CN108527267B - 带有振动退耦的电气工作器械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电气工作器械(10)，其包括：带有用于驱动工具(3)的电动机(2)的器械壳体(1)；用于调试电动机(2)的控制单元(24)；带有用于引导工作器械(10)的至少一个把手(21,22)的把手壳体(20)；和构造在把手壳体(20)中的容纳井(11)，其带有用于运行电动机(2)的电池组(12)用的插入口(13)。为了电池组(12)的振动退耦，使把手壳体(20)连同用于电池组(12)的容纳井(11)经由至少同一抗振元件(30)与器械壳体(1)退耦。在器械壳体(1)与把手壳体(20)之间构造有振荡缝隙(9)，其中，抗振元件(30)至少部分地桥接振荡缝隙(9)。

Description

带有振动退耦的电气工作器械
技术领域
本发明涉及一种电气工作器械，其包括带有用于驱动工具的电动机的器械壳体，其中，设置有用于调试电动机的控制单元。该工作器械具有把手壳体，其带有用于承载和/或引导工作器械的至少一个把手，其中，在把手壳体中构造有容纳井(Aufnahmeschacht)，其带有用于电池组的插入口(Einschuboeffnung)，该电池组用于运行电动机。该电池组可更换地保持在容纳井中。
背景技术
由文件DE 10 2011 002 404 A1已知一种电气工作器械。该已知的工作器械包括阻尼单元，其设置成减振地支承电池组。如果电池组在一端部处通过第一阻尼元件而(在接触条那边)在另一端部处以第二减震元件来支承，则在接触条(Kontaktleiste)与电池组之间会出现相对运动，其可导致触头的提高的机械磨损或导致其断裂。
发明内容
本发明目的在于将电气工作器械改进成使得避免在电池组和其关联的接触条之间的相对运动。
根据本发明，为了振动退耦(Vibrationsentkopplung)使把手壳体连同用于电池组的容纳井经由至少同一抗振元件与器械壳体退耦。对此，在器械壳体与把手壳体之间构造有振荡缝隙(Schwingspalt)，其中，抗振元件至少部分地桥接在把手壳体与器械壳体之间的振荡缝隙。该振荡缝隙限定了在把手壳体与器械壳体之间的预定的间距，使得把手壳体和器械壳体可相对于彼此运动。振荡缝隙不必完全被抗振元件填满；抗振元件仅须在至少一个部位处桥接振荡缝隙的间距。
因为用于电池组的容纳井构造在把手壳体中并且与其一起经由抗振元件被振动退耦，插入容纳井中的电池组同样被振动退耦。利用同一布置在振荡缝隙中的抗振元件，可一方面使用户用的把手而另一方面使在把手壳体内的电池组振动退耦。
如果在振荡缝隙中在多个部位处布置抗振元件，则这是在振荡缝隙中抗振元件的并联。附加的抗振元件在振荡缝隙那边、例如在容纳井与把手壳体之间和/或在电池组与容纳井之间的布置是抗振元件的串联。根据本发明，设置有至少一个抗振元件，其不仅使电池组而且使把手壳体与器械壳体的振荡退耦。
也可在振荡缝隙那边设置有另外的串联的抗振元件，其附加于布置在振荡缝隙中的抗振元件起作用。
适宜地，除了该至少一个布置在振荡缝隙中的抗振元件之外，在器械壳体与电池组之间和/或在器械壳体与把手壳体之间未串联有另外的抗振元件。尤其在电池组与容纳井之间未设置有另外的抗振元件。
基于根据本发明的设计，电池组可被刚性地保持在容纳井中，由此可靠地避免在电池组、其触头和与电池组相关联的接触条之间的相对运动。在运行中，既不会在电池组与容纳井之间也不会在把手壳体与容纳井中的接触条之间出现相对运动。尤其在运行中在把手壳体与电池组的触头之间不出现相对运动。电池组与把手壳体一起形成共同的质量系统，其可相对于器械壳体振荡。器械壳体与把手壳体振动退耦。
有利地，容纳井和至少一个把手形成共同的、相互固定连接的把手壳体。根据本发明，电池组的振动退耦经由把手的抗振元件实现。
