinander verbunden sind

und dass an dem äußeren Körper (46,50) die Lenker (43) angelenkt und an der inneren Kreis- bzw. Kreisringscheibe (44) (48) das Kurbelgehäuse (2.6) bzw. das Chassis (5) befestigt ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3»
dadurch gekennzeichnet,

dass die Breisringscheibe (44, 48) die Kurbelwelle (29) oder die Antriebswelle (58) umschließt.
5. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch? gekennzeichnet,

dass der Schwerpunkt der Kolben-Zylindermaschine (4) genähert in der Achse der Kurbelwelle (29) liegt, wenn der Kolben (27) in der Mitte seines Hubweges befindlich ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass die Kraftübertragungsvorrichtung ein Riemenoder Kettentrieb ist.

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7· Anordnung nach Anspruch 5>
dadurch gekennzeichnet,

dass die Zündanlage (32.) diametral gegenüber dem Zylinder (25) am Kurbelgehäuse (26) angeordnet ist gesehen von der Achse der Kurbelwelle (29)·
8. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass die Kurbelwelle (29) und die Antriebswelle (58) konzentrisch zwischen den Lenkern (/+3) liegen.
9. Anordnung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch

Dämpfungsmaterial zwischen Kurbelgehäuse und Aufnahmevorrichtungen sowie zwischen Chassis und Halterungen.
10. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass die Lenker (if3) über Drehschwingungsdämpfer entweder direkt am Chassis (5) oder an einem Tragbügel

(18) angelenkt sind, der mit Metall-GumEi-Slementen

(19) am Chassis (5) befestigt ist.
11. Anordnung nach Anspruch l,und 10, dadurch gekennzeichnet,

dass der Tragbügel (18) Träger angetriebener Werkzeuge ist.

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12. Anordnung nach Anspruch 1, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet,

dass das angetriebene Werkzeug eine Sägekette (2) ist, deren FUhrungsträger am Tragbügel (18) befestigt ist, welcher seinerseits über Metall-Gummi-Elemente (19) am Chassis bzw. Gehäuse (]p) befestigt ist.
13. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das angetriebene Werkzeug eine Sägekette (2) ist, deren Führungsträger (3) an einem Tragbügel (18) befestigt ist, welcher mittels Metall-Gummi-Elementen (19) an dem als Chassis dienenden Gehäuse (5) angebracht ist,

daß im Tragbügel (18) die Antriebswelle (58) für die Sägekette (2) gelagert ist und auf dieser Antriebswelle (58) das Antriebszahnrad (6o) für die Sägekette (2) sowie eine Riemenscheibe (57) befestigt sind und daß in der Verlängerung der Achse der Antriebswelle (58) die Mittelpunkte der als Drehschwingungsdämpfer dienenden Halterungen (42) für die Lenker (43) angeordnet sind.
14. Anordnung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Metall-Gummi-Elemente konzentrisch um eine Verlängerung der Achse der Antriebswelle (58) angeordnet sind.

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