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Die Erfindung betrifft ein Oszillationswerkzeug mit einer Befestigungsöffnung zur Befestigung an einer oszillierend antreibbaren Antriebswelle eines Oszillationsantriebs, und mit einem von der Befestigungsöffnung beabstandeten Arbeitsabschnitt zur Bearbeitung eines Werkstückes.
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Ein derartiges Oszillationswerkzeug ist beispielsweise aus der
EP 0 174 427 A1 und aus der
EP 0 433 539 A1 bekannt. Das bekannte Oszillationswerkzeug ist als Schneidmesser zum Durchtrennen von Klebewulsten von Fensterscheiben von Kraftfahrzeugen ausgebildet und wird in Verbindung mit einem Oszillationsantrieb verwendet. Es weist eine Befestigungsöffnung zur formschlüssigen Verbindung mit der oszillierend angetriebenen Antriebswelle eines Oszillationsantriebes auf und kann selbst in den unterschiedlichsten Formen ausgebildet sein, z. B. sichelförmig, U-förmig abgewinkelt und dergleichen mehr.
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Oszillationswerkzeuge werden in Verbindung mit Oszillationsantrieben nicht nur als Schneidmesser, sondern für eine Vielzahl von anderen Aufgaben eingesetzt, beispielsweise zum Sägen, Schaben, Schleifen oder dergleichen. Mit solchermaßen oszillierend angetriebenen Sägeblättern lassen sich beispielsweise präzise Schnitte im Karosseriebau herstellen. Zum Sägen an schwer zugänglichen Stellen sind auch fingerartige Werkzeuge gebräuchlich, um beispielsweise im Holzbau spezielle Schnitte durchführen zu können. Ein weiteres Einsatzgebiet ist das Schleifen, wie z. B. in der
EP 0 244 465 B1 beschrieben, oder das Schaben. Aus der
EP 0 244 465 B1 ist es auch bekannt, das Schleifwerkzeug mittig mit dre Antriebswelle des Oszillationsantriebes zu verbinden, um Unwuchten und Vibrationen zu vermeiden.
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Derartige Oszillationswerkzeuge werden mit hoher Frequenz um die Drehachse der Antriebswelle des Oszillationsantriebs hin und her gehend angetrieben. Die hierdurch erzeugten Vibrationen werden von manchen Benutzern subjektiv als nachteilig empfunden. Auch kann die oszillierende Bewegung in speziellen Anwendungsfällen dazu führen, daß das Oszillationswerkzeug teilweise nicht mit der gewünschten Präzision am Werkstück angesetzt oder relativ zu diesem bewegt werden kann.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes, mit einem Oszillationsantrieb verwendbares Oszillationswerkzeug zu schaffen, das die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeidet oder zumindest reduziert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Oszillationswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
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Mit der Erfindung wurde erkannt, daß sich insbesondere bei Oszillationswerkzeugen, die einseitig von der Befestigungsöffnung aus nach außen abstehende Arbeitsabschnitte aufweisen, eine durchaus merkliche Unwucht ergeben kann, die vom Benutzer als nachteilig empfunden werden kann und die ggf. die Präzision des Bearbeitungsvorganges beeinträchtigen kann.
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Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil vermieden oder vermindert, indem das Oszillationswerkzeug mit einem Ausgleichsabschnitt versehen wird, der zur Auswuchtung des Oszillationswerkzeuges vorgesehen ist.
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Gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung ist hierbei das Oszillationswerkzeug derart gestaltet, daß es bezüglich der Drehachse der Antriebswelle statisch ausgewuchtet ist.
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Unter dem Begriff ”statische Auswuchtung” soll im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verstanden werden, daß die Massenverteilung des Oszillationswerkzeuges derart gestaltet ist, daß der Schwerpunkt mit der Drehachse der Antriebswelle zusammenfällt. Ist dies der Fall, so gibt es beim oszillierenden Antrieb des Oszillationswerkzeuges um die Drehachse keine Fliehkraftkomponenten nach außen, da sich die Einzelkomponenten des Oszillationswerkzeuges ausgleichen.
