CN101837579A - 具有减震装置的振动工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种振动工具，具有壳体(12)，在壳体中容纳电机，电机通过振动传动装置(13)与用于驱动工具(26)的驱动轴(24)连接，从而将驱动轴围绕其纵轴(28)动圈式地驱动。设置摆动载荷(42)，其通过至少一个弹簧元件(46、48)可移动地保持在壳体上。

Description

具有减震装置的振动工具
技术领域
本发明涉及一种振动工具，具有壳体，在壳体中容纳电机，电机通过振动传动装置与用于驱动工具的驱动轴连接，从而将驱动轴围绕其纵轴动圈式地(旋转振动地)驱动。
背景技术
此类振动工具在WO2008/128804A1中公开。
在公知的振动工具中，从电机出发将振动传动装置以偏心驱动装置的形式与驱动轴连接，从而将驱动轴围绕其纵轴动圈式地驱动。
为了平衡波动设置了重量平衡装置，其包括升降重量部件，该部件可移动地支承在滑动引导装置上且被偏心传动装置施压。此外，升降重量部件仅执行平移运动，为此，滑动引导装置包括具有滑轨和在滑轨中引导的导销的滑杆导向装置。
此类振动工具可以以多种方式用于研磨，也可以用于锯割或剪切。通常的共振频率在典型的摆角在0.5°至7°之间时位于大约每分钟振动5000至25000次的范围内。
前述类型的手动工具在其可能的应用领域方面提供了较高的灵活性。不过在此类具有振动驱动装置的手动工具中会产生振动，这种振动会影响操作且使得使用者感到不适。
因此，应致力于尽可能小地保持振动工具的振动。上述设置结构虽然减小了振动，但具有必须使用移动引导装置的缺点，且涉及的部件由于滑动摩擦导致一定的磨损。这特别在振动工具以高频率和必要时较大的摆角被驱动时是不利的。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种改善的振动工具，其被设计为具有尽可能小的振动且同时特别适用于持续运转。此外，还应该在持续运转中特别实现尽可能小的磨损。
该目的针对前述类型的振动工具如此实现，即设置摆动载荷，其通过至少一个弹簧元件可移动地保持在壳体上。
本发明的目的以下列方式完美实现。
按照本发明如此实现减震，即使用一种可自由移动地被容纳在一个或多个弹簧元件上的用于减震的摆动载荷。由此得到的特别的优点在于，由在至少一个弹簧元件上挂有摆动载荷实现了完全的无磨损的解决方案。根据应用领域的不同可以使通过摆动载荷和所属的弹簧元件组成的弹簧-载荷-系统以合适的方式与振动驱动装置的共振频率或工作频率相匹配。因此获得了特别有效的减震。
根据本发明的另一实施方式，摆动载荷环状地设置且具有凹口，在凹口内摆动载荷借助于至少两个弹簧元件保持在壳体上。为此，凹口优选设置成使得摆动载荷的重心位于接近电机轴的位置。
摆动载荷可以以这种方式在距离驱动装置很近的位置悬挂在壳体上，从而实现特别有效的减震。可以只设置一个或设置多个用于悬挂的弹簧元件。
如果只使用一个弹簧元件，可以设置比如引导装置，通过该引导装置保证了摆动载荷只能在一个平面内移动。
还可以设置多个弹簧元件，通过多个弹簧元件确保了摆动载荷只在一个平面内移动。
根据本发明的另一实施方式，至少一个弹簧元件被设计为叠板弹簧。
因此确保了在某一方向上的高固定性，从而能够容易地确保摆动载荷只在一个平面内移动。
按照本发明的另一设计，振动传动装置具有偏心轴，其被摆动载荷包围。
按照本发明的另一实施方式，电机具有电机轴，其被摆动载荷包围。
在两种情况下摆动载荷都可以设置在距离主要发出振动的地方很近的位置。这样就可以实现驱动单元的十分有效的减震。
按照本发明的另一实施方式，摆动载荷设置在电机的背向工具的端部。
以这种方式也可以实现十分有效的减震。由于与主要发出振动的地方的距离较远，得出了更大的力臂，从而更小的摆动载荷就足以减震。
