DE2419665A1

DE2419665A1 - Kupplungseinrichtung fuer schwingungsisolierte kettensaegen

Info

Publication number: DE2419665A1
Application number: DE2419665A
Authority: DE
Inventors: Carl-Magnus Fogelholm
Original assignee: KEKSINTOESAEAETIOE FA
Current assignee: KEKSINTOESAEAETIOE FA
Priority date: 1973-04-26
Filing date: 1974-04-24
Publication date: 1974-11-21
Also published as: FI53034C; FI53034B; US3918534A

Description

Kupplungseinrichtung für schwingungsisolierte Kettensägen.

Die Erfindung betrifft eine spezielle Kupplungseinrichtung für schwingungsisolierte Kettensägen, bei denen der Motor durch Schwingungsisolatoren von dem Gehäusekörper isoliert ist, an welchem die Führungsstange der Säge mittels einer Bolzenbefestigung und auch die Kupplungsachse montiert sind, wobei an der Kupplungsachse das Kettenrad mit Lagern montiert ist, welches von einer Kurbelwelle über eine Zentrifugalkupplung und Federkupplung angetrieben wird, und wobei ferner die Handgriffe der Kettensäge an dem Gehäusekörper befestigt sind.

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- 2 ORIGINAL !

Die Schwingungsisolierung der meisten Kettensägen, die heutzutage im Gebrauch sind, wird in der Weise erreicht, daß Schwingungsisolatoren aus Gummi zwischen dem Gehäusekörper der Säge und den Handgriffen montiert sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Schwingung in den Handgriffen derartiger Kettensägen nicht ausreichend verringert werden konnte, um für die Gesundheit der mit solchen Kettensägen arbeitenden Personen unschädlich zu sein. Dies beruht zum Teil darauf, daß die Schwingungsisolatoren, die aus der Sicht der Schwingungsisolierung die optimale Weichheit haben, bei den oben beschriebenen Sägenkonstruktionen nicht Verwendung finden können, da die Säge hierdurch gleichzeitig einen gewissen Verlust an Manövrierbarkeit erleiden würde. Das Ergebnis der Schwingungsisolation wird auch beeinflußt durch das Verhältnis zwischen der "schwingenden Masse" und der die Schwingung "aufnehmenden Masse", die von der ersteren Masse durch die Schwingungsisolatoren isoliert ist, und dieses Verhältnis ist verhältnismäßig ungünstig bei den obigen Sägenkonstruktionen wegen der verhältnismäßig leichten Konstruktion der Handgriffe. Eine bemerkenswerte Verbesserung in Bezug auf dieses Verhältnis der Massen ist bei einigen vorbekannten Sägenmodellen erreicht worden, bei denen lediglich der Motor und die daran befestigte Führungsstange von dem Gehäusekörper isoliert worden sind, der unter anderem Kraftstoff- und Schmieröltanks enthält und an dem auch die Handgriffe befestigt sind. Da die Führungsstange sogar bei diesen Modellen nichtsdestoweniger unmittelbar an dem Motor befestigt war, mußten die Schwingungsisolatoren, wie bei allen auf dem Markt befindlichen Sägenmodellen verhältnismäßig steif sein, um

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die Manövrierbarkeit der Säge" in vertretbaren Grenzen zu halten.

Diese Nachteile sind im Prinzip bei den Sägenkonstruktionen nach der deutschen Patentschrift 1 281 138 und der US-Patentschrift 3 372 7.18 weitgehend beseitigt worden. Die Schwingungsisolation dieser Sägenkonstruktionen beruht auf der Tatsache, daß der Motor durch noch weichere Schwingungsisolatoren von dem Gehäusekörper isoliert worden ist, an dem Kraftstoff- und Schmieröltanks befestigt sind und an dem die Führungsstange und das Kettenrad der Säge mit Lagern derart befestigt worden sind, daß die Drehbewegung der Kurbelwelle des Motors einerseits durch die vorbekannte Kupplung und andererseits durch die extra vorhandene Federkupplung übertragen worden ist. In erster Linie bietet dieses Prinzip aufgrund der Federkupplung die Möglichkeit, Schwingungsisolatoren von optimaler Weichheit für die Abfederung des Motors von dem Gehäusekörper zu wählen, ohne Verlust von Manövrierbarkeit der Säge. In zweiter Linie wird das oben erwähnte Verhältnis der Massen zur günstigeren Seite gewendet im Vergleich zu den üblicherweise verwendeten Sägen, da unter anderem die Führungsstange, die Kette und das Kettenrad von der "schwingenden Masse", das heißt von dem Motor, zu der die Schwingungen "aufnehmenden Masse", das heißt zu dem Gehäusekörper, verlegt sind.

