手动控制的工作器具.pdf

一种手动控制的工作器具，包括一个具有曲轴(15，45，95)的内燃机(14，44，94)，该曲轴只驱动工作器具的一个工具。工作器具具有第一构件组，它包括曲轴(15，45，95)并且被在第一转动方向(10，40，70，90)上驱动。为了将在运转中作用的离心力保持很小的水平，规定工作器具包括第二构件组，该第二构件组包括所述工具和被在第二转动方向(11，41，71，91)上与第一转动方向(10，40，70，90)相反方向地驱动。

1.  手动控制的工作器具，包括一个具有曲轴(15，45，95)的内燃机(14，44，94)，该曲轴只驱动工作器具的一个工具，其中工作器具具有第一构件组，它包括曲轴(15，45，95)并且被在第一转动方向(10，40，70，90)上驱动，其中工作器具包括第二构件组，其特征在于，第二构件组包括所述工具，和第二构件组被在第二转动方向(11，41，71，91)上与第一转动方向(10，40，70，90)相反地驱动。

2.  按照权利要求1所述的工作器具，其特征在于，第一构件组被围绕第一转动轴线(12，42，72，92)驱动和第二构件组被围绕第二转动轴线(13，43，73，93)驱动。

3.  按照权利要求2所述的工作器具，其特征在于，第一转动轴线(12，42)和第二转动轴线(13，43)相互间具有一个距离(a，b)和相互间是大约平行的。

4.  按照权利要求2所述的工作器具，其特征在于，第一转动轴线(72，92)和第二转动轴线(73，93)重合。

5.  按照权利要求2所述的工作器具，其特征在于，由第一构件组的构件的围绕第一转动轴线(12，42，72，92)的极质量惯性矩(θ₁)和转动速度(ω₁)构成的积是第二构件组的构件的由围绕第二转动轴线(13，43，73，93)的极质量惯性矩(θ₂)和转动速度(ω₂)构成的积的0.5倍至2倍。

6.  按照权利要求5所述的工作器具，其特征在于，由第一构件组的构件的围绕第一转动轴线(12，42，72，92)的极质量惯性矩(θ₁)和转动速度(ω₁)构成的积是第二构件组的构件的由围绕第二转动轴线(13，43，73，93)的极质量惯性矩(θ₂)和转动速度(ω₂)构成的积的0.8倍至1.5倍。

7.  按照权利要求1所述的工作器具，其特征在于，第一构件组包括飞轮(16，46，86)。

8.  按照权利要求7所述的工作器具，其特征在于，飞轮(16，46，86)构造成用于输送内燃机(14，44，94)的冷却空气的风扇轮。

9.  按照权利要求1所述的工作器具，其特征在于，工作器具是鼓风机(81)，它具有作为工具的用于输送工作空气的鼓风机叶轮转子(87)。

10.  按照权利要求1所述的工作器具，其特征在于，工作器具是切断机(1)，它具有作为工具的切割盘(7)。

11.  按照权利要求1所述的工作器具，其特征在于，工作器具是机动锯(31)，它具有作为工具的锯链(37)。

12.  按照权利要求1所述的工作器具，其特征在于，工具通过皮带(21)由内燃机(14)驱动，其中皮带(21)交叉地延伸。

13.  按照权利要求1所述的工作器具，其特征在于，工具通过传动装置由曲轴(45，95)驱动。

14.  按照权利要求1所述的工作器具3，其特征在于，传动装置是圆柱齿轮传动装置(56)。

15.  按照权利要求13所述的工作器具，其特征在于，传动装置是行星齿轮传动装置(66，96)。

16.  按照权利要求1所述的工作器具，其特征在于，曲轴(15，45，95)通过离合器(18，48，98)与工具连接。

17.  按照权利要求16所述的工作器具，其特征在于，离合器(18，98)被在第一转动方向(10，90)上驱动，和第一构件组由曲轴(15，95)，飞轮(16，86)和离合器(18，98)形成。

