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Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Arbeitsgerät mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei derartigen Arbeitsgeräten wie Freischneidern, Kantenschneidern oder dgl. ist zwischen dem Antriebsmotor bzw. dessen Gehäuse und dem angetriebenen drehbaren Werkzeug ein relativ langes Führungsrohr für die Antriebswelle vorgesehen. Durch diese Anordnung ergibt sich eine relativ weiche Verbindung zwischen dem Motor und dem Werkzeug. In Verbindung mit der Wechselwirkung zwischen dem Antriebsmotor und dem angetriebenen Werkzeug können daraus im Betrieb Schwingungsprobleme resultieren.
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Zur Vermeidung solcher Schwingungsprobleme ist die Anbindung des Führungsrohres an das Motorgehäuse mittels eines Anti-Vibrations-Elementes bekannt. Durch ein solches Anti-Vibrations-Element müssen einerseits die auftretenden Vibrationen wirkungsvoll abgedämpft werden. Gleichzeitig muß dadurch auch eine sichere Anbindung des Führungsrohres an das Motorgehäuse gegeben sein.
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Es sind Ausführungen aus der
DE 197 21 064 A1 bekannt, bei denen am motorseitigen Ende des Führungsrohres eine Spannschelle mit Klemmlaschen beispielsweise aus Kunststoff oder aus Aluminiumdruckguß durch Klemmung festgelegt ist. Auf diese Spannschelle ist ein rohrförmiges Dämpfungselement aus einem elastischen Material aufgeschoben. Zur Montage wird die Einheit aus dem Führungsrohr mit der Spannschelle und dem Dämpfungselement in eine entsprechende Aufnahme des Motorgehäuses eingepreßt. Die Klemmlaschen stehen dabei stirnseitig über dem Motorgehäuse hervor, was entsprechend viel Bauraum erfordert. Der Einpressvorgang erfordert aufwendige Vorrichtungen, wobei Fluchtungsfehler im montierten Zustand nicht auszuschließen sind. Ein Auswechseln des Führungsrohres beispielsweise in einer Service-Station ohne entsprechende Vorrichtungen ist schwierig. Ein werkseitig präzise eingesetztes Führungsrohr kann sich bei hohen oder dauerhaften Belastungen relativ zum Motorgehäuse verschieben oder verdrehen. Dabei kann auch die Klemmwirkung zwischen der Spannschelle und dem Führungsrohr nachlassen, wenn beispielsweise bei einer Ausführung der Spannschelle in Kunststoff das Material nachgibt. Bei einer Ausführung der Spannschelle in Aluminiumdruckguß ist diese sehr steif, so daß sie sich nur eingeschränkt an das Führungsrohr anschmiegen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die schwingungsdämpfende Anbindung eines Führungsrohres am Gehäuse eines gattungsgemäßen Arbeitsgerätes sowie die Austauschbarkeit eines Führungsrohres zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch ein Arbeitsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dazu ist vorgesehen, die das Führungsrohr umschließende Spannschelle am Gehäuse des Motors formschlüssig festzulegen. Dies ermöglicht den Verzicht auf eine unter hoher Vorspannung stehenden Einpressung des Dämpfungselementes im Motorgehäuse. Durch den Formschluß ist die Einheit aus dem Führungsrohr und der Anti-Vibrationseinheit sicher am Gehäuse festgelegt und gegen Verdrehen oder Verschieben gesichert. Ein Verdrehen oder ein Verschieben des Führungsrohres gegenüber der Spannschelle ist dauerhaft durch die gute Klemmwirkung zwischen beiden vermieden. Durch eine entsprechende Gestaltung der formschlüssigen Verbindung ist ein einfacher Austausch ohne Spezialwerkzeug möglich. Die formschlüssige Festlegung der Spannschelle am Motorgehäuse erfolgt zweckmäßig im Bereich der Klemmverschraubung für das Führungsrohr.
