DE3503938A1

DE3503938A1 - Elastische griffholmen-lagerung fuer beidhaendig gefuehrte motorgeraete

Info

Publication number: DE3503938A1
Application number: DE19853503938
Authority: DE
Inventors: Werner F. Dipl.-Ing. 7257 Ditzingen Muntzinger
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1985-02-06
Filing date: 1985-02-06
Publication date: 1986-08-07
Also published as: DE3503938C2

Description

Elastische Griffholmen-Lagerung für beidhändig ge-
führte Motorgeräte Die Erfindung betrifft eine elastische Griffholmen-Lagerung für beidhändig geführte Motorgeräte zur Reduzierung der auf das Hand-Arm-System der Arbeitsperson übertragenen Schwingungen.
Beim Einsatz von Motormähgeräten stellen mechanisclle Schwingungen die über die Griffe auf das Hand-Arm-System der Arbeitsperson übertragen werden neben anderen Belastungsfaktoren wie Lärm, Handhabung der bis 180 dN schweren Geräte bei ungünstigen Geländevorhältnissen etc. eine erhebliche flelastungskoinonente dar. Die Schwingungsbelastung hat neben einer Leistungsminderung akute und chronische Auswirkungen auf das Knochen- und Gelenksystem (BK Nr. 2103), die periphere Durchblutung (BK Nr. 2104) sowie die peripheren Nervenfunktionen zur Folge. Durchgeführte Schwingungsmessungen auf der Basis der VDI-Richtlinie 2073 haben gezeigt, daß die maximal zulässige Expositionszeit pro Tag bei Motormähgeräte mit Einitiesser-Schneidwerk zwischen 18 min und 1,6 h liegt.
Die auf den Griffholmen übertragenen Schwingungen werden durch die Massenkräfte von Motor, Mähworkantrieb und Schneidmesser verursacht. Durch die periudische Motorleistung werden Getriebe schwingungen verursacht, die auf das Gehäuse übertragen und primär als Rollschwingungen um die Gerätelängsachse wirksam werden. Die Motorleistung wird primär durch die Art und Quantität des Mähgutes, Schärfezustand des Schneidmessers und durch die Geländekonfiguration determiniert.
Die Reduzierung dor Schwingungsemission kann durch Primärmaßnahmen direkt an den Erregerquellen durchgeführt werden {Verwendung eines Viertakt- statt fZweltaktmotors, Verbrennungsmotor mit Ausgleichswellen Doppelmesser-Schneidwerk, schwingungsarmer Mähwerkantrieb oder pendelnd aufgehängter Messerbalken (siche Offenlegungsschrift 29 29 614)). Aus wirtschaftlichen und technologischen Gründen können die oben genannten Maßnahmen häufig nicht realisiert werden, so daß eine schwingungsmechanische Entkopplung des Griffholmens vom Mähgerät-Chassis erforderlich wird.
Die bisher eingesetzten Prinzipien sind im wesent:li -chen die Dreipunkt-Lagerung und die vertikale Einachs-Lagerung. Die eingesetzten Lösungen kompensieren iin wesentlichen die Massenkräfte des Schneidmessers und des Einzylinder-Verbrennungsmotors. Rollschwingungen um die Gerätelängsachse, die durch die periodisch wirkende Antriebsleistung verursacht werden, können durch die oben genannten Prinzipien nicht kompensiert werden.
Durch die vorliegende Erfindung, wobei die elastische Griffholmen-Aufhängung als Zweiachs-Lagerung konzinicht ist, werden sowohl die Massonkräfte des MoL(>Lt; und des Schneidmessers als auch die Rollschwingungen um die Gerätelangsachse erheblich reduziert. Die beiden Achsen werden hierbei in elastischen Elementen gelagert. Die Zweiachs-Lagerung muß in der Nähe des Geräteschwerpunktes am Chassis befestigt werden.
Dic Erfindung ist in den folgenden Zeichnungen btiispielhaft dargestellt.
Es zeigen: Figur 1 Motormähgerät und Arbeitsperson in perspektivischer Darstellung mit eingezeichnetem rechtwinkligen Kordinatensystem.
Figur 2 Schematische Darstellung der Antriebsmomente für die einzelnen Komponenten und Prozesse.
Figur 3 Längs- und Querschnitt der Zweiachs-Lagerung.
Figur 4 Seitenansicht der Zweiachs-Lagerung (schematisch) mit eingezeichnetem, Motormähgerät.
Figur 5 Draufsicht der Zweiachs-Lagerung (schematisch) mit eingezeichnetem Motormähgerät.
Figur 1 zeigt ein Motormähgerät, bestehend aus Verbrennungsmotor M, Reifen Ra, Rb, Getriebe G, Mähwerkantrieb MA, Messerbalken MB, Schneidmesser St und Geräte-Chassis C, das von der Arbeitsperson A mit llilEe der Holmen 2a, 2b und der Griffe 1a, ib geführt will.
Das eingezeichnete Kordinatensystem hat den Ursprung im Schwerpunkt S.
