DE29813484U1

DE29813484U1 - Antriebseinheit eines handgeführten Arbeitsgerätes

Info

Publication number: DE29813484U1
Application number: DE29813484U
Authority: DE
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2008-07-30
Also published as: JP2000071181A; US6192840B1

Description

Firma A 40 997/mxyu

Andreas Stihl AG & Co. 28. Juli 1998

Badstr. 115

71336 Waiblingen

Antriebseinheit eines handgeführten Arbeitsgerätes

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit eines handgeführten Arbeitsgerätes, insbesondere einer Motorkettensäge, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE 40 11 929 C2 ist eine Motorkettensäge bekannt, deren Antriebseinheit einen Verbrennungsmotor umfaßt. Die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors trägt auf der einen Seite des Kurbelgehäuses ein Kettenritzel zum Antrieb einer Sägekette, die auf einer Führungsschiene umläuft. Außerdem treibt die Kurbelwelle ein Gebläserad an, welches auf der gegenüberliegenden Seite des Kurbelgehäuses innerhalb eines Gebläsegehäuses auf einem Antriebszapfen der Kurbelwelle gehalten ist. Das Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors besteht aus einem metallischen Werkstoff und ist zweiteilig ausgebildet, wobei die Achse der Kurbelwelle in der Trennebene der miteinander verbindbaren Kurbelgehäuseteile liegt. Das Kurbelgehäuse ist starr mit dem Zylinder des Verbrennungsmotors verbunden, wobei ein Oberteil des Kurbelgehäuses einstückig mit dem Zylinder gegossen wird und mit dem einen Kolben enthaltenden unteren Teil des Kurbelgehäuses vereinigt wird.

Das Gehäuse der bekannten Antriebseinheit enthält eine Anschlußbasis mit einer Ausnehmung, in die der Verbrennungsmotor von oben mit dem Kurbelgehäuse voraus einsetzbar ist

und an einem flanschartig ausgebildeten Aufnahmeteil der Anschlußbasis fest verspannbar ist. Die Anschlußbasis für den Verbrennungsmotor ist bei der bekannten Motorkettensäge in einen Griffrahmen eingesetzt. Der Griffrahmen soll aus Kunststoff bestehen, welcher bei hoher Festigkeit und guten Schwingungsdämpfungseigenschaften ein geringes Gewicht hat. Das Gesamtgewicht des handgeführten und von einer Bedienungsperson zu tragenden Arbeitsgerätes sollte im Hinblick auf eine möglichst gute Handhabbarkeit gering sein. Um eine leichte Montage zu erreichen, wird bei der bekannten Motorkettensäge die Anschlußbasis zur Aufnahme des Verbrennungsmotors eingesetzt, welche der kraftbelasteten Gesamtkonstruktion die erforderliche Steifigkeit verleiht, jedoch als zusätzliches Bauteil das Gewicht und die Herstellungskosten des Arbeitsgerätes erhöht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gewicht und die Herstellungskosten des Arbeitsgerätes, insbesondere der Antriebseinheit zu senken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Ein metallisches Chassis der Antriebseinheit umfaßt eine Kurbelwanne als eine der beiden Kurbelgehäusehälften und stützt den Verbrennungsmotor. Die von der Kurbelwelle und vom Verbrennungsmotor im Betrieb erzeugten dynamischen Kräfte werden mit den bekannt guten Materialeigenschaften des Metallwerkstoffes vom Chassis aufgenommen. Das für die Funktion des Verbrennungsmotors erforderliche, jedoch nicht kraftbelastete Gebläsegehäuse besteht aus Kunststoff und ist mit einer im wesentlichen senkrecht zur Kurbelwellenachse liegenden Stirnseite an einer Flanschfläche des Metallchassis anliegend befestigt, wodurch das Gesamt-

40997B.NA

ft · ·

gewicht der Antriebseinheit durch hohen Kunststoffanteil gesenkt ist. Die Kunststoffteile können mit geringem Arbeitsaufwand an der Flanschfläche, welche im wesentlichen eben ausgeführt sein kann, angebunden werden. Die einstückig mit dem Metallchassis ausgebildete Kurbelwanne liegt zweckmäßig bezüglich der Trennebene des Kurbelgehäuses dem Zylinder gegenüber. Der Zylinder mit der zweckmäßig angegossenen oberen Kurbelgehäusehälfte kann bei der Montage der Antriebseinheit in das Metallchassis eingesetzt werden und mit der Kurbelwanne gefügt werden. Zweckmäßig ist in der Flanschebene zwischen dem metallischen Chassisteil und dem Kunststoff-Gehäuse eine Dichtung angeordnet.