当容纳井的纵向中轴线与工作器械的纵轴线成角度时，得到适宜的布置。有利地，该角度为70至110°。容纳井的纵向中轴线尤其垂直于纵轴线。
将容纳井的纵向中轴线平行于或在工作器械的纵轴线的方向上布置也可以是适宜的。这样的构造对于带有在器械壳体与把手壳体之间的引导管的工作器械是有利的。
有利地，电池组在容纳井中可更换的布置通过可松开的卡锁部(Rastverriegelung)来形成。
弹性的材料块(Materialblock)作为抗振元件证实为有利的。抗振元件尤其可旋转对称地来构造。旋转对称的抗振元件桥接了限制振荡缝隙的面的间距并且此外未在宽度和长度上完全填满振荡缝隙。抗振元件优选地在振荡缝隙中在较小的面上是有效的，由此在最广泛的意义上逐点地起作用。有利地，抗振元件被实施为弹簧。尤其构造为钢弹簧是有利的。
把手壳体可装备有两个把手。有利地，把手壳体具有相对于工具在远端的后部的把手和相对于工具在近端的前部的把手。通过把手的该布置，确保了工作器械的容易的引导和/或承载。
在本发明的改进方案中，工作器械具有前面的端部和后面的端部，其中，该工具布置在前面的端部处并且容纳井的插入口向工作器械的后面的端部敞开。
在本发明的有利的改进方案中，经由电导线供应能量给电动机，其中，电导线尤其作为单个导线(Einzelleitung)铺设。单个导线彼此间有间距并且在不同的部位处桥接振荡缝隙。
附图说明
本发明的另外的特征由另外的权利要求、说明书和附图得出，在附图中示出了接下来详细说明的本发明的实施例。
对于一实施例所说明的特征和优点也可转用于其他实施例。实施例的各个特征和优点还可与其他实施例组合。其中：
图1以示意图示出了根据树篱剪(Heckenschere)的原理的电气工作器械，
图2以示意图示出了根据自由切削器(Freischneider)的原理的电气工作器械，
图3以示意图示出了在电池组的改变的布置中的根据图2的工作器械，
图4以示意图示出了带有构造为螺旋弹簧的抗振元件的根据图3的工作器械，
图5示出了带有用于装配的塞的以实施为螺旋弹簧的钢弹簧的形式的抗振元件的示意图，
图6示出了根据图5的塞的透视性示意图，
图7示出了对根据图6的塞的俯视图，
图8示出了根据图6的塞的侧视图，
图9示出了沿着图8中的线XI-XI的剖面。
具体实施方式
在图1中示意性示出的电气工作器械10包括带有用于驱动工具3的电动机2的器械壳体1。
工作器械10在根据图1的实施例中构造为树篱剪，其带有由相对于彼此往复的刀梁4、5构成的工具3。用于驱动工具3的驱动元件7构造为偏心轮或曲柄传动机构(Kurbeltrieb)。在驱动工具3的驱动元件与电动机2之间的驱动连接中，可布置有变速器和/或离合器。示意性示出的工作器械10示例性地作为代表无引导管的紧凑的工作器械(例如机动锯、切断机(Trennschleifer)或示意性示出的树篱剪)的实施例。
工作器械10拥有纵轴线6，其处于由工具3所限定的工具平面中且在工作器械10的最大伸展的方向上伸延。电动机2的旋转轴线8相对于工作器械10的纵轴线6垂直或者说成直角。电动机2的旋转轴线8尤其垂直于工具平面。
电气工作器械10具有把手壳体20，在其处设置有至少一个把手21或22。把手21、22用于引导和/或承载工作器械10。把手壳体20具有相对于工具3在远端的后部的把手21和相对于工具3在近端的前部的把手22。
在把手壳体20中，构造有用于电池组12的容纳井11，该电池组设置用于电动机2的运行。容纳井11在把手壳体20的侧面23上具有插入口13，经由其将电池组12在箭头方向14上插入容纳井11中。电池组12基本上在其整个长度L上容纳在容纳井11中；当电池组从插入口13伸出尺度z时，可以是适宜的。电池组12的伸出的端部在把手壳体20的侧面23上伸出。
电池组12可更换地保持在容纳井11中且在其在图1中示出的运行部位中经由卡锁部15被卡锁地保持。卡锁部15具有解锁键35，在其压下时卡锁部15的卡锁元件释放电池组，从而可将其逆着箭头方向14从容纳井11中取出。