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In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung ist das Oszillationswerkzeug derart gestaltet, daß es bezüglich der Drehachse der Antriebswelle dynamisch ausgewuchtet ist.
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Soweit das Oszillationswerkzeug Abschnitte aufweist, die außerhalb der Ebene der Befestigungsöffnung liegen, so können trotz einer statischen Auswuchtung des Oszillationswerkzeuges Schwerpunktverlagerungen in verschiedenen, zur Drehachse senkrechten Ebenen auftreten. Dann stimmt die durch die Schwerpunkte der verschiedenen Ebenen verlaufende Trägheitsachse nicht mehr mit der Drehachse überein. Durch diesen Achsenfehler wird zusätzlich zu der vom Schwerpunktfehler herrührenden Fliehkraft ein Fliehkräftepaar erzeugt, das während der Drehbewegung zu einem Taumelmoment um die Drehachse der Antriebswelle führt.
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Auch diese ”dynamische Unwucht” kann bei entsprechender Gestaltung des Oszillationswerkzeuges ausgeglichen werden, wodurch ein noch ruhigeres Arbeiten ermöglicht wird, selbst wenn das Oszillationswerkzeug stark ungleiche Massenverteilungen aufweist.
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Der Ausgleichsabschnitt des Oszillationswerkzeuges ist in einer ersten Ausführung der Erfindung einstückig mit dem Oszillationswerkzeug ausgebildet.
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So kann beispielsweise auf einer dem Arbeitsabschnitt des Oszillationswerkzeuges in bezug auf die Drehachse der Antriebswelle gegenüberliegenden Seite der Ausgleichsabschnitt einfach als Materialverlängerung, als Materialverdickung oder -verbreiterung ausgebildet sein, um die notwendige Ausgleichsmasse bereitzustellen.
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Soweit dies aus geometrischen Gründen vorteilhaft ist, kann der Ausgleichsabschnitt auch einen gebogenen Bereich aufweisen, der ggf. in Richtung zum Arbeitsabschnitt hin gebogen ist.
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Auf diese Weise kann die Ausgleichsmasse platzsparender aufgenommen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist am Ausgleichsabschnitt ein Ausgleichsgewicht befestigt.
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Auf diese Weise kann die notwendige Ausgleichsmasse auf einem relativ geringen Raum untergebracht werden, um so etwaige durch den Ausgleichsabschnitt bedingte Behinderungen während des Arbeitens mit dem Oszillationswerkzeug zu minimieren.
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Das Ausgleichsgewicht kann mit dem Oszillationswerkzeug beispielsweise verschweißt, verlötet, verschraubt, vernietet oder verklebt sein.
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In Sonderfällen kann das Ausgleichsgewicht auch abnehmbar am Oszillationswerkzeug befestigt sein, sofern bei nur ganz bestimmten Anwendungen eine Auswuchtung erwünscht ist, bei anderen jedoch nicht erwünscht ist.
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Das Oszillationswerkzeug selbst kann beispielsweise als Schneid- oder Schabemesser, als Spachtel oder als Säge ausgebildet sein. Daneben sind beliebige andere Anwendungsfälle des Oszillationswerkzeuges denkbar.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auf alternative Weise durch ein Auswuchtelement mit einer Befestigungsöffnung zur Befestigung an einer oszillierend antreibbaren Antriebswelle eines Oszillationsantriebes gelöst, das zusammen mit einem nicht ausgewuchteten Oszillationswerkzeug, das eine Befestigungsöffnung zur Befestigung an der Antriebswelle des Oszillationsantriebs, sowie einen von der Befestigungsöffnung beabstandeten Arbeitsabschnitt zur Bearbeitung eines Werkstückes aufweist, wobei das Auswuchtelement derart auf das Oszillationswerkzeug abgestimmt ist, daß gemeinsam damit eine Auswuchtung in bezug auf die Drehachse der Antriebswelle ermöglicht ist.