Das metallische Chassisteil weist vorteilhaft einen Anschlußanker zur Befestigung eines Führungselementes des Werkzeuges auf. Die beim Einsatz des handgeführten Arbeitsgerätes auftretenden Kräfte und Momente werden vom Metallchassis zur Lagerung des Verbrennungsmotors aufgenommen und zum Tragegriff des Arbeitsgerätes weitergeleitet, so daß hierfür keine weiteren, schweren Bauteile erforderliche sind. Das Gebläsegehäuse ist vorteilhaft mit dem Chassis verschraubt, wobei die Schraubenköpfe vom Gebläsegehäuse aus zugänglich sind und so eine einfache und rasche Montage möglich ist.

Zweckmäßig ist in dem Chassis ein Schmiermittelraum für das Werkzeug begrenzt, welcher nahe dem Antriebszapfen der Kurbelwelle für das Werkzeug des Arbeitsgerätes angeordnet ist. Eine leichte Wartung und Befüllung ist möglich, wenn der Schmiermittelraum in der Flanschebene offen und von einem anschraubbaren Deckel verschließbar ist. Ist der Deckel aus Kunststoff gefertigt, so ist das Gesamtgewicht des Arbeitsgerätes weiter reduziert. Vorteilhaft besteht

40997B.NA

der Deckel aus Kunststoff und ist einstückig mit dem Gebläsegehäuse ausgebildet.

Eine Materialersparnis und somit eine Gewichtsreduzierung ist möglich, wenn das Gebläsegehäuse mit einem Fortsatz in axialer Richtung der Kurbelwelle unter das metallische Chassisteil geführt ist und an der Gehäusewand anliegt. Die metallische Gehäusewand kann bedarfsweise mit geringer Wandstärke ausgeführt werden, da sie von dem anliegenden Kunststoffteil zusätzlich gestützt wird. Im Bereich der Kurbelwanne, in der eine gekröpfte Kurbelwelle umläuft, sind in der Wand des Chassis radiale Absätze ausgebildet, in die das Kunststoff-Gebläsegehäuse zur weiteren Stützung der Kurbelwanne eingreifen kann.

Weitere erfinderische Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Chassis einer Antriebseinheit für ein handgeführtes Arbeitsgerät,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Rückseite des Chassis gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Flanschebene des metallischen Chassisteils,

Fig. 4 eine geschnittene Frontansicht des Chassis.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in sämtlichen Zeichnungsfiguren für jeweils gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet.

40997B.NA

In Fig. 1 ist das Chassis 1 einer Antriebseinheit einer Motorkettensäge perspektivisch dargestellt. Das Chassis 1 nimmt einen hier nicht dargestellten Verbrennungsmotor auf, welcher dem Antrieb eines Werkzeuges, nämlich einer Sägekette 22 dient, welche auf einer Führungsschiene 21 umläuft. Das Chassis 1 besteht aus Kunststoff- und Metallteilen, wobei das Chassisteil 4 aus einer druckgegossenen Magnesiumlegierung gefertigt ist. Das metallene Chassisteil umfaßt eine einteilig angegossene Kurbelwanne 3, welche eine Hälfte eines geteilten Kurbelgehäuses des Verbrennungsmotors bildet. Die Achse 2 der Kurbelwelle liegt in der Trennebene 7 des Kurbelgehäuses. Die obere Hälfte des Kurbelgehäuses ist starr, vorzugsweise einteilig mit dem Zylinder des Verbrennungsmotors ausgebildet und wird nach dem Einlegen der Kurbelwelle mitsamt einem Kolben mit der Kurbelwanne 3 vereinigt. Die Kurbelwanne 3 liegt bezüglich der Trennebene 7 des Kurbelgehäuses dem Zylinder gegenüber und weist eine Flanschfläche auf, auf die das Gegenstück der oberen Gehäusehälfte bei der Montage des Verbrennungsmotors aufsetzbar ist. Der Zylinder mit dem Kurbelgehäuse ist auf einfache Weise in das Chassis 1 einsetzbar und mit der Kurbelwanne 3 verbindbar, zweckmäßig über eine Schraubverbindung.