Die vorstehend behandelten Sägenkonstruktionen weisen jedoch andere Nachteile auf, deren Beseitigung sich die vorliegende Erfindung zum Ziel gesetzt hat. So ist bei der Sägenkonstruktion gemäß der US-Patentschrift 3 372 718 ein Zahnradgetriebe zusätzlich zu einer Zentrifugalkupplung und einer Federkupplung eingesetzt worden, was na-

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türlich das Gewicht, den Preis und die Wartungskosten der Säge im Vergleich zu herkömmlichen Sägen erhöht. Bei der Sägenkonstruktion nach der deutschen Patentschrift 1 281 138 ist die Federkupplung neben der .Zentrifugalkupplung angeordnet worden, was zur Folge hat, daß der Abstand von der Führungsstange zu dem Motor wesentlich vergrößert wird im Vergleich zu den heute gebräuchlichen Sägen. Dies hat einen ungünstigen Einfluß auf das Drehmoment zwischen dem Schwerpunkt der Säge und der Führungsstange beim Sägen, erhöht das Gewicht der Säge und gibt der Säge ein sehr unförmiges Aussehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile und Schwierigkeiten der bekannten Konstruktionen durch eine Anordnung insbesondere federnder Schwingungsisolatoren zwischen dem Motor und dem Gehäusekörper der Säge zu vermeiden, ohne im wesentlichen die Form der Säge oder insbesondere die räumliche Anordnung der Führungsstange im Vergleich zu den heute üblichen, unzureichend schwingungsisolierten Sägen zu verändern.

Diese Aufgabe findet ihre Lösung - ausgehend von einer Kupplungseinrichtung der eingangs erwähnten Art - gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß statt einer Zentrifugalkupplung eine Federkupplung derart ausgebildet ist, daß die an ihr vorhandenen Federelemente prinzipiell in der gleichen radialen Ebene wie die Kupplungsschuhe angeordnet sind, die dazu dienen, die Kupplung ein- und auszuschalten,und daß eine Hälfte der Kupplung an der Kurbelwelle der Kettensäge montiert ist und ihre andere Hälfte, der Kupplungstrommelteil, der an der Kupplungsachse mittels eines Kupplungslagers angebracht ist, das Kettenrad bildet, oder daß das Ketten-

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rad daran befestigt ist.

Es ergibt sich hierdurch der Vorteil einer vollkommen schwingungsisolierten äußerst kompakten Bauweise derartiger Kettensägen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes- der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen. Es zeigen

Fig. 1 eine Kettensäge gemäß der Erfindung mit ihren wichtigsten Bauteilen in Richtung der Führungsstange der Säge,

Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Säge und

Fig. 3 bis Fig. 7h verschiedene Ausführungsbeispiele der speziellen Kupplungseinrichtung gemäß der Erfindung.

Der Motor 1 mit der Kurbelwelle 2, an deren einem Ende das kombinierte Schwung- und Lüfterrad 3 mit Zündsystem und Starteranordnung im Innern des Motors montiert ist, ist von dem Gehäusekörper 5 durch Schwingungsisolatoren h isoliert worden. Die räumliche Anordnung, Anzahl, die Form und das Maß an Weichheit, das heißt^dIe Federkennung (Kilogramm/Millimeter) der Schwingungsisolatoren sind so gewählt worden, daß eine optimale Schwingungsisolation erhalten wird. Der Gehäusekörper 5 ist so gestaltet worden, daß er Kraftstoff- und Schmiermitteltanks 6 und 7 enthält. Die Führungsstange 8 ist durch eine Bolzenbefestigung 9 an dem Gehäusekörper 5 befestigt ebenso wie

