EP1749938B1 - Fahrbare Schneidvorrichtung mit schwingungsisolierter Antriebseinheit - Google Patents

Fahrbare Schneidvorrichtung mit schwingungsisolierter Antriebseinheit Download PDF

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EP1749938B1
EP1749938B1 EP06015252A EP06015252A EP1749938B1 EP 1749938 B1 EP1749938 B1 EP 1749938B1 EP 06015252 A EP06015252 A EP 06015252A EP 06015252 A EP06015252 A EP 06015252A EP 1749938 B1 EP1749938 B1 EP 1749938B1
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EP
European Patent Office
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drive
drive motor
mobile cutting
cutting device
belt
Prior art date
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EP06015252A
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French (fr)
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EP1749938A2 (de
EP1749938A3 (de
Inventor
Alfred Rettenweber
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Wacker Neuson SE
Original Assignee
Wacker Neuson SE
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Publication date
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Publication of EP1749938A3 publication Critical patent/EP1749938A3/de
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/06Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road
    • E01C23/09Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for forming cuts, grooves, or recesses, e.g. for making joints or channels for markings, for cutting-out sections to be removed; for cleaning, treating, or filling cuts, grooves, recesses, or fissures; for trimming paving edges
    • E01C23/0906Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for forming cuts, grooves, or recesses, e.g. for making joints or channels for markings, for cutting-out sections to be removed; for cleaning, treating, or filling cuts, grooves, recesses, or fissures; for trimming paving edges for forming, opening-out, cleaning, drying or heating cuts, grooves, recesses or, excluding forming, cracks, e.g. cleaning by sand-blasting or air-jet ; for trimming paving edges
    • E01C23/0926Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for forming cuts, grooves, or recesses, e.g. for making joints or channels for markings, for cutting-out sections to be removed; for cleaning, treating, or filling cuts, grooves, recesses, or fissures; for trimming paving edges for forming, opening-out, cleaning, drying or heating cuts, grooves, recesses or, excluding forming, cracks, e.g. cleaning by sand-blasting or air-jet ; for trimming paving edges with power-driven tools, e.g. vibrated, percussive cutters
    • E01C23/0933Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for forming cuts, grooves, or recesses, e.g. for making joints or channels for markings, for cutting-out sections to be removed; for cleaning, treating, or filling cuts, grooves, recesses, or fissures; for trimming paving edges for forming, opening-out, cleaning, drying or heating cuts, grooves, recesses or, excluding forming, cracks, e.g. cleaning by sand-blasting or air-jet ; for trimming paving edges with power-driven tools, e.g. vibrated, percussive cutters rotary, e.g. circular-saw joint cutters

Definitions

  • the invention relates to a mobile cutting device according to the preamble of patent claim 1.
  • Mobile cutting devices in particular floor saws or manual ground cutting machines are known. They often have a single-cylinder internal combustion engine as the drive motor, whose power is transmitted via a belt drive on a serving as a tool cutting disc. Due to the relatively large free mass forces and moments of these engines and because of the unfavorable weight ratio of engine to the remainder of the machine relatively strong vibrations that are transmitted by hand on the joint trimmer leading operator.
  • hand-arm vibration values For floor saw cutters driven by gasoline engines, hand-arm vibration values of 5 to 10 m / s 2 are achieved.
  • the values are usually even higher (up to approx. 15 m / s 2 ).
  • the handles on the floor cutters are usually covered with plastic or rubber.
  • the vibration-reducing effect is low.
  • a concrete saw the drive of a first pulley, which is arranged on a drive shaft coupled to a drive motor, a drive belt which connects the first pulley with a second pulley, which is arranged on a transmission axis, and a substantially centrally arranged V-belt system for transmitting a drive torque from the transmission axis to a tool-carrying axis.
  • a holding device for the drive motor is shown, in which the drive motor is mounted on a base, which is connected via vibration-damping fasteners with the environment.
  • the vibationsdämpfenden fasteners allow radial and axial vibrations between the transmission axis and the tool-carrying axis, which act on the V-belt system.
  • the invention has for its object to provide a mobile cutting device, with an effective vibration isolation at least on the guided by the operator handle without negative influences on the drive system must be taken into account.
  • a mobile cutting device comprises a drive motor for generating a drive torque and a transmission device with a drive element rotatable with respect to a first axis rotatable drive element, a rotatable relative to a second axis output element and a drive element to the output element coupling torque transmission device. Downstream of the transmission device is coupled to the output element rotatable tool holder, in which a tool, for. B. a cutting disc, can be fastened.
  • the drive element and the output element are held by a rigid support means such that the axial distance, so the relative position between the first and the second axis is substantially constant and in particular invariable during operation.
  • a compensating device is provided between the drive motor and the drive element and / or between the output element and the tool holder for essentially torsionally stiff transmission of the drive torque and for compensating a radial and axial offset between one in the compensation device leading axis and an outgoing from the balancer axis.
  • the rigid carrier device Due to the rigid carrier device, it is ensured that the relative position between the drive element and the output element can not change even in the oscillatory operation of the cutting device. As a result, in particular, the torque transmission device coupling the drive element and the output element is kept free from forced forces caused by vibrations, so that a significantly longer service life can be achieved. But in order to achieve in the torque flow from the drive motor to the tool a required for the vibration isolation relative mobility is at a suitable point, namely between the drive motor and the drive element and / or between the output element and the tool holder, the compensation device is provided. The compensation device is able to transmit the drive torque substantially torsionally stiff.
