DE102007005067A1

DE102007005067A1 - Handgeführte Arbeitsvorrichtung mit Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102007005067A1
Application number: DE200710005067
Authority: DE
Inventors: Adalbert Vielberth
Original assignee: Viking GmbH
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2008-07-31

Abstract

Es wird eine handgeführte Arbeitsvorrichtung (1; 101) mit einem Motor (2) und einem vom Motor angetriebenen Werkzeug (3), mit einem Griffbereich (4) zum Ergreifen und Führen der Vorrichtung (1; 101) durch den Bediener und mit einem zwischen dem Motor (2) und dem Griffbereich (4) angeordneten Verbindungsabschnitt (5) vorgeschlagen, wobei der Griffbereich (4) und/oder der Verbindungsabschnitt (5) zumindest einen Rohrabschnitt (11, 12, 13, 14) aufweisen. Die erfindungsgemäße Arbeitsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass in oder an mindestens einem Rohrabschnitt (11, 12, 13, 14) mindestens ein stabförmiger Schwingungstilger (20) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine handgeführte Arbeitsvorrichtung mit einem Motor und einem vom Motor angetriebenen Werkzeug, mit einem Griffbereich zum Ergreifen und Führen der Vorrichtung durch den Bediener und mit einem zwischen dem Motor und dem Griffbereich angeordneten Verbindungsabschnitt, wobei der Griffbereich und/oder der Verbindungsabschnitt zumindest einen Rohrabschnitt aufweisen.
Derartige Arbeitsvorrichtungen sind beispielsweise Rasenmäher, Freischneider, Schneefräsen, Kehrgeräte oder dergleichen. Die Werkzeuge dieser Geräte werden von einem Motor angetrieben, der das gesamte Gerät in Schwingungen versetzt. Die Schwingungen vom Motor werden über ein Rohrgestänge zu einem oder mehreren Handgriffen übertragen. Es ist erwünscht, dass die Vibrationen zur sicheren und geräuscharmen Bedienung des Geräts möglichst gering gehalten werden.
Zur Lösung dieses Problems sind einige Vorschläge bekannt geworden. So beschreibt die DE 31 45 337 A1 beispielsweise eine Arbeitsvorrichtung, bei der im Bereich zwischen den schwingungserzeugenden Antriebs- und Kraftübertragungselementen und/oder den angebauten schwingungserzeugenden Werkzeugen und den Handgriffen für den Geräteführer Schwingungsdämpfer vorhanden sind. Insbesondere wird vorgeschlagen, die Lenkholme des Geräts in einer oder mehreren Buchsen aus schwingungsdämpfenden Materialien zu lagern.
Die DE 103 48 973 A1 , DE 103 48 974 A1 , DE 103 48 975 A1 und DE 103 48 976 A1 offenbaren allesamt vibrationsgedämpfte Handgriffe für handge führte Arbeitsgeräte in verschiedenen Ausführungsformen. Ihnen allen gemein ist, dass die Schwingungsdämpfer elastische Materialen (Elastomere oder Gelpolster) umfassen und jeweils im oder am Handgriff konzentriert sind, da dort der Übergang von den Schwingungen zu den Handgelenken erfolgt.
Die bekannten Vorrichtungen sind jedoch nicht in der Lage, die Schwingungen – sowohl Hand-Arm-Schwingungen als auch akustische – im gewünschten Maße zu reduzieren.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine handgeführte Arbeitsvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Schwingungen effizient reduziert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer handgeführten Arbeitsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass in oder an mindestens einem Rohrabschnitt mindestens ein stabförmiger Schwingungstilger befestigt ist. Die Vorteile dieser Ausgestaltung sind insbesondere darin zu sehen, dass durch den mindestens einen stabförmigen Schwingungstilger bzw. Stabtilger eine äußerst effiziente Schwingungsreduzierung erreicht werden kann. In Versuchen wurde beispielsweise bei einem Rasenmäher mit einem einzigen Schwingungstilger eine Verringerung des Hand-Arm-Beschleunigungswertes (nach ISO 20643) um 70%–80% gemessen.