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Vorteilhaft ist die Spannschelle als etwa zylindrische Spannhülse mit einem oder mehreren Längsschlitzen und zwei oder mehr seitlich des Längsschlitzes angeordneten, radial nach außen sich erstreckenden und gegeneinander verspannbaren Klemmlaschen ausgebildet. Dabei weist das Gehäuse an seinem stirnseitigen, in Richtung des Führungsrohres weisenden Ende eine entsprechende Aussparung auf, in der die Klemmlaschen der Spannschelle aufgenommen sind. Durch die Klemmlaschen ist gleichzeitig mit einfachen Mitteln eine sichere Klemmung der Spannschelle am Führungsrohr gegeben, wobei die radial hervorstehenden und in der Aussparung des Gehäuses liegenden Klemmlaschen gleichzeitig auch eine formschlüssige Verdrehsicherung bilden. Die Verdrehsicherung wird hier ohne zusätzliche Vorrichtungen erreicht. Die Aussparung am stirnseitigen Gehäuse ist vorteilhaft in Richtung des stirnseitigen Endes offen, so daß die Klemmlasche zu ihrer Montage ohne Zerlegung des Gehäuses von der Stirnseite aus in die entsprechende Aufnahme eingeschoben werden kann. In einer zweckmäßigen Ausbildung weisen die Klemmlaschen je eine Bohrung zur Durchführung eines Spannbolzens auf, zu denen etwa koaxial ausgerichtet mindestens eine und bevorzugt zwei Öffnungen im Gehäuse zur Aufnahme der Enden des Spannbolzens vorgesehen sind. Dadurch kann der Spannbolzen nach Montage der Spannschelle durch eine der beiden Öffnungen im Gehäuse sowie durch die entsprechenden Bohrungen in den Klemmlaschen hindurchgeführt und verspannt bzw. verschraubt werden. Die beiden in den Öffnungen des Gehäuses liegenden Enden des Spannbolzens sind dabei formschlüssig gehalten und bilden zusätzlich zu der oben beschriebenen formschlüssigen Verdrehsicherung auch eine formschlüssige Anbindung zur Sicherung gegen ein axiales Verschieben.
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Ein Teil des elastischen Dämpfungselementes ist vorteilhaft in Form einer die Enden des Spannbolzens umschließenden Dämpfungsbüchse ausgebildet. Dadurch ist mit einfachen Mitteln direkt an der formschlüssigen Anbindung der Spannschelle an das Motorgehäuse eine wirksame Dämpfung von Schwingungen in Umfangs- und Längsrichtung bezüglich des Führungsrohres gegeben. Die Dämpfungsbüchsen weisen zweckmäßig einen umlaufenden Bund auf, mit dem sie formschlüssig im Gehäuse festgelegt sind. Dadurch sind sie einfach zu montieren und beim Lösen des Spannbolzens gegen Herausfallen gesichert. Zweckmäßig sind die Dämpfungsbüchsen derart angeordnet, daß die Klemmlaschen der Spannschelle flächig an der Stirnseite der Dämpfungsbüchse und insbesondere stirnseitig an ihrem Bund anliegen. Dadurch sind keine kraftübertragenden Zwischenelemente erforderlich; neben einer guten Dämpfungswirkung ist auch eine relativ starre Anbindung des Führungsrohres an das Gehäuse gegeben.
