SE508267C2 - Drivenhet till ett handhållet arbetsredskap - Google Patents

Description

508 267 2 insugna gaserna inte medverka till att kyla det kritiska området runt avgasporten.

Uggfinningens syfte 5 Syftet med föreliggande uppfinning är att väsentligt minska ovannämnda problem.

Sammanfattninø av uppfinningen Ovannämnda syfte uppnås genom att drivenheten enligt 10 uppfinningen uppvisar de i bifogade patentkrav angivna kånnetecknen.

Drivenheten enligt uppfinningen utrnärkes sålunda väsentligen av att motom har åtminstone en insugsport placerad i motorns cylindervägg och/eller en anslutande del av motorns vevhus, och att motorns insugningsrör från insugsporten fram till bränsletillförselenheten har en längd större än 1,8 15 gånger motorns slaglängd, företrädesvis större än 2 gånger slaglängden. Det långa insugningsröret ger fördelar men innebär också en rad risker enligt ovan_ Det förutsätter en noggran dragning av insugningsröret så att risken för ansam- lingar av bränsledroppar i insugningsröret minskas. Vidare är det fördelaktigt att ha en lång förvårmd del av insugningsröret, vilken förångar bränsledroppar 20 och härigenom minskar riskerna. Genom en lämplig vinkling av insugnings- röret kan också en kyleffekt skapas vid ornrådet kring cylindems avgasport och närliggande delar av kolven. Detta och ytterligare särdrag och fördelar av uppfinningen framgår tydligare av den detaljerade beskrivningen av utföringsformer, med stöd av bifogade ritning. 25 Kort beskrivninø av ritninøen Uppfinningen kommer i det följande närmare att beskrivas genom utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning, på vilken samma sifferbeteckningar i de olika figurema anger varandra motsvarande delar. 508 267 3 Alternativa delar betecknas med '- tecken och visas med streckprickade linjer.

Exempelvis är handtaget 20' i figur 1 ett alternativ till handtaget 20.

Figur 1 visar en drivenhet enligt uppfinningen sedd i genom- 5 skärning från sidan. I detta fall är drivenheten avsedd för en motorsåg, vars sågsvärd 23 visas streckprickat. Men drivenheten kan även användas för andra applikationer, exempelvis en häcksax eller trimmer.

Figur 2 är en delförstoring av figur l.

I den schematiska figuren l betecknar l en drivenhet enligt 10 uppfinningen. Drivenheten är väsentligen uppbyggd av en höljesdel 2 med bränsletank 3 och en motorenhet 4. Motorenheten 4 är uppbyggd av en vevhusspolad förbränningsmotor 7 med en bränsletillförselenhet 5, exempelvis en förgasare 5 och en ljuddämpare 6. Drivenheten i figuren är avsedd för en motorsåg av så kallad "top-handle" modell, dvs en motorsåg med ett ovanpå- l5 liggande handtag. Denna typ av motorsåg är vanligen liten och lätt och har en sådan balans att viss sågning kan ske med enbart en hand. Sågen hålls då i handtaget 20, som är ett gashandtag. Det är försett med ett gasreglage 21 vilket användaren manövrerar med ett finger. Men drivenheten kan även användas för andra applikationer. Om den används för en så kallad trimmer har inte 20 själva enheten något handtag 20, utan detta är då placerat på ett riggrör som är anslutet till drivenheten. I detta fall löper då reglagevajrar och/eller elkablar från handtaget till drivenheten, så att gas och stopp kan regleras. Riggröret löper i förlängningen av motoms vevaxel, vars centrum är betecknat 17, dvs vinkelrätt mot figurens bildplan. 25 Då redskapet startas, vanligen med snörstart, är det placerat på marken 25. Drivenheten l kan också användas till en motorsåg med konven- tionella handtag. En sådan såg har ett bakre handtag 20' med gasreglage 21' och ett sidohandtag som inte visas. I detta fall utgår då handtaget 20. Denna typ av motorsåg används alltid med två händer, vilket är att rekommendera ur 508 267 4 säkerhetssynpunlct. Sågsvärdet 23 med sågkedja är arrangerat på konventionellt sätt i båda fallen.