Besonders bevorzugt ist der stabförmige Schwingungstilger nur an einer Stelle mit dem Rohrabschnitt gekoppelt. Eine derartige Befestigung kann mit Hilfe von Schrauben, durch Schweißen, Gewindeverbindung, Quetschen oder andere geeignete Methoden erfolgen.
Vorzugsweise ist der Schwingungstilger an einem seiner beiden Enden bzw. endseitig im oder außen am Rohrabschnitt eingespannt. Die Übertragung der vom Motor erzeugten Schwingungen erfolgt hierbei über die Einspann stelle in den Schwingungstilger. Das andere freie Ende des Schwingungstilgers wird dann im Betrieb in Schwingung versetzt, wobei die Höhe der Amplitude ein Maß für den Energieübertrag vom Rohrgestänge zum Tilger ist. Es ist demgemäß erwünscht, mögliche hohe Schwingungsamplituden des Schwingungsdämpfers zu erzeugen, da dann weniger Schwingungen durch den Griffbereich auf die Hand übertragen bzw. akustisch erzeugt werden.
Bei einer Befestigung des Schwingungstilgers in einem Rohrabschnitt kann beispielsweise eine Reduzierhülse Verwendung finden, deren Außenkontur bzw. Außendurchmesser an die Innenkontur bzw. den Innendurchmesser des Rohrabschnitts angepasst ist. Der innere Querschnitt des Schwingungstilgers ist hingegen an den Außenquerschnitt des Schwingungstilgers angepasst. Durch stabile Befestigung des Schwingungstilgers in der Reduzierhülse einerseits (Schrauben, Verschweißen o. dgl.) und stabile Befestigung der Reduzierhülse in dem Rohrabschnitt andererseits (durch Schrauben, Verschweißen o. dgl.) wird eine dauerhafte einseitige Befestigung des Stabschwingers im Rohrabschnitt gewährleistet. Die nicht eingespannten Abschnitte des Stabschwingers und insbesondere dessen anderes, freies Ende können hingegen frei schwingen, ohne gegen die Rohrinnenwandung anzuschlagen. Selbstverständlich können auch andere Befestigungsmöglichkeiten des Stabschwingers in dem Rohrabschnitt gewählt werden. Es ist beispielsweise auch möglich, den Querschnitt des Stabschwingers und/oder des Rohrabschnitts derart zu wählen bzw. über die Länge zu variieren, dass der Stabschwinger unmittelbar an der Innenseite des Rohrabschnitts befestigt wird, beispielsweise durch Verschraubung und/oder Verschweißung.
In einer Alternative ist der stabförmige Schwingungstilger im Wesentlichen mittig eingespannt, d. h. seine beiden freien Enden können frei schwingen.
Für eine gute Energieübertragung vom Rohr zum Schwingungstilger ist es vorteilhaft, wenn der Schwingungstilger nicht-elastisch mit dem Rohrabschnitt verbunden ist. Es ist also hierbei im Gegensatz zum Stand der Tech nik keine Elastomerkopplung o. dgl. vorhanden, um Schwingungsenergie vom Rohr aufzunehmen. Vielmehr wird die Energie überwiegend vom Schwingungstilger aufgenommen, der dann selbst in Schwingung versetzt wird.
Herkömmliche Elastomertilgern haben des weiteren noch andere Nachteile. So sinkt beispielsweise die Resonanzfrequenz des Tilgers mit zunehmender Temperatur. Auch sinkt die Materialdämpfung mit steigender Temperatur. Mit steigenden Frequenzen erhöht sich zudem die Materialdämpfung. Wenn zudem das Elastomer auf Schub bzw. Druck belastet wird, sinkt bzw. steigt die Resonanzfrequenz mit steigenden Amplituden. Zuletzt ist eine steigende Temperaturabhängigkeit eines Elastomertilgers mit steigender Materialdämpfung festzustellen.
Demgegenüber stellt der erfindungsgemäße Schwingungstilger ein sehr lineares System mit stabilen Systemparametern dar.
Die Verwendung eines stabförmigen Schwingungstilgers hat den besonderen Vorteil, dass er in einfacher Weise auf die Betriebsdrehzahl des Motors angepasst werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, Länge, Gewicht und/oder Durchmesser des Schwingungstilgers auf eine Frequenz anzupassen, bei der der Energieübertrag möglichst hoch ist.
