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Die
Erfindung betrifft ein handgeführtes Werkzeuggerät, wie beispielsweise
ein Bohr-, Meissel- oder Schleifgerät oder eine Hubsäge, mit
einer in einem Gerätegehäuse untergebrachten
Antriebsanordnung. Die Antriebsanordnung weist ein werkzeugseitiges
Ende auf, an dem eine Werkzeugaufnahme durch die Antriebsanordnung
entlang einer Arbeitsachse antreibbar ist. Ferner weist die Antriebsanordnung
ein von dem werkzeugseitigen Ende abgewandtes griffseitiges Ende
auf, an dem ein Haupthandgriff zum Halten des Werkzeuggerätes angeordnet
ist. Der Haupthandgriff erstreckt sich dabei quer, das heisst im
Wesentlichen senkrecht, zur Arbeitsachse und ist über eine
Entkopplungseinrichtung mit der Antriebsanordnung verbunden, wobei
die Entkopplungseinrichtung zur teilweisen schwingungsmässigen Entkopplung
des Haupthandgriffes dient.
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Derartige
Werkzeuggeräte
bilden ein Schwingungssystem, das im Betrieb durch die Antriebsanordnung
angeregt wird. Durch die teilweise Entkopplung des Haupthandgriffes
werden dabei die an diesem auftretenden Vibrationen deutlich gemindert.
Auf diese Weise wird der Komfort beim Halten des Gerätes verbessert,
was wiederum längeres
Arbeiten ohne Ermüdungserscheinungen
des Bedieners ermöglicht.
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Aus
der WO 02/083369 ist eine Werkzeugmaschine mit vibrationsgedämpftem Haupthandgriff bekannt.
Diese weist zwischen dem Maschinengehäuse und dem Haupthandgriff
eine Parallelschwinge auf, die durch zwei beabstandet angeordnete
parallele Blattfedern gebildet ist. Die Blattfedern sind im Wesentlichen
senkrecht zu einer Längsachse
der Werkzeugmaschine ausgerichtet und bewirken somit eine lagefeste
Zwangsführung
des Handgriffes in Richtung dieser Längsachse. Auf diese Weise wird der
Haupthandgriff in Richtung der Längsachse schwingungsmässig von
der Werkzeugmaschine entkoppelt.
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Durch
diese bekannte Vorgehensweise werden die Vibrationen die vom Maschinengehäuse auf den
Haupthandgriff und von diesem auf die haltende Hand des Bedieners übertragen
werden in Längsrichtung
der Werkzeugmaschine stark vermindert.
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Nachteilig
an der bekannten Werkzeugmaschine ist, dass im Betrieb am Haupthandgriff
nicht nur in Längsrichtung
sondern wegen des offensichtlich ausserhalb der Längsachse
liegenden Schwerpunktes der Werkzeugmaschine auch senkrecht dazu
Schwingungen entstehen. Bei vielen Geräten führt dies dazu, dass der Summenvektor
aller auftretenden Vibrationen durch die bekannte Entkopplung in
Längsrichtung
nur unzureichend gemindert werden kann. Als Folge hiervon kann der
Bediener das Werkzeuggerät
nur über
eine sehr beschränkte
Betriebsdauer betätigen
bevor es zu Ermüdungserscheinungen
kommt. Zudem ist die Entkopplungseinrichtung durch die verhältnismässig langen
Blattfedern relativ weich, was eine exakte Führung der Werkzeugmaschine
erschwert.
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Aus
der
DE 38 39 207 ist
ein tragbares Handgerät
mit Schlagwerk bekannt, bei dem der Haupthandgriff über zwei
am Gerätegehäuse drehbar
gelagerte Schwingarme entgegen einer zur Längsachse des Gerätes schräg stehenden
Feder beweglich gehalten ist. Neben der Verschiebung in Richtung
der Längsachse
zur Isolierung der Schwingungen entlang einer Hauptschwingungsachse,
ist bei dieser Lagerung auch eine Bewegung des Haupthandgriffes
in Querrichtung zur Längsachse
entgegen der Federkraft vorgesehen.
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Nachteilig
an diesem Handgerät
ist jedoch der komplizierte Aufbau der Entkopplungseinrichtung,
der zu relativ hohen Herstellungskosten führt. Zudem ist diese Lagerungsweise
des Haupthandgriffes in alle Richtungen relativ weich, so dass im
Betrieb keine exakte Führung
des Handgerätes
möglich ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem handgeführten Werkzeuggerät die genannten
Nachteile zu vermeiden und bei geringen Herstellungskosten den Bedingungskomfort
zu erhöhen.
