DE19624284A1 - Griffhebelanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Griffhebelanordnung zur Betätigung eines angetriebenen Elements wie etwa eines Drosselventils eines Verbrennungsmotors durch ein Zugelement oder Kabel, und insbesondere eine Griffhebelanordnung, die nahe einem Griff­ abschnitt eines Handgriffs einer Arbeitsmaschine wie etwa ei­ nes Rasentrimmers oder einer Heckenschere angeordnet ist, zur Betätigung des Drosselventils durch einen Drosselzug oder der­ gleichen.

In einer solchen Arbeitsmaschine, etwa einem Rasentrimmer oder einer Heckenschere, in der ein Schneidwerkzeug als Arbeitsein­ heit allgemein durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird und die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors von Hand ein­ gestellt wird, ist herkömmlich eine Griffhebelanordnung zur Einstellung der Öffnung eines Drosselventils des Verbrennungs­ motors nahe einem Griffabschnitt eines U-förmigen Handgriffs oder einer Handgriffstange für die Arbeitsmaschine angeordnet.

Die Griffhebelanordnung umfaßt ein Drosselstellelement (Gashe­ bel), das die Bedienungsperson typischerweise mit den Fingern betätigt. Durch Drehen des Drosselhebels läßt sich die Öffnung des Drosselventils durch den Drosselzug einstellen. Das Dros­ selventil ist normalerweise zu einer Minimalöffnung hin vor­ gespannt (Leerlauföffnung), so daß die Leerlauföffnung in einem Ausgangszustand gehalten wird, wenn der Drosselhebel nicht betätigt wird. Wenn jedoch der Drosselhebel betätigt wird, um den Drosselzug um eine vorbestimmte Länge oder mehr heraus zu­ ziehen und Spiel zu überwinden, vergrößert sich die Öffnung von der Leerlauföffnung zu einer Hochdrehzahl- oder Vollgas­ öffnung.

Als Drosselhebelvorrichtung zur Einstellung der Öffnung des Drosselventils sind allgemein zwei Typen bekannt. Der eine Typ stellt die Leerlauföffnung automatisch wieder her, wenn der Drosselhebel von dem jeweiligen Betriebszustand losgelassen wird, wobei der Hebel zusammen mit dem Drosselventil automa­ tisch in die Ausgangsstellung zurückgebracht wird (Leerlauf­ öffnung). Der andere Typ stellt die Leerlauföffnung nicht wie­ der her. Wenn man die Finger lediglich von dem Drosselhebel löst, bewegt sich der Drosselhebel nicht, sondern kann an ei­ ner gewünschten Drehbetätigungsstellung konstant gehalten wer­ den (siehe japanische Gebrauchsmusterschrift Nr. 57-19944).

Wenn man bei dem Typ mit automatischer Wiederherstellung der Leerlauföffnung bei laufendem Verbrennungsmotor die Finger von dem Drosselhebel löst, kehrt der Verbrennungsmotor automa­ tisch zum Leerlaufzustand zurück. Falls die Arbeitsmaschine Antriebskraft von dem Verbrennungsmotor zu dem Schneidwerkzeug als Arbeitseinheit durch eine Zentrifugalkupplung überträgt, wird die Zentrifugalkupplung im Leerlaufzustand getrennt, um die Kraftübertragung zu der Arbeitseinheit zu unterbrechen. Falls jedoch bei Betrieb der Arbeitsmaschine ein Unfall pas­ siert und die Kraftübertragung zu der aus dem Schneidwerkzeug gebildeten Arbeitseinheit unterbrochen werden muß, kann das Drosselventil sofort zur Leerlauföffnung zurückkehren, indem man die Finger lediglich von dem Drosselhebel löst. Hierdurch kann der Antrieb der Arbeitseinheit unterbrochen werden. Vom Standpunkt der Betriebssicherheit ist der Typ mit automati­ scher Wiederherstellung der Leerlauföffnung vorteilhaft gegen­ über demjenigen Typ, der die Leerlauföffnung nicht wiederher­ stellt.