So bietet es sich insbesondere an, die Länge, das Gewicht und den Durchmesser des Schwingungstilgers derart zu wählen, dass die erste Stabbiegeeigenfrequenz im wesentlichen gleich der Betriebsdrehzahl des Motors der Arbeitsvorrichtung ist. Beispielsweise kann bei einer Frequenz von ca. 50 Hz (entsprechend einer Betriebsdrehzahl des Motors von 3000 Umdrehungen in der Minute) ein Biegestab als Schwingungstilger eine Masse von ca. 250–300 g, einen Durchmesser von ca. 12 mm und eine Länge von 365 mm aufweisen. Mit einem derartigen System wurden bei einem Rasenmäher hervorragende Energiedämpfungswerte ermittelt.
Vorteilhafterweise wird die erste Stabbiegeeigenfrequenz des Schwingungstilgers derart eingestellt, dass sie einer Betriebsdrehzahl des Motors im Bereich zwischen 1200 U/min und 1800 U/min, insbesondere zwischen 1350 U/min und 1650 U/min entspricht. Diese Motordrehzahl entspricht einem langsam laufenden Arbeitsgerät. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform liegt die Motor-Betriebsdrehzahl vorteilhafterweise zwischen 2600 U/min und 3500 U/min, insbesondere zwischen 2900 U/min und 3200 U/min, wobei die erste Stabbiegeeigenfrequenz des Schwingungstilgers in diesem Fall derart abgestimmt ist, dass sie diesen Motordrehzahlen entspricht. Beispielsweise weisen die meisten Rasenmäher diese Motordrehzahlen auf. Wiederum andere Arbeitsvorrichtungen arbeiten mit Betriebsdrehzahlen zwischen 7000 U/min und 15000 U/min, insbesondere zwischen 8000 U/min und 14000 U/min, beispielsweise sog. Freischneider oder Rasentrimmer mit Faden oder Messer. Entsprechend ist hierbei die erste Stabbiegeeigenfrequenz des Stabschwingers auf diese Motordrehzahlen abgestimmt.
Es ist vorteilhaft, wenn der Schwingungstilger aus Stahl gefertigt ist, da dieser insbesondere aufgrund seines Gewichtes in Relation zu seinen Abmessungen sehr gut in Rohrabschnitte üblicher handgeführter Arbeitsvorrichtungen eingepasst werden kann, und hierbei die erwünschte Schwingungsreduzierung des Rohrgestänges optimal gewährleistet.
Bevorzugt ist der Schwingungstilger in oder an einem Rohrabschnitt angeordnet, der vom Motor zum Bediener verläuft, vorzugsweise schräg aufwärts vom Motor zum Griffbereich. Bei einem Rasenmäher sind z. B. üblicherweise zwei seitliche, schrägverlaufende Rohre vorgesehen, die auf der Bedienerseite mit einem Querholm verbunden sind. An diesem Querholm kann der Griffbereich vorgesehen sein. Der erfindungsgemäße Schwingungstilger kann hierbei in einem dieser Schrägholme bzw. schräg verlaufenden Rohrabschnitte untergebracht sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass in (und/oder an) jedem dieser Schrägholme ein Schwingungstilger vorgesehen ist.
Auch kann es vorteilhaft sein, den Schwingungstilger in dem besagten Querholm anzuordnen, da dieser üblicherweise eine hinreichende Länge zur Unterbringung eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers aufweist.
Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform eines Mähgeräts ist oberhalb des besagten Querholms und parallel zu diesem verlaufend ein weiterer Querholm vorgesehen, der den Griffbereich umfasst. Auch in oder an diesem Querholm kann ein erfindungsgemäßer Stabschwinger angeordnet werden.
Generell kann es vorteilhaft sein, mehrere Schwingungstilger in bzw. an einer Arbeitsvorrichtung vorzusehen. Versuche haben jedoch gezeigt, dass schon ein einziger Schwingungstilger sehr effizient ist.
Besonders bevorzugt ist der Schwingungstilger von außen nicht sichtbar im besagten Rohrabschnitt untergebracht. Das Design des Arbeitsgeräts wird somit durch den Einbau des Stabschwingers in keinster Weise beeinträchtigt.