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Auch auf diese Weise wird die Aufgabe der Erfindung vollkommen gelöst. Ein zusätzliches Auswuchtelement, das zusammen mit dem nicht ausgewuchteten Oszillationswerkzeug auf der Antriebswelle befestigt wird, besitzt gegenüber den vorstehend beschriebenen Lösungen den Vorteil, daß das Oszillationswerkzeug sowohl in seiner herkömmlichen, nicht ausgewuchteten Form benutzt werden kann, als auch zusammen mit dem Auswuchtelement, um eine ausgewuchtete Einheit zu erhalten.
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Somit kann das Oszillationswerkzeug beispielsweise normalerweise im ausgewuchteten Zustand verwendet werden, während für bestimmte Arbeiten, bei denen aus Ausgleichsabschnitt oder ein Ausgleichsgewicht aus geometrischen Gründen hinderlich wäre, einfach mit dem herkömmlichen Oszillationswerkzeug gearbeitet werden kann.
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Vorausgesetzt ist hierbei natürlich, daß der Benutzer das Auswuchtelement in geeigneter Weise insbesondere gegenüber einem ausladenden Arbeitsabschnitt an der Antriebswelle befestigt, so daß tatsächlich eine Auswuchtung erreicht wird. Dies dürfte aber beim jeweiligen Oszillationswerkzeug klar ersichtlich sein.
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Ggf. können hierzu auch am Oszillationswerkzeug einerseits und am Auswuchtelement andererseits bestimmte Formelemente vorgesehen sein, die formschlüssig ineinander passen, um zu gewährleisten, daß das Oszillationswerkzeug und das Auswuchtelement nur in einer vorbestimmten Lage relativ zueinander verwendet werden können.
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Auch in Verbindung mit einem derartigen Auswuchtelement kann eine statische Auswuchtung der so gebildeten Einheit oder ggf. auch eine dynamische Auswuchtung bezüglich der Drehachse der Antriebswelle erzielt werden.
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Wiederum kann das Auswuchtelement ein Ausgleichsgewicht aufweisen, das vorzugsweise damit verschraubt, verschweißt, vernietet, verklebt oder verlötet ist.
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Das Ausgleichsgewicht selbst kann entweder aus demselben Material wie das Oszillationswerkzeug bzw. das Auswuchtelement bestehen oder aber aus einem Material höherer Dichte, um mit möglichst geringen Außenabmessungen die notwendige Ausgleichsmasse bereitzustellen.
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Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Oszillationswerkzeuges, das an einem schematisch dargestellten Oszillationsantrieb befestigt ist;
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2–6 Abwandlungen eines erfindungsgemäßen Oszillationswerkzeuges in perspektivischer Darstellung; und
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7–10 ein erfindungsgemäßes Auswuchtelement in verschiedenen Ausführungen in perspektivischer Darstellung.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Oszillationswerkzeug insgesamt mit der Ziffer 30 bezeichnet. Bei dem Oszillationswerkzeug kann es sich beispielsweise um ein Sägewerkzeug handeln, das an einem Ende einen Arbeitsabschnitt 32 aufweist, der mit Sägezähnen versehen ist. An einem gegenüberliegenden Ende des insgesamt länglich ausgebildeten Oszillationswerkzeuges 30 ist ein Ausgleichsabschnitt 34 mit einem Ausgleichsgewicht 35 vorgesehen, das lediglich rein schematisch angedeutet ist. Das Oszillationswerkzeug 30 ist mit einer nicht dargestellten Befestigungsöffnung, die sich näher am Ausgleichgewicht 35 als am Arbeitsabschnitt 32 befindet, am freien Ende einer Antriebswelle 14 eines schematisch dargestellten, insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichneten Oszillationsantriebes befestigt. Bei dem Oszillationsantrieb 10 handelt es sich um einen Antrieb herkömmlicher Bauart, mit dem die Antriebswelle 14 mit hoher Frequenz von ca. 5000 bis 30000 Oszillationen pro Minute und mit relativ kleinem Verschwenkwinkel im Bereich von etwa 0,5 bis 7° in Drehoszillationen um die Drehachse 16 der Antriebswelle 14 versetzt werden kann. Da das hierzu notwendige Getriebe allgemein bekannt ist, ist dies nicht näher erläutert, sondern in 1 lediglich mit der Ziffer 12 angedeutet.