Figur 2 visar alltså drivenheten 1 förstorad. Motorenheten 4 är 5 infäst till en höljesdel 2, som också innefattar handtaget 20 med gasreglaget 21. Den aktuella motorenheten 4 är en encylindrig tvåtaktsmotor, vanligen med en Cylindervolym mellan 25 och 100 kubikcentimeter. Den är luftkyld och därför försedd med en mängd kylflänsar 26 och med en kylflälct, vilken inte visas. Motorenheten har en cylinder 8 med kolv 15 med vevstake 29, som 10 driver runt motoms vevaxel, med centrum 17. Motorn har en insugsport 9 med ett anslutet insugningssrör 13. Vidare har den en avgasport 16 med en direktmonterad ljuddämpare 6. Ett tändstift 24 ansluter till motorns förbränningsrum 14. Allt detta är helt konventionellt och genomgås därför inte ytterligare. Kolven 15 befinner sigi sitt övre dödläge. En centrumlinje 30 för 15 cylindern löper ner genom vevaxelcentrum 17. I detta fall befinner sig även vevtappscentrum 31 på centrumlinjen 30. Avståndet mellan vevaxelcentrum 17 och vevtapps- centrum 31 utgör hälften av motoms slaglängd 18, som markerats i figuren.

Motorn har ett ovanligt långt insugningsrör 13. Detta ger 20 förutsättningar för att öka motorns dragkraft vid normala driftsvarvtal, och kan ge högre effekt och/eller renare avgaser vid driftsvarvtal. Genom ökad strypning på avgassidan kan nämligen lägre avgasemissioner erhållas med bibehållen effekt, dvs en effekt och/eller emissionsfördel. Orsaken till förbättringen är att en högre fyllnadsgrad kan erhållas hos motorn vid det 25 aktuella varvtalet. Detta genom en gynnsammare Helmholtzresonansfrekvens.

Resonansfrekvensen bestäms väsentligen av förhållandet mellan insugningsrörets längd och vevhusvolymen, som väl avspeglas av slaglängdenl 8. Ur beräkníngssynpunkt är avståndet från ett luftfilter32 till insugsporten9 mest representativt som "insugningsrörets" längd. Men det är 30 gynnsamt att placera filtret nära bränsletillförselenheten5, för att minska störningar från trycksvängningar, så kallade "kvartsvågor". Det finns en rad 508 267 5 orsaker till att långa insugningsrör inte används för dessa drivenheter.

Självklart tar ett långt insugningsrör stor plats, vilket är kritiskt för ett handhållet arbetsredskap med dess krav på kompakthet och låg vikt. Men ett 5 allvarligare problem är risken för motorstopp då redskapet hanteras främst i samband med körning på tomgång. Detta hänger samman med att bränsle- droppar samlas i det långa insugningsröret 13. Då redskapet hanteras kan det resultera i att bränslet hälls ner i motorn vilken då stannar. Det har dock visat sig att dessa risker kan minskas genom en mycket noggrarm utformning av 10 insugningsrörets geometri och genom att utnyttja en lång förvärmd del hos insugningsröret. Motorn har nonnalt en insugsport 9 placerad i motoms cylindervägg 10 och/eller en anslutande del av motoms vevhus 11. Denna placering skapar förutsättningar för en gynnsam dragning av insugsröret I 3 Lämpligen styrs insugsportens öppning och stängning av kolvens 15 rörelse 15 men insugsröret kan också vara försett med en s.k. reedventil. lnsugningsröret 13 från insugsporten 9 fram till bränsletillförselenheten 5 1.1 lämpligen en längd större än 1,8 gånger motoms slaglängd 18, företrädcw större än 2 gångeri slaglängden 18.

Insugningsröret 13 har en lång förvärmd slutdel 12. Härigenom 20 kan bränsledroppar förångas i denna del, så att en homogenisering av bränsleblandningen uppnås. Slutdelen 12 är utförd så att den bildar en fast och värmeledande del av cylindern 8 och har lämpligen en längd större än 0,8 gånger motoms slaglängd, företrädesvis större än 1 gånger slaglängden.