Um Kontakt mit der Rohrinnenwand zu vermeiden, ist es zweckmäßig, dass der Rohrabschnitt und der in oder an ihm angeordnete Schwingungstilger im wesentlichen den gleichen Verlauf in ihrer jeweiligen Längserstreckung aufweisen. Beispielsweise sind der besagte Rohrabschnitt und der Schwingungstilger jeweils gerade ausgebildet. Alternativ sind der besagte Rohrabschnitt und der Schwingungstilger jeweils gebogen ausgebildet und haben im wesentlichen den gleichen gebogenen Verlauf.
Der erfindungsgemäße Schwingungstilger ist auf keinen bestimmten Querschnitt festgelegt. Er kann einen runden oder einen eckigen Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt kann über die gesamte Länge des Stabtilgers gleichmäßig oder ungleichmäßig sein. Der Querschnitt beeinflusst das Biegeschwingungsverhalten, was entsprechend bei der genauen Anpassung in das Rohr zu berücksichtigen ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Rohrabschnitt und dem Schwingungstilger zumindest teilweise oder abschnittsweise mindestens ein Dämpfungselement angeordnet. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass eine Dämpfung über einen größeren Frequenzbereich des schwingenden Rohrabschnitts erreicht wird. So ist es möglich, nicht nur im Bereich der ersten Eigenfrequenz des stabförmigen Schwingungsdämpfers die störenden Schwingungen des Rohrrahmens zu dämpfen, sondern auch bei benachbarten niedrigeren und höheren Frequenzen.
Es bietet sich an, dass das mindestens eine Dämpfungselement um den Schwingungstilger herum angeordnet ist, so dass eine Dämpfung in allen möglichen Schwingungsrichtungen erreicht werden kann.
Das mindestens eine Dämpfungselement kann verschiedenartig ausgebildet sein. Die Dämpfung kann insbesondere auf verschiedenen Dämpfungsmechanismen beruhen, insbesondere auf Luftdämpfung, beispielsweise mittels eines aufgeschäumten offenporigen Materials, auf viskoser Dämpfung, beispielsweise mittels einer Öldämpfung, auf Reibungsdämpfung, beispielsweise durch Reibbleche oder Drahtgestricke, insbesondere vorteilhaft bei hohen Temperaturen, auf innerer Dämpfung von entsprechenden Dämpfungsmaterialien, beispielsweise mittels PU-Schäumen oder Elastomeren, und/oder durch aufstreichbare Dämpfungsmaterialien mit hohem Verlustfaktor.
Ein bevorzugtes Material für das mindestens eine Dämpfungselement ist ein aufgeschäumter offenporiger Kunststoff, beispielsweise ein PU-Schaum. Die Luft in dem Schaum wird beim Zusammendrücken durch den Schwin gungstilger komprimiert, nimmt dadurch Energie auf und entzieht diese somit dem schwingenden Rohrabschnitt.
Vorteilhafterweise liegt das mindestens eine Dämpfungselement sowohl an der Innenseite des besagten Rohrabschnitts als auch am Schwingungstilger an, so dass das Dämpfungselement nicht selbst in Gänze mitschwingt. Auf diese Weise wird die Energie durch das Dämpfungselement im wesentlichen durch die Luftdämpfung umgewandelt.
Das mindestens eine Dämpfungselement kann so lang ausgeführt sein, dass es sich über die ganze Länge des Schwingungstilgers erstreckt. Sinnvoll ist es, wenn das Dämpfungselement insbesondere im Bereich der größten Amplitude vorgesehen ist.
Die Erfindung lässt sich bei den verschiedensten Arbeitsvorrichtungen einsetzen, beispielsweise bei Rasenmähern, Freischneidern (mit nur einem Rohr vom Werkzeug zum Handgriff), Häckselgeräten, Laubgebläsen, Kehrgeräten, Motorkettensägen o. ä..