  • a relative mobility between the drive motor and the tool required for softening a vibration isolation is realized as a radial and axial offset between the axis leading into the compensation device and the axis leading out of the compensation device in the compensation device. Due to its structural design, the compensation device is able to absorb and compensate for the offset. Since the compensation device is separated from the transmission device, the transmission device is not loaded by the offset.
  • the transmission device is a belt drive, so that the drive element is designed as a drive pulley and the output element is designed as a driven pulley.
  • a torque transmission device is a belt, in particular a V-belt, a toothed belt or a V-ribbed belt.
  • Belt drives have proven themselves to be robust, low-maintenance and reliable in the past.
  • the rigid support means is loaded almost exclusively by the forces required to transmit the drive torque, but not by a vibration-related change in the relative position of the pulleys.
  • the carrier device carries a tensioning device for tensioning the belt. Compliance with a given belt tension is required to reliably transmit the drive torque. By also supporting the tensioning device by the carrier device, it can be achieved that the tensioning device does not change its relative position with respect to the drive pulley and the driven pulley.
  • the transmission device is realized as a gear transmission or a worm gear.
  • a torque transmission device then serves the toothing between the wheels or screws, so z.
  • the drive motor is held by a main carrier, wherein between the drive motor and the main carrier a Schwingungsisolier founded is arranged.
  • the main carrier is z. B. a chassis of the cutting device in the form of an experienced on wheels base frame. The Schwingungsisolier interests ensures that the vibration generated by the drive motor is not or only reduced to the main carrier and thus transferred to the remainder of the machine.
  • the drive motor and the support member and the output member holding support means are rigidly interconnected, wherein the Schwingungsisolier adopted between the drive motor with the support means on the one hand and the main carrier on the other hand is arranged.
  • the Schwingungsisolier overlooked between the drive motor with the support means on the one hand and the main carrier on the other hand is arranged.
  • no relative movement between the drive motor, the drive element and the output element is accordingly allowed. Rather, the three components form a self-propelled drive unit, which is isolated by the Schwingungsisolier coupled of the remaining machine (tool holder, cutting tool, main carrier, handles) vibration.
  • the drive motor is integrated into the carrier device such that the drive motor carries the drive element.
  • the drive motor or components of the drive motor are part of the rigid support means, so that additional components can be avoided.
  • the drive pulley serving as the drive member may be directly seated on a drive shaft of the drive motor.
  • the drive shaft, the bearing supporting the drive shaft and the bearing housing the motor housing are all part of the support means.
  • carrier device is to be understood abstractly or functionally in this context and is directed less towards a concrete structural realization.
  • the compensating device is arranged between the output element belonging to the drive unit and the tool holder, in order to prevent the latter from becoming dislodged To compensate for relative movement of the drive unit relative to the tool holder and the remainder of the machine.
  • the support means is rigidly connected to the main support.
  • the carrier device with the drive element carried by it and the driven element belongs to the "remnant machine", whereas the drive motor alone is intended to be vibration-isolated.
  • the compensation device is then preferably arranged between the drive motor and the drive element in order to be able to compensate for the vibration-related relative movement of the drive motor in relation to the drive element that is stiff but rotatably connected to the main carrier.
  • the compensation device is preferably provided as a flexible coupling, in particular as a bellows coupling.
  • a bellows coupling it is possible to realize the balancing device by means of universal joints or a cardan shaft.
  • multiple bellows couplings, in particular stainless metal bellows couplings can be connected to each other axially, which also has a cardan effect is achieved.
  • a possible torsionally rigid design of the compensation device is desirable.
  • the output element, the compensation device and the tool holder are arranged substantially coaxially to each other.
  • This solution thus relates in particular to the case in which the drive motor with the carrier device, the drive element and the output element form a rigid drive unit, so that the compensation device is arranged between the output element and the tool holder.
  • the second axis belonging to the output element can be used as an axis leading into the compensating device, the relative movement of which relative to the axis of the tool holder being compensated.
  • the output element and the tool holder are arranged at a maximum axial distance from each other.
  • the arrangement according to the invention ensures a considerable reduction of the acceleration values acting on the handle of the cutting device on the operator caused by the engine vibrations.
  • Fig. 1 shows in perspective view a joint cutter as a cutting device according to the invention.
  • a cutting or cutting disc is not shown.
  • main carrier 1 Serving as a chassis or frame main carrier 1 is movably mounted on three rollers 2. From the main carrier 1 extends a tubular frame 3, followed by two handles 4 for operation by an operator connect.
  • tubular frame 3 controls for controlling a later-explained drive motor, the cutting disc and to set the cutting depth are provided. Also attached to the tube frame 3 is a water tank 6 in which water is stored for rinsing during cutting.
  • the cutting disc (in Fig. 1 not shown) is covered by a tool cover 7 attached to the main carrier 1.
  • a drive unit 8 On the main carrier 1, a drive unit 8 is held elastically.