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In einer einfachen und zweckmäßigen Ausbildung ist der Spannbolzen als eine Schraube mit einem Kopf und einer Mutter ausgebildet. In den beiden Dämpfungsbüchsen ist dabei je eine Metall-Hülse insbesondere aus Stahl zur Aufnahme des Kopfes bzw. der Mutter vorgesehen. Die Stahlhülsen sind einfach und kostengünstig herzustellen und verhindern eine übermäßige Flächenpressung zwischen dem Spannbolzen und den Dämpfungsbüchsen. In einer vorteilhaften Ausbildung weist die Hülse zwei etwa parallel zueinander liegende Abflachungen auf, zwischen denen die Mutter verdrehsicher gehalten ist. In dessen Folge braucht der als Schraube ausgebildete Spannbolzen nur an seinem Kopf mit einem geeigneten Werkzeug gedreht werden, ohne daß die Mutter durch ein weiteres Werkzeug gehalten sein muß. Eine derartige Anordnung vereinfacht die Automatisierung der Fertigung sowie ggf. den Austausch eines beschädigten Führungsrohres oder der Anti-Vibrations-Einheit. In einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung können die Hülse und die Mutter auch einteilig ausgebildet sein, wodurch die Anzahl der zu montierenden Teile verringert ist. Zweckmäßig weisen die Hülsen stirnseitig einen Halteschlitz auf, in den bedarfsweise ein Schraubendreher einsetzbar ist. Beispielsweise im Falle eines festgerosteten Gewindes kann dadurch die Schraubverbindung des Spannbolzens gelöst werden, ohne daß ein Verdrehen der Hülse dieses erschwert. Zweckmäßig ist an der Hülse eine Verdrehsicherung insbesondere in Form eines angeformten Sechskantes vorgesehen. Eine derartige Verdrehsicherung findet in der elastischen Dämpfungshülse oder in einer entsprechenden sechskantförmigen Aussparung der Spannschelle Halt, wodurch das auftretende Drehmoment bei der Montage des Spannbolzens aufgefangen wird. In einer vorteilhaften Variante ist in die Hülse eine Setzmutter eingepreßt, wobei eine Verdrehsicherung durch den Formschluß eines gezackten, geriffelten oder gerändelten Bundes der Setzmutter gebildet wird.
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Als weiterer Teil der Anti-Vibrations-Einheit und des zugehörigen Dämpfungselementes ist die Spannhülse vorteilhaft von einer Dämpfungshülse umschlossen, die in der entsprechenden Aufnahme des Gehäuses für das Führungsrohr anliegt. Dadurch ist neben der weiter oben beschriebenen Dreh- und Längsschwingungsdämpfung auch eine wirkungsvolle Biegeschwingungsdämpfung gegeben. Zweckmäßig weist dabei die Dämpfungshülse eine Aussparung auf, die die Klemmlaschen der Spannschelle umschließt. Da die Klemmwirkung zwischen der Spannschelle und dem Führungsrohr im Bereich der Klemmlaschen auftritt, ist hier eine Kraftübertragung vom Führungsrohr durch die Spannschelle im Bereich der Klemmlaschen und durch die Dämpfungshülse ebenfalls in diesem Bereich direkt in das Motorgehäuse gegeben. Durch eine derartige Anordnung ist gleichermaßen eine gute Dämpfungswirkung sowie eine relativ starre und damit genaue Anbindung des Führungsrohres an das Gehäuse erzielbar. Zur Vereinfachung der Montage weist die Dämpfungshülse eine radial nach außen hervorstehende Nase auf, die in die Aussparung des Gehäuses zur Aufnahme der Klemmlaschen hineinragt, wodurch ein Verdrehen der Dämpfungshülse verhindert ist.
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In einer vorteilhaften Ausbildung ist die Spannhülse in Richtung des Motors über den Bereich der Klemmlaschen hinaus verlängert. In diesem Bereich ist zwar die Klemmwirkung gering, jedoch ist durch die verlängerte Ausbildung eine sichere Führung des Führungsrohres bei der Montage und auch im Betrieb gegeben. Dabei erstreckt sich der Längsschlitz zwischen den beiden Klemmlaschen vorteilhaft über die gesamte Länge der Spannhülse, wodurch die Montage erheblich vereinfacht ist. Dadurch ist insbesondere die Möglichkeit gegeben, zunächst die Dämpfungshülse und anschließend die Spannhülse in das Motorgehäuse einzusetzen, indem die Spannhülse an den beiden Klemmlaschen zusammengedrückt und in Position geschoben wird. Anschließend kann beispielsweise mit einem Schraubendreher oder auch in einem automatisierten Vorgang der Längsschlitz gegen die Federkraft der Dämpfungshülse aufgeweitet werden, so daß das Führungsrohr ohne Kraftaufwand in die Spannhülse eingeschoben werden kann.