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Erfindungsgemäss wird
die Aufgabe dadurch gelöst,
dass die Entkopplungseinrichtung zwei zueinander beabstandete und
quer zur Arbeitsachse auslenkbare Schwingelemente aufweist, die
sich zwischen der Antriebsanordnung und dem Haupthandgriff jeweils
entlang einer zur Arbeitsachse parallelen Richtung erstrecken. Hierdurch
kann der Haupthandgriff in besonders einfacher Weise auch quer zur
Arbeitsachse von der Antriebsanordnung entkoppelt werden. Die Länge der
Schwingelemente ist dabei nahezu frei wählbar. Somit kann eine nahezu
vollständige
Entkopplung quer zur Arbeitsachse hergestellt werden, wodurch der
Summenvektor der auf den Haupthandgriff übertragenen Vibrationen, insbesondere
bei Werkzeuggeräten
mit einem grossen Abstand des Schwerpunktes zur Arbeitsachse, deutlich vermindert
werden kann.
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Dabei
ist es günstig,
wenn die Schwingelemente parallel zueinander auslenkbar sind. Die
hierdurch im Betrieb erzielte parallele Auslenkung der Schwingelemente
sorgt für
eine besonders gleichmässige
Relativbewegung des Haupthandgriffes gegenüber der Antriebsanordnung,
was eine komfortable Führung
des Werkzeuggerätes
ermöglicht.
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Vorteilhafterweise
ist der Haupthandgriff zumindest über den grössten Teil seiner Längserstreckung
zwischen einer Verlängerung
der Längserstreckung
der Schwingelemente angeordnet. Hierdurch weisen die Schwingelemente
einen maximierten Abstand zueinander auf, der eine besonders stabile Zwangsführung des
Haupthandgriffes quer zur Längsachse
gewährleistet.
Auf diese Weise lässt sich
das Werkzeuggerät
trotz der Schwingungsentkopplung sicher und exakt vom Bediener führen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
sind die Schwingelemente jeweils mit einem Querschwingelement verbunden,
das quer zur Erstreckung des Haupthandgriffes auslenkbar ist. Hierdurch
ist über
die Entkopplungseinrichtung sowohl entlang der Arbeitsachse als
auch quer dazu eine Entkopplung des Haupthandgriffes von der Antriebsanordnung
möglich.
Auf diese Weise kann der Summenvektor der am Haupthandgriff auftretenden Vibrationen
auf ein Minimum reduziert werden.
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Bevorzugterweise
sind jeweils eines der Schwingelemente und eines der Querschwingelemente
als ein erster Schenkel und ein zweiter Schenkel einer gemeinsamen,
gebogenen Blattfeder gebildet, was eine besonders kostengünstige Herstellung der
Entkopplungseinrichtung ermöglicht.
Zudem kann bei einer entsprechend breiten Ausführung der Blattfeder eine relativ
hohe Steifigkeit der Entkopplungseinrichtung gegenüber der
zu den beiden Auslenkrichtungen der Blattfedern senkrecht stehenden dritten
Schwingungsrichtung erzielt werden. Auf diese Weise kann dem Bediener
im Betrieb ein sicheres Gefühl
bei der Führung
des Werkzeuggerätes
vermittelt werden.
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Vorteilhafterweise
ist an wenigstens einer der Blattfedern ein Anschlagkörper vorgesehen,
der sowohl die Auslenkbarkeit des Schwingelementes als auch des
Querschwingelementes begrenzt. Hierdurch können durch ein einziges Element
die Auslenkungen der Blattfeder in zwei Vibrationsrichtungen beschränkt werden,
um auch bei extremen Betriebsbedingungen einen guten Durchgriff
des Bedieners auf das Werkzeuggerät zu gewährleisten und Beschädigungen
der Blattfeder durch Überbeanspruchung
zu vermeiden.
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Dabei
ist es günstig,
wenn der Anschlagkörper
eine erste Kontaktfläche
zur Anlage des Schwingelementes aufweist, die im unbelasteten Zustand mit
dem Schwingelement einen Winkel von höchstens 20° einschliesst. Hierdurch wird
im normalen vorgesehenen Betrieb des Werkzeuggerätes quer zur Arbeitsachse eine
nahezu vollständige
Entkopplung des Haupthandgriffes erzielt, während bei extremen Belastungen
die Auslenkung der Blattfeder quer zur Längsachse begrenzt wird, um
eine stabile und exakte Führung
durch den Bediener zu ermöglichen und
Beschädigungen
zu vermeiden.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn der Anschlagkörper zudem eine zweite Kontaktfläche zur
Anlage des Querschwingelementes aufweist, die im unbelasteten Zustand
mit dem Querschwingelement einen Winkel von höchstens 20° einschliesst. Hierdurch wird
im normalen vorgesehenen Betrieb des Werkzeuggerätes entlang der Arbeitsachse
eine nahezu vollständige
Entkopplung des Haupthandgriffes erzielt, während bei extremen Belastungen
die Auslenkung der Blattfeder in Richtung der Arbeitsachse begrenzt
wird um eine stabile und exakte Führung durch den Bediener zu
ermöglichen
und Beschädigungen
zu vermeiden.