18.  按照权利要求16所述的工作器具，其特征在于，离合器(48)被在第二转动方向(41，71)上驱动，和第一构件组由曲轴(45)和飞轮(46)形成。

19.  手动控制的工作器具，包括一个具有曲轴(15，45，95)的内燃机(14，44，94)，该曲轴只驱动工作器具的一个工具，其中工作器具具有第一构件组，它包括曲轴(15，45，95)并且被在第一转动方向(10，40，70，90)上驱动，其中工作器具包括第二构件组，其特征在于，第二构件组包括飞轮(46)，其中第二构件组被在第二转动方向(41)上与第一转动方向(40)方向相反地驱动。

手动控制的工作器具
技术领域
本发明涉及一种手动控制的工作器具，尤其是一种可以携带的、手动控制的工作器具如机动锯，切断机，鼓风机或类似物。
背景技术
由DE2201068A1已知一种可以携带的机锯，其中在内燃机中形成的一级惯性力通过不平衡质量补偿。不平衡质量通过圆柱齿轮传动装置在与曲轴相反方向上传动。但是由于附加的不平衡质量使得锯子的总重量增大，这在手动控制的和尤其是在可携带的工作器具中是令人烦恼的。
发明内容
本发明的任务是，提供一种该类型的手动控制的工作器具，它允许进行良好的和对于操作者来说不费力的操作。
该任务通过一种手动控制的工作器具解决，它包括一个具有曲轴的内燃机，该曲轴只驱动工作器具的一个工具，其中工作器具具有第一构件组，它包括曲轴并且被在第一转动方向上驱动，其中工作器具包括第二构件组，其特征在于，第二构件组包括所述工具，和第二构件组被在第二转动方向上与第一转动方向相反地驱动。
通过在与第一构件组的相反方向上驱动第二构件组，减小了通过转动的质量产生的惯性力。通过对于内燃机的惯性力反作用地使用工具，而不需要或者需要很小的附加的平衡重，从而工作器具的总重量可以保持得较小。此外，被反向地驱动的包括工具的第二构件组导致由转动的质量产生的离心力的大大减小。离心力的减小简化了在要求工作器具快速运动的使用情况下如例如在锯掉树干的枝杈时摆动机动锯的情况下尤其是在可携带的，手动控制的工作器具情况下的操纵。
规定第一构件组被围绕第一转动轴线驱动和第二构件组被围绕第二转动轴线驱动。有利地，第一转动轴线和第二转动轴线相互间具有一定的距离和相互间大约平行地设置。此处″大约平行″表示此时基本上相互平行地布置的定向。在两个转动轴线之间的直至10度的角度被看作是大约平行的。优选第一和第二转动轴线在制造精度的范围内是相互精确地平行的。但是也可以规定第一和第二转动轴线重合。在两个转动轴线重合的情况下可以实现惯性力的特别好的平衡。有利地，由第一构件组的构件的围绕第一转动轴线的极质量惯性矩和转动速度构成的积为由第二构件组的构件的围绕第二转动轴线的极质量惯性矩和转动速度构成的积的大约0.5倍至大约2倍。由极质量惯性矩和转动速度构成的积给出了构件组的角动量(Drall)。尤其是由第一构件组的构件的围绕第一转动轴线的极质量惯性矩和转动速度构成的积为由第二构件组的构件的围绕第二转动轴线的极质量惯性矩和转动速度构成的积的大约0.8倍至大约1.5倍。被看作尤其有利的是，两个构件组的由极质量惯性矩和转动速度构成的积是大约相同的。
规定第一构件组包括飞轮。飞轮尤其是构造成用于输送内燃机的冷却空气的风扇轮。规定工作器具是鼓风机，它具有作为工具的用于输送工作空气的鼓风机叶轮转子。鼓风机此时可以此时尤其是不仅包括用于输送工作空气的鼓风机叶轮转子而且包括用于输送冷却空气的风扇轮。飞轮和鼓风机叶轮转子此时尤其是被反向地驱动。但是也可以规定工作器具是切断机，它具有作为工具的切割盘。有利地工作器具是机动锯，它具有作为工具的锯链。