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Die Spannschelle ist vorteilhaft einteilig und insbesondere aus Stahlblech gefertigt. Neben einer kostengünstigen Fertigung ist dadurch auch eine zuverlässige Klemmung des Führungsrohres gegeben, da sich einerseits das Stahlblech in einem gewissen Maße an das Führungsrohr anschmiegen kann und wobei andererseits durch das Fehlen von Kriechvorgängen im Material die aufgebrachte Klemmspannung dauerhaft erhalten bleibt. Die Klemmlaschen sind dabei zweckmäßig mit Versteifungssicken versehen, wodurch einerseits das Stahlblech der Klemmlasche so dünn gehalten sein kann, daß eine gewünschte Anschmiegung an das Führungsrohr erzielbar ist. Andererseits sind die Klemmlaschen durch die Versteifungssicken hinreichend versteift, daß diese beim Aufbringen einer Spannkraft durch den Spannbolzen nicht nachgeben.
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Die Dämpfungselemente und insbesondere sowohl die Dämpfungsbuchsen als auch die Dämpfungshülse weisen zweckmäßig Längsnuten insbesondere jeweils auf der Innenseite und der Außenseite auf. Durch diese Längsnuten ist die Verformbarkeit des elastischen Dämpfungsmaterials auch im montierten Zustand sichergestellt, da das elastische Material bei Belastung in Richtung der Nuten ausweichen kann. Zur Unterstützung dieses Effektes sind die jeweiligen Längsnuten der Innenseite bzw. der Außenseite in Umfangrichtung versetzt zueinander angeordnet.
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Die elastischen Dämpfungselemente sind zweckmäßig von angepaßter Steifigkeit. Insbesondere kann die jeweilige Steifigkeit der Dämpfungshülse und der Dämpfungsbüchsen unabhängig voneinander angepaßt sein, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, die verschiedenen Längs-, Dreh- und Biegeschwingungsmodi optimal zu bedämpfen. Dabei hat sich die Auswahl von angepaßter Shore-Härte als zweckmäßig herausgestellt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Freischneider in einer Übersichtsdarstellung,
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2 in einer Explosionsdarstellung die Einzelteile des Freischneiders nach 1 im Bereich der Anbindung des Führungsrohrs an das Motorgehäuse,
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3 in einer Längsschnittsdarstellung die Anordnung nach 2 im montierten Zustand,
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4 die Anordnung nach 3 in einer Querschnittsdarstellung entlang der Linie IV-IV aus 3,
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5 in einer perspektivischen Darstellung die Spannschelle als Einzelteil,
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6 in einer perspektivischen Darstellung eine Hülse zur Aufnahme des Spannbolzens,
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7 in einer Querschnittsdarstellung eine Variante der Hülse nach 6 aus gepreßtem Stahlblech,
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8 einen Querschnitt durch eine weitere Variante der Hülsen nach den 6 und 7 mit einer Verdrehsicherung,
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9 die stirnseitige Ansicht der Hülse nach 8,
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10 eine Querschnittsdarstellung einer Hülse mit Bund und aufgeschobener Dämpfungsbüchse.
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1 zeigt eine Bedienperson 41, die mittels eines Tragegurtes 40 einen Freischneider hält und über zwei Handgriffe 43 am jeweiligen Ende einer Lenkerstange 42 führt. Die Lenkerstange 42 ist an einem Führungsrohr 2 befestigt, in dem eine Antriebswelle 3 gelagert ist. Im Bereich der Bedienperson 41 ist am Führungsrohr 2 ein Gehäuse 5 für einen nicht näher dargestellten Antriebsmotor 1 angeordnet. Der Antriebsmotor 1 treibt über die Antriebswelle 3 und über einen Getriebekopf 44 ein drehbares Werkzeug 4 an. Das Werkzeug 4 wird über die Bedienperson 41 mittels der Handgriffe 43 und der Lenkerstange 42 etwa in Richtung des Doppelpfeiles 45 geführt.