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
1 eine schematische Perspektivansicht eines Rasenmähers;
2 eine schematische Draufsicht auf den Rasenmäher gemäß der 1;
3 eine längsgeschnittene (entlang III-III der 4) Seitenansicht eines nur teilweise dargestellten Rohrabschnitts mit einem stabförmigen Schwingungstilger;
4 ein Querschnitt (entlang II-II der 3) durch den Rohrabschnitt gemäß der 3;
5 eine längsgeschnittene Seitenansicht eines Rohrabschnitts mit einem stabförmigen Schwingungstilger gemäß einer zweiten Ausführungsform, hier mit Dämpfungselement;
6 ein Querschnitt (entlang IV-IV der 5) durch den Rohrabschnitt gemäß der 5, und
7 einen Freischneider mit einem innenliegenden stabförmigen Schwingungstilger.
In der 1 und 2 ist ein herkömmlicher Rasenmäher 1 als Beispiel für eine handgeführte Arbeitsvorrichtung gezeigt. Der Rasenmäher 1 weist einen Grundkörper 6 auf, in dem ein Motor 2 (nur angedeutet) ein Schneidwerkzeug 3 (s. 2) antreibt. Der Motor 2 kann elektrisch angetrieben werden (Stromzuführung nicht dargestellt) oder als Verbrennungsmotor ausgebildet sein. Der Rasenmäher 1 wird über Handgriffe, die in einem Griffbereich 4 angeordnet sind, geführt. Der Griffbereich 4 ist in den 1 und 2 mit gestrichelten Ovalen angedeutet.
Zwischen dem Motor 2 und dem Griffbereich 4 liegt ein Verbindungsabschnitt 5, der überwiegend aus einem Rohrgestänge mit mehreren Holmen besteht. Das Gestänge weist zwei vom Grundkörper 6 schräg aufwärts verlaufende Rohrabschnitte 11 auf, deren freien Enden mit einem als Querholm ausgebildeten Rohrabschnitt 12 verbunden sind. In der Verlängerung der Rohrabschnitte 11 ist noch jeweils ein weiterer Rohrabschnitt 13 vorgese hen, die teils gebogen ausgebildet sind und gleichfalls mit einem als Querholm ausgebildeten Rohrabschnitt 14 verbunden sind. Am Querholm 14 ist der Griffbereich 4 vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist in einem der Rohrabschnitte (oder ggf. auch in mehreren Rohrabschnitten) ein stabförmiger Schwingungstilger 20 – vorzugsweise auf Stahl hergestellt – untergebracht. Mögliche Einsatzorte sind der schematischen Draufsicht der 2 zu entnehmen. So kann ein Schwingungstilger 20 in den beiden schräg verlaufenden Rohrabschnitten 11 angeordnet sein, aber auch in den Rohrabschnitten 13 und/oder im Querholm 12 oder im Querholm 14. Zum leichteren Verständnis sind die Schwingungstilger 20 in der 2 so dargestellt, als ob sie von außen sichtbar wären. In der Realität sind sie bevorzugt unsichtbar in den Rohrabschnitten eingebracht.
Die in 2 dargestellten Schwingungstilger 20 können allesamt, teilweise oder allein beim gezeigten Rasenmäher realisiert sein. In der Regel wird es ausreichend sein, einen einzigen Schwingungstilger 20 an einer Arbeitsvorrichtung 1 vorzusehen. Bei einem Rasenmäher bietet es sich insbesondere an, lediglich einen Schwingungstilger 20 in einem Rohrabschnitt 11 vorzusehen (s. 3 und 4).
In den 3 und 4 ist ein derartiger Schwingungstilger 20 im Detail dargestellt. Der Schwingungstilger 20 ist vorliegend als Zylinderstab mit einheitlichem, runden Querschnitt ausgeführt. Ein Stabende 21 des Schwingungstilgers ist fest eingespannt, indem eine Reduzierhülse 18 auf das Stabende 21 aufgeschoben ist, die wiederum mit Schrauben 19 (z. B. Senkkopfschrauben) im Rohrabschnitt 11 eingespannt ist. Vorliegend reichen die Schrauben 18 bis zum Schwingungstilger 20, so dass auch die Befestigung des Schwingungstilgers 20 mit der Reduzierhülse 18 gewährleistet ist. Andere oder zusätzliche Befestigungsmöglichkeiten für den Schwingungstilger 20 sind ohne weiteres ebenfalls möglich. So kann der Schwingungstilger 20 beispielsweise mit der Reduzierhülse 18 verschweißt sein, und/oder die Re duzierhülse 18 ist ihrerseits mit der Rohrinnenwand verschweißt. Die Reduzierhülse 18 überträgt in allen Fällen die Schwingungen vom Rohrabschnitt 11 zum Schwingungstilger 20.