in Figur 2 sind die periodisch wirkenden Antriebsmomente dargestellt die als Schwingungen um die Gerätelängsachse x wirksam sind und durch das Massen trägheitsmoment #x und durch die Gegenkräfte FNa und FNb, die am linken und rechten Reifen wirken, begrenzt werden. Durch die dynamischen Eigenschaften des Reifen-Boden-Systems können die Längsschwingungen jedoch nicht eliminiert werden. Die mit 14 llz wirkenden Antriebsmomente des Schneidmessers SM können je nach Mähwerkantrieb (Schwingenantrieb, Rotoflexantrieb) vergrößert bzw, verkleinert werden. Die '2,8 llz-Komponente ist auE den Mähprozeß und die statische und dynamische Reibung zwischen Messer SM und dciii Messerbalken MB (Schwinghebelbalken) zurückzuführen.
Die Amplitude wird durch die in der Figur 2 dargestellten Faktoren Mähgut, Messerschärfe, Federkraft und Verschmutzung festgelegt. Neben den Rollschwingungen müssen die transversal und horizontal wirkenden Massenkräfte des Motors und die transversal wirkenden Massenkräfte des Schneidmesser koinpensiert werden.
Figur 3 zeigt die wesentlichen konstruktiven Merkmale der Zweiachs-Lagerung des Führungsholmens da, 2b. Die Führungsholme 2a, 2b sind über die Traverse 8 mit der vertikalen Achse 4 der Zweiachs-Lagerung verbunden. Die Achse 4 ist in zwei elastischen Gummilagern 7,8 gelagert, die Gummilager 7,8 sind mit der Platte 6 verschraubt. Die Platte 6 trägt die waagrechte Achse 5, die über die Gummilager 9 und 10 mit dem Geräte-Chassis C verbunden ist. Die beiden Achsen 4 sind in den Innenhülsen der Gummilager 7c, 8c, 9c, 10c formschlüssig durch die Federn 7d, 8d, 9d, 10d gelagert. Je nach Typ der Gummilager kann statt der Platte 6 eine Hülse verwendet werden in dem die Lager fixiert sind. Bei entsprechender Dimensionierung kann anstelle von zwei Lagern für die beiden Achsen jeweils nur ein Lager verwendet: werden.
Um längs und um die beiden Achsen eine ausreichenie Dämpfungswirkung zu erzielen, wobei das Frequenzverhältnis ca. 3 sein sollte, darf die longitudinale und radiale Federkonstante (cL, cR) der Gummilager 7 - 9 einen bestimmten Betrag nicht übersteigen.
Eine zu geringe Federkonstante hat andererseits u:tgünstige Führungseigenschaften der Geräte zur Folge.
Um ausreichende Führungseingenschaften sicherzustellen kann zwischen den Lagern 9,10 eine Buchse 11 an dem Geräte-Chassis C angebracht werden. Der Bohrungsdurchmesser der Buchse 11 ist etwas größer als der Durchmesser der Achse 5 um die kardanische Aus lenkung bei Einleitung großer FUhrungskräfte über die Holmen 2a, 2b zu begrenzen. Die axiale Begrenzung erfolge durch die Abstände zwischen Buchse 11 und dem Lager 9,10, Das gleiche Prinzip kann für die vertikal gelagerte Achse 4 eingesetzt werden. Bei der Erfindung ist außerdem der Drehwinkel der beiden Achsen mittels Anschlägen zu begrenzen (ist nicht in Bild 3 eingezeichnet).
Die Figuren 4 und 5 zeigen einerseits den Anbau der Zweiachs-Lagerung an die Führungsholme 2a, 2b mit den Griffen la, 1b über die Traverse 3, andererseits eie Verbindung der Zweiachs-Lagerung mit dem Geräte-Chassis G in der Nähe des Schwerpunktes S.

Claims

Patentansprüche Elastische Griffholmen-Lagerung für beidhändig geführte Motorgerate, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die elastische Lagerung durch zwei Achsen (4,5), die senkrecht zueinander stehen, mit Hilfe von vier Gummilagern (7,8,9,10) realisiert wird und somit eine Schwingungsdämpfung in vier Freiheitsgraden erfolgt.
2. Elastische Griffholmen-Lagerung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t; daß die Gummilager (7,8) und (9,10) durch jeweils ein elastisches Lager ersetzt werden.
3. Elastische Griffholmen-Lagerung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die vier bzw. zwei elastischen Lager durch ein Kardanlager ersetzt werden.
4. Elastische Griffholmen-Lagerung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß die axiale und kardanische Auslenkung der Achsen (4,5) bei sehr hohen, über die Griffe (1a, Ib) und die Holmen (2a, 2b) eingeleiteten Führungskräften durch Anschlagbuchsen (11) begrenzt wird.
5. Elastische Griffholmen-Lagerung nach Anspruch 1, d a d u r c h g c k e n n z e i c h n e t, daß diese in der Nähe des Schwerpunktes S am Geräte-Chassis C angebracht ist.