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Zur formschlüssigen Aufnahme des Oszillationswerkzeuges 30 auf der Antriebswelle 14 ist an deren äußerem Ende ein Befestigungsabschnitt in Form eines Sechskantabschnitts 20 vorgesehen, auf den das Oszillationswerkzeug 30 formschlüssig mit einer entsprechend geformten sechskantförmigen Befestigungsöffnung oder sternförmigen Befestigungsöffnung mit 12 Ecken (wie etwa in 2 zu sehen) mittels einer geeigneten Schraube 22 befestigt werden kann, die in ein Gewindesackloch 18 der Antriebswelle 14 eingeschraubt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist nun beim Oszillationswerkzeug 30 auf einer dem Arbeitsabschnitt 32 gegenüberliegenden Seite das Ausgleichsgewicht 35 auf dem Ausgleichsabschnitt 34 aufgenommen, beispielsweise damit verschweißt. Hierbei sind die Massenverhältnisse so getroffen, daß das Oszillationswerkzeug 30 in bezug auf die Drehachse 16 der Antriebswelle 14 statisch ausgewuchtet ist.
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In 2 ist eine Abwandlung eines erfindungsgemäßen Oszillationswerkzeuges dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 30a bezeichnet. Hierbei weist das Oszillationswerkzeug 30a, bei dem es sich etwa um ein Schneidmesser mit einem als Schneidklinge ausgebildeten Arbeitsabschnitt 32a an einem Ende handeln kann, lediglich durch einen dem Arbeitsabschnitt 32a gegenüberliegenden Ausgleichsabschnitt 34a ausgewuchtet. Auf die zusätzliche Verwendung eines Ausgleichsgewichtes wird hierbei also verzichtet. Durch eine entsprechende Gestaltung der Form des Ausgleichsabschnittes und dessen Beabstandung von der Drehachse 16 kann eine statische Auswuchtung gewährleistet werden.
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Das Oszillationswerkzeug 30a weist jedoch infolge seines rechtwinklig von der Ebene, in der sich die Befestigungsöffnung 36 befindet, abstehenden Arbeitsabschnittes 32a nach wie vor eine dynamische Unwucht auf, die jedoch infolge der relativ geringen Masse beim Arbeiten praktisch unbemerkt ist. Die dynamische Unwucht führt lediglich zu einem Taumelmoment, das kaum wahrgenommen wird, da der Oszillationsantrieb 10 üblicherweise mit der Hand von außen umgriffen wird.
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Eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Oszillationswerkzeuges ist in 3 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 30b bezeichnet.
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Wiederum ist an einem Ende des Oszillationswerkzeuges ein Arbeitsabschnitt 32b in Form einer Klinge vorgesehen. Auf der gegenüberliegenden Seite des Oszillationswerkzeuges 30b ist ein Ausgleichsabschnitt 34b vorgesehen, der in Richtung zur Befestigungsöffnung 36 hin umgebogen ist, um eine platzsparendere Anordnung zu ermöglichen.
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Wiederum ist diese Anordnung nicht dynamisch ausgewuchtet. Hierbei müßte die Biegung des Ausgleichsabschnittes 34b anders herum verlaufen, nämlich auf der gleichen Seite verlaufen, auf der sich der Arbeitsabschnitt 32b erstreckt. Im dargestellten Fall erfolgte die Biegung jedoch anders herum, um keine störenden Elemente in den Arbeitsbereich einzuführen, die beim Arbeiten hinderlich sein könnten.
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Weitere Varianten des erfindungsgemäßen Oszillationswerkzeuges sind in den 4 bis 6 dargestellt und insgesamt mit den Ziffern 30c, 30d bzw. 30e bezeichnet. Zur Befestigung des Oszillationswerkzeuges dient jeweils wiederum die sternförmige Befestigungsöffnung 36 mit 12 Ecken, die als Ausstanzung in dem sonst eben ausgebildeten Werkzeug ausgebildet sein kann.