在容纳井11的底部16处布置有接触条17，其与电池组12的触头18电连接。将接触条18设置在容纳井11的周缘处也可以是有利的。电动机2经由电导线19a、19b联接在接触条17和控制单元24上。控制单元24有利地位于把手壳体20中且经由振荡缝隙9与器械壳体20的振动退耦。将电导线19a、19b作为共同的线缆19铺设可以是适宜的。优选地，电导线19a、19b分别作为单个的导线铺设，尤其单个的电导线19a、19b在不同的部位70、71处桥接振荡缝隙9。通过在振荡缝隙9的不同部位70、71处铺设单个导线19a、19b，单个的导线19a、19b彼此有间距a。电导线19a、19b不可相互支撑，由此整个系统变得更软。传递更少的振荡。
因为导线19a、19b在不同的部位70、71处被引导经过振荡缝隙9，可将单个的导线19a、19b的刚度例如在不同的转速下分配到不同的振荡形式上。
将间距a选择得非常大可以是有利的，如以虚线示出的导线19'b所示，其在部位71'处与振荡缝隙9相交。
控制单元24关联有电气操作元件25，其可构造为电气开关、电位计、传感器等等。电气操作元件25在实施例中可由机械键26来操纵，键26伸入把手21的把手孔27中。
把手壳体20和器械壳体1彼此分别以面38、39相面对，其中，两个面38、39彼此不接触。面38、39以高度、长度和宽度限制振荡缝隙9。
振荡缝隙9的高度标示在面38、39之间的间距。振荡缝隙9的长度和宽度共同标示彼此面对的相间隔的面38和39的面积。振荡缝隙9具有至少两个振荡缝隙区段9a、9b，在其中高度在不同的方向上被测量，也就是说振荡缝隙9三维地延伸。振荡缝隙9不处于唯一的平面中，而是至少沿着两个不同的、彼此成角度布置的平面延伸。把手壳体20如此可具有直到器械壳体1之下的托架(Ausleger)37，其中，在振荡缝隙区段9b中在托架37与器械壳体1之间可布置有另外的抗振元件30a。振荡缝隙区段9a、9b在走向上示意性地示出；振荡缝隙区段9a、9b示例性地在示意性示出的位置中彼此成直角。
器械壳体1和把手壳体20经由抗振元件30相互连接。抗振元件30桥接构造在器械壳体1与把手壳体20之间的振荡缝隙9。振荡缝隙9在器械壳体1与把手壳体20之间确保间距v。通过振荡缝隙9的该间距v，器械壳体1可相对于把手壳体20运动和振荡，而不与把手壳体20机械接触。电导线19a、19b作为单个导线或作为共同的线缆19被引导至器械壳体1中的电动机2并且桥接振荡缝隙9。
在运行中，器械壳体1被激励至振荡。振荡激励尤其经由与切削物交互作用的工具3实现并且传递到器械壳体1上。在传动链中共振也可导致器械壳体1的振荡激励。
同一抗振元件30由此使把手壳体20与器械壳体1的振动退耦，其中，同时获得电池组12与布置在器械壳体1中的驱动器29的振动退耦。把手壳体20连同容纳井11(和布置在其中的电池组12)经由同一抗振元件30与器械壳体1和布置在其中的驱动器29退耦。在把手壳体20与器械壳体1之间的振荡缝隙9被抗振元件30桥接。抗振元件30以其长度桥接振荡缝隙9的高度，即在器械壳体1与把手壳体20之间的间距v。抗振元件30的宽度尤其比振荡缝隙9的长度和/或宽度小许多倍。在优选的实施形式中，振荡缝隙9仅逐点地被抗振元件30桥接。振荡缝隙9的逐点的桥接对于有效的退耦是有利的。限制振荡缝隙的元件的面连接导致过于刚硬的连接。在布置多个抗振元件30的情况中，在振荡缝隙9中保留有振荡缝隙9的未桥接区域。
抗振元件30优选地构造成旋转对称。抗振元件30局部地布置在振荡缝隙9中并且尤其沿着振荡缝隙9不在整个振荡缝隙9上延伸。所布置的抗振元件30在整个振荡缝隙9上有效。
电池组12被刚性地保持在容纳井11中，尤其被卡锁部15卡锁地保持。经由触头18和接触条17的卡锁和接触都不被振动加载；在工作器械10的运行中在电池组12和容纳井11之间不出现相对运动。
