Устройство цепной пилы
Цепная пила содержит двигатель внутреннего сгорания. Двигатель имеет цилиндр с поршнем, соединенным с коленчатым валом. Верхняя поверхность поршня находится на расстоянии D от центральной оси коленчатого вала. Расстояние D измеряется вдоль продольной оси, образованной цилиндром, когда поршень находится в своей верхней мертвой точке. Цепная пила также снабжена передней рукояткой. Центральная ось передней рукоятки расположена на расстоянии В от центральной оси коленчатого вала вдоль оси, перпендикулярной к горизонтальной плоскости. Причем горизонтальную плоскость определяют как плоскость, на которую цепная пила может опираться в вертикальном положении, когда не работает. Цепная пила также включает в себя рукоятку дроссельной заслонки. Задний конец рукоятки дроссельной заслонки расположен на расстоянии С от центральной оси коленчатого вала вдоль оси, параллельной горизонтальной плоскости. Цилиндр двигателя наклонен назад. Угол между продольной осью цилиндра и осью, перпендикулярной горизонтальной плоскости, находится между 5° и 45°. Чтобы обеспечить низкую переднюю рукоятку, цепная пила имеет базовую конструкцию, при которой отношение B/D меньше или равно 1,7. Улучшается эргономичность и управляемость цепной пилы при работе. 15 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к цепной пиле, включающей в себя двигатель внутреннего сгорания, имеющий цилиндр с поршнем, соединенным с коленчатым валом, при этом поршень имеет верхнюю поверхность на расстоянии D от центральной оси коленчатого вала, измеренном вдоль продольной оси, определенную цилиндром, когда поршень находится в своей верхней мертвой точке. Изобретение также относится к цепной пиле с передней рукояткой, центральная ось которой расположена на расстоянии В от центральной оси коленчатого вала вдоль перпендикуляра к горизонтальной плоскости, причем горизонтальную плоскость определяют как плоскость, на которую может опираться цепная пила в вертикальном положении, когда она не работает. Кроме того, цепная пила включает в себя рукоятку дроссельной заслонки, задний конец которой расположен на расстоянии С от центральной оси коленчатого вала вдоль оси, по существу параллельной горизонтальной плоскости.
Описание предшествующего уровня техники
Задачей при конструировании традиционной цепной пилы, в частности, цепной пилы, приводимой в действие с помощью двигателя внутреннего сгорания, как правило, было минимизировать длину корпуса цепной пилы вдоль продольной оси цепной пилы. Обычно расстояние между коленчатым валом и передним концом корпуса цепной пилы является достаточно маленьким. Преимущество такой конструкции заключается в том, что более маленький участок направляющей шины заключен внутри корпуса цепной пилы. Это обеспечивает более короткую направляющую шину, но все еще сохраняет зону досягаемости цепной пилы.
Однако достаточно короткая длина корпуса цепной пилы часто подразумевает большую высоту, особенно для переднего участка корпуса цепной пилы. Это, кроме того, означает, что передняя рукоятка располагается на большом расстоянии, то есть выше от центра массы цепной пилы, центр которой обычно расположен на коротком расстоянии за коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания. Нахождение передней рукоятки, далеко от центра массы означает, что передняя рукоятка находится далеко от оси, вокруг которой цепная пила наклоняется, когда пильная шина наклонена, эта ось далее называется как ось вращения и, предпочтительно, по существу, параллельна продольной оси цепной пилы. Поскольку пильная шина часто быстро наклоняется при обрезании веток, большое расстояние между передней рукояткой и осью вращения доказало, что является основным недостатком. При такой конфигурации требуется большое усилие, чтобы управлять пилой, при этом оператор быстро устает. Большое расстояние также подразумевает, что рука, держащая переднюю рукоятку, перемещается на большое расстояние, когда цепная пила наклоняется относительно упомянутой оси, и тогда оператор испытывает, что запястье слишком изгибается по отношению к руке, что является эргономическим недостатком.
Кроме того, положение передней рукоятки регулируется законодательством, то есть передняя рукоятка должна быть отделена, по меньшей мере, на 35 мм от корпуса цепной пилы. Традиционно это расстояние составляет ближе к 45 мм.