  • the drive unit 8 has a rigid carrier device 9, to which inter alia a base plate 10 belongs.
  • a drive motor 11 On the base plate 10, a drive motor 11 is fixed.
  • an internal combustion engine namely a diesel or a gasoline engine is suitable.
  • the base plate 10 is mounted on resilient bearing elements 12.
  • the elastic bearing elements 12 are used for vibration isolation and allow a relative movement of the drive unit 8 with the vibration generating drive motor 11 relative to the main carrier 1, on which the elastic bearing elements 12 are mounted.
  • FIG. 2 a perspective view of the main carrier 1 with the tube frame 3 and the elastic bearing elements 12 is shown. Because the base plate 10 is not shown, it can be clearly seen that in this embodiment four elastic bearing elements 12 are fastened on the main carrier 1.
  • Fig. 3 shows the drive unit 8 isolated in perspective partial view. Fig. 3 is therefore together with Fig. 1 explained.
  • drive belt slide 15 On one end of an emerging from the drive motor 11 drive shaft 13 serving as a drive element drive pulley 14 is placed. Assigned to this with a parallel axis of rotation is an output belt slide 15, which is mounted on a boom 16. The boom 16 is positively connected rigidly to the base plate 10. Between the drive pulley 14 and the driven pulley 15, a drive belt 17 extends to transmit the torque of the drive motor 11 to the output pulley 15. The drive belt 17 can be maintained at a desired belt tension by means of a tensioner, not shown.
  • the output pulley 15 is held rigidly on the base plate 10 via the boom 16.
  • the base plate 10 in turn carries positively and rigidly the drive motor 11, on the drive shaft 13, the driven pulley 14 is placed.
  • the drive motor 11 with its drive shaft 13, the base plate 10 and the boom 16 a rigid support means, which ensures that the relative position, in particular the center distance between the drive pulley 14 and the driven pulley 15 is kept substantially constant.
  • the carrier device is dimensioned such that the vibrations generated by the drive motor 11 are insufficient, to achieve a noticeable change in shape of the support means and thus a change in the center distance between the drive pulley 14 and the output pulley 15.
  • Fig. 4 shows in front view and in addition to Fig. 3 the entire drive train.
  • the structure of the drive motor with the belt drive consisting of the drive pulley 14 and the driven pulley 15 and the drive belt 17 has already been in connection with Fig. 3 described.
  • the coupling 19 has a first metal bellows 20 and a second metal bellows 21, between which an intermediate shaft 22 extends. Downstream of the second metal bellows 21, a second wave extension 22 is provided which opens into a tool holder 24.
  • the second wave extension 23 is mounted in a manner not shown on the frame 1 and a not shown vertically movable frame in a known manner.
  • the drive unit 8 is swinging elastically relative to the main carrier 1.
  • the output pulley 15 also changes its relative position with respect to the main carrier 1.
  • the position of the tool holder 24 due to the storage of the second shaft extension 23 relative to the main carrier 1 is fixed.
  • the coupling 19, the two metal bellows 20, 21 with the intermediate shaft 22 therebetween is ensured that the drive torque coming from the output pulley 15 is transmitted torsionally stiff, whereby radial offsets of the output pulley 15 can be compensated.
  • metal bellows 20. 21 having the coupling 19 may also be another balancing device, for. B. a propeller shaft, are installed.
  • a clutch serving as a balancer is provided between the drive motor 11 and the drive pulley 14.
  • the drive motor 11 is vibrationally decoupled from the rest of the machine, while the existing of the drive pulley 14, the driven pulley 15 and the drive belt 17 belt drive together with the tool holder 24 are dimensionally rigidly interconnected. The compensation of the relative movements is then absorbed by the compensation device before the drive pulley 14.
  • the tool holder 24 is mounted directly on the driven pulley 15. In any case, it is not necessary in this embodiment to achieve the greatest possible distance between the driven pulley 15 and the tool holder 24, because there no compensation of the relative position must be made.
  • the latter variant has the advantage that the number of parts loaded by the vibrations is minimized because the belt drive is already separated from the drive motor 11 in terms of vibration. As a result, the parts are spared, and achieved a reduction of the sound radiation.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine fahrbare Schneidvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Fahrbare Schneidvorrichtungen, insbesondere Fugenschneider bzw. Bodentrennschleifmaschinen mit manuellem Vorschub sind bekannt. Sie weisen häufig als Antriebsmotor einen einzylindrigen Verbrennungsmotor auf, dessen Leistung über einen Riementrieb auf eine als Werkzeug dienende Schneidscheibe übertragen wird. Aufgrund der relativen großen freien Massenkräfte und -momente dieser Motoren sowie wegen des ungünstigen Gewichtsverhältnisses von Motor zur Restmaschine entstehen relativ starke Schwingungen, die über Handgriffe auch auf den den Fugenschneider führenden Bediener übertragen werden. Bei durch Ottomotoren angetriebenen Fugenschneidern werden Hand-Arm-Schwingungswerte von 5 bis 10 m/s2 erreicht. Bei Dieselmotor-Antrieben liegen die Werte meist sogar noch höher (bis ca. 15 m/s2).