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die Achse 10 für die Kupplung 11, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Die operative Hälfte der Kupplung 11, mit der Kupplungsschuhe verbunden sind, ist an der Kurbelwelle 2 montiert worden. Die andere, mit dem Kettenrad 12 verbundene Kupplungshälfte ist an der Achse 10 mit Lagern angebracht. Die Kupplungshälften sind voneinander durch eine oder mehrere geeignete Federelemente isoliert worden» Um zu verhindern, daß die Schwingung in dem Gehäusekörper 5 i^Q vollem Umfange auf die Handgriffe der Säge übertragen, wird, sind sowohl der Frontgriff 13 als auch der Rückseitengriff von dem Gehäusekörper 5 durch zusätzliche Schwingungsisolatoren 15t 16 isoliert worden. Um die Manövrierbarkeit der Säge aufrechtzuerhalten, müssen die Schwingungsisolatoren 15» 16" verhältnismäßig steif sein.

Die Arbeitsweise der Kupplung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie sowohl als Zentrifugalkupplung arbeitet als auch wie die üblichen Kettensägenkupplungen und auch als Federkupplung, so daß der Motor so frei wie nur irgend möglich auf seinen eigenen Schwingungsisolatoren schwingen kann* Bin wesentliches Merkmal der Bauweise der Kupplung 11 ist, daß die oben erwähnten Federelement·, die bei der Kupplung Verwendung finden, prinzipiell auf der gleichen radialen Ebene wie die Kupplungsschuhe angeordnet sind, die zum Ein- und Abschalten der Kupplung dienen. Daher weichen die Abmessungen der Kupplung in Richtung der Achse 10 nicht wesentlich von den entsprechenden Abmessungen von Zentrifugalkupplungen vorbekannter Kettensägen ab. Dies ist der Grund dafür, daß der Abstand zwischen der Führungsstange und dem Motor verhältnismäßig gering bleibt. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Lage der Führunge-

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stange im Vergleich zu herkömmlichen Sägen nicht verändert worden.

Fig. 3t 4, 5 und 6 zeigen ein wenig vereinfachte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Sägenkupplung, deren Arbeitsweise .sich im übrigen aus den folgenden Ausführungen ergibt.

Die operative Hälfte der in Fig. 3 und h dargestellten Kupplungen besteht aus dem Kupplungsmittelstück 19» welches auf der Kurbelwelle 2 montiert ist und mittels eines oder mehrerer Federelemente 17 und mittels der Kupplungsschuhe 18 bei der vollen Drehzahl des Motors die Drehbewegung der Kurbelwelle 2 auf die andere Kupplungshälfte überträgt, das heißt auf die Kupplungstrommel 20 (Fig. 3) bzw. auf die Trommelhälften 24, (Fig. k) und über diese auf das Kettenrad 12. Der Abstand zwischen den Kupplungsschuhen 18 und der Kupplungstrommel 20 oder 2k_t 28 ist bei Leerlaufdrehzahl ausreichendgroß, um zu verhindern, daß diese Teile einander aufgrund der Vibration des Motors oder irgendwelcher anderer Schwingungen berühren. Wie die Anzahl von Umdrehungen bis zu einem bestimmten Meßwert zunimmt, geben die Federelemente 17 nach und somit übertragen die Kupplungsschuhe 18·die Drehbewegung der Kurbelwelle 2 durch die Kupplungstrommel 20 auf das Kettenrad 12. Die Kupplungskonstruktion gemäß Fig. k ist in der Hinsicht günstig, daß das Kettenrad 12 zwischen dem Motor 1 und der Kupplung 11 angeordnet ist, wie bei Kettensägen allgemein üblich, weshalb auch die Anordnung der Führungsstange günstig ist.

