CN101301747A - 带有抗振元件的振动式手工工具机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种手工工具机(12)，包括一个沿振动轴线(A)振动的组件(5)和一个手柄组件(6)，手柄组件通过抗振元件(1)而振动脱联，抗振元件(1)具有一个沿振动轴线(A)定向的包括多个弹簧圈(2)的弹簧丝螺旋(7)，它部分旋到具有纵向延伸的外螺纹(4)的螺纹心轴(3)上，其中，在未加负荷的抗振元件(1)上，沿着一预紧区(V)纵向延伸的各弹簧圈(2)是轴向压力预紧地旋到所述外螺纹(4)上的，该外螺纹具有大于弹簧丝螺旋(7)的弹簧丝直径(D)的螺线间宽(Z)。

Description

带有抗振元件的振动式手工工具机
技术领域
本发明涉及一种手工工具机，尤其是冲击钻或风铲，包括一个沿振动轴线振动的组件和一个手柄组件，手柄组件通过抗振元件而振动脱联(隔振)。
背景技术
通常在振动式手工工具机中，手柄在振动的传输方面基本脱联，为此它通过抗振元件与振动组件连接。在这里，抗振元件可以不仅具有弹簧特性而且具有阻尼特性。
在无限小变形时，任何弹簧特性曲线都是线性的，这典型地针对小负荷的螺旋弹簧。在变形较大时，尤其是在使用弹性体的情况下，弹簧特性曲线基于材料性质而变得愈加非线性。此外，采用恰当的弹簧几何形状，如板簧或其他结构特征，如单侧接触约束，可以实现一种具有非线性弹簧特性曲线的弹簧。
按WO9416864，轴向冲击式手工工具机为使手柄与轴向振动的组件脱联，采用了一个具有非线性弹簧特性曲线的抗振元件，它在成线性平直的中央负荷区两侧，光滑地过渡为渐进的曲线走向。此外，该抗振元件或完全设计为弹性体空心圆筒或与之不同地选择设计为板簧空心圆筒。使用于手工工具机减振的弹性体空心圆筒的缺点在于其突出的温度和湿度相关性以及老化问题。而金属的板簧空心圆筒是一种制造费用高的复杂构件。
按DE102004031866，已知一种有轴向非线性弹簧特性曲线的抗振元件用于振动式手工工具机手柄的振动阻尼，该抗振元件由弹簧丝螺旋组成，它的两个螺旋端分别卷绕在螺纹心轴上，在这里各卷绕的弹簧圈部分地仅仅支靠在外螺纹的一侧上，外螺纹的螺线间宽大于弹簧丝直径。由此得到的轴向非线性的弹簧特性曲线在一个成线性平直的负荷区后面光滑地过渡为渐进地上升的曲线走向，并在这之后光滑过渡为较陡的线性曲线走向。螺纹心轴的芯体从螺旋内径出发沿轴向在弹簧侧成凹形收缩。
发明内容
本发明的目的在于实现一种带有抗振元件的手工工具机，抗振元件具有轴向非线性的弹簧特性曲线，它在成线性平直的中央负荷区两侧具有较陡的曲线走向。另一方面在于，在横向负荷时实现一种同样非线性的弹簧特性曲线。
此目的主要通过权利要求1的特征得以实现。由从属权利要求提供有利的进一步发展.。
据此，手工工具机具有一个沿振动轴线振动的组件和一个手柄组件，手柄组件通过抗振元件而振动脱联，该抗振元件具有一个沿振动轴线定向的包括多个弹簧圈的弹簧丝螺旋，各弹簧圈在未加负荷的抗振元件上轴向压力预紧地部分旋到一根螺纹心轴上，该螺纹心轴具有沿着一预紧区纵向延伸的外螺纹，外螺纹的螺线间宽大于弹簧丝螺旋的弹簧丝直径。
通过使部分弹簧丝螺旋与外螺纹压力预紧，在弹簧特性曲线中在成线性平直的中间区(在此区域内所有的弹簧圈空置)两侧分别造成一个特性曲线较陡的边缘区(在此区域内部分弹簧圈支靠在外螺纹上并因而不再有弹簧的效用)。在低的负荷区，此时部分弹簧圈在预紧区内压力预紧，弹簧特性曲线是线性陡直的，因为只还有空置的弹簧圈起弹簧作用。在高的负荷区，此时越来越多的弹簧圈部分在预紧区内部在弹簧侧支靠在部分外螺纹上，弹簧特性曲线逐渐上升，因为越来越少的弹簧圈起弹簧作用。在最高的负荷区，此时在预紧区内部的弹簧圈在弹簧侧完全支靠在外螺纹上，弹簧特性曲线是线性陡直的，因为只还有空置的弹簧圈起弹簧作用。
为达到压力预紧，在外螺纹的螺纹端部在内侧限定的预紧区沿轴向必须要比未加负荷的弹簧丝螺旋的相同圈数在外侧限定的那部分短。因此，弹簧丝螺旋在外侧支靠于螺纹端部的在内侧的接触面上并在加压侧预紧弹簧丝螺旋，直至从中央负荷区起，该弹簧丝螺旋本身变得足够短了，而由一接触面离开。
有利地，弹簧丝螺旋设计为圆柱形以及具有均匀的弹簧圈节距，由此可使用标准弹簧。
有利地，外螺纹的弹簧侧的接触面具有非线性的节距，由此在高负荷区可在渐进的曲线走向方面改变弹簧特性曲线。
有利地，外螺纹是矩形螺纹，由此使接触面(在纵剖面内)轴向定向。
有利地，外螺纹的径向高度至少如弹簧丝直径那么大，由此使外螺纹也在组合有横向负荷时构成轴向接触面。
有利地，螺纹心轴的芯体从螺旋内径出发沿轴向在弹簧侧成凸形收缩，由此在受横向负荷时有些弹簧圈沿径向支靠在螺纹心轴的芯体上并因而导致横向渐进。
附图说明
下面针对有利的实施例详细说明本发明。其中
图1用于实现振动脱联的手工工具机详图；
图2在沿II-II面的纵剖面内表示的未加负荷的抗振元件；
图3在受轴向负荷时的弹簧特性曲线；以及
图4在受横向负荷时的弹簧特性曲线。
具体实施方式
按图1，仅仅局部表示的形式上为风铲的手工工具机12具有一个抗振元件1，它布置在沿振动轴线A振动的组件5与振动脱联的(隔振的)手柄组件6之间。该抗振元件1具有一个沿振动轴线A定向的包括多个弹簧圈2的弹簧丝螺旋7，在一个螺旋端，弹簧圈卷绕在具有外螺纹4的螺纹心轴3上。抗振元件1设计为圆柱形以及具有均匀的弹簧圈2节距。
按图2，在图示的抗振元件1没有轴向压力负荷的载荷情况下，在预紧区V内不同的弹簧圈2沿轴向不仅在弹簧侧而且在心轴侧支靠在轴向两侧有接触面14的外螺纹4上，外螺纹的螺线间宽Z大于弹簧丝螺旋7的弹簧丝直径D。在这里，弹簧丝螺旋7以不同的弹簧圈2支靠在外螺纹4的两个接触面14上。设计为矩形螺纹的外螺纹4就其弹簧侧的接触面14而言具有均匀的节距(类似地也可以是一种非线性节距，对此图中没有明显地表示)。外螺纹4的径向高度H大于弹簧丝直径D。螺纹心轴3的处于内部的同轴芯体从螺旋内径S出发沿轴向在弹簧侧成凸形收缩。
按图3，弹簧特性曲线13(轴向变形X，轴向力Fa)在成线性较平直的中间区9两侧分别具有一个特性曲线较陡的边缘区8、10，在该中间区所有弹簧圈2(图2)空置，在边缘区弹簧圈2(图2)仅部分沿轴向支靠在外螺纹4上。在未加负荷的边缘区8，在预紧区V(图2)内预紧的部分弹簧圈2不起作用，所以直至克服预紧才造成线性的、较陡的特性曲线。向中间区9的过渡构成特性曲线内一个拐点。在高负荷的边缘区10，部分弹簧圈2(图2)沿轴向持续支靠在外螺纹4上，从而造成逐渐上升的弹簧特性曲线。在最高的负荷区11，此时在预紧区V内的弹簧圈2(图2)完全支靠在外螺纹4(图2)的弹簧侧的接触面14上，弹簧特性曲线是线性陡直的，因为只还有空置部分的弹簧圈2(图2)起弹簧作用。
按图4，弹簧特性曲线13`(横向变形Y，横向力Fq)随着横向负荷增大而具有横向渐进，此时有些弹簧圈2(图2)在下方沿径向支靠在螺纹心轴3(图2)的凸的芯体上(未示出)。