  • Um den Bediener vor einer zu starken Schwingungseinwirkung bzw. zu hohen Beschleunigungswerten zu schützen, werden die Handgriffe an den Fugenschneidern meist mit Kunststoff oder Gummi überzogen. Die vibrationsmindernde Wirkung ist jedoch gering.
  • Ebenso ist es bekannt, den Motor mit Hilfe einer elastischen Motorlagerung von der Restmaschine schwingungsmäßig zu isolieren. Die elastische Lagerung erlaubt jedoch prinzipbedingt Relativbewegungen zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite. Sofern zur Leistungsübertragung ein Riementrieb verwendet wird, bedeutet dies, dass sich die Relativlage zwischen der Antriebs-Riemenscheibe und der Abtriebs-Riemenscheibe ständig ändert, was die Lebensdauer des zur Leistungsübertragung verwendeten Riemens erheblich vermindert. Zudem bewirkt die erforderliche Riemenvorspannung Rückwirkungen auf die elastische Lagerung des Motors, wodurch die Auslegung des Gesamtsystems für sämtliche Betriebsbedingungen erschwert wird.
  • Andere Systeme zur Leistungsübertragung vom Antriebsmotor auf das Werkzeug, wie z. B. Kettentriebe oder Hydrogetriebe, sind wesentlich teurer und wartungsintensiver.
  • Aus der WO 93/02844 ist eine Betonsäge bekannt, deren Antrieb eine erste Riemenscheibe, welche auf einer mit einem Antriebsmotor gekoppelten Antriebsachse angeordnet ist, einen Antriebsriemen, welcher die erste Riemenscheibe mit einer zweiten Riemenscheibe, welche auf einer Übertragungsachse angeordnet ist, verbindet, und ein im Wesentlichen mittig angeordnetes Keilriemensystem zur Übertragung eines Antriebsmoments von der Übertragungsachse auf eine werkzeugführende Achse aufweist. Weiterhin ist eine Haltevorrichtung für den Antriebsmotor gezeigt, bei welcher der Antriebsmotor auf einer Standfläche gelagert ist, die über vibrationsdämpfende Befestigungen mit der Umgebung verbunden ist. Die vibationsdämpfenden Befestigungen lassen radiale und axiale Schwingungen zwischen der Übertragungsachse und der werkzeugführenden Achse zu, die auf das Keilriemensystem wirken.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fahrbare Schneidvorrichtung anzugeben, mit einer effektiven Schwingungsisolierung wenigstens an dem vom Bediener geführten Handgriff, ohne dass negative Einflüsse auf das Antriebssystem in Kauf genommen werden müssen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Eine erfindungsgemäße fahrbare Schneidvorrichtung weist einen Antriebsmotor zum Erzeugen eines Antriebsdrehmoments und eine Getriebeeinrichtung mit einem mit dem Antriebsmotor gekoppelten, bezüglich einer ersten Achse drehbaren Antriebselement, einem bezüglich einer zweiten Achse drehbaren Abtriebselement und einer das Antriebselement mit dem Abtriebselement koppelnden Drehmomentübertragungseinrichtung auf. Stromab von der Getriebeeinrichtung ist eine mit dem Abtriebselement gekoppelte drehbare Werkzeughalterung angeordnet, in der ein Werkzeug, z. B. eine Schneidscheibe, befestigbar ist. Das Antriebselement und das Abtriebselement sind durch eine steife Trägereinrichtung derart gehalten, dass der Achsabstand, also die Relativlage zwischen der ersten und der zweiten Achse im Wesentlichen konstant und insbesondere im Betrieb unveränderlich ist. Weiterhin ist zwischen dem Antriebsmotor und dem Antriebselement und/oder zwischen dem Abtriebselement und der Werkzeughalterung eine Ausgleichseinrichtung vorgesehen, zum im Wesentlichen drehsteifen Übertragen des Antriebsdrehmoments und zum Ausgleichen eines Radial- und Axialversatzes zwischen einer in die Ausgleichseinrichtung hineinführenden Achse und einer aus der Ausgleichseinrichtung herausführenden Achse.
  • Durch die steife Trägereinrichtung ist es sichergestellt, dass sich die Relativlage zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement auch im schwingungsbehafteten Betrieb der Schneidvorrichtung nicht ändern kann. Dadurch wird insbesondere die das Antriebselement und das Abtriebselement koppelnde Drehmomentübertragungseinrichtung von durch Schwingungen bewirkten Zwangskräften freigehalten, so dass eine deutlich höhere Lebensdauer erreicht werden kann. Um aber in dem Drehmomentenfluss vom Antriebsmotor zum Werkzeug eine für die Schwingungsentkopplung erforderliche relative Beweglichkeit zu erreichen, ist an geeigneter Stelle, nämlich zwischen dem Antriebsmotor und dem Antriebselement und/oder zwischen dem Abtriebselement und der Werkzeughalterung die Ausgleichseinrichtung vorgesehen. Die Ausgleichseinrichtung ist in der Lage, das Antriebsdrehmoment im Wesentlichen drehsteif zu übertragen. Eine zum Erweichen einer Schwingungsisolation erforderliche Relativbeweglichkeit zwischen dem Antriebsmotor und dem Werkzeug wird als Radial- und Axialversatz zwischen der in die Ausgleichseinrichtung hineinführenden Achse und der aus der Ausgleichseinrichtung herausführenden Achse in der Ausgleichseinrichtung realisiert. Aufgrund ihrer konstruktiven Ausführung ist die Ausgleichseinrichtung in der Lage, den Versatz aufzunehmen und auszugleichen. Da die Ausgleichseinrichtung von der Getriebeeinrichtung getrennt ist, wird die Getriebeeinrichtung durch den Versatz nicht belastet.