Die in Fig. 5 und 6 dargestellten Kupplungskonstruktionen unterscheiden sich von der vorstehend behandelten

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Konstruktion in der Hinsicht, daß bei diesen Ausführungsformen Fliehkraftkupplungsteile verwendet worden sind, wie sie in Verbindung mit Kettensägen wie folgt vorbekannt gewesen sind: das Kupplungslager 29, das Kupplungsmittelstück 19i die Kupplungsschuhe 18 und die Kupplungsfeder 23 bei der Kupplung gemäß Fig. 5» und bei der Kupplung gemäß Fig. 6 sind es das Kupplungsmittelstück 19» die Kupplungsschuhe 18 und die Kupplungsfeder 23. Die anderen Bauteile entsprechen prinzipiell den in Fig. 3 und k dargestellten Bauteilen. Die Tatsache, daß eines oder mehrere Federelemente außerhalb der Kupplungsschuhe zwischen den Kupplungstrommelabschnitten 20a und 20b bzw. zwischen den Kupplungstrommeln 20 und 22 angeordnet sind, kann als der Hauptunterschied angesehen werden. Ein Vorteil, der unter anderem auf diese Weise erzielt wird, ist , daß die Konstruktion der Federelemente 17 aufgrund des längeren Dreharmes schwächer sein kann. Der gleiche geringe Abstand zwischen den Kupplungsschuhen 18 und der Kupplungstrommel 20b wie bei Fliegkraftkupplungen herkömmlicher Sägen kann auch bei der Kupplungskonstruktion gemäß Fig. 5 für die Leerlaufdrehzahl Anwendung finden, da die Schwingung des Motors in diesem Falle die oben erwähnten Bauteile ebenfalls nicht in gegenseitige Berührung bringen kann.

¥eder der Aufbau der Kupplung noch der in Verbindung damit verwendeten Federelemente 17 ist in der vorhergehenden Beschreibung im einzelnen dargelegt worden. So kann Gummi als Federelement verwendet werden und, wenn dies wegen Wetter- oder anderer Einflüsse unmöglich ist, Stahlfedern, wie bei der Bauart nach Fig. 7a und 7b.

Ein anderer Vorteil, der durch die Verwendung der federnden Kupplung gemäß der Erfindung bei Kettensägen erzielt

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werden kann, besteht darin, daß es möglich wird, eine ausreichend schnelle und zuverlässige Kettenbremse zu entwickeln. Zweck der Kettenbremsen ist bekanntlich, die Bewegung der Kette bei Rückschlägen sofort zu stoppen. Da solche Rückschläge in den meisten Fällen nur über einen sehr kurzen Zeitraum erfolgen, nach versuchsweisen Untersuchungen innerhalb von 0,1 bis Q2 Sekunden, muß die Kettenbremse sehr schnell und zuverlässig arbeiten. Die meisten vorhandenen Kettenbremsen arbeiten derart, daß das Bremsmoment auf den Außenumfang der Fliehkraftkupplung geleitet wird und die Drehbewegung der Kupplungstrommel stoppt und somit das Bremsmoment über die in Eingriff gekommenen Kupplungsschuhe der Kupplungstrommel auf die Kurbelwelle überträgt. Dadurch wird die Drehzahl des Motors so schnell' verringert, daß die sich bewegenden Teile des Motors hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt werden. Die Situation kann ferner durch die Tatsache beschrieben werden, daß für diesen wichtigen Zweck keine Kettenbremse vorhanden ist, die ausreichend schnell arbeitet. Die Anordnung der Federelemente 17 innerhalb der Kupplung verringert jedoch diese mechanischen Beanspruchungen, da das Bremsmoment durch diese Federelemente übertragen werden muß. Fig. 1 und 2 zeigen eine Konstruktion einer Kettenbremse, bei der das .Bremsband 26 oder ein entsprechender Bremsschuh, der auf den Außenumfang der Kupplung 11 einwirkt, an einem Hemmschuh 27 befestigt worden ist, der mit dem Gehäusekörper 5 iⁿ geeigneter Weise fest verbunden ist. Die Bremse ist gelöst durch einen bekannten Freigabemechanismus.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

