CN1775486B - 一个手持工作器具的抗振元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手持工作器具、如一个链锯、一个砂轮锯等的抗振元件，用于使工作器具的两个结构组件(1，2)振动脱耦地进行连接。所述抗振元件包括一个蝶形弹簧(3)，该蝶形弹簧具有至少一圈围绕一个匝圈轴线(4)延伸的、固定在第一结构组件(1)上的钢丝圈(5)并具有至少一个从钢丝圈(5)切向向外伸出的第一钢丝腿(6)。该钢丝腿(6)的一个钢丝腿端部(7)固定在第二结构组件(2)上。

Description

一个手持工作器具的抗振元件

技术领域

本发明涉及一个手持工作器具、如一个链锯(Kettensaege)、一个砂轮锯(Trennschleifer)等的抗振元件，用于使该工作器具的两个结构组件振动脱耦地连接。

背景技术

手持工作器具在运行中由一个操作人员在一个或多个手柄上把持并操纵。驱动马达和一个由驱动马达驱动的刀具产生振动，该振动传递到手柄上并从手柄传递到操作人员的手上。为了精确且无疲劳地进行工作，力求在手柄部位处尽可能微小的振动级。

为了使所述工作器具的两个结构组件、如一个马达结构组件和一个手柄结构组件振动脱耦地连接起来，已知许多抗振元件。橡胶元件作为抗振(AV)元件广泛使用，这些抗振元件在其刚度和其材料减振方面与工作器具的振动特性相协调。所述橡胶材料的高横向收缩系数在橡胶AV元件的一个轴向负荷的情况下导致一个高的横向伸长，为此必需提供一个相应的结构空间供使用。所述橡胶材料的弹性/减振特性随着发生作用的激励频率而变化。随着激励频率的提高出现动态刚性的提高。为了实现一个匹配的、足够软的、匹配于工作器具运行频率的协调性，选择一种静态设计，它在没有动态刚性增加的影响时在静态中是非常软的。微小的静态刚性可能对工作器具的导引精度产生不利影响。在设计时在导引精度与振动脱耦之间寻求一个折衷方案。

此外已知由钢丝制成的螺旋弹簧形式的AV元件。振动系统的一种协调性由于基本与频率无关的、线性的弹性特性是相对简单的。缺陷是需要较大的轴向结构空间。

发明内容

本发明的目的是，给出一种手持工作器具的抗振元件，它在较少需要结构空间的同时具有良好的振动脱耦特性。

这个目的通过一个手持工作器具的抗振元件得以实现，该抗振元件用于使工作器具的两个结构组件振动脱耦地进行连接。根据本发明，所述抗振元件包括一个蝶形弹簧，该弹簧具有至少一圈围绕一个匝圈轴线延伸的、固定在第一结构组件上的钢丝圈并具有至少一个从钢丝圈向外伸出的第一钢丝腿，其钢丝腿端部固定在第二结构组件上，使得所述蝶形弹簧在工作时按照一个承弯杆(Biegestab)的形式承载。

建议一种具有一个蝶形弹簧的抗振元件。该蝶形弹簧具有至少一圈围绕一个匝圈轴线延伸的、固定在一个第一结构组件上的钢丝圈。此外该蝶形弹簧还设置有至少一个从该钢丝圈向外伸出的第一钢丝腿，其钢丝腿端部固定在一个第二结构组件上。所述钢丝腿最好切向地从钢丝圈伸出。通过该钢丝腿将所述两个结构组件的一个由振动引起的相对运动传递到钢丝圈，在此该钢丝圈在圆周方向上承载。所述钢丝圈由于缺少轴向负荷可以相互间紧密贴靠地缠绕，由此需要一个非常小的轴向结构空间。通过钢丝腿导入的切向力在钢丝圈中引起钢丝材料的弯曲载荷，该弯曲载荷使钢丝圈直径产生一个相对较小的振荡地变大或变小。在径向上也只需要一个微小的结构空间。所述钢丝圈只在径向上需要一个结构空间。所述振荡的直径变化释放一个微小的径向间隙。所述钢丝腿、钢丝直径的长度且尤其是钢丝圈的圈数可以在较小的结构空间上这样匹配于所出现的振动负荷，使得刚性和弹性行程伴随着AV元件的一个微小的材料负荷。

