EP3772593A1

EP3772593A1 - Motorisiertes arbeitsgerät mit verstärktem kühllüftergehäuse

Info

Publication number: EP3772593A1
Application number: EP19190671.8A
Authority: EP
Inventors: Erfindernennung liegt noch nicht vor Die
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2021-02-10
Anticipated expiration: 2039-08-08
Also published as: EP3772593A8; EP3772593B1; ES2945110T3

Abstract

Ein Arbeitsgerät (1) umfasst einen Antriebsmotor (9), ein Lüfterrad (16) zur Förderung von Kühlluft für den Antriebsmotor (9) und eine von dem Antriebsmotor (9) angetriebene Arbeitseinheit (7). Das Lüfterrad (16) ist in einem Lüfterraum (12) angeordnet, der zumindest teilweise von einer Umfangswand (15), einer ersten Seitenwand (13) und einer zweiten Seitenwand (14) begrenzt ist. Der Lüfterraum (12) weist eine Austrittsöffnung (18) für die geförderte Kühlluft auf. Der Abstand (1) der Umfangswand (15) zum Umfang (35) des Lüfterrads (16) nimmt in Strömungsrichtung (41) der Kühlluft in Richtung auf die Austrittsöffnung (18) zumindest über einen Bereich des Umfangs (35) des Lüfterrads (16) zu. Die erste Seitenwand (13) liegt zwischen dem Antriebsmotor (9) und der zweiten Seitenwand (14). An der zweiten Seitenwand (14) schließt eine Anschlussstruktur (19) an, die die Arbeitseinheit (7) umfasst. Es ist mindestens eine Verbindungsstrebe (20, 20') vorgesehen, die zwischen dem Umfang (35) des Lüfterrads (16) und der Umfangswand (15) durch den Lüfterraum (12) ragt und die die erste Seitenwand (13) mit der zweiten Seitenwand (14) verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Aus der DE 100 21 707 A1 ist ein Arbeitsgerät, nämlich ein Freischneider, mit einem Antriebsmotor bekannt. Der Antriebsmotor treibt eine Arbeitseinheit, nämlich ein Messerblatt, rotierend an. Zur Kühlung des Antriebsmotors dient ein von dem Antriebsmotor angetriebenes Lüfterrad. Am Antriebsmotor ist eine Seitenwand des Lüftergehäuses gehalten. An der gegenüberliegenden Seitenwand des Lüftergehäuses schließt eine Anschlussstruktur an, die das Führungsrohr und die Arbeitseinheit des Arbeitsgeräts umfasst. Das Lüftergehäuse liegt demnach in axialer Richtung zwischen Antriebsmotor und Arbeitseinheit. Es hat sich gezeigt, dass bei Anschluss einer anderen, insbesondere einer schwereren und/oder steiferen Anschlussstruktur Schäden oder vorzeitiger Verschleiß am Lüftergehäuse auftreten können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsgerät der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das eine hohe Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Arbeitsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Antriebsmotor bildet bei Arbeitsgeräten üblicherweise eine steife Struktur. Der Lüfterraum besitzt einen vergleichsweise großen Durchmesser, um eine ausreichend große Menge Kühlluft fördern zu können. Dadurch ist die aus den beiden Seitenwänden und der Umfangswand des Lüfterraums gebildete Struktur vergleichsweise weich und verformbar. Bei Freischneidern ist das Führungsrohr als langes, vergleichsweise dünnes Rohr gebildet. Daher bildet auch das Führungsrohr eine weiche Struktur. Im Betrieb vom Motor erzeugte Schwingungen können daher bei einem Freischneider zu einem großen Teil durch das Führungsrohr aufgenommen werden, das zu entsprechenden Schwingungen angeregt wird.
Es hat sich nun gezeigt, dass die Belastungen, die auf das Lüftergehäuse wirken, deutlich größer werden, wenn anstatt des Führungsrohrs und der Arbeitseinheit eine Anschlussstruktur mit großer Trägheit an der zweiten Seitenwand anschließt. Eine Anschlussstruktur mit großer Trägheit kann bei Schwingungen des Antriebsmotors nicht oder nicht in ausreichendem Maß mitbewegt werden. Die Relativbewegungen zwischen Antriebsmotor und der Anschlussstruktur müssen daher vom Lüftergehäuse aufgenommen werden, das hierzu hochfrequent verformt werden kann. Es hat sich gezeigt, dass diese Verformung des Lüftergehäuses zu vorzeitigen Schäden am Lüftergehäuse führen kann. Unter Anschlussstruktur werden vorliegend alle Elemente verstanden, die an der zweiten Seitenwand anschließen. Die Anschlussstruktur umfasst dabei auch die Arbeitseinheit, beispielsweise ein Werkzeug des Arbeitsgeräts.
Erfindungsgemäß ist eine Verbindungsstrebe vorgesehen, die zwischen dem Umfang des Lüfterrads und der Umfangswand durch den Lüfterraum ragt und die erste Seitenwand mit der zweiten Seitenwand verbindet. Dadurch, dass die Verbindungsstrebe zwischen dem Umfang des Lüfterrads und der Umfangswand, also radial innerhalb der Umfangswand, angeordnet ist, ist der Abstand der Verbindungsstrebe zur Drehachse des Lüfterrads verglichen mit außerhalb des Lüfterraums angeordneten Versteifungselementen vergleichsweise gering. Dadurch wird für eine gewünschte Versteifung des Lüftergehäuses eine Verbindungsstrebe mit vergleichsweise geringem Querschnitt benötigt. Bereits mit geringer Zunahme des Gesamtgewichts des Arbeitsgeräts kann eine ganz erhebliche Erhöhung der Stabilität des Arbeitsgeräts erreicht werden. Eine Versteifung beispielsweise an der Außenseite der Umfangswand des Lüftergehäuses, die aufgrund des großen Abstands zur Drehachse des Lüfterrads sehr massiv ausgebildet sein müsste und daher zu einer erheblichen Gewichtserhöhung des Arbeitsgeräts führen würde, kann durch die erfindungsgemäße Verbindungsstrebe vermieden werden.