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Dabei
ist es günstig,
wenn der Anschlagkörper
einen Grundkörper
aus Kunststoff oder Elastomeren aufweist, um diesen kostengünstig herstellen zu
können
und bei Kontakt mit der Blattfeder einen weichen Anschlag und gegebenenfalls
auch eine gewisse Dämpfung
zu erzielen durch die übermässige Materialbeanspruchungen
vermieden werden können.
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Vorteilhafterweise
weist der Anschlagkörper im
Bereich der Kontaktfläche
ein Kontaktmaterial mit einer reibungsarmen Oberfläche auf,
um die Verschleisserscheinungen am Anschlagkörper zu minimieren.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
teilweise freigeschnittene Ansicht eines erfindungsgemässen Werkzeugerätes,
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2 eine
vergrösserte
Ansicht des Details II aus 1,
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Blattfeder und
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Anschlages.
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1 zeigt
ein handgeführtes
Werkzeuggerät 2 in
Form eines kombinierten Bohr-Meisselgerätes, das
ein Gerätegehäuse 4 aufweist,
in dem eine Antriebsanordnung 6 mit einem in einem Motorgehäuse 8 untergebrachten
Motor 10 und einem vom Motor 10 antreibbaren,
in einem Getriebegehäuse 12 untergebrachten
Getriebe 14 angeordnet ist.
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An
einem werkzeugseitigen Ende 16 der Antriebsanordnung 6 ist
diese über
eine Spindel 20 mit einer Werkzeugaufnahme 18 gekoppelt,
die hierdurch entlang einer Arbeitsachse A rotatorisch und/oder
translatorisch mittels der Antriebsanordnung 6 antreibbar
ist und an der ein Werkzeug 22 in Form eines Bohrer- oder
Meisselbits anbringbar ist.
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An
einem von dem werkzeugseitigen Ende 16 der Antriebsanordnung
abgewandten griffseitigen Ende 24 ist ein Griffelement 26 vorgesehen,
das einen ergonomisch geformten, gummierten Haupthandgriff 28 ausformt.
Das Griffelement 26 ist an seinen beiden Enden über Endstege 32 mit
einem senkrecht zur Arbeitsachse A stehenden Trägersteg 34 verbunden.
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Das
Griffelement 26 ist über
eine insgesamt mit 36 bezeichnete Entkopplungseinrichtung an der Antriebsanordnung 6 gehalten.
Hierzu weist die Entkopplungseinrichtung 36 zwei L-förmige Blattfedern 38 auf.
Ein erster Schenkel der Blattfedern 38, der als Schwingelement 40 fungiert,
ist dabei an seinem freien Ende jeweils über Befestigungsmittel 42,
beispielsweise in Form von Schraubverbindungen, an dem Getriebegehäuse 12 beziehungsweise
an dem Motorgehäuse 8 oder
alternativ zu der dargestellten Ausführungsform an einem kombinierten
Motor-Getriebe-Gehäuse
befestigt.
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Das
Schwingelement 40 ist bei beiden Blattfedern 38 mit
einem senkrecht stehenden Querschwingelement 44 verbunden,
das an seinem freien Ende über
weitere Befestigungsmittel 42 an einer Profilierung 46 befestigt
ist, die an dem Trägersteg 34 ausgeformt
ist und in Richtung der Antriebsanordnung 6 gerichtet ist.
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Die
beiden Schwingelemente 40 sind jeweils auf Höhe eines
der Endstege 32 gehalten, so dass der Haupthandgriff 28 vollständig zwischen
jeweiligen Verlängerungen 48 der
Schwingelemente 40 angeordnet ist. Die beiden Schwingelemente 40 sind dabei
parallel zueinander ausgerichtet.
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In
der gezeigten Ausführungsform
sind die beiden Blattfedern 38 identisch ausgeformt, wodurch im
Betrieb eine übereinstimmende
Verformung und dadurch eine besonders gleichmässige Zwangsführung des
Haupthandgriffes 28 gegenüber der Antriebsanordnung 6 erzielt
wird. Alternativ hierzu ist es allerdings auch möglich, die Blattfedern 38 jeweils hinsichtlich ihrer
Form und Materialeigenschaften beispielsweise an die individuellen
Gegebenheiten des jeweiligen Werkzeuggerätes 2 anzupassen.
Hierzu können
die Blattfedern 38 zudem auch entgegen der dargestellten
Ausführung
versetzt zueinander am Werkzeuggerät 2 angeordnet werden.