在一种有利的改进方案中，将所述至少一圈钢丝圈固定在一个沿着匝圈轴线延伸的销轴上，并且同时以径向间隙地最好包围该销轴。通过该销轴形成一个简单且有效的机构，用于使钢丝圈在径向上导引地固定。在钢丝圈与销轴之间的径向间隙允许圈束在圆周方向上承受这样的弯曲负荷，使得圈束可以在径向上自由地收缩。所述钢丝圈在其弹簧特性上不受妨碍。

在合适的改进方案中，将所述至少一圈钢丝圈在销轴上沿轴向形状配合连接地固定在两个壁段之间。通过简单的机构形成所述钢丝圈的一种轴向固定，而不会影响其弹簧功能。

在钢丝腿端部上最好与所配置的第一钢丝腿成直角地且轴线平行于匝圈轴线地设置一个支承销，用于使钢丝腿端部固定在第二结构组件上。该支承销可旋转地支承在第二结构组件上、例如支承在一个手柄中。所述支承销的可旋转支承允许钢丝腿实现一种不受阻碍的偏转，而不会影响弹簧减振特性，并且不会在第二结构组件的固定点上产生机械过载。

所述支承销最好由卡销构成，并且由此能够实现一种简单的、无需工具的装配。

在有利的改进方案中，所述第一钢丝腿的至少一部分固定在一个导向体中，该导向体使第一钢丝腿在一个相对于匝圈轴线的圆周方向上释放，而在轴向上固定。尤其是第一钢丝腿只通过一个靠近钢丝圈的基础段固定在该导向体中。该导向体能够使切向于匝圈轴线的振动负荷与轴向的振动负荷精确地脱耦。根据导向体的结构，所述AV元件在轴向上可以是刚性的。对于一个限制在靠近钢丝圈基础段上的导向体，所述钢丝腿的向外伸出的、未支承的端部由于其自身的挠性可以导致一种刚性构成的脱耦机构。所述钢丝腿的弯曲变形受到在作用力导入与导向体之间的部分的限制，而不会作为导向体的支承功能的结果而传递到钢丝圈上。由此构成一个AV元件，它在两个不同的相互垂直的方向上脱耦地具有不同的刚度或者传递特性。根据工作器具的各种各样的在大小和方向上的不同的工作载荷，可以产生一种匹配的、与方向有关的振动脱耦。

最好设置一个位于钢丝腿端部对面的蝶形弹簧固定段，该固定段轴线平行于匝圈轴线地延伸，并且尤其形状配合连接地固定在第一结构组件中。在这种情况下，该固定段最好轴线平行于匝圈轴线延伸地在钢丝圈外侧面上与钢丝圈相重叠。这样形成所述蝶形弹簧在圆周方向上的一个简单、可靠的固定，即，使蝶形弹簧处于这个位置，该位置可靠地接收在圆周方向上由第一钢丝腿导入的作用力。轴线平行的、从外侧通过钢丝圈导引的固定段曲线引起一个附加的微小的挠性，通过该挠性在装配时可以补偿位置误差。所述钢丝圈束可以扁平地且平齐地直接贴靠在那个壁体上：在该壁体上也固定所述固定段，而不必使该固定段以一个太狭小的半径进行弯曲。

最好在钢丝圈与上述固定段之间还设置一个尤其切向于钢丝圈向外伸出的第二钢丝腿，它可以有助于接收弹性材料中的变形能。

在优选的实施方式中，所述蝶形弹簧通过它的与第一钢丝腿成直角的、且在相对于匝圈轴线的圆周方向上延伸的方向平放地设置在工作器具主进给力的一个方向上。所述蝶形弹簧最好通过它的由匝圈轴线给定的轴向设置在工作器具的更微小的进给力的一个方向上。在主进给力方向上产生钢丝圈的弹性作用。对于高的偏转力产生更微小的材料应力。在具有更微小的进给力的方向上，将所述AV元件的弹性作用限制在第一钢丝腿在其导向体与作用力导入之间在其钢丝腿端部上的变形上。所述蝶形弹簧在这里起到扭杆弹簧的作用，在该扭杆弹簧中由于微小的进给力而不会超过许用的应力级。剩余的空间方向最好是一个没有进给力的方向。这个方向大致与第一钢丝腿同轴，其中所述蝶形弹簧不具有值得一提的挠性。由于在钢丝圈与内置的销轴之间的径向间隙就出现一个残余挠性。为了接收在这个方向上的作用力，还可以设置在空间上分开设置的弹簧、弹性止挡或独立的AV元件。