Die Anschlussstruktur ist vorteilhaft eine vergleichsweise schwere Struktur. Das Gewicht der Anschlussstruktur beträgt vorteilhaft mindestens mehr als 1,5 kg, insbesondere mehr als 2 kg, vorzugsweise mehr als 3 kg.
Bezogen auf die Strömungsrichtung der geförderten Kühlluft ist die Verbindungsstrebe vorteilhaft stromauf der Austrittsöffnung angeordnet. Die Verbindungsstrebe besitzt zur Austrittsöffnung vorteilhaft einen Winkelabstand von weniger als 90° um die Drehachse des Lüfterrads. Der Abstand der Umfangswand zum Umfang des Lüfterrads nimmt in Strömungsrichtung der geförderten Kühlluft zumindest in einem Abschnitt des Lüfterraums zu. Bevorzugt verläuft die Umfangswand im Wesentlichen spiralförmig um die Drehachse. Durch die Anordnung der Verbindungsstrebe vergleichsweise nah an der Austrittsöffnung wird die Verbindungsstrebe in einem Bereich angeordnet, in dem ohnehin ein vergleichsweise großer Strömungsquerschnitt vorhanden ist. Dadurch ist der Einfluss der Verbindungsstrebe auf die Menge der geförderten Kühlluft vergleichsweise gering. Da im Bereich der Austrittsöffnung auch der Abstand zwischen Drehachse und Umfangswand am größten ist, wird durch eine in diesem Umfangsbereich angebrachte Verbindungsstrebe eine größtmögliche Entlastung der Umfangswand erzielt.
Eine einfache Gestaltung und Montage ergibt sich, wenn die Verbindungsstrebe als separates Bauteil ausgebildet ist und mindestens einen Gewindeabschnitt zur Verbindung mit einem angrenzenden Bauteil aufweist. Die Verbindungsstrebe weist insbesondere einen Innengewindeabschnitt mit einem Innengewinde auf, in das eine Befestigungsschraube eingeschraubt ist. Dadurch kann ein angrenzendes Bauteil auf einfache Weise an der Verbindungsstrebe befestigt werden. Die Verbindungsstrebe weist vorteilhaft einen Verbindungsabschnitt auf, dessen Außendurchmesser kleiner als ein Außendurchmesser des Innengewindeabschnitts ist. Der Innengewindeabschnitt und der Verbindungsabschnitt sind dabei mindestens teilweise, insbesondere vollständig in dem Lüfterraum angeordnet. In dem Verbindungsabschnitt ist der Außendurchmesser der Verbindungsstrebe reduziert, um einen möglichst große Strömungsquerschnitt bereitzustellen. Im Bereich des Innengewindeabschnitts wird vorteilhaft ein konstruktiv vorgegebener Mindestaußendurchmesser bereitgestellt, um eine ausreichende Festigkeit für das Innengewinde sicherzustellen.
In vorteilhafter Gestaltung weist die Verbindungsstrebe einen Außengewindeabschnitt mit einem Außengewinde auf, das in eine Schrauböffnung in einer Seitenwand eingeschraubt ist. Mit dem Außengewindeabschnitt kann die Verbindungsstrebe an einer der Seitenwände verschraubt werden. Nach Montage der anderen Seitenwand kann über eine Befestigungsschraube, die von außen in die Verbindungsstrebe eingeschraubt wird, die weitere Seitenwand an der Verbindungsstrebe fixiert werden. Die Befestigungsschraube kann dabei auch zur Anbindung der Anschlussstruktur genutzt werden. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau.
In vorteilhafter alternativer Gestaltung ist die Verbindungsstrebe mit mindestens einer Seitenwand einteilig ausgebildet. An der gegenüberliegenden Seitenwand kann die Verbindungsstrebe beispielsweise mittels einer Schraube oder dgl. fixiert werden. Die Verbindungsstrebe ist an beiden Seitenwänden zur Übertragung von im Betrieb entstehenden Kräften fest fixiert.
Der Antriebsmotor ist insbesondere ein Verbrennungsmotor mit einem Kurbelgehäuse, das aus mindestens einem Kurbelgehäusebauteil gebildet ist. Vorteilhaft ist die Verbindungsstrebe an dem Kurbelgehäusebauteil festgelegt. Das Kurbelgehäusebauteil kann als tragende Struktur mit hoher Trägheit ausgebildet sein. Durch Anbindung der Verbindungsstrebe an dem Kurbelgehäusebauteil ergibt sich eine feste und stabile Anbindung der Verbindungsstrebe. Vorzugsweise ist die erste Seitenwand unmittelbar und die zweite Seitenwand über die Verbindungsstrebe an dem Kurbelgehäusebauteil festgelegt. In besonders vorteilhafter Gestaltung ist die erste Seitenwand an dem Kurbelgehäusebauteil des Antriebsmotors angeformt. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau mit wenigen Einzelteilen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Anschlussstruktur ein Getriebegehäuse umfasst, in dem ein Getriebe angeordnet ist. Über das Getriebe ist die Antriebseinheit angetrieben. Das Arbeitsgerät kann beispielsweise ein Erntegerät wie ein Olivenschüttler oder dgl. sein. Vorteilhaft wandelt das Getriebe die rotierende Antriebsbewegung des Antriebsmotors in eine hin- und hergehende Bewegung um. Die Antriebseinheit ist insbesondere ein Werkzeug des Arbeitsgeräts, beispielsweise ein Haken eines Olivenschüttlers, mit dem zu schüttelnde Äste gegriffen werden können. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Arbeitsgerät eine Pumpe ist und die Arbeitseinheit des Arbeitsgeräts die Pumpeneinheit, die von dem Antriebsmotor angetrieben ist. Auch eine andere Anschlussstruktur mit einer anderen Arbeitseinheit kann vorgesehen sein.