  • Vorzugsweise ist die Getriebeeinrichtung ein Riementrieb, so dass das Antriebselement als Antriebs-Riemenscheibe und das Abtriebselement als Abtriebs-Riemenscheibe ausgeführt ist. Als Drehmomentübertragungseinrichtung dient ein Riemen, insbesondere ein Keilriemen, ein Zahnriemen oder ein Keilrippenriemen. Riementriebe haben sich bereits in der Vergangenheit als robust, wartungsarm und zuverlässig erwiesen. Indem die steife Trägereinrichtung die Relativposition zwischen der Antriebs-Riemenscheibe und der Abtriebs-Riemenscheibe konstant hält, wird der Riemen praktisch ausschließlich durch die zur Übertragung des Antriebsdrehmoments erforderlichen Kräfte belastet, nicht aber durch eine schwingungsbedingte Änderung der Relativlage der Riemenscheiben.
  • Vorteilhafterweise trägt die Trägereinrichtung eine Spanneinrichtung zum Spannen des Riemens. Das Einhalten einer vorgegebenen Riemenspannung ist erforderlich, um das Antriebsdrehmoment zuverlässig übertragen zu können. Indem die Spanneinrichtung ebenfalls von der Trägereinrichtung getragen wird, kann erreicht werden, dass auch die Spanneinrichtung ihre Relativposition bezüglich der Antriebs-Riemenscheibe und der Abtriebs-Riemenscheibe nicht ändert.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Getriebeeinrichtung als ein Zahnradgetriebe oder ein Schneckengetriebe realisiert. Als Drehmomentübertragungseinrichtung dient dann die Verzahnung zwischen den Rädern bzw. Schnecken, also z. B. eine Stirnradverzahnung, eine Kegelradverzahnung oder eine Schneckenverzahnung.
  • Vorzugsweise ist der Antriebsmotor von einem Hauptträger gehalten, wobei zwischen dem Antriebsmotor und dem Hauptträger eine Schwingungsisoliereinrichtung angeordnet ist. Als Hauptträger eignet sich z. B. ein Fahrgestell der Schneidvorrichtung in Form eines auf Rädern erfahrbaren Grundrahmens. Die Schwingungsisoliereinrichtung gewährleistet, dass die von dem Antriebsmotor erzeugte Schwingung nicht bzw. nur reduziert auf den Hauptträger und damit auf die Restmaschine übertragen wird.
  • Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Schwingungsisoliereinrichtung ein federelastisches Element, z. B. einen Gummmipuffer, aufweist.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind der Antriebsmotor und die das Antriebselement und das Abtriebselement haltende Trägereinrichtung steif miteinander verbunden, wobei die Schwingungsisoliereinrichtung zwischen dem Antriebsmotor mit der Trägereinrichtung einerseits und dem Hauptträger andererseits angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird demgemäß keine Relativbewegung zwischen dem Antriebsmotor, dem Antriebselement und dem Abtriebselement zugelassen. Vielmehr bilden die drei Komponenten eine in sich steife Antriebseinheit, die durch die Schwingungsisoliereinrichtung von der Restmaschine (Werkzeughalterung, Schneidwerkzeug, Hauptträger, Handgriffe) schwingungsmäßig isoliert ist.
  • Bei dieser Ausführungsform kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der Antriebsmotor derart in die Trägereinrichtung integriert ist, dass der Antriebsmotor das Antriebselement trägt. In diesem Fall werden der Antriebsmotor bzw. Komponenten des Antriebsmotors Bestandteil der steifen Trägereinrichtung, so dass zusätzliche Bauelemente vermieden werden können. Zum Beispiel kann die als Antriebselement dienende Antriebs-Riemenscheibe direkt auf eine Antriebswelle des Antriebsmotors aufgesetzt werden. In diesem Fall sind die Antriebswelle, die die Antriebswelle lagernden Lager und das die Lager aufnehmende Motorgehäuse allesamt Bestandteil der Trägereinrichtung. Der Begriff der Trägereinrichtung ist in diesem Zusammenhang abstrakt bzw. funktionsbezogen zu verstehen und weniger auf eine konkrete bauliche Realisierung gerichtet.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist es besonders zweckmäßig, wenn die Ausgleichseinrichtung zwischen dem zu der Antriebseinheit gehörenden Abtriebselement und der Werkzeughalterung angeordnet ist, um die Relativbewegung der Antriebseinheit gegenüber der Werkzeughalterung und der Restmaschine auszugleichen.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Trägereinrichtung mit dem Hauptträger steif verbunden. In diesem Fall gehört die Trägereinrichtung mit dem von ihr getragenen Antriebselement und dem Abtriebselement zu der "Restmaschine", während der Antriebsmotor allein für sich schwingungsisoliert vorgesehen ist. Die Ausgleichseinrichtung ist dann vorzugsweise zwischen dem Antriebsmotor und dem Antriebselement angeordnet, um die schwingungsbedingte Relativbewegung des Antriebsmotors gegenüber dem mit dem Hauptträger steif, aber drehbar verbundenen Antriebselement ausgleichen zu können.