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Die Explosionsdarstellung nach 2 zeigt die wesentlichen Einzelteile des Freischneiders nach 1 im Bereich der Verbindungsstelle zwischen dem Führungsrohr 2 und dem Gehäuse 5. Das motorseitige Ende des Führungsrohres 2 mit der darin drehbar gelagerten Antriebswelle 3 wird mittels einer Anti-Vibrationseinheit 6 in einer Aufnahme 46 des Gehäuses 5 festgelegt. Die Anti-Vibrations-Einheit 6 umfaßt eine Spannschelle 7 für das Führungsrohr 2. Die Spannschelle 7 besteht aus einer das Führungsrohr 2 umschließenden Spannhülse 10 mit einem sich über die gesamte Länge erstreckenden Längsschlitz 11. Beidseitig des Längsschlitzes 11 sind zwei Klemmlaschen 12 mit je einer Bohrung 15 vorgesehen. Die Spannschelle 7 ist über einen Spannbolzen 16 verspannbar. Der Spannbolzen 16 kann ein Bolzen mit einem Schnellverschluß, einem Kniehebel oder dgl. sein und ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schraube 24 mit einem Kopf 25 und einer Mutter 26. Der Spannbolzen 16 wird durch je eine auf beiden Seiten der Klemmlaschen 12 angeordnete Hülse 27 unter Zwischenlage je eines elastischen Dämpfungselementes 9 in Form einer Dämpfungsbüchse 21 hindurchgeführt. Die Hülse 27 auf der Seite der Mutter 26 weist zwei Abflachungen 28 auf, zwischen denen die Mutter 26 formschlüssig verdrehsicher gehalten ist. Am stirnseitigen Ende weist diese Hülse 27 zwei Halteschlitze 29 für einen Schraubendreher oder dgl. auf. Die beiden Dämpfungsbüchsen 21 weisen auf ihrer den Klemmlaschen 12 zugewandten Seite jeweils einen Bund 22 zur Anlage an den Klemmlaschen 12 und zur formschlüssigen Festlegung im Gehäuse 5 auf.
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Zwischen der Spannhülse 10 und der Oberfläche der Aufnahme 46 im Gehäuse 5 ist ein weiteres elastisches Dämpfungselement 8 in Form einer elastischen, etwa zylindrischen Dämpfungshülse 32 angeordnet, deren Länge etwa der Länge der Spannhülse 10 entspricht. Die Dämpfungshülse 32 weist eine Aussparung 33 für die beiden Klemmlaschen 12 auf. An der Innenseite 38 und der Außenseite 39 ist die Dämpfungshülse 32 jeweils mit Längsnuten 36, 37 versehen, die in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. In vergleichbarer Weise sind die beiden Dämpfungsbüchsen 21 ebenfalls mit innenseitigen bzw. außenseitigen Längsnuten 36, 37 versehen. Die Dämpfungsbüchsen 21 und die Dämpfungshülse 32 können aus einem elastischen Kunststoffmaterial sein und sind im gezeigten Ausführungsbeispiel aus Gummi mit einer angepaßten Shore-Härte
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Das Gehäuse 5 weist an seinem stirnseitigen Ende 13 eine Aufnahme 46 für die Anti-Vibrationseinheit 6 zusammen mit dem Führungsrohr 2 auf. Am stirnseitigen Ende 13 ist des weiteren eine Aussparung 14 für die Klemmlaschen 12 sowie zwei Öffnungen 17, 18 für die beiden Enden 19, 20 des Spannbolzens 16 vorgesehen.
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3 zeigt in einem Längsschnitt die Anordnung nach 2, bei der im Gehäuse 5 die Anti-Vibrationseinheit 6 zusammen mit dem gestrichelt dargestellten Führungsrohr 2 gehalten ist. Zum Antrieb der nicht gezeigten Antriebswelle 3 ist eine Kupplungsglocke 47 einer nicht näher dargestellten Fliehkraftkupplung mit einer Antriebshülse 48 vorgesehen und in einem Kugellager 49 drehbar gelagert. Im Bereich des Kugellagers 49 ist ein Längsanschlag 50 für die Dämpfungshülse 32 und die Spannschelle 7 vorgesehen. Die Dämpfungshülse 32 weist in diesem Bereich einen radial nach innen sich erstreckenden Bund 51 auf als elastische Zwischenlage in Längsrichtung zwischen der Spannschelle 7 bzw. dem Führungsrohr 2 und dem Längsanschlag 50. Die Dämpfungshülse 32 und die Spannschelle 7 sind als separate Einzelteile ausgebildet. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist die Dämpfungshülse 32 auf die Spannhülse 10 der Spannschelle 7 aufvulkanisiert. Die Aussparung 14 im Gehäuse 5 ist am stirnseitigen Ende offen und nimmt die Klemmlaschen 12 sowie eine Nase 34 der Dämpfungshülse 32 auf.
