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Dokumentenidentifikation DE19811178C1 09.09.1999
Titel Handgeführtes Arbeitsgerät mit einer fettgeschmierten Antriebswelle
Anmelder Andreas Stihl AG & Co., 71336 Waiblingen, DE
Erfinder Hettmann, Heinz, Dipl.-Ing., 73614 Schorndorf, DE;
Uhl, Klaus-Martin, Dipl.-Ing., 73666 Baltmannsweiler, DE
Vertreter Patentanwalt Dipl.-Ing. Walter Jackisch & Partner, 70192 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 14.03.1998
DE-Aktenzeichen 19811178
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.09.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.09.1999
IPC-Hauptklasse B25F 5/00
IPC-Nebenklasse A01D 34/84   A01G 3/06   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Freischneidegerät (13) mit einem eine Antriebswelle (3) aufnehmenden Schutzrohr (1), wobei die Antriebswelle (3) an einem ersten Ende (5) von einem Antriebsmotor (6) angetrieben ist und an einem zweiten Ende (4) mit einem Arbeitswerkzeug (9) in Verbindung steht. Die Antriebswelle (3) läuft in der vorgegebenen Drehrichtung (20) in einem Gleitlager (7). In der regelmäßig vorgesehenen Betriebsstellung liegt das eine Ende (40) der Antriebswelle (3) tiefer als das andere Ende (50) der Antriebswelle (3). Um den durch Gravitation und Wärmeeinwirkung bedingten Schmiermittelfluß zum unteren Ende (4) des Führungsrohres entgegenzuwirken, ist im Bereich der äußeren Mantelfläche (33) der Antriebswelle (3) und der zugewandten koaxialen Lagerfläche (27) des Gleitlagers (7) eine zur Längsmittelachse (21) des Schutzrohres (1) spiralförmige Fördernut (41) ausgebildet, welche entgegen der Drehrichtung (20) der Antriebswelle (3) vom tiefer liegenden einen Ende (4) zum höher liegenden anderen Ende (5) ansteigt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät, insbesondere ein Freischneidegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Arbeitsgerät ist aus der DE 196 23 921 A1 bekannt.

Derartige handgeführte Arbeitsgeräte sind mit geradem oder gebogenem Führungsrohr ausgebildet und dienen als Freischneidegerät zum Lichten von Unterholz, Schneiden von Unkraut oder dergleichen oder als Hochentaster zur Baumpflege. Das Führungsrohr bildet ein Schutzrohr, in dem ein gleitlagerbildendes Lagerrohr angeordnet ist, in dem die Antriebswelle nach Art eines Gleitlagers drehbar gelagert ist. Insbesondere bei einem gebogenen Führungsrohr kann die Antriebswelle auch als flexible Welle ausgebildet sein.

Zur Schmierung der Reibpaarung Antriebswelle/Lagerrohr wird in den Spalt Fett eingepreßt. Durch Wärmeeinwirkung und im Betrieb des Arbeitsgerätes wird das Fett fließfähig und neigt zum Beispiel unter der Wirkung der Gravitationskraft in tiefer liegende Bereiche abzufließen. Da ein Freischneidegerät regelmäßig in einer Betriebslage gehalten wird, bei der der an einem Ende des Schutzrohres angeordnete Antriebsmotor die höchste Stelle und der am anderen, unteren Ende des Schutzrohres angeordnete Schneidkopf mit dem Arbeitswerkzeug die tiefste Stelle bildet, sammelt sich im Laufe der Betriebsdauer im Bereich des unteren Endes, zum Beispiel im Bereich des Schneidkopfes, Fett; in den dem Antriebsmotor näher liegenden Abschnitten des Lagerrohres kann Schmiermittelmangel auftreten, was zu Schäden führen kann.