Lämpligen är slutdelen 12 gjuten i en del med cylindern 8, men den kan också 25 bestå av ett fast monterat rör.

Som framgår av figuren är insugsröret 13 riktat mot cylindems toppdel med förbränningsrum 14. Normalt har dessa redskap annars en riktning los insugningsrören åt motsatt håll, dvs ned mot vevhuset. Detta kan ge ett nå: lägre inströmningsmotstånd. Fördelen med riktningen mot 30 cylindern toppdel är att de inströmmande gasema kyler kolv 15 och cylindervägg 10 vid motoms avgasport. Hari genom minskas risken för 508 267 6 skärningar. I den aktuella applikationen är cylindern nästan helt liggande och insugsröret 13 har en kraftig lutningi förhållande till cylindems centrumlinje30. Men kyleffekten kan även erhållas vid mindre lutningar. Det 5 avgörande är att slutdelen 12 av motorns insugsrör 13 fram mot mot insugsporten 9 avviker från en vinkelrät riktning i förhållande till cylindems axiella utsträckning och är riktad mer mot cylindems avgasport 16 och förbränningsrum 14. Då kommer de insugna gasema att böjas av antingen mot kolven eller mot cylinderväggen och skapa den önskade kyleffekten. 10 Drivenheten enligt uppfinningen kan som nämnts användas både för arbetsredskap med en vertikal vevaxel, exempelvis häcksax eller för redskap med en horisontell vevaxel. Då avses orienteringen när redskapet är placerat på horisontell mark. I den visade utföringsformen är vevaxeln 17 då väsentligen horisontell och cylindem 8 har en väsentligen liggande axiell 15 utsträckning, dvs att dess centrumlinje 30 lutar mer än 45 grader i förhållande till en vertikal linje, och dess insugsrör 13 och bränsletillförselenhet 5 är väsentligen placerade på ovansidan av cylindern 8, dvs ovanför ett plan som löper genom vevaxelcentrurn 17 och cylindercentrum 30. Placeringen av bränsletillförselenheten och insugsrörets dragning har mycket stor betydelse. l 20 det aktuella fallet löper det med en jämn lutning ned mot cylindem för att där kröka och gå något brantare vid själva porten 9. Då redskapet står på plan mark 25 och går på tomgång så kommer här-igenom eventuella bränsledroppar på insugningsrörets insida att hela tiden rinna ner i cylindem. Denna kontinuerliga tillförsel är betydligt gynnsamrnare än om en större mängd 25 plötsligt skulle rinna ner. Detta skulle kunna ske om insugningsröret hade någon horisontell del där en bränslepöl skulle kunna stanna. Då användaren då lyfter redskapet kan pölen genom annan lutning frigöras och rinna ner i redskapet och orsaka ett motorstopp.

I det aktuella fallet består insugsröret 13 dels av den gynnsamma 30 förvärmda slutdelen 12 och dels av en uppströmsdel 19, som är ansluten till slutdelen 12 och fortsätter till bränsletillförselenheten 5. Uppströmsdelen 19 508 267 7 har en väsentligen slät insida. Det är annars vanligt att använda veckade gimimikonstruktioner till uppströmsdelen 19 av insugsröret. Detta beror på att vanligen används en avvibrerad förgasarinstallation. Då är motorenheten 4 5 elastiskt upphängd i höljesdelen och bränsletillförselenheten 5 är infäst i höljesdelen och uppströmsdelen 19 av insugsröret är utförd av ett eftergivligt material exempelvis gummi. Härigenom rör sig alltså själva motom medan förgasaren och drivenheten med handtag 20 vibrerar betydligt mindre. I det aktuella fallet används tre elastiska fästen 37, vanligen stålfjädrar för 10 infästning av själva förbränningsmotorn. Uppströmsdelen 19 är placerad nära drivenhetens rörelsecentrurn vilket ger små rörelser i delen 19, och bidrar till att ett slätt rör kan användas. Uppströmsdelen 19 fortsätter alltså i väsentligen samma riktning som slutdelen 12 fram till bränsletillförselenheten 5.