In einer senkrecht zur Kurbelwellenachse 2 stehenden Seitenfläche 26 ist eine Aufnahmeöffnung 5 ausgespart, in die im fertig montierten Arbeitsgerät der Antriebszapfen der Kurbelwelle einragt und ein Kettenritzel zum Antrieb der Sägekette 22 antreibt. Zwischen dem Kettenritzel und der Kurbelwelle kann eine Kupplung, beispielsweise eine Fliehkraftkupplung angeordnet sein. Benachbart der Aufnahmeöffnung 5 für das Kettenritzel weist das Metallchassisteil 4 einen Anschlußanker 6 zur Befestigung der Führungsschiene

40997B.HA

21 für die Sägekette 22 auf. Beim Einsatz der Motorkettensäge werden die auf die Führungsschiene 21 wirkenden Kräfte in das Chassis eingeleitet über den einteilig im Metallchassis 4 ausgebildeten Anker 6.

Das Chassis 1 umfaßt weiterhin ein Gebläsegehäuse 10, welches als zum Verbrennungsmotor offene Leitspirale ausgebildet ist. Durch eine öffnung im Gehäuseboden 11 ragt die Kurbelwelle in das Gebläsegehäuse 10 ein und trägt ein hier nicht dargestelltes Lüfterrad, welches in axialer Richtung von der Umfangswand 12 des Gebläsegehäuses 10 überdeckt wird. Der Verbrennungsmotor treibt das Lüfterrad an, welches Frischluft ansaugt und an der Umfangswand geleitet zum Verbrennungsmotor fördert und auf dessen Kühlrippen bläst. Das Gebläsegehäuse 10 umfaßt weiterhin einen Verbrennungsluftkanal 13, durch den ein Teilluftstrom der vom Lüfterrad angesaugten Luft zum Zylinder des Verbrennungsmotors geführt wird.

Das metallische Chassisteil 4 weist eine im wesentlichen senkrecht zur Kurbelwellenachse 2 liegende Flanschfläche auf, an der das Gebläsegehäuse 10 befestigt ist. In der Flanschebene 8 liegt das freie Ende der Kurbelwanne 3, wobei der aus Kunststoff bestehende Gehäuseboden 11 des Gebläsegehäuses 10 zumindest im Bereich der Kurbelwanne 3 dichtend anliegend befestigt ist.

In der Fig. 3 ist in der Draufsicht auf das metallische Chassisteil 4 der senkrecht zur Kurbelwellenachse 2 ausgebildete Flansch 9 sichtbar. In dem Flansch 9 sind Gewindebohrungen 18 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben vorgesehen, welche sich zur Befestigung des Gebläsegehäuses am Gehäuseboden abstützen. Die Schraubenköpfe der Befestigungsschrauben sind vom Gebläsegehäuse aus zugänglich, so

40997B.HA

•":*&Ggr;:

daß eine einfache Montage der Antriebseinheit gewährleistet ist. In dem metallischen Chassisteil 4 ist ein Schmiermittelraum 14 vorgesehen, welcher in dem Metallkörper in Achsrichtung 2 der Kurbelwelle ausgebildet ist und Schmiermittel für die Sägekette der Motorkettensäge enthält. Der Schmiermittelraum 14 ist in der Flanschebene offen, sein Rand ist Teil des Befestigungsflansches 9 für das Gebläsegehäuse. Ein hier nicht dargestellter Deckel des Schmiermittelraumes 14 wird unter Zwischenlage einer Dichtung auf den vom Schmiermittelraum 14 ausgebildeten Flanschbereich aufgeschraubt. Der Deckel wird an mehreren Stellen, hier an den vier Ecken des Schmiermittelraumquerschnitts, mit dem Flansch 9 abdichtend verbunden.