Сущность изобретения
Первой задачей изобретения является создание цепной пилы, которая требует меньше усилий от оператора и имеет эргономическое преимущество.
Эта задача достигается с помощью цепной пилы упомянутого в первом абзаце типа, в которой цилиндр наклонен назад, так что угол между продольной осью, образованной цилиндром, и перпендикуляром к горизонтальной плоскости составляет между 5° и 45°, причем, кроме того, цепная пила разработана так, что отношение B/D меньше чем 1,7, для того чтобы расстояние между передней рукояткой и осью, вокруг которой цепная пила наклоняется при работе, могло быть уменьшено. Более маленький радиус между осью вращения и передней рукояткой подразумевает, что требуется меньший момент для наклона цепной пилы вокруг оси вращения. Это доказало, что является менее утомительным для оператора и делает его/ее работу более эффективной. Более маленький радиус также позволяет перемещаться на более короткое расстояние передней рукоятке и держащей ее руке, когда цепная пила поворачивается вокруг упомянутой оси. Это, например, позволяет запястью не слишком изгибаться по отношению к руке, что является эргономическим преимуществом.
Вторая задача изобретения заключается также в создании дополнительного эргономического преимущества и улучшения управления цепной пилой при работе.
Эта задача достигается с помощью описанной выше цепной пилы, путем к тому же увеличения расстояния между передней рукояткой и задним концом рукоятки дроссельной заслонки, так что отношение С/B составляет больше чем 1,0. Следовательно, положения рук оператора более отделены, когда он управляет цепной пилой, и более соответствуют положениям рук, когда руки расслабляют по сторонам тела. Это доказало, что является эргономическим преимуществом, также как и обеспечение лучшего управления цепной пилой.
Другие признаки изобретения указаны в зависимых пунктах приложенной формулы изобретения, при этом то, что достигается с помощью этих признаков, будет описано ниже с подтверждением на приложенных чертежах.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет более подробно описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и приложенные чертежи.
Фиг.1 представляет собой вид в разрезе цепной пилы 1 согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет собой вид в разрезе цепной пилы 1 согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 представляет собой вид в разрезе глушителя 14 в цепной пиле по фиг.2.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения
Каждая из цепных пил, показанных на фиг.1 и 2, имеет двигатель внутреннего сгорания 3 с цилиндром 4, в котором соединенный с коленчатым валом 6 поршень 5 приводится в возвратно-поступательное движение. Цилиндр 4 наклонен назад под углом а по отношению к перпендикуляру к горизонтальной плоскости 13 для того, чтобы обеспечить низкую переднюю часть корпуса 2 цепной пилы и, в свою очередь, обеспечить, чтобы передняя рукоятка 7 была ближе к центру массы (не показан) цепной пилы 1, или, более конкретно, была ближе к оси вращения (не показана), как описано ранее. Горизонтальную плоскость 13 определяют как плоскость, на которую цепная пила 1 может опираться в вертикальном положении, когда не работает, предпочтительно плоскость, которая остается в контакте с плоской нижней поверхностью цепной пилы 1. В конфигурации, которая показана на фиг.1, угол а составляет приблизительно 20°, но он может быть от 5° до 45° (например, 9°, 12°, 15°, 18°, 22°, 25°, 30°, 35° или 40°), обеспечивая благоприятное соотношение между расстояниями B и D, где D - это расстояние между центром коленчатого вала 6 и верхней поверхностью поршня 5, когда поршень 5 находится в своей верхней мертвой точке, такое положение верхней мертвой точки показано с правой стороны центральной оси цилиндра 4. В - это расстояние между центральной осью передней рукоятки 7 и центральной осью коленчатого вала 6 вдоль перпендикуляра к горизонтальной плоскости 13. Отношение В/D на фиг. 1 составляет 1,52, но может быть меньше или равно 1,7, например, 1,64 или 1,56, и к тому же обеспечивая преимущества цепной пилы 1 по настоящему изобретению - требуя от оператора меньшего усилия и являясь эргономически более благоприятной - эти преимущества описаны более подробно в предыдущих разделах.