Härigenom skapas en jämn lutning ned till cylindem, som är kraftigt liggande. 15 lnsugsröret 13 löper bort från toppdelen av cylindern 8 där vanligen ett tändstift 24 är placerat. Insugsporten 9 är lämpligen placerad i cylinderväggen 10. Arrangemanget ger dels förutsättningar för ett långt insugsrör 13 med en lång förvärrnd del 12 och ger dels en gynnsam placering av bränsletillförsel- enheten 5. Denna hamnar långt från motorns varmaste delar, vilket är en klar 20 fördel. Ett luftfilter 32 är anslutet till bränsletillförselenheten 5 med någon typ av snabbfäste. I detta fall finns ett skruvvred 33 som låser fast filtret 32. Filtret 32 är placerat vid en sida av drivenheten, som är väsentligen motsatt den sida där cylindems toppdel är placerad. Härigenom möjliggörs ett enkelt byte av filtret 32 genom att lossa skruvfästet 33 och en skyddskåpa 34. 25 I den visade utföringsforrnen, top handle sågen, är cylindern nästan helt liggande, dvs att centrumlinjen 30 lutar mindre än 15 grader i förhållande till den horisontella marklinjen 25, som går längs redskapets underkänt. Härigenom kan handtaget 20 med gasreglaget 21 placeras ovanför motorenheten och mycket nära den. Handtagets längsriktning är väsentligen 30 parallell med cylindems centrumlinje 30. Härigenom möjliggörs en såg med god balans och låg total höjd. Handtaget 20 är placerat så långt fram att själva 508 267 8 gasreglaget är placerat väsentligen rakt ovanför vevaxelcentrurn 17, vilket bidrar till den goda balansen. Bränsletillförselenheten 5 är placerad framför ett urtag 22 i handtaget 20, dvs längre bort från cylinderns toppdel. Det betyder 5 det långa insugsröret 13 inte bara medverkar till en effektiv motor, utan även bidrar till att handtaget kan placeras lågt, så att därigenom redskapet får en liten totalhöjd. En konventionell säkerhetsspärr 3 5 i handtaget 20 måste tryckas in för att gas skall kunna ges med gasreglaget 21. Ett lyfthål 36 är placerat i handtagets bakre del. Genom att ansluta en lyftstropp i detta kan 10 användaren bära motorsågen och ändå ha båda händema fria. Sågens svärd 23 med sågkedja är riktad i väsentligen samma riktning som bränsletillförsel- enheten 5, dvs bort från cylindems toppdel. Detta resulterar även i en speciell fördel vid lossdragning av en såg, som sågats fast i ett träd. Den elastiskt upphängda motorenheten flyttar sig då i riktning mot bränsletillförselenhciun 5 15 och gummiröret komprimeras i stället för att dras ut eller vikas. Detta är fördelaktigt ur hållfasthetssynpunkt. Höljesdelen 2 hari detta fall tre tankar . ~ bränsletank 3 med en tillhörande expansionstank 27 och en tank för kedjcw 28. Denna tank är självklart speciell för motorsågsapplikationer. En svàn ght-f med en liggande cylinder är att ljuddämparen 6 hamnar under cylindern. I 20 detta fall har denna svårighet minskats genom att avgasporten 16 och spol- kanalema, som inte visas, vridits en vinkel 15 graderi förhållande till en vertikal linje. Genom denna vridning kommer ljuddämparen 6 att vridas ut med motsvarande vinkel åt ena sidan och på så sätt få mer plats. I detta fall har även insugsporten 9 vridits en lika stor vinkel 15 grader. Men den behöver inte 25 vridas med samma vinkel som de övriga. Självfallet kan vridningsvinkeln varieras och vara något större eller mindre. Som framgår av figuren är ena vevhushalvan integreradi cylindem och slutdelen 12 av insugsröret löper ned mot delningsplanet för vevhushalvoma.