Der Typ mit automatischer Wiederherstellung der Leerlauföff­ nung kehrt zwar einerseits automatische zum Leerlauf zurück, indem man lediglich die Finger vom Drosselhebel löst, jedoch muß andererseits eine gewünschte Drehbetätigungsstellung ge­ halten werden, indem man den Drosselhebel mit den Fingern dau­ erhaft hält oder ergreift.

Der das Drosselventil mit dem Drosselhebel verbindende Dros­ selzug ist auf dem Weg vom Drosselhebel zum Drosselventil in viele Richtungen gewunden. Ferner ist eine Rückholfeder des Drosselventils erforderlich, damit genügend Kraft vorhanden ist, um das Drosselventil jederzeit zurückzustellen. Um bei Betrieb der Arbeitsmaschine den Drosselhebel mit den Fingern in einer gewünschten Drehbetätigungsstellung zu halten, ist eine Betätigungskraft erforderlich, um den Drosselzug und die Spannung der Rückholfeder zu überwinden. Wenn man den Drossel­ hebel mit den Fingern über eine lange Zeit hält, ermüden die Finger.

Insbesondere muß man beim Typ mit automatischer Rückstellung der Leerlauföffnung während normaler Arbeit mit den Fingern eine starke (stark niederdrückende) Haltekraft auf den Dros­ selhebel ausüben, was den Betrieb erschwert. Trotz des oben genannten Sicherheitsvorteils ist dieser Typ der Vorrichtung nicht besonders beliebt, und tatsächlich sind kaum Arbeits­ maschinen mit dieser Art von Griffhebelanordnung ausgerüstet.

Die Erfindung hat zum Ziel, die obigen Probleme zu überwinden. Insbesondere soll eine Griffhebelanordnung (ein Drosselhebel) angegeben werden, die zugunsten der Unfallsicherheit die auto­ matische Wiederherstellungsfunktion der Leerlaufstellung auf­ weist und die im Normalbetrieb leicht und sicher betätigt wer­ den kann.

Die Griffhebelanordnung der Erfindung umfaßt einen drehend betätigbaren Bedienungshebel und einen Kniehebelmechanismus, wobei der Bedienungshebel dazu ausgelegt ist, durch den Knie­ hebelmechanismus ein mit einem angetriebenen Element verbunde­ nes Zugelement ziehend zu betätigen. Bevorzugt ist die Griff­ hebelanordnung zum Einstellen der Öffnung eines Drosselven­ tils eines Verbrennungsmotors ausgebildet.

In einer bevorzugten Ausführung umfaßt der Kniehebelmechanis­ mus ein schwenkbares Verbindungsglied und ein gleitbewegliches Verbindungsglied, die an ihren jeweiligen einen Ende drehbar miteinander verbunden sind, wobei das andere Ende des schwenk­ baren Verbindungsglieds schwenkbar angelenkt ist, das andere Ende des gleitbeweglichen Verbindungsglieds gleitbeweglich angebracht ist und das Kabel mit dem anderen Ende des gleitbeweglichen Verbindungsglieds verbunden ist.

Wenn man bei der erfindungsgemäßen Griffhebelanordnung den Bedienungshebel mit den Fingern ergreift und in eine Richtung verschwenkt, drückt der Bedienungshebel den Schwenkpunkt, der dem Satz der Verbindungsglieder des Kniehebelmechanismus ge­ meinsam ist, nach oben. Eines dieser Verbindungsglieder, d. h. das schwenkbare Verbindungsglied, ist ortsfest angelenkt und ist linear nicht beweglich, wohingegen ein Kupplungsende des anderen gleitbeweglichen Verbindungsglieds gleitend nach vorne bewegt wird. In Folge der Vorwärtsgleitbewegung des Kupplungs­ endes wird das Kabel um eine vorbestimmte Länge nach vorne gezogen, und das angetriebene Element (Drosselventil) wird bewegt.

Verschwenkt man den Bedienungshebel weiter in dieselbe Rich­ tung, stellen sich die beiden Verbindungsglieder des Kniehe­ belmechanismus im wesentlichen geradlinig. In diesem Zustand ist die Arbeitsbewegung des angetriebenen Elements maximal.