Claims (6)

1.手工工具机，包括一个沿振动轴线(A)振动的组件(5)和一个手柄组件(6)，手柄组件通过抗振元件(1)而振动脱联，所述抗振元件(1)具有一个沿振动轴线(A)定向的包括多个弹簧圈(2)的弹簧丝螺旋(7)，它部分旋到具有纵向延伸的外螺纹(4)的螺纹心轴(3)上，其特征为：在所述抗振元件(1)上，沿着一预紧区(V)纵向延伸的各弹簧圈(2)是轴向压力预紧地旋到所述外螺纹(4)上的，其中，所述外螺纹(4)具有大于弹簧丝螺旋(7)的弹簧丝直径(D)的螺线间宽(Z)。
2.按照权利要求1所述的手工工具机，其特征为，所述弹簧丝螺旋(7)设计为圆柱形以及具有均匀的弹簧圈(2)节距。
3.按照权利要求1或2所述的手工工具机，其特征为，所述外螺纹(4)的弹簧侧的接触面(14)具有非线性的节距。
4.按照权利要求1至3之一所述的手工工具机，其特征为，所述外螺纹(4)是矩形螺纹。
5.按照权利要求1至4之一所述的手工工具机，其特征为，所述外螺纹(4)的径向高度(H)至少如弹簧丝直径(D)那么大。
6.按照权利要求1至5之一所述的手工工具机，其特征为，所述螺纹心轴(3)的芯体从螺旋内径(S)出发沿轴向在弹簧侧成凸形收缩。
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