接触条17刚性地布置在容纳井11中、尤其在容纳井11的底部16处，从而在工作器械10的运行中在容纳井11中的接触条17与把手壳体20之间不出现相对运动。由此还确保，在电气工作器械10的运行中在把手壳体20与电池组12的触头18之间不出现相对运动。触头18不被振动机械地加载。
插入容纳井11中的电池组12与把手壳体20一起形成共同的质量系统，器械壳体1可相对于该质量系统振荡。在把手壳体20中电池组12的振动退耦经由把手壳体20本身的或把手21和22的抗振元件30实现。容纳井11与至少一个把手21一起形成共同的、固定地尤其刚性地连接的把手壳体20。
该构造进行成使得在把手壳体20与电池组12的触头18之间不布置有附加的抗振元件。在电池组12的壳体与容纳井11的壁部之间不设置有附加的抗振元件。电池组12被刚性地保持在容纳井11中且与把手壳体20和至少一个把手21一起形成共同的结构。
在根据图1的实施例中构造有两个把手21和22的把手壳体20设计成使得后部的把手21比前部的把手22相对于工具3具有更大的间距。后部的把手21形成相对于工具3在远端的后部的把手，而把手22形成相对于工具3在近端的前部的把手。
容纳井11的插入口13在根据图1的实施例中面向前部的上部的把手21。工作器械10具有在其停放位置中竖直的纵向中心平面，其由后部的把手21来确定。电池组12的插入方向平行于工作器械10的纵向中心平面且尤其垂直于纵向中轴线6。
在图2中示出的电气工作器械10具有与根据图1的工作器械10相似的基础结构；相同的部件设有相同的附图标记。
工作器械10根据自由切削器、高位修枝器(Hochentaster)、树篱切削器等工作器械10的原理来构建并且具有引导管32。引导管32布置在器械壳体1与把手壳体20之间，从而工作器械10具有前面的端部101和后面的端部102。工具3布置在前面的端部101处。在前面的端部101处，器械壳体1设置有用于工具3的由电动机2和驱动元件7构成的驱动器29。
在工具3与电动机2之间的驱动连接中，可布置有离合器和/或变速器。
把手壳体20在根据图2的实施例中具有构造在把手壳体20处的把手22，其带有键26、传感器或类似的元件，其操纵电气操作元件25。工作器械10具有纵向中心平面，电动机2的旋转轴线8和引导管32处于该平面中。用于电池组12的容纳井11具有纵向中轴线28，其处于工作器械10的纵向中心平面中。纵向中轴线28与引导管32包围小于10°的角度；纵向中轴线28尤其平行于引导管32伸延。电池组12的插入沿着容纳井11的纵向中轴线28进行，其中，在根据图2的实施例中插入口13在工作器械10的后面的端部102处布置在在运行中通常指向后的侧面处。
把手壳体20和器械壳体1经由引导管32和至少一个抗振元件30、31相互连接。至少在引导管32的一端部33与把手壳体20或引导管32的端部34与器械壳体1之间构造的振荡缝隙9、109被该至少一个抗振元件30、31桥接。振荡缝隙9、109可轴向地和/或径向地在引导管32处延伸。
在器械壳体1中电动机2的操控经由布置在把手壳体20中的控制单元24实现，其一方面经由接触条17与电池组12的触头18相连接而另一方面与可经由键26由用户操作的电气操作元件25相连接。至器械壳体1中的电动机2的线缆19通过引导管32从把手壳体20伸延至器械壳体1。电气线缆19桥接该至少一个振荡缝隙9、109。
图2中的线缆19包括三个单个的电导线19a、19b和19c，如其优选地可设置用于操控电子整流电动机2(EC-Motor)。将电导线19a、19b和19c作为共同的线缆19铺设可以是适宜的，如在图2中以虚线所示。优选地，电导线19a、19b、19c分别作为单个的导线来铺设。单个的导线19a、19b和19c优选地在不同的部位处桥接振荡缝隙9。由于在振荡缝隙9的不同部位处铺设单个的导线19a、19b、19c，单个的导线19a、19b、19c彼此有间距。电导线19a、19b、19c如此不可相互支撑，由此整个系统变得更软。更少的振荡被传递。