Falls in diesem Zustand ein Unfall passiert und der Betrieb sofort unterbrochen werden soll, löst man die Finger von dem Bedienungshebel. Durch diese Lösebewegung bewegt sich der Schwenkpunkt des Kniehebelmechanismus nach unten, und der Kniehebelmechanismus nimmt eine geknickte Stellung ein. Durch die Abwärtsbewegung bewegt sich das kabelziehende Kupplungs­ ende nach hinten, wodurch die auf das Kabel wirkende Zugkraft schwächer wird, so daß das angetriebene Element automatisch in die Anfangsstellung zurückkehrt und der Leerlaufzustand oder nicht betätigte Zustand wieder hergestellt ist.

Die Zugbewegung des Kabels wird durch den Kniehebelmechanismus und durch den Bedienungshebel erzeugt. Hierdurch sinkt die zur Bedienung erforderliche Kraft. Die Belastung der Finger sinkt. Dank des Kniehebelmechanismus wird die Kraft zum Halten des Bedienungshebels in Position geringer, je weiter der Bedie­ nungshebel niedergedrückt wird.

Ferner wird durch Loslassen des Bedienungshebels das angetrie­ bene Element sofort in die unbetätigte oder Ausgangsstellung automatisch zurückgebracht.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der beigefüg­ ten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Rasentrimmer mit einer er­ findungsgemäßen Griffhebelanordnung;

Fig. 2 zeigt in Seitenansicht einen Ausgangszustand der erfin­ dungsgemäßen Griffhebelanordnung;

Fig. 3 zeigt in Seitenansicht einen betätigten Zustand der Griffhebelanordnung von Fig. 2;

Fig. 4 zeigt einen Schnitt in Blickrichtung des Pfeils IV-IV in Fig. 2.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Rasentrimmers oder einer Motor­ sense mit einer erfindungsgemäßen Griffhebelanordnung.

Der Rasentrimmer 1 umfaßt eine Griffstange (Bedienungsstange) 7 mit Griffabschnitten 11 und 12, die mit gleichmäßigem Ab­ stand voneinander angeordnet sind. Die Griffstange 7 trägt an ihrem Vorderende eine Arbeitseinheit 3 mit einem Schneidwerk­ zeug 13 und einer Sicherheitsabdeckung 14 und trägt an ihrem Hinterende einen Verbrennungsmotor (einen kleinen luftgekühl­ ten Zweitaktbenzinmotor) 2, der als primäres Antriebselement dient und das Schneidwerkzeug 13 durch eine Antriebswelle 16 antreibt, die in die Griffstange 7 eingesetzt ist. Der Ver­ brennungsmotor 2 umfaßt einen Handrückspulstarter 6, einen Kraftstofftank 4, einen Vergaser mit einem Drosselventil CV, eine Zündkerze 5 und dergleichen.

Von der Struktur her ist das Drosselventil CV des Vergasers normalerweise zu einer Minimal-(Leerlauf-)öffnung vor­ gespannt, und wenn ein später zu beschreibendes und mit dem Drosselventil CV verbundenes Drosselkabel 20 aus seiner nicht betätigten oder Ausgangsstellung um eine vorbestimmte Länge oder mehr zur Beseitigung von Spiel angezogen wird, beginnt sich die Öffnung des Drosselventils CV von der Minimal-(Leer­ lauf-)öffnung ausgehend zu vergrößern.

Von den beiden Griffabschnitten 11 und 12 ist der hintere Griffabschnitt 11 nahe dem Verbrennungsmotor 2 angeordnet und wird mit der rechten Hand ergriffen. Die Griffhebelanordnung der vorliegenden Ausführung, die allgemein mit 10 bezeichnet ist und zum Einstellen der Öffnung des Drosselventils CV dient, ist an der Griffstange 7 nahe dem Vorderende des hinte­ ren Griffabschnitts 11 angebracht.

Wie am Besten in den Fig. 2 bis 4 zu sehen, umfaßt die Griff­ hebelanordnung 10 einen Bedienungshebel 30, ein schwenkbares Verbindungsglied 31 und gleitverschiebliches Verbindungsglied 32, die einen durch den Bedienungshebel 30 betätigten Kniehe­ belmechanismus T bilden, sowie aufgeteilt plattenartige Gehäu­ sedeckel 15A und 15B zum drehenden oder beweglichen Halten des Bedienungshebels 30 und der Verbindungsglieder 31 und 32. Die Gehäusedeckel 15A und 15B sind an der Griffstange 7 mit Be­ festigungselementen befestigt (wie etwa mehreren Schrauben, Muttern und Beilagscheiben) 26, 27 und 28, wobei ein dem Vor­ derende der hinteren Griffstange 11 naher Abschnitt der Griff­ stange 7 durch einen oberen Teil beider Gehäusedeckel 15A und 15B hindurchtritt.