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Während sich an einem freien Ende ein Arbeitsabschnitt 32c bzw. 32d bzw. 32e erstreckt, befindet sich am gegenüberliegenden Ende ein Ausgleichsabschnitt 34c bzw. 34d bzw. 34e.
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Im Unterschied zu den zuvor anhand von 2 und 3 beschriebenen Ausführungsformen wird durch das zusätzliche Ausgleichsgewicht 35c, 35d bzw. 35e, das am Ausgleichsabschnitt befestigt wird, eine Auswuchtung erreicht.
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Bei der Ausführung des Ausgleichselementes 30d gemäß 5 ist dieses Ausgleichsgewicht 35d zweigeteilt, so daß sich eine Hälfte auf der einen Seite des Oszillationswerkzeuges 30d befindet und eine zweite, identisch ausgebildete Hälfte auf der gegenüberliegenden Seite.
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Auf diese Weise ergibt sich insgesamt ein dynamisch ausgewuchtetes Oszillationswerkzeug 30d.
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Während das Ausgleichsgewicht 35c bzw. 35d gemäß der Ausführungen gemäß den 4 und 5 annähernd zylinderförmig mit abgerundetem Kopf (4) oder annähernd kugelkalottenförmig (5) ausgebildet ist, weist das Ausgleichsgewicht 35e gemäß 5 eine flache, ebene Form auf, die an die Außenkontur des Ausgleichsabschnittes 34e angepaßt ist.
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Die Ausgleichsgewichte können in beliebiger Weise mit dem übrigen Teil des Oszillationswerkzeuges verbunden sein, also beispielsweise damit verschweißt, verlötet, verschraubt, vernietet oder verklebt oder verstiftet sein.
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Es versteht sich, daß natürlich die Unwucht des Oszillationswerkzeuges auch bereits durch geeignete Bohrungen, Materialschwächungen oder dergleichen verringert werden kann, sofern hierdurch nicht die Stabilität des Oszillationswerkzeuges selbst beeinträchtigt wird.
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Eine weitere Möglichkeit zur Auswuchtung eines Oszillationswerkzeuges besteht in der Verwendung eines davon getrennten Ausgleichselementes, das zusammen mit diesem auf der Antriebswelle 14 montiert wird, um eine Auswuchtung der so gebildeten Einheit zu erreichen.
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Derartige Ausgleichselemente sind in den 7 bis 10 dargestellt und insgesamt mit den Ziffern 40, 40a, 40b bzw. 40c bezeichnet. Diese Ausgleichselemente weisen wiederum eine entsprechend geformte Befestigungsöffnung 42 auf, die auf die Form des Befestigungsabschnitts 20 der Antriebswelle 14 abgestimmt ist, um eine formschlüssige Verbindung zu erlauben. Die Ausgleichselemente 40 bis 40c weisen jeweils einen Ausgleichsabschnitt 44, 44a, 44b, 44c auf, durch den eine Unwucht des Ausgleichselementes in bezug auf die Drehachse 16 erzielt wird. Bei der Ausführung gemäß 7 ist der Ausgleichsabschnitt 44 lediglich als ebener Materialabschnitt ausgebildet, so daß sich insgesamt eine ebene Laschenform ergibt.
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Bei der Ausführung gemäß 8 ist der Ausgleichsabschnitt 44a in Richtung auf die Befestigungsöffnung 42 hin umgebogen, etwa wie bei der Ausführung gemäß 3.
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Bei der Ausführung gemäß 9 sind auf dem Ausgleichsabschnitt 44b zwei Ausgleichsgewichte 45b auf den beiden aneinander gegenüberliegenden Seiten befestigt, so daß sich eine symmetrische Anordnung ergibt.
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Ein derartiges Ausgleichselement 40b könnte zusammen mit einem ebenen Oszillationswerkzeug verwendet werden, um eine dynamisch ausgewuchtete Einheit zu ergeben.
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Bei dem Ausgleichselement gemäß 10 ist wiederum ein eben ausgebildetes Ausgleichselement 45c auf dem Ausgleichsabschnitt 44c befestigt, etwa wie zuvor bei der Ausführung des Oszillationswerkzeuges 30e anhand von 6 beschrieben.