当工具通过皮带由内燃机驱动时，可以实现第二构件组的构件的一种简单的反向的驱动装置，其中皮带交叉地布置。皮带的交叉的布置使得在不需要其它的构件和由此也不会增加工作器具的重量的情况下能够实现相反方向的驱动。但是也可以规定，工具通过传动装置由曲轴驱动。该传动装置尤其是圆柱齿轮传动装置。但是也可以规定，传动装置是行星齿轮传动装置。行星齿轮传动装置可以实现在传动装置上同轴布置驱动轴和从动轴。不仅通过圆柱齿轮传动装置而且通过行星齿轮传动装置实现可以不同的传动比。不同的传动比可以在不同大小的转动质量情况下使惯性力达到好的平衡。通过选择合适的传动比可以因此附加地减小作用的离心力。
规定曲轴通过离合器与工具连接。离合器可以实现工作器具的简单的起动，因为在起动时工具还没有与曲轴连接。有利地离合器被在第一转动方向上驱动和第一构件组由曲轴、飞轮和离合器构成。由此不设置附加的惯性力如平衡重或类似物。但是为了在运转中进一步减小惯性力，也可以规定离合器被在第二转动方向上驱动，和第一构件组由曲轴和飞轮构成。通过不仅工具而且离合器都被与曲轴和飞轮反向地驱动，可以实现惯性力的良好的平衡。但是也可以规定，飞轮被与曲轴方向相反地驱动，以便在运转中减小形成的离心力。尤其是第一构件组包括工具和第二构件组包括飞轮，其中第二构件组被在第二转动方向上与第一转动方向相反地驱动。
附图说明
以下对照附图描述本发明的一个实施例。附图中所示：
图1是具有示意示出的旋转质量的切断机的示意视图，
图2是通过切断机的示意纵截面图，
图3是通过切断机的示意横截面图，
图4和图5是切断机的切割盘的驱动装置的示意视图，
图6是机动锯的示意视图，
图7是机动锯的驱动装置的示意视图，
图8是机动锯的驱动装置的一个实施例的示意视图，
图9是鼓风机的示意视图，
图10是图9的鼓风机的示意截面视图。
具体实施方式
在图1中示出了作为可携带的，手动控制的工作器具的切断机1。切断机1具有外壳2，其上固定用于控制切断机1的后部的把手3以及把持管4。后部的把手3上布置操作部件5，即在实施例中是节气门杆以及节气门杆止锁。也可以设置另外的或其它的操作部件。在切断机1的外壳2上布置有托架6，它向前，亦即向着外壳2的与亦即后部的把手3背离的一侧延伸并且在它上面支承切割盘7。切割盘7被围绕第二转动轴线13转动地驱动。
为了驱动切割盘7在切断机1的外壳2中布置内燃机14，它在图2和3中示意地示出。如图3所示，内燃机具有活塞24，它通过连杆25围绕第一转动轴线12转动地驱动曲轴15。第一转动轴线12相对于切割盘7的第二转动轴线13具有距离a(图2)。
如图2和3所示，在背离托架6的一侧上飞轮16布置在曲轴15上。飞轮16尤其是构造成风扇轮和输送用于内燃机14的冷却空气。与飞轮16相邻地布置的是用于起动内燃机14的起动装置17。内燃机14有利地是单缸发动机，尤其是两冲程发动机或混合润滑的四冲程发动机。
在内燃机14的与飞轮16背离的一侧上设有离合器18，它在曲轴15超过设计规定的转速时将曲轴15防转动地与皮带传动机构的驱动盘19连接。皮带传动机构除了驱动盘19还包括输出盘20以及皮带21，它们在图2中示出。输出盘20围绕第二转动轴线13可转动地支承在支承轴22上。在支承轴22上还固定切割盘7。如图2所示，切割盘7上设有保护装置23，它遮盖一部分切割盘7。