Ein Vorderendabschnitt des Drosselkabels 20, das in ein Außen­ rohr 21 eines Bowdenzugs eingesetzt ist und dessen Hinterende mit dem Drosselventil CV des Verbrennungsmotors 2 verbunden ist, ist in die Gehäusedeckel 15A und 15B gezogen. Ein Vorde­ rende 21a des Außenrohrs 21 stützt sich gegen einen Anschlag 23 ab, der an einem inneren unteren Teil des hinteren Griff­ abschnitts 11 vorgesehen ist. Das Vorderende des Drosselkabels 20 ist mit einem Kupplungsende 33 des gleitbeweglichen Verbin­ dungsglieds 32 mittels eines Anschlußelements 22 des Drossel­ kabels 20 verbunden, das eng in das Kupplungsende 33 einge­ setzt ist.

Ein Basisende 30a des Bedienungshebels 30 ist drehbar an einem Stift 34 angebracht, der an der Innenseite der geteilten plat­ tenartigen Gehäusedeckel 15A und 15b befestigt ist. Der Bedie­ nungshebel 30 ist mittels einer schwachen Schraubenfeder 35 im Uhrzeigersinn vorgespannt, so daß er normalerweise leicht an dem Anschlag 36 anliegt. Das andere Ende des Bedienungshebels 30 dient als Griff 30b, der zum hinteren Teil der Griffstange 7 schräg nach unten absteht.

Eines der beiden Verbindungsglieder 31 und 32, die den Kniehe­ belmechanismus T bilden, d. h. das schwenkbare Verbindungsglied 31, ist mit seinem Basisende 31a an einem Schwenkpunkt O₁ an einer Lasche 37 angelenkt, die in der Mitte des hinteren Griffabschnitts 11 angeordnet ist. Das schwenkbare Ende 31b des schwenkbaren Verbindungsglieds 31 ist an einem Schwenk­ punkt O₂ mit einem schwenkbaren Ende 32a des gleitend ver­ schiebbaren Verbindungsglieds 32 schwenkbar verbunden. In das gleitbewegliche Ende 32b des gleitbeweglichen Verbindungs­ glieds 32 ist ein Gleitstift 39 eingesetzt, der in einem Satz linker und rechter langgestreckter Führungsnuten 38a und 38b gleitverschiebbar ist, welche in Innenwänden der geteilten plattenartigen Gehäusedeckel 15A und 15B gebildet sind.

Der Schwenkpunkt O₂, der dem den Kniehebelmechanismus T bilden­ den Satz der Verbindungsglieder 31 und 32 gemeinsam ist, ist derart angeordnet, daß der in eine Ausnehmung 30c eingreift, die an einem mittleren Abschnitt des Bedienungshebels 30 ge­ bildet ist. Der Schwenkpunkt O₂ ist normalerweise durch Span­ nung des Drosselkabels 20 so vorgespannt, daß er nach unten gedrückt wird, bis er leicht in die Ausnehmung 30c des Bedie­ nungshebels 30 eingreift.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Griffhebelanordnung 10 ist folgendermaßen.