Vorteilhaft ist die Anschlussstruktur über mindestens eine Befestigungsschraube an der zweiten Seitenwand festgeschraubt. Der Abstand der Mittelachse der Befestigungsschraube zur Drehachse des Lüfterrads ist dabei vorteilhaft kleiner als der halbe Durchmesser des Lüfterrads. Die Mittelachse der Befestigungsschraube liegt demnach so, dass die Befestigungsschraube sich in Blickrichtung der Drehachse des Lüfterrads mit dem Lüfterrad überschneidet. Dadurch kann die Befestigungsschraube nicht unmittelbar an der ersten Seitenwand oder einer dahinter liegenden Struktur eingeschraubt werden. Stattdessen müssen die zwischen Motoreinheit und Arbeitseinheit wirkenden Kräfte über die Umfangswand des dazwischenliegenden Lüftergehäuses übertragen werden. Durch den verhältnismäßig großen Abstand der Umfangswand zur Drehachse, also insbesondere zur neutralen Faser, wirken hohe Momente.
Dadurch, dass der Abstand der Mittelachse der Befestigungsschraube vergleichsweise gering ist, lässt sich ein kompakter Aufbau der Anschlussstruktur erreichen. Dadurch werden die Bedienung des Arbeitsgeräts und das Arbeiten mit dem Arbeitsgerät vereinfacht. In alternativer Gestaltung kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Anschlussstruktur mit einem Teil des Lüftergehäuses, insbesondere zumindest mit einem Teil der zweiten Seitenwand einteilig ausgebildet ist. Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Anschlussstruktur mit der zweiten Seitenwand und besonders bevorzugt ergänzend mit einem Teil der Umfangswand einteilig ausgebildet.
Die Umfangswand ist in einem Bereich, der radial außerhalb der Verbindungsstrebe liegt, gegenüber einem spiralförmigen Verlauf vorteilhaft zumindest über einen Teil ihrer Breite um mindestens die Hälfte des kleinsten Durchmessers der Verbindungsstrebe radial nach außen verschoben. Die Verringerung des Strömungsquerschnitts, die durch die Verbindungsstrebe entsteht, kann durch die Verschiebung der Umfangswand radial nach außen zumindest teilweise kompensiert werden. Dadurch wird trotz der zwischen Umfangswand und Umfang des Lüfterrads angeordneten Verbindungsstrebe ein ausreichender Durchsatz von Kühlluft erreicht. Der Ausdruck "radial" bezieht sich dabei auf die radiale Richtung zur Drehachse des Lüfterrads.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Anschlussstruktur ein Gehäuse umfasst, das aus Metall gebildet ist. Dadurch weist die Anschlussstruktur eine hohe Steifigkeit bzw. Trägheit auf. Das Metall ist insbesondere Leichtmetall, vorzugsweise Magnesium. Auch eine andere Gestaltung des Gehäuses der Anschlussstruktur kann jedoch vorteilhaft sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Seitenansicht eines Arbeitsgeräts,
Fig. 2: eine schematische Draufsicht auf einen Teil des Arbeitsgeräts aus Fig. 1 in Richtung des Pfeils II in Fig. 1,
Fig. 3: eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs des Arbeitsgeräts in einer Blickrichtung entsprechend Fig. 2,
Fig. 4: eine ausschnittsweise Darstellung von Antriebsmotor, Lüftergehäuse und Anschlussstruktur des Arbeitsgeräts,
Fig. 5: eine ausschnittsweise Schnittdarstellung durch das Lüftergehäuse entlang der Linie V-V in Fig. 13,
Fig. 6: eine ausschnittsweise Schnittdarstellung durch das Lüftergehäuse, den Antriebsmotor und die Anschlussstruktur entlang der Linie VI-VI in Fig. 12,
Fig. 7: eine Explosionsdarstellung des Kühlluftgebläses,
Fig. 8: eine perspektivische Darstellung einer Verbindungsstrebe,
Fig. 9: eine Seitenansicht der Verbindungsstrebe aus Fig. 8,
Fig. 10 und 11: Seitenansichten eines Kurbelgehäusebauteils,
Fig. 12: eine Schnittdarstellung durch das Lüftergehäuse entlang der Linie XII-XII in Fig. 6,
Fig. 13: einen Schnitt entlang der Linie XIII-XIII in Fig. 6,
Fig. 14: eine ausschnittsweise Schnittdarstellung in einem Schnitt entsprechend Fig. 6 für ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt ein Arbeitsgerät 1. Das Arbeitsgerät 1 ist ein handgeführtes Arbeitsgerät, im Ausführungsbeispiel ein Olivenschüttler. Die vorliegende Erfindung kann auch für andere Arbeitsgeräte, und zwar sowohl für stationäre als auch für tragbare Arbeitsgeräte zum Einsatz kommen. Das Arbeitsgerät kann beispielsweise auch eine Pumpe sein. Das Arbeitsgerät umfasst eine Motoreinheit 2, die zum Antrieb einer Arbeitseinheit 7 dient. Im Ausführungsbeispiel ist die Arbeitseinheit 7 durch einen Haken 51 gebildet, der in Richtung eines Doppelpfeils 48 im Betrieb hin- und hergehend angetrieben ist. Hierzu ist der Haken 51 an einem Schaft 6 gehalten, der in einem Führungsrohr 47 des Arbeitsgeräts 1 beweglich geführt ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Führungsrohr 47 einteilig mit einem Getriebegehäuse 25 ausgebildet. Das Getriebegehäuse 25 ist Teil einer Getriebeeinheit 3.