С - это расстояние между центральной осью коленчатого вала 6 и задним концом рукоятки 9 дроссельной заслонки вдоль оси, параллельной горизонтальной плоскости 13. Рукоятку 9 дроссельной заслонки оператор цепляет рукой, держащей заднюю рукоятку 8, и обычно указательным пальцем. Отношение С/В предпочтительно больше или равно 1,1, при этом для варианта осуществления настоящего изобретения по фиг.1 отношение С/В равно 1,30. Исследования показали, что значения больше или равное 1,10, такие как 1,12; 1,15; 1.20; 1,25; 1,40 или больше, возможно обеспечивают оператору эргономическое преимущество и чувство устойчивости и контроля, особенно, в сочетании с конфигурацией, при которой отношение B/D меньше чем или равно 1,7, как описано выше. Увеличение отношения С/B также является подходящим способом сохранить выгодное значение отношения В/D, причем имея к тому же достаточно пространства для размещения деталей внутри кожуха 12 цепной пилы.
b - это угол между линией Х и осью 130, параллельной горизонтальной плоскости 13, причем линия Х определяется с помощью двух точек Z и Y, где Z соответствует точке, где ось, выходящая по существу в центре передней рукоятки 7 и будучи по существу перпендикулярной горизонтальной плоскости 13, встречается с верхней точкой цепной пилы 1, предпочтительно, кожуха 12 цепной пилы, при этом Y соответствует точке в центре верхней поверхности поршня 5, когда поршень 5 находится в своей верхней мертвой точке, при этом упомянутый угол b меньше чем 20° и, предпочтительно, меньше чем 18°, но больше чем 0°, такой как 15°, 12°, 10°, 8°, 6°, 2° или меньше. В варианте осуществления настоящего изобретения по фиг. 1 угол b составляет приблизительно 5°.
Было доказано, что благоприятно, если, по меньшей мере, одно охлаждающее ребро 10 цилиндра 4 находится выше точки Z, что означает, что расстояние между самой высокой точкой охлаждающего ребра 10 и горизонтальной плоскостью 13 больше, чем расстояние между точкой Z и горизонтальной плоскостью 13. К тому же, является предпочтительным, если, по меньшей мере, часть камеры 11 сгорания или часть поршня 5 в его верхней мертвой точке находится выше точки Z по отношению к горизонтальной плоскости 13.
Конфигурация деталей внутри кожуха 12 цепной пилы была адаптирована к новой форме корпуса 2 цепной пилы, чтобы обеспечить соотношения, как описано выше. Например, охлаждающие ребра 10 цилиндра 4 были изменены, чтобы приспособить их к новой основной конструкции, за счет чего цилиндр 4 имеет более асимметричную форму, чем у традиционных цилиндров. К тому же, глушитель 14 в целом отклоняется от традиционной квадратной формы и предпочтительно является плоским и удлиненным в продольном направлении цепной пилы 1, как показано на фиг. 1-2.
Предпочтительно, настоящее изобретение применимо к цепной пиле 1 с двухтактным двигателем 3 с кривошипно-камерной продувкой, который имеет цилиндр 4, соединенный, по меньшей мере, с одним воздуховодом 17 для дополнительного воздуха, как показано на фиг.2. Воздуховод 17 обеспечивает, по меньшей мере, один канал переноса (не показан), соединяющий камеру 11 сгорания и кривошипную камеру 19 со свежим воздухом, по меньшей мере, через одну выточку (не показано) в поршне 5. По меньшей мере, одна выточка, воздуховод/воздуховоды 17 и канал/каналы переноса вместе образуют канальный клапан поршня, который открывается, когда поршень 5 находится в положении своей мертвой точки и/или поблизости от нее. Свежий воздух засасывается в канал/каналы переноса, используя понижение давления в кривошипной камере 19 для упомянутого положения/положений поршня 5. Следовательно, канал/каналы переноса будут заняты буфером из свежего воздуха, когда поршень 5 находится на своем пути вниз в состоянии выхлопа двигателя 3. Поэтому, перед тем как в камеру 11 сгорания подается смесь топлива и воздуха через упомянутый канал/каналы переноса, некоторое количество свежего воздуха будет всосано в камеру 11 сгорания, поскольку давление в кривошипной камере 19 возрастает, и свежий воздух будет затем вытеснен через канал 16 выхлопа. Буфер из свежего воздуха в канале/каналах переноса позволяет очень малому количеству несгоревшего топлива покинуть двигатель 3, что является, без сомнения, предпочтительным с точки зрения выхлопных выбросов. Воздуховод 17 для дополнительного воздуха на фиг. 2 частично расположен ниже канала 18 для смеси, чтобы снабжать кривошипную камеру 19 смесью топлива и воздуха, но, несомненно, может быть сконфигурирован и другим образом.