Bei rückengetragenen Freischneidegeräten ist zwischen dem Führungsrohr und dem Verbrennungsmotor ein biegsamer Wellenabschnitt vorgesehen, um eine Relativbewegung des Führungsrohres zum Antriebsmotor zu ermöglichen. Der biegsame Wellenabschnitt besteht aus einem flexiblen Schutzrohr mit einer darin gehaltenen Antriebswelle, die zum Beispiel aus einer gewickelten Drahtwelle besteht. Der Wickelsinn ist durch die Drehrichtung der Antriebswelle vorgegeben und führt dazu, daß zwischen der Drahtwelle und dem flexiblen Schutzrohr eingepreßtes Fett in Längsrichtung der Welle in Richtung zum Führungsrohr gefördert wird. Dadurch kann es bei dem im Anschlußbereich des Führungsrohres vorgesehenen Wälzlager zu einer starken Fettansammlung kommen, was zu Lagerschäden führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei handgeführten Arbeitsgeräten der gattungsgemäßen Art Maßnahmen zur Schmierung der Antriebswelle im Schutzrohr vorzusehen, die eine ausreichende Schmierung über eine lange Betriebsdauer gewährleisten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die entgegen der Drehrichtung der Antriebswelle ansteigende Fördernut wird Schmiermittel von dem einen, zum Beispiel tiefer liegenden Ende entgegen der Gravitationskraft zum anderen, zum Beispiel höher liegenden Ende gefördert, wodurch eine Schmierung der Antriebswelle im Gleitlager über dessen im wesentlichen gesamte axiale Länge gewährleistet ist. Aus welchen Gründen auch immer das Fett zu dem einen Ende der Antriebswelle fließt, durch die erfindungsgemäße Fördernut wird zumindest eine zur Schmierung ausreichende Teilmenge zurückgefördert.

Zweckmäßig ist hierzu die spiralförmige Fördernut über die gesamte Länge des Führungsrohres in der Lagerfläche des Gleitlagers oder in der zugewandten Mantelfläche der Antriebswelle vorgesehen.

Es kann vorteilhaft sein, die Fördernut an ihren Enden offen zu gestalten, d. h. an den jeweiligen Stirnseiten von Lagerrohr bzw. Antriebswelle läuft die Fördernut offen aus.

Um eine ausreichend starke entgegengerichtete Förderung des Schmiermittels zu gewährleisten, hat die Spiralnut eine Steigung von 25°. Es kann zweckmäßig sein, eine einzelne Fördernut mit starker Steigung oder auch mehrere ineinander greifende Spiralen mit zweckmäßig geringerer Steigung vorzusehen, zum Beispiel als Doppelspirale.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein von einer Bedienungsperson getragenes und handgeführtes Arbeitsgerät,

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Axialschnitt durch das Führungsrohr des Arbeitsgerätes nach Fig. 1,

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung ein im Führungsrohr nach Fig. 2 angeordnetes Lagerrohr,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch das Lagerrohr nach Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer zwischen dem Antriebsmotor und dem Schneidwerkzeug angeordneten Antriebswelle,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Antriebswelle nach Fig. 5 mit teilweise dargestelltem Lagerrohr.

Das im Ausführungsbeispiel dargestellte handgeführte Arbeitsgerät ist ein Freischneidegerät 13, welches mit einem geraden oder gebogenen Führungsrohr 1 versehen ist, welches an einem ersten Ende 5 einen Antriebsmotor 6 und an einem zweiten Ende 4 einen Schneidkopf 2 aufweist, der als Schneidwerkzeug einen sich aufgrund der Fliehkraft radial ausrichtenden Schneidfaden 9 trägt.

Im Bereich des ersten Endes 5 ist ein Traggurt 12 befestigt, mit dem das Arbeitsgerät von einer Bedienungsperson 11 getragen wird. Zwischen dem ersten Ende 5 und dem zweiten Ende 4 ist eine Lenkerstange 15 zum Halten und Führen des Arbeitsgerätes befestigt, welche zwei Handgriffe aufweist. Der rechte Handgriff 14a ist als Drehgriff ausgeführt und über einen Gaszug 15 mit dem als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor 6 verbunden. Als Verbrennungsmotor ist ein Zweitaktmotor oder ein Viertaktmotor einsetzbar.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, bildet das Führungsrohr 1 ein Schutzrohr für die in einem Gleitlager 7 laufende Antriebswelle 3. Das Gleitlager 7 ist von einem Lagerrohr gebildet, das sich vorteilhaft über die gesamte Länge des Führungsrohres 1 erstreckt und - wie Fig. 3 zeigt - mittels Radialrippen 17 etwa zentral im Führungsrohr 1 fixiert ist, wodurch gerade auch im gebogenen Rohrabschnitt eine gute Lagerung der Antriebswelle 3 erreicht ist. Die Antriebswelle 3 ist im Bereich des ersten Endes 5 über ein Kupplungsstück 10 drehfest in eine Gegenaufnahme 30 einer Kupplungsglocke 31 eingesteckt, wobei innerhalb der Kupplungsglocke 31 vom Antriebsmotor 6 angetriebene Kupplungsglieder wirken. Im Bereich des anderen Endes 4 des Führungsrohres 1 ist die Antriebswelle 3 mit dem Schneidkopf 2 drehfest verbunden, so daß bei drehender Kupplungsglocke 31 der Schneidkopf 2 rotierend angetrieben ist und sich der als Arbeitswerkzeug vorgesehene Schneidfaden 9 aufgrund der Fliehkraft radial ausrichtet.