Wie Fig. 1 auch zeigt, sind zum Führen des Arbeitsgeräts 1 ein seitlicher Handgriff 4 sowie ein Bügelgriff 5 vorgesehen, die an der Getriebeeinheit 3 gehalten sind. Vorteilhaft sind seitlicher Handgriff 4 und Bügelgriff 5 über Schwingungsdämpfungselemente an der Getriebeeinheit 3 gehalten.
Wie die Figuren 1 bis 3 zeigen, umfasst die Motoreinheit 2 ein Motorgehäuse 8. Das Motorgehäuse 8 kann als geschlossenes Gehäuse ausgebildet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Motorgehäuse 8 teilweise offen ausgebildet und/oder durch mehrere Gehäuseteile und/oder Abdeckungen gebildet ist. Wie Fig. 3 zeigt, ist im Motorgehäuse 8 ein Antriebsmotor 9 angeordnet. Der Antriebsmotor 9 ist im Ausführungsbeispiel als Verbrennungsmotor ausgebildet. Der Antriebsmotor 9 weist vorzugsweise eine in Fig. 3 schematisch dargestellte Anwerfvorrichtung 64 auf. Zur Kühlung des Antriebsmotors 9 dient ein Kühlluftgebläse 10. Der Antriebsmotor 9 treibt eine Antriebswelle 22 um eine Drehachse 21 rotierend an. Über die Antriebswelle 22 ist das Kühlluftgebläse 10 angetrieben. Die Drehachse 21 entspricht der Drehachse eines Lüfterrads 16 des Kühlluftgebläses 10. Die Antriebswelle 22 ist über eine Kupplung 34, im Ausführungsbeispiel eine Fliehkraftkupplung, mit einem Getriebe 46 verbunden. Das Getriebe 46 ist im Getriebegehäuse 25 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel ist das Getriebe 46 dazu vorgesehen, die rotierende Bewegung, die von der Antriebswelle 22 über die Kupplung 34 auf die Eingangswelle 63 des Getriebes 46 übertragen wird, in eine hin- und hergehende Bewegung des Schafts 6 entlang des Doppelpfeils 48 umzuwandeln. Das Getriebegehäuse 25 bildet eine sehr starre Struktur. Das Getriebegehäuse 25 besteht vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Magnesium. Das Getriebegehäuse 25 kann zur Erhöhung seiner Steifigkeit mit Versteifungsstreben versehen sein. In Fig. 4 sind einige der Versteifungsstreben 53 des Getriebegehäuses 25 gezeigt.
Fig. 4 zeigt den Antriebsmotor 9, ein Lüftergehäuse 11 des Kühlluftgebläses 10 sowie eine am Kühlluftgebläse 10 anschließende Anschlussstruktur 19, die im Ausführungsbeispiel zumindest teilweise durch das Getriebegehäuse 25 gebildet ist.
Der Antriebsmotor 9 umfasst einen Zylinder 24 sowie ein Kurbelgehäuse 23. Das Kühlluftgebläse 10 und die in Fig. 4 nicht dargestellte Anwerfvorrichtung 64 (Fig. 3) sind auf gegenüberliegenden Seiten des Zylinders 24 angeordnet. Zur Zufuhr von Kraftstoff/Luft-Gemisch zum Antriebsmotor 9 ist im Ausführungsbeispiel ein Vergaser 54 vorgesehen. Auch jede andere Art von Kraftstoffzuführeinrichtung kann vorteilhaft sein. Das Kurbelgehäuse 23 ist durch ein erstes Kurbelgehäusebauteil 44 und ein zweites Kurbelgehäusebauteil 45 gebildet. Die Trennebene zwischen den Kurbelgehäusebauteilen 44 und 45 verläuft im Ausführungsbeispiel parallel zu einer in Fig. 4 schematisch eingetragenen Zylinderlängsachse 55 des Zylinders 24.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch das Kühlluftgebläse 10. Wie der in Fig. 13 angedeutete Schnittverlauf zeigt, verläuft der in Fig. 5 dargestellte Schnitt nicht durch die Antriebswelle 22, sondern hierzu versetzt. Wie Fig. 5 zeigt, umfasst das Lüftergehäuse 11 eine erste Seitenwand 13 sowie eine gegenüberliegende zweite Seitenwand 14. Am Umfang ist das Lüftergehäuse 11 von einer Umfangswand 15 gebildet, die sich von der ersten Seitenwand 13 zur zweiten Seitenwand 14 erstreckt. Die erste Seitenwand 13, die zweite Seitenwand 14 und die Umfangswand 15 begrenzen einen Lüfterraum 12. Das Kurbelgehäuse 23 ist mit der ersten Seitenwand verbunden. Im Ausführungsbeispiel ist das erste Kurbelgehäusebauteil 44 einteilig mit der ersten Seitenwand 13 ausgebildet. Im Lüfterraum 12 ist ein Lüfterrad 16 angeordnet, das eine Vielzahl von Schaufeln 17 zur Förderung von Kühlluft aufweist. Das Lüfterrad 16 ist ein Radialgebläse, das Kühlluft bezogen auf die Drehachse 21 des Lüfterrads 16 (Fig. 3) radial nach außen fördert. Die Ansaugung von Kühlluft erfolgt durch Ansaugöffnungen 56, die in der ersten Seitenwand 13 ausgebildet sind und von denen in Fig. 5 eine dargestellt ist.