皮带21将输出盘20的转动运动耦联到驱动盘19的转动运动上。皮带21在驱动盘19和输出盘20之间交叉。这在图4中示出。由此驱动盘19被在围绕第一转动轴线12的第一转动方向10上驱动，它与输出盘20和切割盘7的第二转动方向11是反向的。
图1示意地示出惯性矩。为此示出了第一旋转质量8，它在第一转动方向10上围绕第一转动轴线12旋转。第一旋转质量8具有极质量惯性矩θ₁和以转动速度ω₁旋转。第一旋转质量8表示第一构件组，它由飞轮16，曲轴15，在图3中示出的设置在曲轴15上的曲轴颊板80，离合器18和驱动盘19形成。起动装置17在运转中与飞轮16脱开和因此不包括在第一旋转质量8中。
在图1中示出了第二旋转质量9，它在第二转动方向11上被围绕第二转动轴线13转动地驱动。第二旋转质量9具有极质量惯性矩θ₂和以转动速度ω₂旋转。在实施例中，驱动盘19和输出盘20一样大，从而转动速度ω₁和ω₂也一样大。但是也可以设置不同的转动速度ω₁和ω₂。旋转质量9由第二构件组形成，包括输出盘20，支承轴22和切割盘7。
极质量惯性矩定义为θ＝∫r²dm，其中r表示至转动轴线距离和m表示质量。大的质量惯性矩由此由具有大的质量的构件产生。质量惯性矩由质量分布确定，其中具有至转动轴线的大的距离的质量元件导致大的质量惯性矩。因此第一构件组的极质量惯性矩θ₁由此基本上由飞轮16，曲轴15和离合器18确定和第二构件组的极质量惯性矩θ₂基本上通过切割盘7确定。
为了在运转中实现小的离心力，由极质量惯性矩θ和转动速度ω构成的积对于两个构件组来说应该尽可能地相等。有利地，第一构件组的极质量惯性矩和转动速度的积与第二构件组的由极质量惯性矩和转动速度构成的积的比为大约0.5至大约2。尤其是该比率为大约0.8至大约1.5。极质量惯性矩θ此时分别围绕该转动轴线确定，即该构件组的构件转动所围绕的转动轴线。
用于将曲轴15的转动传递到切割盘7上的一个实施例在图5中中示意地示出。曲轴15通过圆柱齿轮传动装置26与切割盘7连接。曲轴15围绕第一转动轴线12在第一转动方向10上驱动第一圆柱齿轮27。如也在图3中针对第一实施例所示的那样，在曲轴15和第一圆柱齿轮27之间设置在图5中没有示出的离合器18。第一圆柱齿轮27围绕转动轴线30在转动方向29上转动地驱动第二圆柱齿轮28，其中转动方向29与第一转动方向10是方向相反的。在第二圆柱齿轮28上布置在第二转动方向11上驱动输出盘20的皮带21。第二转动方向11此时对应于第二圆柱齿轮28的转动方向29。图5中的皮带21不是交叉的。
在图5的实施例中，第二构件组围绕两个转动轴线旋转，即第二圆柱齿轮28的转动轴线30和切割盘7的转动轴线13。在求出第二构件组的极质量惯性矩θ₂时可以近似地根据第二圆柱齿轮28的转动轴线30考虑第二圆柱齿轮28的质量惯性矩和与第二圆柱齿轮28的所属的转动速度相乘。切割盘7的极质量惯性矩θ₂作为围绕切割盘7的第二转动轴线13的惯性矩进行考虑和与切割盘7的转动速度相乘。由第二构件组的构件的极质量惯性矩和转动速度构成的积在图5的实施例中近似地由两个单个积的和得出。在转动轴线13和30的大的距离的情况下可以附加地考虑转动轴线13，30的距离。
在图6中作为一种可以携带的、手动控制的工作器具的实施例示出了机动锯31。机动锯31具有外壳32，外壳中布置了在图6中示意示出的内燃机44。在外壳32上固定有后部的把手33以及把持管34。在后部的把手33上设置两个操作部件35，即用于操作机动锯31的节气门杆以及节气门杆止锁。在外壳32的与后部的把手33背离的一侧上设置导轨36，其上布置锯链37。内燃机44环行地驱动锯链37。用于起动内燃机44的起动柄39从外壳32中凸出。此外在图6中示意地示出了第一转动轴线42，围绕它驱动内燃机44的曲轴。