Die Kupplungsglocke 31 ist zweckmäßig Teil einer Fliehkraftkupplung des Antriebsmotors 6, so daß erst ab einer bestimmten Drehzahl des Antriebsmotors 6 die Kupplung einkuppelt und der Schneidkopf 2 angetrieben ist.

In Fig. 1 ist die regelmäßig vorgesehene Betriebsstellung des Freischneidegerätes 13 dargestellt. In dieser Betriebsstellung liegt das eine Ende 4 tiefer als das andere Ende 5, d. h. der Antriebsmotor 6 liegt regelmäßig oberhalb des Schneidkopfes 2. Bei einem Hochentaster liegt der Schneidkopf regelmäßig höher als der Antriebsmotor. Bei einem rückentragbaren Freischneidegerät ist zwischen einem starren Führungsrohr und dem rückengetragenen Antriebsmotor eine biegsame Welle vorgesehen, die eine Relativbewegung zwischen Antriebsmotor und Führungsrohr zuläßt. Die biegsame Welle besteht aus einer in einem flexiblen Schutzrohr laufenden flexiblen Antriebswelle, wobei das Schutzrohr gleichzeitig das Lagerrohr bildet.

Zur Schmierung der Antriebswelle 3 innerhalb des vom Lagerrohr gebildeten Gleitlagers 7 ist in einem Spalt 20 zwischen den Gleitflächen Schmierfett vorgesehen. Da das Schmierfett durch äußere Wärmeeinwirkung oder auch durch die Relativbewegung zwischen der äußeren Mantelfläche 33 der Antriebswelle 3 und der dazu koaxialen, inneren Lagerfläche 27 des Gleitlagers 7 erwärmt wird, neigt es aufgrund der in Fig. 1 dargestellten regelmäßigen Betriebsstellung unter Einwirkung der Gravitationskräfte in Richtung zum unteren Ende 4 zu fließen. Dadurch ergibt sich am unteren Ende 4 des Führungsrohres 1 eine Fettansammlung 16.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, entgegen der durch die Gravitationskraft bedingten Fließrichtung des Schmierfettes zwischen dem Lagerrohr und der Antriebswelle 3 eine Fördernut 41 zur Rückförderung des Schmierfettes auszubilden, welche gegen die Drehrichtung der Antriebswelle 3 vom tiefer liegenden einen Ende 4 spiralförmig zum höher liegenden, anderen Ende 5 des Führungsrohres 1 ansteigt.

Die Ausbildung der Fördernut 41 kann gemäß den Fig. 3 und 4 im gleitlagerbildenden Lagerrohr vorgesehen sein. Wie aus der Schnittdarstellung nach Fig. 4 ersichtlich, steigt die spiralförmig zur Längsmittelachse 21 liegende Fördernut 41 gleichmäßig mit einem Steigungswinkel 42 von vorteilhaft 25° an. Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, ist somit im Bereich der aneinander liegenden Gleitflächen (Lagerfläche 27; Mantelfläche 33) eine im Schnitt teilkreisförmige, insbesondere kreisabschnittförmige Fördernut 41 gebildet, durch welche aufgrund der Relativbewegung zwischen der Antriebswelle 3 und dem Lagerrohr eine entgegen der Gravitationsrichtung gerichtete Förderwirkung erzielt ist. Dadurch wird gewährleistet, daß die Lageranordnung zwischen Antriebswelle 3 und Lagerrohr nicht nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden trockenläuft; eventuell notwendige Schmierintervalle können verlängert werden.

Zweckmäßig verläuft die Fördernut 41 über die ganze Länge des Lagerrohres bzw. des Führungsrohres 1, so daß eine Rückförderung bis zum Ende 5 und somit eine Schmierung der Antriebswelle 3 über deren gesamte Länge sichergestellt ist.