按照本发明的另一实施方式，弹簧元件具有可变的弹性特征。
该措施的优点在于，通过摆动载荷、弹簧元件以及形成悬挂的弹簧-载荷-系统可以将共振频率与不同的摆动频率(必要时还根据负荷)相匹配。
为此，弹簧元件的弹性特征可以比如借助于电子机械元件，比如压电元件形式的电子机械元件发生变化。可替换的是，还可以设置机械元件，比如可调的螺栓来改变夹紧力。
此外还可以设置比如以摩擦元件的方式的减震装置，其对摆动载荷产生影响。同时该减震装置是可变的。由此使得弹簧-载荷-系统发生改变(Verstimmen)。
这样就在更大的共振频率范围内实现减震。
按照本发明的另一设计，在壳体上容纳多个摆动载荷。
该措施的优点在于，实现了更好的针对不同频率的减震的调整。
为此，摆动载荷可以优选被调整到不同的共振频率上。
按照本发明的另一实施方式，摆动载荷并排保持在壳体上。
在该实施方式的变型中，摆动载荷还可以设置在电机轴、偏心轴的区域中的不同位置或设置在电机的背向工具的端部。
由此实现了用于使产生的振动最小化的最佳调整。
通过摆动载荷悬挂在弹簧元件上形成的弹簧-载荷-系统的共振频率优选与振动工具的工作频率协调一致。
以此方式得出了特别有效的减震。
前述以及后面还将阐述的特征不仅可以在给出的组合中，而且还可以在其它的组合中或在本发明的所有设置中使用，而不超出本发明的范围。
本发明其它的特征和优点在下面借助于优选的实施例阐述。
附图说明
下面参照附图详细描述本发明的优选实施例。其中：
图1为在振动传动装置的区域内的按照本发明的振动工具的简化的部分截面图以及
图2为沿直线II-II的按照图1的振动工具的截面图。
具体实施方式
在图1中简化示出了按照本发明的振动工具，其整体以附图标记10标记。
振动工具10具有壳体12，在壳体中设置电机14和整体上以附图标记13示出的振动传动装置，驱动轴22由振动传动装置围绕其纵轴28动圈式地驱动，如双箭头30所示。在此，以每分钟振动5000至25000次的高频以及典型地位于0.5°至7°的范围内的较小的摆角实现驱动。
电机轴16的旋转运动通过振动传动装置13转换成驱动轴22的动圈运动。此外，驱动轴22与振叉20抗扭连接，振叉由与电机轴16连接的偏心部分18振动地驱动。
驱动轴22借助于轴承19、21支承在壳体12中且向外通过密封件23密封。在驱动轴22的外端部设有法兰24，其与驱动轴22型面配合地连接。工具26、比如三角形的研磨工具可以借助于夹紧元件32夹紧到法兰24上且由此(以未示出的方式)型面配合地与驱动轴22连接。
振动工具10还原则上以在WO2005/102605A1中公开的方式具有快速夹紧装置，从而实现快速地更换工具而无需借助于额外的工具。此外，夹紧力通过容纳在驱动轴22中的弹簧组(未示出)产生。通过在驱动轴22的上端部的压力件40可以使弹簧组卸载，从而能够将压紧元件32从驱动轴22拔出，用以更换工具26。具有偏心轮36的压杆34被用于移动压力件40，偏心轮可围绕轴37摆动。快速夹紧装置的细节基本上是公知的且在此不再赘述。其它细节在WO2005/102605A1中公开，其完全可通过引用获得。
振动工具10为了减震具有摆动载荷42，其在电机轴16的区域内自由摆动地悬挂在壳体12上，在图2中进一步示出了其细节。摆动载荷42被设计为环状且具有中心的凹口44，在凹口内摆动载荷42借助于两个叠板弹簧元件46、48直接利用两个固定件50、52保持在壳体12上。
摆动载荷42由此与两个叠板弹簧46、48一起组成弹簧-载荷-系统，其实现了被动的减震。这里，弹簧-载荷-系统的共振频率以合适的方式与振动驱动装置13的共振频率相协调。