/1.) Kupplungseinrichtung für schwingungsisolierte Kettensägen, bei' denen der Motor durch Schwingungsisolatoren von dem Gehäusekörper isoliert ist, an welchem die Führungsstange der Säge mittels einer Bolzenbefestigung und auch die Kupplungsachse montiert sind, wobei an der Kupplungsachse das Kettenrad mit Lagern montiert ist, welches von einer Kurbelwelle über eine Zentrifugalkupplung und Federkupplung angetrieben wird, und wobei ferner die Handgriffe der Kettensäge an dem Gehäusekörper befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß statt einer Zentrifugalkupplung eine Federkupplung (11) derart ausgebildet ist, daß die an ihr vorhandenen Federelemente (17) prinzipiell in der gleichen radialen Ebene wie die Kupplungsschuhe (18) angeordnet sind, die dazu dienen, die Kupplung ein- und auszuschalten, und daß eine Hälfte der Kupplung (11) an der Kurbelwelle (2) der Kettensäge montiert ist und ihre andere Hälfte, der Kupplungstrommelteil (20, 20a, 28), der an der Kupplungsachse (10) mittels eines Kupplungslagers (21) angebracht ist, das Kettenrad (12) bildet, oder daß das Kettenrad (12) daran befestigt ist.
2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsband (26) des Kupplungsschuhes der sogenannten Kettenbremse so angeordnet ist, daß es am Außenumfang der Kupplungstrommel (20, 20a oder 2k, 28) der Kupplung (11) angreift und die Kupplung (11)

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hierdurch aufgrund der Federelemente (17) als eine Rückdrückeinrichtung wirkt, die die auf die sich bewegenden Teile des Motors einwirkenden mechanischen Beanspruchungen reduziert, wenn die Kettenbremse freigegeben ist.

Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (11) (Fig. 3» 4 und 7) in» wesentlichen aus dem Kupplungsmittelstück (19)» welches an der Kurbelwelle (2) montiert ist, und aus den Kupplungsschuhen (18) besteht, daß zwischen diesen Teilen ein oder mehrere Federelemente (17) angebracht sind, daß an jeder der beiden Seiten der Kupplungstrommel (20 oder 24,28) das Kettenrad (12) befestigt oder angebracht sein kann, daß ferner die Kupplungstrommel (20 oder 24, 28) und das Kettenrad (12) an der in dem Gehäusekörper (5) befestigten Kupplungsachse (1O) mittels eines'Kupplungslagers (21) angebracht sind und daß die Kupplung (11) in einer solchen ¥eise arbeitet, daß die Federelemente (17) entweder von selbst oder durch die gegen die Zentrifugalkraft gerichtete Kupplungsfeder bei Leerlaufdrehzahl die Kupplungsschuhe (18) in einer solchen Stellung halten, daß von der Kurbelwelle (2) keine Drehbewegung auf die Kupplungstrommel (20 oder 24, 28) oder auf das Kettenrad (12) übertragen wird, daß jedoch zwischen den Kupplungsschuhen (18) und der Kupplungstrommel (20 oder 24, 28) kein Eingriff erfolgt, bis bei einer bestimmten höheren Drehzahl die Federelemente (17) den Motor (i)

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so frei wie möglich, auf seinen eigenen Schwingungsisolatoren in allen Richtungen und bei allen Drehzahlen schwingen lassen.

Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungstrommel (20) aus zwei Teilen (Fig. 5) derart besteht, daß ein Kupplungsteil (20b) mit einem Kupplungslager (29) an der Kurbelwelle (2) und das andere Kupplungsteil (20a) mittels.eines Kupplungslagers (21) an der in dem Gehäusekörper (5) montierten Kupplungsachse (10) angebracht ist, und daß beide Teile (20a und 20b) der Kupplungstrommel (20) miteinander durch die zwischen ihnen vorhandenen Federelemente (17) verbunden sind, und daß die Kupplungsschuhe (18) in an sich bekannter ¥eise durch das Kupplungsmittelstück (19) geführt und durch eine Feder (23) bei Leerlaufdrehzahl außer Eingriff gehalten sind.

Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (22) der Kupplungstrommel (20), welches bei voller Drehzahl (Fig. 6) mit den Kupplungsschuhen (18) in Eingriff steht, an der Kupplungstrommel (20) ausschließlich durch Federelemente (17) befestigt ist, und daß die Kupplungstrommel (20) mit Lagern an der Kupplungsachse (10) befestigt ist, die andererseits in dem Gehäusekörper (5) montiert ist.

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Kupplungseinrichtung nach, einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Handgriffe (13, Ik) an dem Gehäusekörper (5) mittels verhältnismäßig steifer Schwingungs· isolatoren (15 *i6) befestigt sind, um einerseits die Manövrierbarkeit der Säge zu gewährleisten und um andererseits die Übertragung von hochfrequenten Schwingungen beim Betrieb der Säge zu vermeiden.

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