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Wie
aus 1 weiter zu entnehmen ist, weist das Werkzeuggerät 2 einen
Masseschwerpunkt S mit einem Abstand a zur Arbeitsachse A auf. Bei
einer Erregung der Spindel 20 entlang der Arbeitsachse
A, wie insbesondere bei einer wiederkehrenden impulsartigen Beschleunigung
zur Erzeugung einer Schlagbewegung, wird der Haupthandgriff 28 im
Betrieb daher neben einer Schwingungsbewegung in einer ersten Schwingungsrichtung
Z, die parallel zur Arbeitsachse A liegt, auch in eine zweite Schwingungsrichtung
Y bewegt, die entlang, d.h. in etwa parallel zur Längserstreckung
des Haupthandgriffes 28 ausgerichtet ist.
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Wie
in 2 anhand der oberen Blattfeder 38 der
Entkopplungseinrichtung 36 gestrichelt dargestellt, können die
Schwingelemente 40 der Blattfedern 38 im Betrieb
in Schwingungsrichtung Y ausgelenkt werden, um das Griffelement 26 mit
dem Haupthandgriff 28 schwingungsmässig quer zur Arbeitsachse
A von der Antriebsanordnung 6 zu entkoppeln. Während dieser
Auslenkung behalten die beiden Schwingelemente 40 ihre
parallele Ausrichtung zueinander bei. Hierdurch weist die Entkopplungseinrichtung 36 im
Betrieb eine Parallelkinematik auf, die insbesondere in Schwingungsrichtung
Y eine Relativbewegung des Griffelementes 26 gegenüber der Antriebsanordnung 6 gestattet,
bei der dieses jedoch in einer lagefesten Weise zwangsgeführt ist,
so dass das Griffelement 26 seine Ausrichtung gegenüber dem übrigen Werkzeuggerät 2 beibehält.
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Zudem
bewirken die Querschwingelemente 44 eine nahezu vollständige schwingungsmässige Entkopplung
des Griffelementes 26 in Schwingungsrichtung Z.
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Wie
insbesondere aus 3 zu entnehmen ist, weisen die
Blattfedern Bohrungen 47 zur Aufnahme der Befestigungsmittel 42 sowie
Ausnehmungen 49 auf, über
die eine optimale Nachgiebigkeit der Blattfedern 38 einstellbar
ist. Ferner weisen die Blattfedern 38 in einer Schwingungsrichtung
X, die senkrecht zu den Schwingungsrichtungen Y und Z steht, eine
relativ grosse Breite B auf, durch die die Entkopplungseinrichtung 36 bezogen
auf die Schwingungsrichtung X relativ stark ausgesteift ist.
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Insgesamt
kann auf diese Weise der Summenvektor, der im Betrieb am Haupthandgriff 28 auftretenden
Vibrationen sehr stark reduziert werden, während in der dritten Schwingungs richtung
X nahezu keine Relativbewegungen des Griffelementes 26 gegenüber der
Antriebsanordnung 6 auftreten.
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Hierdurch
kann das Werkzeuggerät 2 am Haupthandgriff 28 bei
minimierten Vibrationen besonders exakt und sicher durch einen Bediener
geführt
werden.
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Wie
aus den 1 und 2 weiter
zu entnehmen ist, ist benachbart zu den Blattfedern 38 jeweils
ein Anschlagkörper 50 vorgesehen.
Dieser weist eine erste Kontaktfläche 52, die mit dem Schwingelement 40 einen
Winkel α von
höchstens 20° einschliesst,
und eine zweite Kontaktfläche 54 auf,
die mit dem Querschwingelement 44 einen Winkel β von höchstens
20° einschliesst.
Zudem bildet die Profilierung 46 eine dritte Kontaktfläche 55 aus, die
mit dem Querschwingelement 44 im unbelasteten Zustand ebenfalls
den Winkel β von
höchstens
20° einschliesst.
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Wie
aus 4 zu entnehmen ist, weist der Anschlagkörper 50 einen
beispielsweise aus Kunststoff gebildeten Grundkörper 55 auf. An den
Kontaktflächen 52, 54 ist
dieser mit einem Kontaktmaterial 56 überzogen, das gegebenenfalls
eine gegenüber
dem Grundkörper
erhöhte
Reibungsfestigkeit aufweist und beispielsweise ebenfalls aus Kunststoff
oder einem Elastomer gebildet ist.
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Durch
den Anschlagkörper 50 beziehungsweise
durch die Profilierung 46 wird an den Blattfedern 38 sowohl
die Auslenkung des Schwingelementes 40 als auch des Querschwingelementes 44 auf den
Winkel α beziehungsweise β beschränkt, um
bei extremen Betriebsbedingungen eine sichere Führung des Werkzeuggerätes 2 zu
gewährleisten
und mögliche
Beschädigungen
der Entkopplungseinrichtung 36 zu vermeiden. Durch das
Kontaktmaterial 56 kann dabei ein übermässiger Abrieb an den Kontaktflächen 52, 54 verhindert
werden.