An der zweiten Seitenwand 14 ist die Anschlussstruktur 19 über Befestigungsschrauben 26 festgelegt, von denen in Fig. 5 eine dargestellt ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die zweite Seitenwand 14 einteilig mit der Anschlussstruktur 19 ausgebildet und dadurch mit dieser verbunden ist. Auch eine andere Art der Verbindung kann vorgesehen sein.
Über das Lüftergehäuse 11 ist die Anschlussstruktur 19 mit dem Antriebsmotor 9 verbunden. Das Lüftergehäuse 11 ist insbesondere eine Struktur mit geringer Masse und geringer Steifigkeit. Die Masse des Lüftergehäuses 11 beträgt vorteilhaft weniger als 1,5 kg, insbesondere weniger als 1 kg. Im Ausführungsbeispiel ist eine Masse des Lüftergehäuses 11 von 0,3 bis 0,8 kg vorgesehen. Die Anschlussstruktur 19 ist vorteilhaft eine Struktur mit großer Masse. Die Anschlussstruktur 19 weist vorteilhaft eine Masse von mindestens 1,5 kg, insbesondere mindestens 3 kg, vorzugsweise mehr als 5 kg auf. Im Ausführungsbeispiel ist eine Masse der Anschlussstruktur 19 von 7 kg bis 9 kg vorgesehen. Die Masse des Antriebsmotors 9 beträgt vorteilhaft mindestens 1,5 kg, insbesondere mindestens 2 kg, vorzugsweise mindestens 3 kg. Im Ausführungsbeispiel ist eine Masse von 4 kg bis 7 kg vorgesehen. Mindestens eine Struktur, insbesondere beide Strukturen, die an eine, insbesondere an beide Seitenwände 13 und 14 des Lüftergehäuses 11 anschließen, weisen vorteilhaft jeweils eine Masse auf, die mindestens das 2fache, vorzugsweise mindestens das 4fache, bevorzugt mindestens das 6fache der Masse des Lüftergehäuses 11 beträgt. Die Masse der Anschlussstruktur 19 beträgt vorteilhaft mehr als die Masse des Antriebsmotors 9. Die Masse der Anschlussstruktur 19 beträgt vorteilhaft das 1,1fache bis 3fache, insbesondere das 1,2fache bis 2,3fache, vorzugsweise das 1,3fache bis 1,8fache der Masse des Antriebsmotors 9.
Im Ausführungsbeispiel trägt das Lüfterrad 16 Magnete 57, die zur Induzierung eines Zündfunkens dienen, wie im Folgenden noch näher beschrieben wird.
Im Betrieb werden vom Antriebsmotor 9 aufgrund der hin- und hergehenden Bewegung eines im Zylinder 24 geführten Kolbens hochfrequente Schwingungen erzeugt. Diesen Schwingungen kann die Anschlussstruktur 19 aufgrund ihrer hohen Steifigkeit nicht folgen. Die Relativbewegungen zwischen Antriebsmotor 9 und Anschlussstruktur 19 müssen daher vom Lüftergehäuse 11 aufgenommen werden. Um eine übermäßige mechanische Belastung des Lüftergehäuses 11, insbesondere der Umfangswand 15 zu vermeiden, ist vorgesehen, die erste Seitenwand 13 und die zweite Seitenwand 14 über eine in Fig. 6 gezeigte Verbindungsstrebe 20 mechanisch miteinander zu verbinden. Wie Fig. 6 zeigt, ragt die Verbindungsstrebe 20 zwischen dem Umfang 35 des Lüfterrads 16 und der Umfangswand 15 durch den Lüfterraum 12. Die Verbindungsstrebe 20 ist in eine Schrauböffnung 30 eingeschraubt. Die erste Seitenwand 13 ist einteilig mit dem ersten Kurbelgehäusebauteil 44 ausgebildet. Die Verbindungsstrebe 20 ragt durch die erste Seitenwand 13 in die im Kurbelgehäusebauteil 44 ausgebildete Schrauböffnung 30. An der zweiten Seitenwand 14 liegt die Verbindungsstrebe 20 mit einem Abstützbund 50 an. Durch die zweite Seitenwand 14 ist eine Befestigungsschraube 42 in die Verbindungsstrebe 20 eingeschraubt. Die zweite Seitenwand 14 ist an einem Gehäuseteil 27, nämlich einem Deckel des Lüftergehäuses 11 ausgebildet. An dem Gehäuseteil 27 ist die Anschlussstruktur 19 über Befestigungsschrauben 26 festgeschraubt. Wie Fig. 7 zeigt, ist das Gehäuseteil 27 über Befestigungsschrauben 28 am ersten Kurbelgehäusebauteil 44 fixiert. Die Befestigungsschrauben 26 zur Fixierung der Anschlussstruktur 19 am Gehäuseteil 27 sind in Befestigungsöffnungen 29 eingeschraubt, wie auch Fig. 7 zeigt. Für die Befestigungsschraube 42 weist die Verbindungsstrebe 20 ein Innengewinde 39 auf.