在图7中示意地示出机动锯31的驱动装置。内燃机44具有围绕转动轴线42被转动地驱动的曲轴45。内燃机44具有曲轴箱51，曲轴45用轴承49可转动地支承在曲轴箱上。曲轴51上设有用于与在图7中没有示出的内燃机44的活塞连接的连杆55。在连杆55的两侧曲轴45具有曲轴颊板50，作为活塞的运动的平衡重。在曲轴45上固定有飞轮46，它具有用于输送用于内燃机44的冷却空气的肋片47。此外在飞轮46的圆周上布置有极靴61，它们与布置在风扇轮46上的磁体连接和与没有示出的用于控制内燃机的点火的点火模块共同作用。曲轴45与飞轮46一起围绕第一转动轴线42在第一转动方向40上旋转。
在曲轴箱51的位于飞轮46对面的一侧上设置圆柱齿轮传动装置56。圆柱齿轮传动装置56的第一圆柱齿轮57防转动地与曲轴45连接。第一圆柱齿轮57围绕第二转动轴线43在反向的第二转动方向41上传动第二圆柱齿轮58。第二圆柱齿轮58防转动地与支承轴52连接。为此设置槽59，其中布置弹簧60。支承轴52通过轴承53支承在曲轴箱51中。但是也可以设计成将支承轴52支承在另一个构件中，例如在外壳32中。曲轴箱51也可以结合到外壳32中。
在支承轴52上布置离合器48，用于将支承轴52防转动地与传动小齿轮54连接，该离合器在超过设计规定的转速之后将支承轴52与传动小齿轮54连接。传动小齿轮54驱动锯链37。
支承轴52，第二圆柱齿轮58，离合器48，传动小齿轮54以及锯链37围绕第二转动轴线43在第二转动方向41上被驱动。由于锯链37不进行转动运动，而是进行围绕导轨36环行的运动，因此可以近似地看作是一种围绕第二转动轴线43的转动。当作为转动轴线求出环行的锯链的几何中心线时得出更精确的值。该中心线垂直于导轨36的平面延伸和在一个中间区域中与导轨36相交。
机动锯31具有由在第一转动方向40上围绕第一转动轴线42传动的曲轴45，飞轮46和第一圆柱齿轮57构成的第一构件组，以及第二构件组，它由第二圆柱齿轮58，支承轴42，离合器48，传动小齿轮54和锯链37构成和被围绕第二转动轴线43在相反方向的第二转动方向41上传动。两个转动轴线42和43此时相互间具有距离b。两个转动轴线42和43相互平行。在两个转动轴线42和43之间的轴线偏移通过使用单级的圆柱齿轮传动装置56产生。
在机动锯31的一种变型实施例中可以在飞轮46和曲轴45之间设置在图7中虚线表示的传动装置38。它使得飞轮46沿着在图7中示出的转动方向41与曲轴45方向相反地旋转。除此之外可以规定取消传动装置56，从而第一构件组包括曲轴45，离合器48，传动小齿轮54和锯链37和反向转动的第二构件组由飞轮46形成。在此情况下第一构件组在转动方向40上旋转和第二构件组在转动方向41上旋转。也可以规定，不仅设置传动装置38而且设置传动装置56，从而飞轮46，离合器48，传动小齿轮54，支承轴42和锯链37沿着转动方向41与曲轴45方向相反地被传动。传动装置48此时可以或者是行星齿轮传动装置或者是圆柱齿轮传动装置。其它结构的传动装置38也可以是有利的。