Wenn sich der Bedienungshebel 30 im in Fig. 2 gezeigten Zu­ stand befindet, wird der Verbrennungsmotor 2 angelassen, so daß er im Leerlauf läuft, d. h. mit der minimalen Öffnung (Leer­ lauföffnung) des Drosselventils CV des Verbrennungsmotors 2. Danach ergreift man den Griff 30b des Bedienungshebels 30 der Griffhebelanordnung 10 mit den Fingern, wodurch der Bedie­ nungshebel 30 im Gegenzeigersinn um den Stift 34 herumgedreht wird, welcher als Schwenkpunkt dient. In Folge dieser Drehung drückt die Ausnehmung 30c des Bedienungshebels 30 den Schwenk­ punkt O₂, der dem Satz der Verbindungsglieder 31 und 32 gemein­ sam ist, nach oben. Weil von dem Satz der Verbindungsglieder 31 und 32 das schwenkbare Verbindungsglied 31 mit seinem Basi­ sende 31a an dem Schwenkpunkt O₁ derart angelenkt ist, daß es linear nicht beweglich ist, wird das Kupplungsende 33 des gleitbeweglichen Verbindungsglieds 32 nach vorne verschoben (zum Schneidwerkzeug 13 hin), und zwar entlang dem Satz der langgestreckten Führungsnuten 38a und 38b der Gehäusedeckel 15a und 15b. In Folge der Vorwärtsgleitbewegung des Kupplungs­ endes 33 wird das Drosselkabel 20 um eine vorbestimmte Länge nach vorne gezogen, so daß sich das Drosselventil CV des Ver­ brennungsmotors 2 von der minimalen Öffnung (Leerlauföffnung) zu einer größeren Öffnung hin bewegt.

Wenn man den Bedienungshebel 30 weiter im Gegenzeigersinn dreht, und zwar in die in Fig. 3 gezeigte Stellung, stellt sich der den Kniehebelmechanismus T bildende Satz der Verbin­ dungsglieder 31 und 32 unmittelbar vor einem Totpunkt im we­ sentlichen gerade. In diesem Zustand ist die Öffnung des Dros­ selventils CV des Verbrennungsmotors 2 maximal, so daß der Ver­ brennungsmotor 2 die normale Maximalleistung abgibt, so daß man die Trimmarbeit aufnehmen kann.

Wenn der Normalbetrieb unterbrochen werden soll oder falls ein Unfall passiert und die Drehzahl des Verbrennungsmotors sofort im weiten Maß bis auf Leerlaufbetrieb reduziert werden soll, läßt man den Bedienungshebel 30 mit den Fingern los. Dann wird der Schwenkpunkt O₂ des Kniehebelmechanismus T durch die Rück­ spannkraft nach unten bewegt, die normalerweise auf das Dros­ selkabel 20 wirkt, um den Kniehebelmechanismus T in die in Fig. 2 gezeigte Stellung zu bringen. Durch diese Bewegung zieht das Drosselkabel 20 das Kupplungsende 33 nach hinten (zum Verbrennungsmotor 2 hin), so daß die Zugkraft auf das Drosselkabel 20 schwächer wird. Hierdurch kehrt das Drossel­ ventil CV zur Minimalöffnung zurück und der Verbrennungsmotor 2 läuft im Leerlauf.

Weil bei dem Rasentrimmer 1 die drehende Antriebskraft des Verbrennungsmotors 2 zu dem Schneidwerkzeug 13 als Arbeits­ einheit durch eine nicht gezeigte Zentrifugalkupplung über­ tragen wird, unterbricht die Zentrifugalkupplung sofort die Kraftübertragung zur Arbeitseinheit 3, und der Antrieb des Schneidwerkzeugs 13 wird sofort unterbrochen.

Die Zugbewegung des Drosselkabels 20 wird durch den Kniehebel­ mechanismus T mit Hilfe des Bedienungshebels 30 erzeugt, der um den einzelnen Schwenkpunkt 34 herum schwenkbar ist. Daher kann die zur Bedienung erforderliche Kraft und die auf die Finger wirkende Last reduziert werden. Dank der Verwendung des Kniehebelmechanismus T wird die Kraft zum Halten des Bedie­ nungshebels 30 in Position geringer, je weiter sich der Bedie­ nungshebel 30 dem Zustand von Fig. 3 annähert.

Im Zustand von Fig. 3, in dem die maximale Zugkraft auf das Drosselkabel 20 wirkt, stellen sich die Verbindungsglieder 31 und 32 im wesentlichen gerade. Das gleitbewegliche Verbin­ dungsglied 32 mit dem Kupplungsende 33, das mit dem Drossel­ kabel 20 verbunden ist, hat im Verlauf der Vorwärtsgleitbewe­ gung des gleitbeweglichen Verbindungsglieds 32 entlang dem Satz der langgestreckten Führungsnuten 38a und 38b seine Dre­ hung im Gegenzeigersinn beendet, mit der Folge, daß die mit den Fingern aufzubringende Kraft zum Halten des Bedienungs­ hebels 30 im Zustand von Fig. 3 vorteilhaft gesenkt werden kann. Auch wenn der Bedienungshebel 30 über eine lange Ar­ beitszeit mit den Fingern im Zustand von Fig. 3 gehalten wird, werden die Finger weniger belastet und ermüden weniger.