Wie Fig. 7 zeigt, sind die erste Seitenwand 13 und ein Teil der Umfangswand 15 am ersten Kurbelgehäusebauteil 44 angeformt. Am Gehäuseteil 27 sind die zweite Seitenwand 14 sowie ein weiterer Teil der Umfangswand 15 ausgebildet. Die Stirnseiten von erstem Kurbelgehäusebauteil 44 und Gehäuseteil 27 liegen aneinander an (Fig. 6) und bilden so die gesamte Umfangswand 15. Auch eine andere Ausbildung der Seitenwände 13 und 14 sowie der Umfangswand 15 kann vorteilhaft sein.
Die Figuren 8 und 9 zeigen die Gestaltung der Verbindungsstrebe 20 im Einzelnen. An einem Ende weist die Verbindungsstrebe 20 einen Außengewindeabschnitt 37 mit einem Außengewinde 43 auf. Der Nenndurchmesser des Außengewindes 43 ist auf den Nenndurchmesser der Schrauböffnung 30 (Figuren 6 und 7) im Kurbelgehäusebauteil 44 abgestimmt. Die Verbindungsstrebe 20 besitzt den Abstützbund 50 zur Abstützung an der ersten Seitenwand 13 sowie einen Abstützbund 58 zur Abstützung an der zweiten Seitenwand 14. Der Abstützbund 58 weist eine Angriffskontur 49, im Ausführungsbeispiel eine Sechskantkontur auf, an der ein Werkzeug angreifen kann, um die Verbindungsstrebe 20 mit dem Außengewinde 43 in die Schrauböffnung 30 des ersten Kurbelgehäusebauteils 44 (Figuren 6 und 7) einzuschrauben. Zwischen den Abstützbünden 50 und 58 erstrecken sich ein Innengewindeabschnitt 36 sowie ein Verbindungsabschnitt 38. Der Innengewindeabschnitt 36 weist ein Innengewinde 39 für die Befestigungsschraube 42 (Figuren 6 und 7) auf. Der Innengewindeabschnitt 36 weist einen Außendurchmesser e auf, der größer als der Außendurchmesser f im Verbindungsabschnitt 38 ist. Im Verbindungsabschnitt 38 ist die Verbindungsstrebe 20 vorzugsweise massiv ausgebildet.
Wie Fig. 9 zeigt, weist die Verbindungsstrebe 20 eine Mittelachse 31 auf. Wie Fig. 10 zeigt, besitzt die Mittelachse 31 zur Drehachse 21 einen Abstand c. Das erste Kurbelgehäusebauteil 44 weist die Befestigungsöffnungen 59 für die Befestigungsschrauben 28 auf (Fig. 7). Die Befestigungsöffnungen 59 weisen jeweils eine Mittelachse 32 auf, die zur Drehachse 21 einen Abstand b aufweist. Der Abstand b kann für die unterschiedlichen Befestigungsöffnungen 59 unterschiedlich sein. Alle Befestigungsöffnungen 59 liegen außerhalb der Umfangswand 15. Der Abstand b mindestens einer Mittelachse 32 einer Befestigungsöffnung 59 zur Drehachse 21 ist größer als der Abstand c der Mittelachse 31 der Verbindungsstrebe 20 zur Drehachse 21. Bevorzugt ist der Abstand b aller Mittelachsen 32 zur Drehachse 21 größer als der Abstand der Mittelachse 31 zur Drehachse 21.
In Fig. 10 ist auch die Strömungsrichtung 41 der Kühlluft eingezeichnet. Die Umfangswand 15 weist zur Drehachse 21 einen Abstand d auf, der in Strömungsrichtung 41 zumindest in einem Winkelbereich um die Drehachse 21 zunimmt. Im Ausführungsbeispiel ist über einen Großteil der Umfangswand 15 in Strömungsrichtung 41 eine Vergrößerung des Abstands d vorgesehen.
Fig. 11 zeigt das Kurbelgehäusebauteil 44 von der dem Lüfterraum 12 entfernt liegenden Seite. Das Kurbelgehäusebauteil 44 begrenzt einen Kurbelgehäuseinnenraum 52. Der Kurbelgehäuseinnenraum 52 ist auch vom zweiten Kurbelgehäusebauteil 45 (Fig. 4) begrenzt. In den Figuren 10 und 11 ist auch die Lage der Ansaugöffnungen 56 gezeigt.
Wie Fig. 12 zeigt, besitzt das Lüfterrad 16 einen Durchmesser h. Der Abstand d zwischen der Drehachse 21 und der Umfangswand 15 vergrößert sich von einem Abstand, der nur geringfügig größer als der halbe Durchmesser h des Lüfterrads 16 ist, bis auf einen Abstand d an der Austrittsöffnung 18, der mindestens das 1,2fache, vorzugsweise mindestens das 1,3fache, insbesondere mindestens das 1,4fache des halben Durchmessers h, also des Radius des Lüfterrads 14, beträgt. Zwischen dem Umfang 35 und der Umfangswand 15 ist ein Abstand a gebildet, der sich in Strömungsrichtung 41 zumindest in einem Bereich des Umfangs 35, bevorzugt über einen Großteil des Umfangs 35 kontinuierlich vergrößert. Die Kühlluft verlässt den Lüfterraum 12 durch eine Austrittsöffnung 18. Die Austrittsöffnung ist im Ausführungsbeispiel benachbart zum Zylinder 42 des Antriebsmotors 9 angeordnet. Am Zylinder 24 ist ein Zündmodul 60 festgelegt. Das Zündmodul 60 ist im Ausführungsbeispiel außerhalb des Lüfterraums 12 angeordnet. Im Zündmodul 60 induzieren die Magnete 57 des Lüfterrads 12 die Energie zur Erzeugung eines Zündfunkens.