  • Die Ausgleichseinrichtung ist vorzugsweise als elastische Kupplung, insbesondere als Balgkupplung vorgesehen. Ebenso ist es möglich, die Ausgleichseinrichtung mit Hilfe von Kardangelenken bzw. einer Kardanwelle zu realisieren. Auch können mehrere Balgkupplungen, insbesondere rostfreie Metallbalgkupplungen miteinander axial verbunden werden, wodurch ebenfalls ein Kardaneffekt erreicht wird. Um eine zuverlässige Übertragung des Antriebsdrehmoments auf das Werkzeug zu erreichen, ist eine möglichst drehsteife Ausführung der Ausgleichseinrichtung anzustreben.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind das Abtriebselement, die Ausgleichseinrichtung und die Werkzeughalterung im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet. Diese Lösung betrifft somit insbesondere den Fall, bei dem der Antriebsmotor mit der Trägereinrichtung, dem Antriebselement und dem Abtriebselement eine steife Antriebseinheit bilden, so dass die Ausgleichseinrichtung zwischen dem Abtriebselement und der Werkzeughalterung angeordnet ist. Durch die koaxiale Anordnung kann die zu dem Abtriebselement gehörige zweite Achse als in die Ausgleichseinrichtung hineinführende Achse genutzt werden, deren Relativbewegung gegenüber der Achse der Werkzeughalterung ausgeglichen wird.
  • Vorzugsweise sind das Abtriebselement und die Werkzeughalterung in einem größtmöglichen Axialabstand zueinander angeordnet. Dadurch besteht axial viel Platz, um den erforderlichen Ausgleich des Radialversatzes vornehmen zu können.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet eine erhebliche Verminderung der am Handgriff der Schneidvorrichtung auf den Bediener einwirkenden, durch die Motorschwingungen hervorgerufenen Beschleunigungswerte.
  • Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung;
    Fig. 2
    eine Perspektivansicht eines Hauptträgers der Schneidvorrichtung von Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Antriebseinheit der Schneidvorrichtung von Fig. 1; und
    Fig. 4
    eine Vorderansicht des gesamten Antriebsstrangs bei der Schneidvorrichtung von Fig. 1.
  • Fig. 1 zeigt in Perspektivansicht einen Fugenschneider als erfindungsgemäße Schneidvorrichtung. Das eigentliche Schneidwerkzeug, z. B. eine Schneid- oder Trennscheibe, ist nicht dargestellt.
  • Ein als Fahrgestell bzw. Rahmen dienender Hauptträger 1 ist auf drei Rollen 2 fahrbar gelagert. Von dem Hauptträger 1 erstreckt sich ein Rohrrahmen 3, an den sich zwei Handgriffe 4 zur Bedienung durch einen Bediener anschließen.
  • An dem Rohrrahmen 3 sind Bedienelemente zum Steuern eines später noch erläuterten Antriebsmotors, der Schneidscheibe und zum Einstellen der Schneidtiefe vorgesehen. Ebenfalls ist an dem Rohrrahmen 3 ein Wasserbehälter 6 befestigt, in dem Wasser zum Spülen während des Schneidens aufbewahrt wird.
  • Die Schneidscheibe (in Fig. 1 nicht gezeigt) wird durch eine an dem Hauptträger 1 befestigte Werkzeugabdeckung 7 abgedeckt.
  • Auf dem Hauptträger 1 ist eine Antriebseinheit 8 elastisch gehalten. Die Antriebseinheit 8 weist eine steife Trägereinrichtung 9 auf, zu der unter anderem eine Grundplatte 10 gehört. Auf der Grundplatte 10 ist ein Antriebsmotor 11 befestigt. Als Antriebsmotor 11 eignet sich ein Verbrennungsmotor, nämlich ein Diesel- oder ein Ottomotor.
  • Die Grundplatte 10 ist auf federelastischen Lagerelementen 12 gelagert. Die elastischen Lagerelemente 12 dienen zur Schwingungsisolierung und erlauben eine Relativbewegung der Antriebseinheit 8 mit dem die Schwingungen erzeugenden Antriebsmotor 11 relativ zu dem Hauptträger 1, auf dem die elastischen Lagerelemente 12 angebracht sind.
  • Zur Verdeutlichung ist in Fig. 2 eine Perspektivansicht des Hauptträgers 1 mit dem Rohrrahmen 3 und den elastischen Lagerelementen 12 gezeigt. Dadurch, dass die Grundplatte 10 nicht dargestellt ist, ist gut erkennbar, dass bei dieser Ausführungsform vier elastische Lagerelemente 12 auf dem Hauptträger 1 befestigt sind.
  • Fig. 3 zeigt die Antriebseinheit 8 in perspektivischer Teildarstellung isoliert. Fig. 3 wird daher zusammen mit Fig. 1 erläutert.