根据图3的实施例基本上相应于根据图2的实施例，因此对于相同的部件使用相同的附图标记。
在根据图3的实施例中，把手21布置在用于电池组12的容纳井11后面，而在根据图2的实施例中容纳井形成工作器械10的后面的端部102。
用于电池组12的容纳井11具有纵向中轴线28，其处于工作器械10的纵向中心平面中并且尤其与引导管32包围在80°与110°之间的角度。电池组12的插入沿着容纳井11的纵向中轴线28实现，其中，在根据图3的实施例中插入口13在把手21与引导管32之间布置在运行中通常指向上的壳体侧处。
抗振元件30、31可根据其材料和/或其造型具有弹性特性。抗振元件30、31尤其可构造为由橡胶或聚氨酯泡沫构成的成形件40、41或者为钢弹簧50、51(图4)。有利地，抗振元件30、31由橡胶构成。橡胶缓冲高频振荡的传递。
抗振元件30的示例性构造在图5中示出。这里示出的钢弹簧50构造为螺旋弹簧55并且经由拧入螺旋弹簧50的端部56、57中的塞60来保持。塞60为了装配设有用于接合紧固元件62的紧固孔61。这样的塞在申请人的专利申请DE 10 2007 048 887 A1中详细地说明，以此明确地引用其公开内容。
用于装配作为抗振元件的螺旋弹簧55的塞60包括基体63，其带有头部64、轴向的拱顶(Dom)67以及用于螺旋弹簧55的至少一个螺旋58的容纳部65。在图7中以俯视图示出的头部64具有与紧固地点匹配的设计。头部64尤其具有连续的紧固孔61，紧固元件62伸过该紧固孔。
如还从根据图8的侧视图中可见的那样，螺旋弹簧55经由略微多于其最后的螺旋58之一被保持在塞60的容纳部65的螺纹(Gewindegang)66中。螺纹66构造在塞60的轴向的拱顶67的一端部处。基体63的拱顶67轴向地伸入螺旋弹簧55的一端部57中。
图9示出了通过轴向的拱顶67的剖面。如那里所示，拱顶67在外径上设计成椭圆，如此使得拱顶67在x方向上具有比在z方向上更小的延伸。在示出的根据图9的实施例中，椭圆的横截面的较小的半轴a处于x方向上；椭圆的横截面的较大的半轴B在z方向上延伸。
轴向拱顶67的外部的侧表面68在螺旋弹簧55横向偏转时形成对于其螺旋的止挡面。
如果使螺旋弹簧根据图9中的图示在x方向上偏转，则基本上螺旋弹簧55的弹簧刚度特征线是有效的。反之如果使螺旋弹簧55在z方向上偏转，则在已较小的偏转之后螺旋弹簧55的至少一个螺旋将在较大半轴b的区域中贴靠在作为偏转的止挡面的侧表面68处。由于贴靠在外表面68处，产生与螺旋弹簧55的原来的线性的刚度特征线不同的特征线。螺旋弹簧55在z方向上在仅较小的横向偏转之后贴靠在外表面68处且由此在贴靠之后更硬。在较小半轴a的区域中，螺旋弹簧55相对于外表面68具有较大的间距，由此弹簧刚度仅通过螺旋弹簧55本身的特征线来确定。
通过接合区段67的外部横截面的造型与设计，如此可将螺旋弹簧55在不同偏转方向上刚度不同地来设计。

Claims (16)

1.一种电气工作器械，其具有：
-器械壳体(1)，其带有用于驱动工具(3)的电动机(2)，
-用于调试所述电动机(2)的控制单元(24)，
-电气操作元件(25)，其关联所述控制单元(24)，
-把手壳体(20)，其带有用于引导所述工作器械(10)的至少一个把手(21,22)，
-构造在所述把手壳体(20)中的容纳井(11)，其带有用于运行所述电动机(2)的电池组(12)用的插入口(13)，
其中，所述电池组(12)可更换地保持在所述容纳井(11)中，
-并且为了振动退耦使所述把手壳体(20)连同用于所述电池组(12)的容纳井(11)经由至少同一抗振元件(30)与所述器械壳体(1)退耦，
-并且在所述器械壳体(1)与所述把手壳体(20)之间构造有振荡缝隙(9)，