Фиг. 3 представляет собой вид в разрезе глушителя 14 по фиг.2, где расстояние R представляет собой радиус круга, центр которого совпадает с центральной точкой 21 внутренней части канала выхлопа, в котором конец канала 16 выхлопа соединен с отверстием глушителя 14. Эта точка далее будет называться "базовой точкой 21". Расстояние R определяется как самое большое расстояние в любом направлении, в котором глушитель 14 продолжается от этой базовой точки 21. Радиус может совпадать с продольной плоскостью глушителя 14, как на фиг.3, или быть наклоненным по отношению к упомянутой продольной плоскости. Соединяющая плоскость 20 определяется плоскостью, в которой канал 16 выхлопа встречается с глушителем 14. Соединяющая плоскость 20 может быть перпендикулярна продольной плоскости глушителя 14, как на фиг. 3, или быть наклоненной по-другому по отношению к упомянутой продольной плоскости. Расстояние Е представляет собой расстояние от базовой точки 21 до наружной части глушителя 14 вдоль перпендикуляра к соединяющей плоскости 20. Отношение E/R на фиг.3 составляет приблизительно 0,3, но форма глушителя 14, несомненно, может быть выполнена по-другому, с отношением E/R, соответствующим значениям 0,2; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 или 0,8, и также обеспечивает преимущества низкой передней части цепной пилы 1.
Предпочтительно сторона 15 выхлопного отверстия глушителя 14 имеет по существу выпуклую форму. Альтернативно глушитель 14 имеет в целом грушевидную форму.
1. Цепная пила (1), содержащая двигатель (3) внутреннего сгорания, имеющий цилиндр (4) с поршнем (5), соединенным с коленчатым валом (6), причем упомянутый поршень (5) имеет верхнюю поверхность на расстоянии D от центральной оси коленчатого вала (6), измеренном вдоль продольной оси, образованной цилиндром (4), когда поршень (5) находится в своей верхней мертвой точке; переднюю рукоятку (7), центральная ось которой расположена на расстоянии В от центральной оси коленчатого вала (6) вдоль оси, по существу, перпендикулярной к горизонтальной плоскости (13), причем горизонтальную плоскость (13) определяют как плоскость, на которую цепная пила (1) может опираться в вертикальном положении, когда не работает; рукоятку (9) дроссельной заслонки, задний конец которой расположен на расстоянии С от центральной оси коленчатого вала (6) вдоль оси, по существу, параллельной горизонтальной плоскости (13), отличающаяся тем, что цилиндр (4) наклонен назад, так что угол, далее обозначаемый а, между продольной осью, образованной цилиндром (4), и осью, перпендикулярной к горизонтальной плоскости (13), находится между 5° и 45°, причем цепная пила (1) имеет такую базовую конструкцию, что отношение B/D меньше или равно 1,7, с тем чтобы обеспечить низкую переднюю рукоятку (7).
2. Цепная пила (1) по п.1, отличающаяся тем, что угол а находится между 9° и 35°, при этом предпочтительно между 12° и 30°.
3. Цепная пила (1) по п.2, отличающаяся тем, что угол а находится между 15° и 25°, при этом предпочтительно между 18° и 22°.