Eine Reduzierhülse 18 ist jedoch nicht zwangsläufig notwendig. So kann beispielsweise der Schwingungstilger 20 direkt an dem Rohrabschnitt 11 befestigt sein, wobei sich der Querschnitt des Schwingungstilgers 20 zum freien Stabende hin verjüngt, so dass keine Berührungen zwischen seinen nicht eingespannten Abschnitten und der Rohrinnenwand möglich sind.
Es ist bevorzugt, wenn keine Elastomerkopplung zwischen Rohrabschnitt 11 und Schwingungstilger 20 vorgesehen ist, da diese nicht nur den Energieübertrag auf den Schwingungstilger 20 reduziert, sondern auch diverse, weiter oben aufgeführte Nachteile besitzt.
Das andere Stabende 22 des Schwingungstilgers 20 ist nicht eingespannt, sondern kann vielmehr frei schwingen, so dass der Schwingungstilger entsprechende Biegeschwingungen ausführt. Die Richtung dieser Biegeschwingungen ist mit einem Doppelpfeil f in 3 angedeutet.
Länge, Gewicht und Durchmesser des Schwingungstilgers 20 sind bevorzugt derart gewählt, dass der Schwingungstilger 20 in möglichst große Biegeschwingungsamplituden versetzt wird. In diesem Fall wird dem Rohrgestänge viel Energie entzogen und auf den Schwingungstilger 20 übertragen. Hierdurch reduzieren sich die Schwingungen, die auf die Handgelenke des Bedieners übertragen werden, beträchtlich. Auch wird eine effiziente Geräuschreduzierung erreicht. Insgesamt resultiert eine Arbeitsvorrichtung, die geräuscharm arbeitet und extrem bedienerfreundlich ist, da die Schwingungsübertragung auf Hand und Arm des Bedieners äußerst reduziert ist.
Insbesondere hat der Erfinder herausgefunden, dass die Schwingungen in Richtung der Längserstreckung des Querholms 14 um 70%–80% (teilweise sogar mehr) reduziert werden kann, so dass eine extreme Führungsstabilität der Arbeitsvorrichtung 1 erreicht werden kann. Das Gesundheitsrisiko durch Vibrationsschäden beim Bediener wird zudem minimiert.
Die beschriebene Stabdämpfung ist dann besonders gut, wenn die erste Stabbiegeeigenfrequenz des Schwingungstilgers 20 auf die Betriebsdrehzahl des Motors 2 angepasst wird. Diese liegt beispielsweise bei ca. 3000 Umdrehungen/min, was einer Frequenz von ca. 50 Hz entspricht.
In den 5 und 6 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Auch hier sind der Schwingungstilger 20 ebenso wie der Rohrabschnitt 11 (als beispielhafter Rohrabschnitt) gerade ausgeführt. Zwischen Schwingungstilger 20 und Rohrinnenwand ist jedoch zusätzlich ein innen und außen anliegendes röhrenförmiges Dämpfungselement 15 angeordnet, beispielsweise hergestellt aus einem offenporigen Kunststoffschaum. Die Luft in den Poren absorbiert Energie vom Schwingungstilger 20, so dass sich die Dämpfungskurve als Funktion der Schwingungsfrequenz bzw. der Betriebsdrehzahl des Motors 2 verbreitert. Somit kann eine effiziente Schwingungstilgung bzw. Stabdämpfung über einen größeren Frequenzbereich erreicht werden.
Das Dämpfungselement 15 ist dann besonders effektiv, wenn es sich zumindest im Bereich der größten Schwingungsamplitude des Schwingungstilgers 20 befindet, d. h. an dessen freiem Ende 22.