Claims (13)

508 267 9 PATENTKRAV

1. Drivenhet(l) till ett handhållet arbetsredskap, exempelvis en motorsåg, trimmer eller häcksax, vilken drivenhet väsentligen innehåller en 5 höljesdel(2) med bränsletank(3) och en motorenhet(4) med bränsletillförselenhet(5) , exempelvis en förgasare(5), ljuddämpare(6) och en vevhusspolad förbränningsmotorfl), med cylinder(8), kolv(15) och vevaxel med centrum(17), k ä n n e t e c k n a d av, att motorn(7) har åtminstone en insugsport(9) placeradi motorns cylindervägg(l0) och/eller en anslutande del 10 av motoms vevhus(11), och att motomsinsugningsrör(13) från insugsporten(9) fram till bränsletillförselenheten(5) har en längd större än 1.8 gånger motorns slaglängd(18), företrädesvis större än 2 gånger slaglängden(l 8).

2. Drivenhet(l) enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av, att 15 en slutdel(12) av motoms insugningsrör(l3) är utförd så att den bildar en fast och värmeledande del av cylindern(8) och har en längd större än 0. 8 gånger motoms slaglängd, företrädesvis större än 1 gånger slaglängden.

3. Drivenhet(l) enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av, att slutdelen(12) av motoms insugningsrör(13) fram mot insugsporten(9) 20 avviker från en vinkelrät riktning i förhållande till cylindems axiella utsträckning och är riktad mer mot cylindems avgasport(l 6) och förbränningsrum(l4), så att härigenom kolv(1 5) och cylindervägg(1 0) vid motoms avgasport(l 6) kyls.

4. Drivenhet(l) enligt något av föregående patentkrav, 25 k ä n n e t e c k n a d av, att då redskapet är placerat på horisontell mark, är vevaxeln(17) väsentligen horisontell och cylindem(8) har en väsentligen liggande axiell utsträckning, dvs att dess centrumlinje(3 0) lutar mer än 45 grader i förhållande till en vertikal linje, och att dess insugningsrör( 13) och bränsletillförselenhet(5) är väsentligen placerade på ovansidan av 30 508 267 10 cylindern(8),dvs ovanför ett plan som löper genom vevaxelcentrum(17) och cylindercentrun1(3 O).

5. Drivenhet(1) enligt något av föregående patentkrav, 5 k ä n n e t e c k n a d av, att en uppströmsdel(l9) av motorns insugningsrör(13) är ansluten till slutdelen(12) och fortsätter till bränsletillförselenheten(5).

6. Drivenhet(1) enligt patentkrav 4 eller5, k ä n n e t e c k n a d av, att ett handtag(20) med ett gasreglageQl) är placerat ovanför 10 motorenheten(4), så att handtagets längsriktning är väsentligen paralell med cylindems centrumlinje(30).

7. Drivenhet(1) enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av, att själva gasreglaget (21) är placerat väsentligen rakt ovanför vevaxel centrumet(l 7). 15

8. Drivenhet (1) enligt patentkrav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d av, att bränsletillförselenheten (5) är placerad framför ett urtag(22) i handtaget(20), dvs i riktning bort från cylindems toppdel.

9. Drivenhet (1) enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d av, att insugsporten(9) är placerad i cylinderväggenUO), 20 och av att dess öppning och stängning styrs av kolvens(15) rörelse.

10. Drivenhet(1) enligt något av patentkrav 4-9, k ä n n e t e c k n a d av, att i en motorsågsapplikation är sågens svärd(23) med sågkedja riktad i väsentligen samma riktning som bränsletillförselenheten(5), dvs bort från cylindems toppdel. 25

11. Drivenhet(1) enligt något av patentkrav 5-10, k ä n n e t e c k n a d av, att motorenheten(4) är elastiskt upphängd i höljesdelen(2) och bränsletillförselenhetenß) är infäst i höljesdelen och uppströmsdelen(19) av motoms insugningsrör(13) är utförd av ett eftergivligt material exempelvis gummi. 30 508 267 1 1

12. Drivenhet(1) enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a d av, att uppströmsdelen(19) har en väsentligen slät insida.

13. Drivenhet(1) enligt patentkrav 5, 11 eller 12, 5 k ä n n e t e c k n a d av, att uppströmsdelen(19) fortsätter i väsentligen samma riktning som slutdelen(l2) till bränsletillförselenheten(5), som är placerad vid en sida av drivenhetenfl), som är väsentligen motsatt den sida av dxivenheten där cylinderns toppdel, vanligen med tändstift(24), är placerad.