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4 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Anordnung nach 3 entlang der dort eingetragenen Linie IV-IV. Die Spannschelle 7 ist im Gehäuse 5 formschlüssig festgelegt, in dem die beiden Klemmlaschen 12 in der Aussparung 14 (3) und die beiden Enden 19, 20 des Spannbolzens 16 in den jeweiligen Öffnungen 17, 18 im Gehäuse 5 gehalten sind. Die beiden Hülsen 27 sind jeweils von einer Dämpfungsbüchse 21 umschlossen, wobei die Dämpfungsbüchse 21 auch auf die Hülse 27 aufvulkanisiert sein kann. Die Dämpfungsbüchsen 21 sind im Gehäuse 5 formschlüssig festgelegt, in dem ihr jeweiliger Bund 22 eine Kante 52 des Gehäuses 5 hintergreift. Die beiden Klemmlaschen 12 liegen flächig an der jeweiligen Stirnseite 23 im Bereich des Bundes 22 der Dämpfungsbüchsen 21 an.
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5 zeigt in einer perspektivischen Darstellung Einzelheiten der Spannschelle 7 gemäß der vorhergehend beschriebenen Figuren. Die beiden Klemmlaschen 12 weisen jeweils beidseitig der Bohrungen 15 Versteifungssicken 35 auf. Der zwischen den beiden Klemmlaschen 12 in Längsrichtung durchgehende Längsschlitz 11 ist an dem in Richtung der Kupplungsglocke 47 weisenden Ende (3) in Form einer Ausklinkung 53 erweitert. Eine weitere Ausklinkung 53 ist in radialer Richtung gegenüberliegend in der Spannhülse 10 vorgesehen. Es kann auch zweckmäßig sein, mehr als zwei Ausklinkungen 53 vorzusehen, durch die die Spannhülse 10 in eine entsprechende Anzahl von Segmenten aufgeteilt ist. Die Spannschelle 7 ist einteilig aus Stahlblech gefertigt.
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6 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Variante der Hülse 27 nach 2, die einteilig mit der Mutter 26 ausgebildet ist. Dazu ist in dem von einem Umfangsteil 54 umschlossenen Boden 55 eine Gewindebohrung 56 vorgesehen. An dem dem Boden 55 abgewandten stirnseitigen Ende des Umfangteils 54 sind kreuzweise Halteschlitze 29 für einen Schraubendreher oder dgl. angeordnet.
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Eine weitere Variante einer Hülse 27 ist in 7 gezeigt, die aus einem Stahlpreßteil gebildet ist mit einem Umfangsteil 54 und einem Boden 55. Im Boden 55 ist eine Umbördelung 57 mit einem Gewinde vorgesehen, die die Gewindebohrung 56 bildet. Eine weitere Variante der Hülse 27 ist in den 8 und 9 gezeigt, bei dem an der Stirnseite des Bodens 55 im Bereich der Gewindebohrung 56 eine Verdrehsicherung 30 in Form eines angeformten Sechskantes 31 vorgesehen ist.
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10 zeigt eine Variante der Hülse 27, bei der auf der dem Boden 55 gegenüber liegenden Seite das Umfangsteil 54 zu einem Bund 58 umgebördelt ist. In dieser Variante ist die Dämpfungsbüchse 21 als schlauchförmiges Extrusionsteil ausgebildet und auf der Hülse 27 am Bund 58 anliegend vormontiert. Der Bund 58 verhindert ein Verrutschen der Dämpfungsbüchse 21 bei der Montage auf dem Wege des Einpressens und bildet im montierten Zustand eine Verliersicherung für die Dämpfungsbüchse 21.