Bezogen auf die Strömungsrichtung 41 ist die Verbindungsstrebe 20 stromauf der Austrittsöffnung 18 angeordnet. Die Kühlluft strömt demnach zunächst an der Verbindungsstrebe 20 vorbei und dann durch die Austrittsöffnung 18. Die Verbindungsstrebe 20 ist in Strömungsrichtung 41 vor der Austrittsöffnung 18 angeordnet. Die Verbindungsstrebe 20 weist zur Austrittsöffnung 18 einen Winkelabstand α um die Drehachse 21 des Lüfterrads 16 auf. Der Winkelabstand α beträgt vorteilhaft weniger als 90°, insbesondere weniger als 60°. Bevorzugt ist ein Winkel α von weniger als 45° vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Winkelabstand α weniger als 30°, vorzugsweise weniger als 15°. Dadurch ist der Abstand a zwischen Umfang 35 des Lüfterrads 16 und Umfangswand 15 in dem Umfangswinkelbereich, in dem die Verbindungsstrebe 20 angeordnet ist, vergleichsweise groß. Der Abstand a beträgt an der Austrittsöffnung 18 vorteilhaft mindestens 15 mm, insbesondere mindestens 20 mm. Der Abstand a an der Austrittsöffnung 18 beträgt vorteilhaft mindestens 10%, insbesondere mindestens 15%, bevorzugt mindestens 20% des Durchmessers h des Lüfterrads 16.
Der Lüfterraum 12 besitzt an der Verbindungsstrebe 15 eine Breite m, die in Fig. 6 eingetragen ist. Die Breite m ist deutlich kleiner als der Durchmesser h des Lüfterrads 16 (Fig. 12). Vorteilhaft beträgt die Breite m weniger als die Hälfte des Durchmessers h des Lüfterrads 16, insbesondere weniger als 30% des Durchmessers h des Lüfterrads 16.
Der Durchmesser h des Lüfterrads 16 beträgt vorteilhaft 80 cm bis 170 cm, insbesondere 90 cm bis 150 cm.
Wie Fig. 12 zeigt, ist die Umfangswand 15 radial außerhalb der Verbindungsstrebe 20 nach außen versetzt. In Fig. 12 ist der spiralförmige Verlauf der Umfangswand 15 schematisch mit einer gestrichelten Linie 61 eingezeichnet. Gegenüber dieser gestrichelten Linie 61 ist die Umfangswand 15 um einen Versatz k zur Drehachse 21 radial nach außen versetzt. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt, der in diesem Bereich aufgrund der Verbindungsstrebe 20 bei spiralförmigem Verlauf der Umfangswand 15 verringert wäre, vergrößert. Bevorzugt gleicht der Versatz k die Verringerung des Strömungsquerschnitts durch die Verbindungsstrebe 20 mindestens teilweise, bevorzugt vollständig, aus. Der Versatz k beträgt vorteilhaft mindestens 3 mm, insbesondere mindestens 5 mm. Der Versatz k ist insbesondere kleiner als 20 mm, bevorzugt kleiner als 15 mm. Der Versatz k beträgt vorteilhaft von 3% bis 20%, insbesondere von 5% bis 15 % des Durchmessers h des Lüfterrads 14. Die Umfangswand 15 ist dabei über mindestens einen Teil ihrer parallel zur Drehachse gemessenen Breite m, vorzugsweise über ihre gesamte Breite m, bezogen auf die Drehachse 21 radial nach außen verschoben.
Fig. 13 zeigt die Lage der Befestigungsschrauben 26, mit denen die Anschlussstruktur 19 an der zweiten Seitenwand 14 festgelegt ist. Die Befestigungsschrauben 26 weisen jeweils eine Mittelachse 33 auf. Die Mittelachse 33 weist zur Drehachse 21 einen Abstand g auf, der in Fig. 13 für eine der Befestigungsschrauben 26 eingezeichnet ist. Die Befestigungsschrauben 26 können unterschiedliche Abstände g zur Drehachse 21 aufweisen. Auch der gleiche Abstand g für einige oder alle Befestigungsschrauben 26 kann jedoch vorteilhaft sein. In Fig. 13 ist schematisch die Lage der Mittelachse 31 der Verbindungsstrebe 20 in einer Projektion in Richtung der Drehachse 21 eingezeichnet. Daraus ist ersichtlich, dass der Abstand c zwischen der Mittelachse 31 der Verbindungsstrebe 20 und der Drehachse 21 größer ist als der Abstand g der Mittelachse 33 der Befestigungsschraube 26. Vorzugsweise liegen alle Mittelachsen 33 der Befestigungsschrauben 26 bei einer Projektion in Blickrichtung der Drehachse 21 innerhalb der Umfangswand 15, also zwischen der Drehachse 21 und der Umfangswand 15. Vorteilhaft ist der Abstand g mindestens einer Mittelachse 33 kleiner als die Hälfte des Durchmessers h des Lüfterrads 16. Es ist daher nicht möglich, bei gleicher Lage der Mittelachsen 33 der Befestigungsschrauben 26 die Anschlussstruktur 19 durch den Lüfterraum 12 hindurch, unmittelbar am ersten Kurbelgehäusebauteil 44 oder der ersten Seitenwand 13 festzulegen. Der Abstand g mindestens einer, insbesondere aller Mittelachsen 33 ist im Ausführungsbeispiel deutlich kleiner als der Abstand b einer, insbesondere aller Mittelachsen 32 der Befestigungsschrauben 28, mit denen das Gehäuseteil 27 am ersten Kurbelgehäusebauteil 44 festgelegt ist.