附图说明

下面借助于附图详细描述本发明的一个实施例。附图中：

图1以立体分解图示出按照本发明的具有一个蝶形弹簧的抗振元件的主要部分，

图2以一个按照图1结构的正视图示出在一个销轴上导引的钢丝圈的细节，

图3以一个按照图1和2结构在结构组件的装配状态中的俯视图示出第一钢丝腿的一个导引的基础段的细节。

具体实施方式

图1以一个立体分解图示出一个用于使一个手持工作器具的两个示意的、在细节上未详细示出的结构组件1，2振动脱耦地连接的抗振元件(AV元件)。所述尤其通过一个内燃机马达驱动的工作器具可以是一个链锯、一个砂轮锯、一个修剪刀、一个吸风/鼓风机等。第一结构组件1例如可以是一个马达外壳，它具有一个固定在其中的驱动马达。第二结构组件2例如可以是一个手柄，它通过所示出的AV元件与马达外壳振动脱耦。

所述AV元件包括一个蝶形弹簧3，它由一个在一个第一端部2 6与一个第二端部27之间延伸的钢丝弯成。该蝶形弹簧3由一个邻接第一端部26的第一钢丝腿6、一定数量的圆柱形地围绕一个匝圈轴线4缠绕的钢丝圈5、一个位于第二端部27部位处的第二钢丝腿17和一个邻接在第二端部27上的固定段16所组成。所述蝶形弹簧3的弹簧钢丝沿着其从第一端部26到第二端部27的曲线从第一钢丝腿6过渡到钢丝圈5，并从那里过渡到第二钢丝腿17，并接着过渡到固定段16。

在第一结构组件1上固定一个圆柱形的销轴8，将所述钢丝圈5以微小的径向间隙推到其上面。由此使钢丝圈5的圆柱形圈束的匝圈轴线4与销轴8处于同轴。所述钢丝圈5相互贴靠地位于由匝圈轴线4给定的轴向14上。

位于钢丝圈5与固定段16之间的第二钢丝腿17直线地从钢丝圈5延伸出来，其中该第二钢丝腿切向地朝向钢丝圈5向外伸出。它也可以通过一个径向的方向部件向外折弯。所述钢丝圈5到第二钢丝腿17的过渡以及钢丝腿17本身涉及到轴向14位于钢丝圈5的圈束的背离第一结构组件1的一侧上。形成一个从第二钢丝腿17到第一结构组件1的轴向距离。第二钢丝腿17在其自由端方向上与一个固定段16成直角地折弯，其中该固定段16轴线平行于匝圈轴线4、径向在钢丝圈5外侧、朝向第一结构组件1的方向延伸。在这种情况下该固定段16径向在外侧重叠于钢丝圈5的圈束的轴向长度。该固定段16通过第二端部27插进第一结构组件1的一个相应开孔中，同时关于匝圈轴线4沿着圆周方向形状配合连接地固定。

为了装配蝶形弹簧3，可以将该弹簧平行于匝圈轴线4地推到销轴8上，其中同时将固定段16插入到第一结构组件1的相应开孔中。接着将一个固定元件21固定在销轴8上。在第一结构组件1和固定元件21上分别具有壁段9，10，在其间使钢丝圈5的圈束在轴向上形状配合连接地固定。总之，由此使所述蝶形弹簧3完全固定在第一结构组件1上，并且在所有的空间方向上进行固定。

也可以适宜地实现一个结构，其中没有第二钢丝腿17。所述固定段16例如可以在相反方向上弯曲，并且固定在固定元件21上。同样适宜的是，使所述固定腿16径向向内部弯曲地构成并且固定在销轴8的一个径向槽中。代替钢丝圈5在销轴8上的固定，对于钢丝圈5的外侧的、例如套形的导引也是适宜的。在此示例地示出大约两圈钢丝圈5。根据所期望的运行负荷和所给出的几何边界条件，也可以适宜地使用任意其它圈数的钢丝圈5，用于匹配于AV元件的振动特性。