  • Auf einem Ende einer aus dem Antriebsmotor 11 austretenden Antriebswelle 13 ist eine als Antriebselement dienende Antriebs-Riemenscheibe 14 aufgesetzt. Dieser mit paralleler Drehachse zugeordnet ist eine Abtriebs-Riemenschiebe 15 angeordnet, die an einem Ausleger 16 gelagert ist. Der Ausleger 16 ist mit der Grundplatte 10 formschlüssig steif verbunden. Zwischen der Antriebs-Riemenscheibe 14 und der Abtriebs-Riemenscheibe 15 verläuft ein Antriebsriemen 17, um das Drehmoment des Antriebsmotors 11 auf die Abtriebs-Riemenscheibe 15 zu übertragen. Der Antriebsriemen 17 kann mit Hilfe einer nicht dargestellten Spanneinrichtung auf einer gewünschten Riemenspannung gehalten werden.
  • Wie bereits gesagt, ist die Abtriebs-Riemenscheibe 15 über den Ausleger 16 an der Grundplatte 10 steif gehalten. Die Grundplatte 10 wiederum trägt formschlüssig und steif den Antriebsmotor 11, auf dessen Antriebswelle 13 die Abtriebs-Riemenscheibe 14 aufgesetzt ist. Somit bilden der Antriebsmotor 11 mit seiner Antriebswelle 13, die Grundplatte 10 und der Ausleger 16 eine steife Trägereinrichtung, die sicherstellt, dass die Relativlage, insbesondere der Achsabstand zwischen der Antriebs-Riemenscheibe 14 und der Abtriebs-Riemenscheibe 15 im Wesentlichen konstant gehalten wird. Die Trägereinrichtung ist derart dimensioniert, dass die vom Antriebsmotor 11 erzeugten Schwingungen nicht ausreichen, eine merkbare Formänderung der Trägereinrichtung und damit eine Veränderung des Achsabstands zwischen der Antriebs-Riemenscheibe 14 und der Abtriebs-Riemenscheibe 15 zu erreichen.
  • Die gesamte in Fig. 3 gezeigte Antriebseinheit 8 ist durch die federelastischen Lagerelemente 12 schwingungsmäßig von dem restlichen Fugenschneider isoliert.
  • Fig. 4 zeigt in Vorderansicht und in Ergänzung zu Fig. 3 den gesamten Antriebsstrang. Der Aufbau des Antriebsmotors mit dem aus der Antriebs-Riemenscheibe 14 und der Abtriebs-Riemenscheibe 15 und dem Antriebsriemen 17 bestehenden Riementrieb wurde bereits in Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben.
  • Von der Abtriebs-Riemenscheibe 15 erstreckt sich ein ebenfalls an dem Ausleger 16 gelagerter erster Wellenforsatz 18, der in eine als Ausgleichseinrichtung dienende Kupplung 19 mündet. Die Kupplung 19 weist einen ersten Metallbalg 20 und einen zweiten Metallbalg 21 auf, zwischen denen sich eine Zwischenwelle 22 erstreckt. Stromab von dem zweiten Metallbalg 21 ist ein zweiter Wellenfortsatz 22 vorgesehen, der in eine Werkzeughalterung 24 mündet. Der zweite Wellenfortsatz 23 ist in nicht dargestellter Weise an dem Rahmen 1 bzw. einem nicht dargestellten höhenbeweglichen Rahmen in bekannter Weise gelagert.
  • Von der Werkzeughalterung 24 wird z. B. eine nicht dargestellte Schneidscheibe gelagert.
  • Wie oben ausgeführt, ist die Antriebseinheit 8 relativ zu dem Hauptträger 1 schwingend elastisch beweglich. Dies führt dazu, dass auch die Abtriebs-Riemenscheibe 15 ihre Relativposition gegenüber dem Hauptträger 1 ändert. Im Gegensatz dazu ist die Position der Werkzeughalterung 24 aufgrund der Lagerung des zweiten Wellenfortsatzes 23 gegenüber dem Hauptträger 1 festgelegt. Zum Ausgleich der Relativbewegung der Abtriebs-Riemenscheibe 15 gegenüber der Werkzeughalterung 24 weist die Kupplung 19 die beiden Metallbalge 20, 21 mit der dazwischen liegenden Zwischenwelle 22 auf. Nach dem Kardanprinzip ist sichergestellt, dass das von der Abtriebs-Riemenscheibe 15 kommende Antriebsdrehmoment drehsteif übertragen wird, wobei Radialversätze der Abtriebs-Riemenscheibe 15 ausgeglichen werden können.
  • Anstelle der die Metallbalge 20. 21 aufweisenden Kupplung 19 kann auch eine andere Ausgleichseinrichtung, z. B. eine Kardanwelle, eingebaut werden.
  • Bei einer anderen, nicht in den Figuren gezeigten Ausführungsform ist eine als Ausgleichseinrichtung dienende Kupplung zwischen dem Antriebsmotor 11 und der Antriebs-Riemenscheibe 14 vorgesehen. In diesem Fall ist lediglich der Antriebsmotor 11 schwingungsmäßig von der restlichen Maschine entkoppelt, während der aus der Antriebs-Riemenscheibe 14, der Abtriebs-Riemenscheibe 15 und dem Antriebsriemen 17 bestehende Riementrieb zusammen mit der Werkzeughalterung 24 formsteif miteinander verbunden sind. Der Ausgleich der Relativbewegungen wird dann von der Ausgleichseinrichtung noch vor der Antriebs-Riemenscheibe 14 aufgenommen.