Während in der vorstehenden Ausführung die Griffhebelanordnung zur Einstellung der Öffnung des Drosselventils des Verbren­ nungsmotors der Arbeitsmaschine ausgelegt ist, soll dies den Umfang der Erfindung nicht einschränken. Die Griffhebelanord­ nung ist auch zur Bedienung anderer Vorrichtungen mit Hand­ griff verwendbar.

In der vorstehenden Ausführung ist die Griffhebelanordnung an der Griffstange angebracht. Selbstverständlich kann sie auch an einem anderen Handgriff als einer Griffstange angebracht werden, beispielsweise an einem U-förmigen Handgriff.

Bei der erfindungsgemäßen Griffhebelanordnung ist der Kniehe­ belmechanismus zwischen dem Bedienungshebel und dem Kabel als zu betätigendem Gegenstand angeordnet, und das Kabel wird von dem Bedienungshebel durch den Kniehebelmechanismus betätigt, so daß der Bedienungshebel leicht betätigt werden kann und die Bedienungsperson den Bedienungshebel mit dem Finger für eine lange Zeit ermüdungsfrei halten kann. Hierdurch läßt sich der Bedienungshebel leicht in Position halten.

Wenn die Griffhebelanordnung als Bedienungsmechanismus zum Öffnen des Drosselventils des Verbrennungsmotor dient, kann das Drosselventil sofort zur Minimalöffnungs-(Leerlauf-)stellung zurückkehren, indem man die Finger von dem Bedie­ nungshebel löst, was eine sichere Bedienung ermöglicht.

Eine Griffhebelanordnung (Drosselhebel) 10 hat zur Unfallsi­ cherheit eine automatische Rückstellfunktion (automatische Rückstellfunktion in eine Leerlaufstellung). Bei Normalbetrieb ist sie dennoch leicht und rasch betätigbar. Die Griffhebel­ anordnung 10 umfaßt einen drehend betätigbaren Bedienungshebel 30 und einen Kniehebelmechanismus T. Durch Druck auf den Be­ dienungshebel 30 zieht der Kniehebelmechanismus T an einem mit einem angetriebenen Element CV verbundenen Kabel 20.

Claims (4)

1. Griffhebelanordnung (10), umfassend:
einen drehend betätigbaren Bedienungshebel (30); und
einen Kniehebelmechanismus (T),
wobei der Bedienungshebel (30) dazu ausgelegt ist, durch den Kniehebelmechanismus (T) ein mit einem angetriebenen Element (CV) verbundenes Kabel (20) ziehend zu betätigen.

2. Griffhebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kniehebelmechanismus (T) ein schwenkbares Verbin­ dungsglied (31) und ein gleitbewegliches Verbindungsglied (32) umfaßt, die an ihren jeweiligen einen Enden (31b, 32a) drehbar miteinander verbunden sind, wobei das andere Ende (31a) des schwenkbaren Verbindungsglieds (31) schwenkbar angelenkt ist, das andere Ende (32b) des gleitbeweglichen Verbindungsglieds (32) gleitbeweglich angebracht ist und das Kabel (20) mit dem anderen Ende (32b) des gleitbeweglichen Verbindungsglieds (32) verbunden ist.

3. Griffhebelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kniehebelmechanismus (T) durch Druck des Bedienungshebels (30) auf einen einem schwenkbaren Kniehebel-Ver­ bindungsglied (31) und einem gleitbeweglichen Kniehebel-Ver­ bindungsglied (32) gemeinsamen Schwenkpunkt (O₂) gestreckt oder/und bewegt wird.

4. Griffhebelanordnung nach einem der Ansprüche (1) bis (3), in dem das angetriebene Element ein Drosselventil (CV) eines Verbrennungsmotors (2) ist.