Eine kompakte Bauweise der Antriebseinheit und darüber hinaus eine deutliche Gewichtsreduzierung ist dadurch erzielt, daß der in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 15 bezeichnete Deckel des Schmiermittelraumes 14 einstückig mit dem Gebläsegehäuse 10 ausgebildet ist und aus leichtem Kunststoff besteht. Die Abdichtung 16 zwischen dem Gebläsegehäuse 10 aus Kunststoff und dem metallischen Chassisteil 4 ist getrennt in eine Dichtung im Bereich der Kurbelwanne 3 und zur Abdichtung des Schmiermitteldeckels 15 ausgebildet, wobei auch eine durchgängige Abdichtung 16 in der Flanschebene 8 vorteilhaft sein kann. Der im wesentlichen im Metallteil 4 ausgebildete Schmiermittelraum 14 kann auch in seinem Volumen durch einen axialen Fortsatz 14' im Kunststoffteil erweitert sein. Zur Erhöhung der Formsteifigkeit des Kunststoffgehäuses 10 sind die zwischen den einzelnen Elementen {Verbrennungsluftkanal 13/Gebläsegehäuse 10/Kunststoffgehäuse 14' des Schmiermittelraums) verbleibenden Freiräume mit einer leichten und formstabilen Wabenstruktur gefüllt, welche den Gehäuseboden 23 des Kunststoffteils ausbildet.

40997B.HA

Insbesondere bei langgestreckten Ausführungen des Verbrennungsluftkanals ist eine versteifende Anbindung des Verbrennungsluftkanals an das metallische Chassis 4 zweckmäßig. Ein in den Fig. 1 bis 3 mit der Bezugsziffer 19 versehener Steg ist starr an der Kurbelwanne 3 abgestützt und beiderseits der Trennebene 7 der Kurbelwanne 3 an dem Verbrennungsluftkanal 13 angebunden. Der Steg 19 schafft eine zuverlässigere Anbindung des gesamten Kunststoffteils 10 an das metallische Chassisteil 4 durch eine Vergrößerung der abstützend wirksamen Fläche. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 sind auf der dem Schmiermittelraum 14 gegenüberliegenden Seite der Kurbelwellenachse 2 zwei weitere Abstützpunkte durch den Steg 19 gegeben,, welche beiderseits der Trennebene 7 der Kurbelwanne 3 liegen. Die Verschraubungsbohrungen 18 im Steg 19 liegen nicht auf einer fiktiven Linie durch die möglichen Bohrungspaare der Anbindungen 18 im Flanschbereich des Schmiermittelraums 14, wodurch die Biegespannungen im Chassis, insbesondere im Kunststoffteil, gering gehalten sind. Vor allem Drehmomenten um eine Schnittachse der Trennebene 7 der Kurbelwanne und der Flanschebene wirken die von der Trennebene 7 beabstandet liegenden Anbindungspunkte 18 des Steges 19 entgegen.

Das Gewicht des metallischen Chassisteils 4 ist im Bereich der Kurbelwanne 3 durch eine vergleichsweise geringe Wandstärke reduziert, wobei die Steifigkeit der Kurbelwelle durch radial zur Kurbelwellenachse 2 liegenden Versteifungsrippen 17 gegeben ist.

In der Schnittdarstellung des Metallchassis 4 gemäß Fig. 4 ist deutlich erkennbar, daß die Wand der Kurbelwanne 3 mit Absätzen 24 entsprechend dem Verlauf der in der Kurbelwanne 3 angeordneten, gekröpften Kurbelwelle versehen ist. Das

40997B.NA

mit seinem Gehäuseboden 11 an dem Metallchassis 4 dichtend anliegende Kunststoffgehäuse 10 erstreckt sich unter die Kurbelwanne 3 und liegt an der Gehäusewand des Metallchassis 4 an. In der Flanschebene 8 kann zwischen dem Gehäuseboden 11 und dem metallischen Chassisteil 4 eine zusätzliche Dichtung 16 angeordnet sein. Die Dichtung 16 ist als getrenntes Dichtungsteil oder als gemeinsame Dichtung mit dem Bereich des freien Endes der Kurbelwanne 3 im Flanschabschnitt des Schmiermittelraums vorgesehen. Der über die Flanschebene 8 hinaus geführte Fortsatz 25 des Gebläsegehäuses 10 greift in die Absätze 24 der Kurbelwanne 3 ein. Ober die Aussteifung der Kurbelwanne 3 mittels der Versteifungsrippen 17 ist somit bei kompakter Bauweise für eine gegenseitige Abstützung der großflächig aneinanderliegenden Metall- und Kunststoffteile gesorgt.