所述第一钢丝腿6相对于匝圈轴线4的方向位于钢丝圈5的与第二钢丝腿17对置的轴向端面上。第一钢丝腿6在切向方向上从钢丝圈5出发向外朝向第二结构组件2方向上延伸。它也可以通过一个径向部件向外折弯。在所示实施例中该第一钢丝腿基本与第二钢丝腿17成直角地延伸。也可以适宜地选择在两个钢丝腿6，17之间的其它角位置。第一钢丝腿6的一个钢丝腿端部7位于第一钢丝端部26的部位处。在钢丝腿端部7上固定一个支承部件24，它用于使钢丝腿端部7固定在第二结构组件2上。为此在支承部件24上成型一个支承销11，该支承销与第一钢丝腿6成直角地、并同时轴线平行于匝圈轴线4地延伸。该支承销11例如可以通过第一钢丝腿6的一个折弯端部构成。在所示实施例中它由卡销构成，用于卡锁地固定在第二结构组件2上。为了形成所述卡销，设有两个通过一个间隙20相互分开的弹性板18，它们分别具有一个成型的定位凸起19。该定位凸起19可以无需工具地插进第二结构组件2的、例如一个手柄的一个合适的固定开孔中。该间隙20同时允许弹性板18相互间的一种弹性变形，由此可以使定位凸起19插进。接着所述弹性板18的弹性结构起到一个使定位凸起19扩展的作用，由此使钢丝腿端部7形状配合连接地在轴向上和径向上相对于第二结构组件2上的支承销11固定在第二结构组件2上。但是在横截面中为圆形的支承销11允许在其支承体中围绕其纵轴线作一种旋转运动。保证第一钢丝腿6在一个由一个双箭头13表示的圆周方向上相对于匝圈轴线4自由偏转。

在固定元件21上和在第一结构组件1上分别成型导向面22，23，该导向面构成一个用于第一钢丝腿6的一部分的导向体12。在装配状态中所述钢丝腿6这样固定在导向体12中或导向面22，23之间，使得钢丝腿6几乎无间隙地固定在由匝圈轴线4给定的轴向14上。在圆周方向13上第一钢丝腿6是自由活动的。结合图2和3详细描述导向体12工作方式的其它细节。

图2以一个沿着匝圈轴线4方向的端面视图示出按照图1的结构。按照本发明的AV元件在工作器具中这样针对一个坐标系28设置，使得第一钢丝腿6平行于X轴而匝圈轴线4平行于坐标系28的Z轴(图3)。该坐标系28的X方向是没有工作器具的进给力的一个方向，而Y方向是工作器具的主进给力的方向。在AV元件所示的相对于坐标系28的相对布置中，主进给力的Y方向与第一钢丝腿6、并与匝圈轴线4成直角。在主进给方向Y上的一个机械负荷致使第二结构组件2相对于第一结构组件1这样进行一种相对偏转，使得支承部件24连同钢丝腿端部7在由双箭头13所表示的相对于匝圈轴线4的圆周方向上静态地和/或振荡地运动。同时第一钢丝腿6在圆周方向13上进行一种弯曲。在相同的方向上的弯曲变形的主要分量出现在钢丝圈5中，该钢丝圈同时径向相对于匝圈轴线4扩展或收缩。在相同方向上的另一更微小的弯曲分量还在第二钢丝腿17中出现。所述导向体12通过其表面平行于双箭头13的方向，由此在这个方向上使钢丝腿端部7自由偏转。

图3以一个平行于方向Y(图2)的俯视图示出按照图1和2的结构。所述固定元件21通过一个螺栓25与销轴8(图1)进行螺栓连接，并由此是第一结构组件1的一部分。所述钢丝圈5在轴向14上形状配合连接地固定在第一结构组件1与固定元件21之间。所述两个导向面22，23滑动地至少接近无间隙地贴靠在第一钢丝腿6的基础段15上。所述导向面22，23和基础段15相对于第一钢丝腿6的轴线方向在靠近钢丝圈5的一个短的区域上延伸。因此第一钢丝腿6只通过其靠近钢丝圈的基础段15位于导向体12中。这允许第一钢丝腿6在导向体12与钢丝腿端部7之间在工作器具的更微小进给力的方向Z上具有一种弯曲挠性。