-其中，所述抗振元件(30)至少部分地桥接在所述把手壳体(20)与所述器械壳体(1)之间的所述振荡缝隙(9)，
其特征在于，所述把手壳体(20)具有相对于所述工具(3)在远端的后部的把手(21)和相对于所述工具(3)在近端的前部的把手(22)。
2.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，所述电池组(12)刚性地保持在所述容纳井(11)中。
3.根据权利要求2所述的工作器械，
其特征在于，在运行中在所述电池组(12)与所述容纳井(11)之间不出现相对运动。
4.根据权利要求2所述的工作器械，
其特征在于，在运行中在所述把手壳体(20)与所述容纳井(11)中的接触条(17)之间不出现相对运动。
5.根据权利要求2所述的工作器械，
其特征在于，在运行中在所述把手壳体(20)与所述电池组(12)的触头(18)之间不出现相对运动。
6.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，在运行中所述电池组(12)与所述把手壳体(20)一起作为共同的质量系统相对于所述器械壳体(1)振荡。
7.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，所述电池组(12)的振动退耦经由所述把手(21,22)的抗振元件(30)实现。
8.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，所述容纳井(11)和至少一个把手(21)形成共同的、固定连接的把手壳体(20)。
9.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，所述工作器械(10)具有纵轴线(6)并且所述容纳井(11)的纵向中轴线(28)相对于所述纵轴线(6)成70°至110°的角度。
10.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，所述工作器械(10)具有纵轴线(6)并且所述容纳井(11)的纵向中轴线(28)处于所述纵轴线(6)中。
11.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，所述电池组(12)在所述容纳井(11)中经由可松开的卡锁部(15)来保持。
12.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，所述抗振元件(30)是弹性的成形件(40, 41)并且部分地桥接所述振荡缝隙(40)。
13.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，所述抗振元件(30)是弹簧。
14.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，所述工作器械(10)具有前面的端部(101)和后面的端部(102)，所述工具(3)布置在所述前面的端部(101)处并且所述插入口(13)向所述工作器械(10)的后面的端部(102)敞开。
15.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，经由电导线(19a,19b)将能量供应给所述电动机(2)，所述电导线(19a,19b)铺设为单个导线并且所述电导线(19a,19b)彼此间有间距(a)地在所述振荡缝隙(9)的不同部位(70,71)处桥接所述振荡缝隙(9)。
16.根据权利要求1所述的工作器械，
其特征在于，所述控制单元(24)布置在把手壳体(20)中，并且所述控制单元(24)通过振荡缝隙(9)与所述把手壳体(20)的振动退耦。
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