40997B.HA

Claims

Patent- Firma A 40 997/mxyu Andreas Stihl AG & Co. 28. Juli 1998 Badstr. 115 71336 Waiblingen Ansprüche

1. Antriebseinheit eines handgeführten Arbeitsgerätes, insbesondere einer Motorkettensäge, mit einem Verbrennungsmotor, dessen Kurbelwelle ein Werkzeug (22) des Arbeitsgerätes und ein Gebläserad antreibt, welches innerhalb eines Gebläsesgehäuses (10) auf einem Antriebszapfen der Kurbelwelle gehalten ist, und mit einem Kurbelgehäuse, welches aus metallischem Werkstoff besteht und mit einem Zylinder des Verbrennungsmotors starr verbunden ist, wobei das Kurbelgehäuse zweiteilig ausgebildet und die Achse (2) der Kurbelwelle in der Trennebene (7) der miteinander verbindbaren Kurbelgehäuseteile liegt,

dadurch gekennzeichnet, daß ein metallisches Chassisteil (4) der Antriebseinheit (1) eine Kurbelwanne (3) als eine der Kurbelgehäusehälften umfaßt und eine im wesentlichen senkrecht zur Kurbelwellenachse (2) liegende Flanschfläche (8) aufweist, die zumindest abschnittsweise durch das freiliegende Ende der Kurbelwanne (3) gebildet ist, und daß das Gebläsegehäuse (10) aus Kunststoff besteht und mit seinem Gehäuseboden (11) an der Flanschfläche (9) anliegend befestigt ist.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwanne (3) bezüglich der Trennebene (7) des Kurbelgehäuses dem Zylinder gegenüberliegt.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Chassisteil (4) einen Anschlußanker (6) zur Befestigung eines Führungselementes (21) des Werkzeuges (22) aufweist.

4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläsegehäuse (10) mit dem metallischen Chassisteil (4) verschraubt ist, wobei die Schraubenköpfe vom Gebläsegehäuse (10) aus zugänglich sind.

5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem metallischen Chassisteil (4) ein Schmiermittelraum (14) begrenzt ist.

6. Antriebseinheit nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelraum (14) in der Flanschebene (8) offen ist und von einem anschraubbaren Deckel (15) verschließbar ist.

7. Antriebseinheit nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermitteldeckel (15) einstückig mit dem Gebläsegehäuse (10) ausgebildet ist.

4O997AH.HA

8. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwanne (3) auf ihrer Außenseite mit radial zur Kurbelwellenachse (2) ausgebildeten Versteifungsrippen (17) versehen ist.

9. Antriebseinheit nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß sich das Gebläsegehäuse (10) unter das metallische Chassisteil (4) erstreckt und an der Gehäusewand des Chassisteils (4) anliegt.

10. Antriebseinheit nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläsegehäuse (10) formschlüssig in radiale Zwischenräume des metallischen Chassisteils (4) eingreift, welche durch radiale Absätze (24) der Wandung der Kurbelwanne (3) gebildet sind.

11. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Gebläsegehäuse (10) ein Verbrennungsluftkanal (13) ausgebildet ist, durch den Luft aus dem Innenraum des Gebläsegehäuses (10) zum Verbrennungsmotor förderbar ist.

12. Antriebseinheit nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß ein an dem metallischen Chassisteil (4) abgestützter Steg (19) beiderseits der Trennebene (7) der Kurbelwanne (3) an dem Verbrennungsluftkanal (13) angebunden ist.

13. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flanschebene (8) zwischen dem metallischen Chassisteil (4) und dem Gebläsegehäuse (10) eine Dichtung (16) angeordnet ist.

40997AH.NA