  • Bei dieser Ausführungsform kann es vorteilhaft sein, wenn die Werkzeughalterung 24 direkt an der Abtriebs-Riemenscheibe 15 angebracht ist. Es ist jedenfalls bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich, einen möglichst großen Abstand zwischen der Abtriebs-Riemenscheibe 15 und der Werkzeughalterung 24 zu erreichen, weil dort kein Ausgleich der Relativlage vorgenommen werden muss.
  • Die letztere Variante hat den Vorteil, das die Anzahl der durch die Schwingungen belasteten Teile minimiert ist, weil der Riementrieb bereits schwingungsmäßig von dem Antriebsmotor 11 getrennt ist. Dadurch werden die Teile geschont, sowie eine Verminderung der Schallabstrahlung erreicht.
  • Anstelle der beschriebenen Verbrennungsmotoren ist es möglich, die erfindungsgemäße Anordnung auch bei anderen Antriebsmotoren einzusetzen, insbesondere dann, wenn diese freie Massenkräfte entfalten und somit als Schwingungserzeuger wirken.
  • Die Lage der Drehachsen von Motor, Übertragungselementen und Werkzeug ist beliebig, hier sind jegliche Kombinationen denkbar.

Claims (13)

  1. Fahrbare Schneidvorrichtung, mit
    - einem Antriebsmotor (11) zum Erzeugen eines Antriebsdrehmoments;
    - einer Getriebeeinrichtung, mit einem mit dem Antriebsmotor (11) gekoppelten, bezüglich einer ersten Achse drehbaren Antriebselement (14), einem bezüglich einer zweiten Achse drehbaren Abtriebselement (15) und einer das Antriebselement (14) mit dem Abtriebselement (15) koppelnden Drehmomentübertragungseinrichtung (17); und mit
    - einer stromab von der Getriebeeinrichtung angeordneten, mit dem Abtriebselement (15) gekoppelten drehbaren Werkzeughalterung (24); wobei das Antriebselement (14) und das Abtriebselement (15) durch eine steife Trägereinrichtung (10, 16, 11) gehalten sind, derart, dass die Relativposition, insbesondere der Achsabstand zwischen der ersten und der zweiten Achse im Wesentlichen konstant ist; dadurch gekennzeichnet, dass
    - zwischen dem Antriebsmotor (11) und dem Antriebselement (14) und/oder zwischen dem Abtriebselement (15) und der Werkzeughalterung (24) eine Ausgleichseinrichtung (19) vorgesehen ist zum im Wesentlichen drehsteifen Übertragen des Antriebsdrehmoments und zum Ausgleichen eines veränderlichen oder schwingenden Versatzes zwischen der Werkzeughalterung (24) und dem Antriebsmotor (11).
  2. Fahrbare Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleich des Versatzes zwischen einer in die Ausgleichseinrichtung (19) hineinführenden Achse und einer aus der Ausgleichseinrichtung herausführenden Achse erfolgt.
  3. Fahrbare Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Getriebeeinrichtung ein Riementrieb ist;
    - das Antriebselement eine Antriebs-Riemenscheibe (14) und das Abtriebselement eine Abtriebs-Riemenscheibe (15) ist; und dass
    - die Drehmomentübertragungseinrichtung ein Riemen (17), insbesondere ein Keilriemen, ein Zahnriemen oder ein Keilrippenriemen ist.
  4. Fahrbare Schneidvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung eine Spanneinrichtung zum Spannen des Riemens trägt.
  5. Fahrbare Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung ein Zahnradgetriebe oder ein Schnekkengetriebe ist.
  6. Fahrbare Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Antriebsmotor (11) von einem Hauptträger (1) gehalten ist und dass
    - zwischen dem Antriebsmotor (11) und dem Hauptträger (1) eine Schwingungsisoliereinrichtung (12) angeordnet ist.
  7. Fahrbare Schneidvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsisoliereinrichtung (12) ein federelastisches Element aufweist.
  8. Fahrbare Schneidvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Antriebsmotor (11) und die das Antriebselement (14) und das Abtriebselement (15) haltende Trägereinrichtung (10, 16) steif miteinander verbunden sind; und dass
    - zwischen dem Antriebsmotor (11) mit der Trägereinrichtung (10, 16) einerseits und dem Hauptträger (1) andererseits die Schwingungsisoliereinrichtung (12) angeordnet ist.
  9. Fahrbare Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (11) derart in die Trägereinrichtung (10, 16) integriert ist, dass der Antriebsmotor (10) das Antriebselement (14) trägt.
  10. Fahrbare Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung mit dem Hauptträger (1) steif verbunden ist.
  11. Fahrbare Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (19) eine elastische Kupplung (20, 21), insbesondere eine Balgkupplung aufweist.
  12. Fahrbare Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (15), die Ausgleichseinrichtung (19) und die Werkzeughalterung (24) im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind.
  13. Fahrbare Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (15) und die Werkzeughalterung (24) in einem größtmöglichen Axialabstand zueinander angeordnet sind.
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