在此处示出的例子中以100g的摆动载荷在所描述的实施方式中得出共振频率(Resonanzfrequenz)为300Hz及上限频率(Oberfrequenz)为600和900Hz，因此能够实现特别是在该区域内的十分有效的减震。其结果为在300Hz(共振频率)和900Hz(上限频率)时加速度值减小到不使用摆动载荷时的大约50％。
在根据图2所示的情况下，摆动载荷42设置在电机轴16的端部在向偏心部分18的过渡区之前一点点。
不过还可以考虑不同的其它设置方式，特别是将摆动载荷42设置在偏心部分18的近处或设置在偏心部分18的区域内。此外还可以将摆动载荷42设置在电机14的对面的端部。
最后还可以考虑，比如借助于压电元件使得弹簧元件46、48的弹性特征可变。必要时还可以将弹性元件46、48本身由压电元件替换。通过可调的弹性特征使得通过弹簧元件46、48和摆动载荷42组成的弹簧-载荷-系统的共振频率得以调整，从而实现与运行期间出现的波动相适应。此外还可以设置以压电传感器形式的波动传感器，用以实现自动的调整。可替换地或附加地还可以设置比如以摩擦元件形式的减震装置。

Claims (16)

1.一种振动工具，具有壳体(12)，在所述壳体中容纳电机(14)，所述电机通过振动传动装置(13)与用于驱动工具(26)的驱动轴(24)连接，从而将所述驱动轴围绕其纵轴(28)动圈式地驱动，其特征在于，设置摆动载荷(42)，其通过至少一个弹簧元件(46、48)可移动地保持在壳体上。
2.如权利要求1所述的振动工具，其特征在于，所述摆动载荷(42)被设计为环状且具有凹口(44)，在所述凹口内利用至少一个弹簧元件、优选利用两个弹簧元件(46、48)将摆动载荷(42)保持在壳体(12)上。
3.如权利要求1或2所述的振动工具，其特征在于，至少一个弹簧元件(46、48)被设计为能够使摆动载荷(42)只在一个平面内移动。
4.如前述权利要求中任一项所述的振动工具，其特征在于，至少一个弹簧元件(46、48)被设计为叠板弹簧。
5.如权利要求2至4中任一项所述的振动工具，其特征在于，所述振动传动装置(13)具有偏心轴(18)，所述偏心轴被摆动载荷(42)包围。
6.如权利要求2至5中任一项所述的振动工具，其特征在于，所述电机(14)具有电机轴(16)，所述电机轴被摆动载荷(42)包围。
7.如前述权利要求中任一项所述的振动工具，其特征在于，所述摆动载荷(42)设置在电机的背向工具(26)的端部。
8.如前述权利要求中任一项所述的振动工具，其特征在于，至少一个弹簧元件(46、48)具有可变的弹性特征。
9.如权利要求8所述的振动工具，其特征在于，设置机械的或电子机械的装置、特别是压电元件，用于改变弹性特征。
10.如权利要求8或9所述的振动工具，其特征在于，至少一个弹簧元件(46、48)嵌入减震装置、优选摩擦元件中，所述减震装置优选是可调的。
11.如前述权利要求中任一项所述的振动工具，其特征在于，在壳体(12)上容纳多个摆动载荷(42)。
12.如权利要求11所述的振动工具，其特征在于，所述摆动载荷(42)与不同的共振频率协调一致。
13.如权利要求11或12所述的振动工具，其特征在于，所述摆动载荷(42)并排设置在壳体(12)上。
14.如权利要求11或12所述的振动工具，其特征在于，所述摆动载荷(42)设置在电机轴(16)、偏心轴(18)的区域中的不同位置上或设置在电机(14)的背向工具(26)的端部。
15.如前述权利要求中任一项所述的振动工具，其特征在于，通过摆动载荷(42)悬挂在至少一个弹簧元件(46、48)上形成的弹簧-载荷-系统的共振频率优选与振动工具(10)的工作频率协调一致。
16.如权利要求15所述的振动工具，其特征在于，设置振动传感器，其与至少一个弹簧元件(46、48)连接，用于在工作期间自动调整共振频率。
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