Fig. 14 zeigt eine alternative Ausführungsvariante für eine Verbindungsstrebe 20'. Der Aufbau der Verbindungsstrebe 20' entspricht in dem zwischen den Seitenwänden 13 und 14 angeordneten Bereich dem Aufbau der Verbindungsstrebe 20. Die Verbindungsstrebe 20' ist allerdings einteilig mit dem Kurbelgehäusebauteil 44 ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsstrebe 20' auch einteilig mit der zweiten Seitenwand 14 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Verbindungsstrebe 20' an einer der Seitenwände 13, 14 einteilig angebunden und an der anderen der Seitenwände 13, 14 fixiert, insbesondere festgeschraubt. Vorzugsweise ist die Verbindungsstrebe 20' an der ersten Seitenwand 13 und dem Kurbelgehäusebauteil 44 einteilig angeformt und an der zweiten Seitenwand 14 über eine Befestigungsschraube 42 festgeschraubt, wie in Fig. 14 gezeigt.
In alternativer Gestaltung kann die Verbindungsstrebe 20, 20' strömungsoptimiert gestaltet sein, um vorbeiströmender Luft einen möglichst geringen Strömungswiderstand zu bieten.

Claims

Arbeitsgerät mit einem Antriebsmotor (9), einem Lüfterrad (16) zur Förderung von Kühlluft für den Antriebsmotor (9) und einer von dem Antriebsmotor (9) angetriebenen Arbeitseinheit (7), wobei das Lüfterrad (16) in einem Lüfterraum (12) angeordnet ist, der zumindest teilweise von einer Umfangswand (15), einer ersten Seitenwand (13) und einer zweiten Seitenwand (14) begrenzt ist, wobei der Lüfterraum (12) eine Austrittsöffnung (18) für die geförderte Kühlluft aufweist, wobei der Abstand (a) der Umfangswand (15) zum Umfang (35) des Lüfterrads (16) in Strömungsrichtung (41) der Kühlluft in Richtung auf die Austrittsöffnung (18) zumindest über einen Bereich des Umfangs (35) des Lüfterrads (16) zunimmt, wobei die erste Seitenwand (13) zwischen dem Antriebsmotor (9) und der zweiten Seitenwand (14) liegt und wobei an der zweiten Seitenwand (14) eine Anschlussstruktur (19) anschließt, die die Arbeitseinheit (7) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verbindungsstrebe (20, 20') vorgesehen ist, die zwischen dem Umfang (35) des Lüfterrads (16) und der Umfangswand (15) durch den Lüfterraum (12) ragt und die erste Seitenwand (13) mit der zweiten Seitenwand (14) verbindet.
Arbeitsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrebe (20, 20') bezogen auf die Strömungsrichtung (41) der geförderten Kühlluft stromauf der Austrittsöffnung (18) angeordnet ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrebe (20, 20') zur Austrittsöffnung (18) einen Winkelabstand (α) von weniger als 90° um die Drehachse (21) des Lüfterrads (16) aufweist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrebe (20) als separates Bauteil ausgebildet ist und mindestens einen Gewindeabschnitt zur Verbindung mit einem angrenzenden Bauteil aufweist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrebe (20) einen Innengewindeabschnitt (36) mit einem Innengewinde (39) aufweist, in das eine Befestigungsschraube (42) eingeschraubt ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrebe (20) einen Verbindungsabschnitt (38) aufweist, dessen Außendurchmesser (f) kleiner als ein Außendurchmesser (e) des Innengewindeabschnitts (36) ist, wobei der Innengewindeabschnitt (36) und der Verbindungsabschnitt (38) mindestens teilweise in dem Lüfterraum (12) angeordnet sind.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrebe (20) einen Außengewindeabschnitt (37) mit einem Außengewinde (43) aufweist, das in eine Schrauböffnung (30) in einer Seitenwand eingeschraubt ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrebe (20') mit mindestens einer Seitenwand einteilig ausgebildet ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (9) ein Verbrennungsmotor mit einem Kurbelgehäuse (23) ist, das aus mindestens einem Kurbelgehäusebauteil (44, 45) gebildet ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrebe (20, 20') an dem Kurbelgehäusebauteil (44) festgelegt ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seitenwand (13) an dem Kurbelgehäusebauteil (44) des Antriebsmotors (9) angeformt ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstruktur (19) ein Getriebegehäuse (25) umfasst, in dem ein Getriebe (46) angeordnet ist, wobei die Arbeitseinheit (7) über das Getriebe (46) angetrieben ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstruktur (19) über mindestens eine Befestigungsschraube (26) an der zweiten Seitenwand (14) festgeschraubt ist, wobei der Abstand (g) der Mittelachse (33) der Befestigungsschraube (26) zur Drehachse (21) des Lüfterrads (16) kleiner als der halbe Durchmesser (h) des Lüfterrads (16) ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand (15) radial außerhalb der Verbindungsstrebe (20, 20') gegenüber einem spiralförmigen Verlauf zumindest über einen Teil ihrer Breite um einen Versatz (k), der mindestens die Hälfte des kleinsten Durchmessers (f) der Verbindungsstrebe (20, 20') beträgt, radial nach außen verschoben ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstruktur (19) ein Gehäuse umfasst, das aus Metall gebildet ist.