4. Цепная пила (1) по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что отношение B/D меньше, чем 1,64, при этом предпочтительно меньше, чем 1,56.
5. Цепная пила (1) по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что отношение C/D больше, чем 1,1, при этом предпочтительно больше, чем 1,2.
6. Цепная пила (1) по п.1, отличающаяся тем, что b является углом между линией Х и горизонтальной плоскостью (13), причем линия Х определяется двумя точками Z и Y, где Z соответствует точке, в которой ось, выходящая, по существу, в центре передней рукоятки (7) и, будучи, по существу, перпендикулярной горизонтальной плоскости (13), встречается с верхней точкой цепной пилы (1), предпочтительно, на вершине кожуха (12) цепной пилы, при этом Y соответствует точке в центре верхней поверхности поршня (5), когда поршень (5) находится в своей верхней мертвой точке, упомянутый угол b меньше, чем 20°, при этом, предпочтительно, меньше, чем 15°, но больше, чем 0°, при этом, предпочтительно, больше, чем 3°.
7. Цепная пила (1) по п.6, отличающаяся тем, что угол b меньше, чем 12°, при этом предпочтительно меньше, чем 10°.
8. Цепная пила (1) по п.7, отличающаяся тем, что угол b меньше, чем 8°, при этом предпочтительно меньше, чем 6°.
9. Цепная пила (1) по любому из пп.6-8, отличающаяся тем, что цилиндр (4) снабжен охлаждающими ребрами (10), при этом, по меньшей мере, одно охлаждающее ребро (10) и, предпочтительно, некоторое число охлаждающих ребер (10) расположены выше точки Z по отношению к горизонтальной плоскости (13).
10. Цепная пила (1) по любому из пп.6-8, отличающаяся тем, что цилиндр (4) снабжен камерой (11) сгорания, при этом, по меньшей мере, часть камеры (11) сгорания находится выше точки Z по отношению к горизонтальной плоскости (13).
11. Цепная пила (1) по любому из пп.6-8, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, часть поршня (5) находится выше точки Z по отношению к горизонтальной плоскости (13), когда поршень (5) находится в своей верхней мертвой точке.
12. Цепная пила (1) по п.1, отличающаяся тем, что двигатель внутреннего сгорания (3) снабжен камерой (11) сгорания, при этом часть цилиндра (4) размещена как канал (16) выхлопа для направления выхлопных газов от упомянутой камеры (11) сгорания к глушителю (14), при этом конец канала (16) выхлопа соединен с отверстием глушителя (14), при этом R является радиусом круга, который совпадает с центральной точкой (21) внутренней части канала (16) выхлопа, называемой далее базовой точкой (21), где канал (16) выхлопа соединен с отверстием глушителя; R дополнительно определяется как самое большое расстояние в любом направлении, в котором глушитель (14) продолжается от упомянутой базовой точки (21); соединяющая плоскость (20) определяется как плоскость, где канал (16) выхлопа встречается с глушителем (14), при этом расстояние Е представляет собой расстояние от базовой точки (21) до наружной части глушителя (14), параллельное перпендикуляру к упомянутой соединяющей плоскости (20), отношение E/R меньше, чем 0,8, при этом предпочтительно меньше, чем 0,7.
13. Цепная пила (1) по п.12, отличающаяся тем, что отношение E/R меньше, чем 0,6, при этом предпочтительно меньше, чем 0,5.
14. Цепная пила (1) по п.13, отличающаяся тем, что отношение E/R меньше, чем 0,4, при этом предпочтительно меньше, чем 0,3.
15. Цепная пила (1) по любому из пп.12-14, отличающаяся тем, что сторона (15) выхлопного отверстия глушителя (14) имеет в целом выпуклую форму.
16. Цепная пила (1) по п.1, отличающаяся тем, что двигатель внутреннего сгорания (3) является двухтактным двигателем (3) с кривошипно-камерной продувкой, цилиндр (4) которого имеет, по меньшей мере, один канал переноса, при этом дополнительный воздух подается из воздуховода (17) и предпочтительно посредством канального клапана поршня, по меньшей мере, к одному каналу переноса.