可以静态地和/或动态地调节第二结构组件2相对于第一结构组件1在Z方向上至少较小的相对滑移。所述基础段15在导向面22，23之间的固定起到一个沿着轴向14的支承作用，在Z方向的作用力远离钢丝圈5。在Y方向(图2)和Z方向上的负荷可以相互独立地且脱耦地被接收。在这两个方向上产生所述两个结构组件1，2的一种不同刚性的振动脱耦。所述导向体12在第一钢丝腿6的整个长度上延伸也是适宜的，由此在Z方向上的结构变成刚性的。那就只沿着Y方向(图2)产生结构组件1，2的一个振动脱耦。

Claims (16)

1.一个手持工作器具的抗振元件，该抗振元件用于使工作器具的两个结构组件(1，2)振动脱耦地进行连接，所述抗振元件包括一个蝶形弹簧(3)，该弹簧具有至少一圈围绕一个匝圈轴线(4)延伸的、固定在第一结构组件(1)上的钢丝圈(5)并具有至少一个从钢丝圈(5)向外伸出的第一钢丝腿(6)，其钢丝腿端部(7)固定在第二结构组件(2)上，使得所述蝶形弹簧(3)在工作时按照一个承弯杆的形式承载，其特征在于，所述第一钢丝腿(6)的至少一部分固定在一个导向体(12)中，该导向体使第一钢丝腿(6)在一个相对于匝圈轴线(4)的圆周方向(13)上释放，而在轴向(14)上固定。

2.如权利要求1所述的抗振元件，其特征在于，所述至少一圈钢丝圈(5)固定在一个沿着匝圈轴线(4)延伸的销轴(8)上。

3.如权利要求2所述的抗振元件，其特征在于，所述至少一圈钢丝圈(5)以径向间隙地包围销轴(8)。

4.如权利要求2或3所述的抗振元件，其特征在于，所述至少一圈钢丝圈(5)在销轴(8)上沿着轴向方向形状配合连接地固定在两个壁段(9，10)之间。

5.如权利要求1所述的抗振元件，其特征在于，在钢丝腿端部(7)上与第一钢丝腿(6)成直角地且轴线平行于匝圈轴线(4)地设置一个支承销(11)，用于使钢丝腿端部(7)固定在第二结构组件(2)上。

6.如权利要求5所述的抗振元件，其特征在于，所述支承销(11)由卡销构成。

7.如权利要求1所述的抗振元件，其特征在于，所述第一钢丝腿(6)只利用一个靠近钢丝圈的基础段(15)固定在导向体(12)中。

8.如权利要求1所述的抗振元件，其特征在于，所述蝶形弹簧(3)的一个与钢丝腿端部(7)对置的固定段(16)轴线平行于匝圈轴线(4)地延伸。

9.如权利要求8所述的抗振元件，其特征在于，所述蝶形弹簧(3)的与钢丝腿端部(7)对置的固定段(16)形状配合连接地固定在第一结构组件(1)中。

10.如权利要求8或9所述的抗振元件，其特征在于，所述固定段(16)轴线平行于匝圈轴线(4)延伸地在外侧与钢丝圈(5)相重叠。

11.如权利要求8或9所述的抗振元件，其特征在于，在所述至少一圈钢丝圈(5)与固定段(16)之间设置有一个向外伸出的第二钢丝腿(17)。

12.如权利要求11所述的抗振元件，其特征在于，所述第二钢丝腿(17)与钢丝圈(5)相切地向外伸出。

13.如权利要求1所述的抗振元件，其特征在于，所述蝶形弹簧(3)以它的与第一钢丝腿(6)成直角的、且在相对于匝圈轴线(4)的圆周方向(13)上延伸的方向设置在工作器具主进给力的一个方向(Y)上。

14.如权利要求1所述的抗振元件，其特征在于，所述蝶形弹簧(3)以它的由匝圈轴线(4)给定的轴向(14)设置在工作器具的更微小进给力的一个方向(Z)上。

15.如权利要求1所述的抗振元件，其特征在于，所述手持工作器具是一个链锯或者一个砂轮锯。

16.如权利要求10所述的抗振元件，其特征在于，在所述至少一圈钢丝圈(5)与固定段(16)之间设置有一个向外伸出的第二钢丝腿(17)。

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