Um eine Rückförderung von sich zum Beispiel im Bereich des Endes 4 abgesetzten Schmierfettes zu begünstigen, ist vorgesehen, die Antriebswelle 3 im Bereich der Fettansammlung 16 mit ihrem Ende 40 aus dem Lagerrohr herausragen zu lassen, wodurch eine Förderung des Schmierfettes in die an ihrem Ende offene Fördernut 41 begünstigt ist.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Fördernut 41 anstatt in der Lagerfläche 27 des Lagerrohres in der äußeren Mantelfläche 33 der Antriebswelle 3 ausgebildet und verläuft über deren gesamte axiale Länge, zumindest aber im Bereich der Lagerung im Lagerrohr. Die Ausgestaltung der Fördernut 41 ist gleich wie die Ausgestaltung im Lagerrohr; die Schmiermittelaufnahme durch Einragen der Antriebswelle 3 in die Fettansammlung 16 im Bereich des unteren Endes 4 des Führungsrohres 1 begünstigt die Schmiermittelaufnahme in die Fördernut 41 und dessen Rücktransport in Richtung zum oberen Ende 5.

Es kann zweckmäßig sein, eine einzelne Fördernut 41 vorzusehen; vorteilhaft ist eine in Drehrichtung um 180° versetzte weitere Fördernut 44 vorgesehen, wie in Fig. 6 strichliert dargestellt. Dadurch kann - auch bei geringer Steigung der Nutwendel - eine gute Förderung bei hoher Leistung erzielt werden.

Das Lagerrohr besteht vorteilhaft aus Kunststoff, wobei die Fördernut 41 bereits bei der Fertigung eingebracht werden kann. Ist eine flexible Antriebswelle 3 aus Federdraht oder dergleichen vorgesehen, wird die Fördernut 41 bevorzugt in der Lagerfläche 27 des Lagerrohres ausgebildet. Es kann vorteilhaft sein, auch die Antriebswelle 3 aus Kunststoff zu fertigen.


Anspruch[de]
  1. 1. Handgeführtes Arbeitsgerät, insbesondere Freischneidegerät (13), mit einem eine Antriebswelle (3) aufnehmenden Führungsrohr (1), wobei die Antriebswelle (3) an einem ersten Ende (5) von einem Antriebsmotor (6) angetrieben ist und an einem zweiten Ende (4) mit einem Arbeitswerkzeug in Verbindung steht, wobei die Antriebswelle (3) in einer vorgegebenen Drehrichtung in einem Gleitlager (7) des Führungsrohres (1) läuft und durch Schmierfett geschmiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der äußeren Mantelfläche (33) der Antriebswelle (3) und der zugewandten koaxialen Lagerfläche (27) des Gleitlagers (7) eine zur Längsmittelachse (21) des Führungsrohres (1) spiralförmige Fördernut (41) ausgebildet ist, welche gegen die Drehrichtung der Antriebswelle (3) ansteigt und sich zumindest über eine Teillänge der Antriebswelle (3) erstreckt, wobei die Fördernut (41) Schmierfett entgegen dessen durch die Betriebslage bedingte Fließrichtung zurückfördert.
  2. 2. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördernut (41) in der Lagerfläche (27) des Gleitlagers (7), vorzugsweise über dessen gesamte axiale Länge, ausgebildet ist.
  3. 3. Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördernut (41) in der äußeren Mantelfläche (33) der Antriebsweile (3), vorzugsweise über deren gesamte axiale Länge, ausgebildet ist.
  4. 4. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördernut (41) an ihren Enden offen ist.
  5. 5. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördernut (41) einen zur Längsmittelachse (21) gemessenen Steigungswinkel (42) von etwa 25° aufweist.
  6. 6. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (3) in vorgegebener Betriebsstellung des Arbeitsgerätes mit dem einen Ende (40) tiefer liegt als mit dem anderen Ende (50) und daß die Fördernut (41) vom tiefer liegenden finde (40) zum höher liegenden Ende (50) ansteigt.
  7. 7. . Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördernut (41) aus einer einzigen Spirale gebildet ist.
  8. 8. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördernut (41) aus mehreren Spiralen, insbesondere einer Doppelspirale besteht.
  9. 9. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördernut (41) einen teilkreisförmigen, insbesondere kreisabschnittförmigen Querschnitt aufweist.
  10. 10. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager (7) aus einem in Führungsrohr (1) angeordneten Lagerrohr besteht.






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