如图8所示，轴线偏移可以通过使用行星齿轮传动装置66避免。图8中的驱动装置基本上对应于图7中的驱动装置，其中相同的构件使用相同的附图标记。由飞轮46，曲轴45以及行星齿轮传动装置66的太阳轮67构成的第一构件组围绕第一转动轴线72在第一转动方向70上被转动地传动。太阳轮67驱动多个行星齿轮68，它们在太阳轮67和位置固定地布置的齿圈69之间旋转。齿圈69可以例如与外壳32或与曲轴箱51连接。行星齿轮68具有保持在行星齿轮架74中的支承销75。行星齿轮68围绕第二转动轴线73在相反方向的第二转动方向71上驱动行星齿轮架74。第一转动轴线72和第二转动轴线73此时重合。行星齿轮架74与离合器48连接，它本身与传动小齿轮54连接。在图8的实施例中反向地在第二转动方向71上被驱动的第二构件组通过行星齿轮68，支承销75，行星齿轮架74，离合器48，传动小齿轮54以及环行地驱动的锯链37形成。
在图9和10中作为手动控制的工作器具的另一个实施例示出了鼓风机81。鼓风机81具有外壳82，在其上侧上固定有把手83。在外壳82上布置鼓风管84，通过它布置在外壳82中的内燃机94输送作为工作空气的空气流。在把手83上和与把手83相邻地布置用于操作鼓风机81的操作部件85。用于操纵内燃机94的起动装置的起动柄89从外壳82中突出。
在图10中示意地示出鼓风机81。在鼓风机81的外壳82中布置具有活塞104的内燃机94。活塞104通过连杆105围绕第一转动轴线92转动地驱动曲轴95。第一转动轴线92也在图9中示出。曲轴95被在第一转动方向90上驱动。在连杆105的两侧布置曲轴颊板100用于平衡通过活塞104产生的惯性力。在曲轴95上固定飞轮86，它输送用于内燃机94的冷却空气。在飞轮86与内燃机94背离的一侧上设置起动装置97，它通过在图9中所示的起动柄89进行操纵。
在内燃机94的相对的一侧上离合器98与曲轴95连接。一旦曲轴95超过设计规定的转速，就可以通过离合器98使曲轴95防转动地与在图10中示意示出的行星齿轮传动装置96连接。行星齿轮传动装置96的结构对应于在图8中所示的行星齿轮传动装置66。行星齿轮传动装置96围绕第二转动轴线93转动地驱动鼓风机叶轮转子87。鼓风机叶轮转子87被在与第一转动方向90相反的第二转动方向91上驱动。鼓风机81具有也在图9中示出的鼓风机蜗壳88，通过它鼓风机叶轮转子87将鼓风机的工作空气流输送到鼓风管84中。如图10所示，第一转动轴线92和第二转动轴线93重合。除了行星齿轮传动装置96以外，在图9和10中的鼓风机81的情况下也可以使用圆柱齿轮传动装置。也可以设置其它类型的传动装置。
一个构件组的相反方向的驱动装置也可以有利地用在其它的，尤其是可携带的、手动控制的工作器具中，其中该构件组也包括工作器具的惟一的工具。
对于工作器具而言，由第一构件组的构件的围绕第一转动轴线的极质量惯性矩和转动速度构成的积应该为由第二构件组的构件的围绕第二转动轴线的极质量惯性矩和转动速度构成的积的大约0.5倍至大约2倍。有利地，由第一构件组的构件的围绕第一转动轴线的极质量惯性矩和转动速度构成的积应该为由第二构件组的构件的围绕第二转动轴线的极质量惯性矩和转动速度构成的积的大约0.8倍至大约1.5倍。如果一个构件组具有多个转动轴线或多个转动速度，那么可以近似地构成由质量惯性矩和转动速度构成的各个积的和。在转动轴线的大的距离情况下，尤其是当转动轴线不在一个平面中时，可以附加地按照平行轴定理(Satz der Steiner)考虑转动轴线的距离。两个构件组的由极质量惯性矩和转动速度构成的积大约一样大是有利的。可以规定，附加地或备选地与曲轴方向相反地驱动飞轮。