In der 7 ist eine weitere handgeführte Arbeitsvorrichtung abgebildet, in diesem Fall ein Freischneider 101. Dieser weist gleichfalls einen (nur angedeuteten) Motor 2 auf, der ein Schneidwerkzeug 3 antreibt. Ein Rohrabschnitt 11 führt zu einem Griffbereich 4, in diesem Fall bestehend aus einem Rundgriff 4a und einem frei endenden Griff 4b. In dem im Wesentlichen gerade verlaufenden Rohrabschnitt 11, der Teil des den Motor 2 und den Griffbereich 4 verbindenden Verbindungsabschnitts 5 ist, ist erfindungsgemäß ein stabförmiger Schwingungstilger 20 einseitig endseitig eingespannt. Aufgabe und Wirkung dieses Schwingungstilgers 20 entsprechen demjenigen des oben diskutierten Rasenmähers 1.
Andere mögliche Arbeitsgeräte, bei denen die Erfindung einsetzbar ist, sind beispielsweise Laubblasgeräte, Kehreinrichtungen, Motorkettensägen, Schneefräsen o. dgl.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Abwandlungen der Erfindung sind im Rahmen der Patentansprüche ohne weiteres möglich, wobei ausdrücklich sämtliche in den Ansprüchen, in der Beschreibung und den Figurenbeschreibungen aufgeführten Merkmale in beliebiger Kombination miteinander verwirklicht werden können, soweit dies sinnvoll und möglich erscheint.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3145337 A1 [0003]
- DE 10348973 A1 [0004]
- DE 10348974 A1 [0004]
- DE 10348975 A1 [0004]
- DE 10348976 A1 [0004]

Claims

Handgeführte Arbeitsvorrichtung (1; 101) mit einem Motor (2) und einem vom Motor angetriebenen Werkzeug (3), mit einem Griffbereich (4) zum Ergreifen und Führen der Vorrichtung (1; 101) durch den Bediener und mit einem zwischen dem Motor (2) und dem Griffbereich (4) angeordneten Verbindungsabschnitt (5), wobei der Griffbereich (4) und/oder der Verbindungsabschnitt (5) zumindest einen Rohrabschnitt (11, 12, 13, 14) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an mindestens einem Rohrabschnitt (11, 12, 13, 14) mindestens ein stabförmiger Schwingungstilger (20) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (20) nur an einer Stelle im oder am Rohrabschnitt (11, 12, 13, 14) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger nur an einem (21) seiner beiden Enden (21, 22) im oder am Rohrabschnitt (11, 12, 13, 14) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (20) nicht-elastisch mit dem Rohrabschnitt (11, 12, 13, 14) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge, der Durchmesser und/oder das Gewicht des Schwingungstilgers (20) auf die Betriebsdrehzahl des Motors (2) angepasst ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stabbiegeeigenfrequenz im wesentlichen gleich der Betriebsdrehzahl des Motors (2) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stabbiegeeigenfrequenz einer Betriebsdrehzahl des Motors (2) entspricht, die in einem der folgenden Bereiche liegt: – zwischen 1200 U/min und 1800 U/min, insbesondere zwischen 1350 U/min und 1650 U/min; – zwischen 2600 U/min und 3500 U/min, insbesondere zwischen 2900 U/min und 3200 U/min; – zwischen 7000 U/min und 15000 U/min, insbesondere zwischen 8000 U/min und 14000 U/min.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (20) ein Stahlstab ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (20) in oder an einem gerade verlaufenden Rohrabschnitt (11, 12, 13, 14) angeordnet ist, der schräg aufwärts vom Motor (2) zum Griffbereich (4) verläuft.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (20) in oder an einem als Querholm (12, 14) ausgebildeten Rohrabschnitt (12, 14) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (20) über den Griffbereich (4) hinausragt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (20) von außen nicht sichtbar im besagten Rohrabschnitt (11, 12, 13, 14) untergebracht ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt (11, 12, 13, 14) und der in ihm angeordnete Schwingungstilger (20) im wesentlichen den gleichen Verlauf in der jeweiligen Längserstreckung aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schwingungstilger (20) an verschiedenen Rohrabschnitten (11, 12, 13, 14) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwand des Rohrabschnitts (11, 12, 13, 14) und dem Schwingungstilger (20) zumindest abschnittsweise mindestens ein Dämpfungselement (15) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dämpfungselement (15) um den Schwingungstilger (20) herum angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dämpfungselement (15) derart ausgebildet ist, dass die Dämpfung nach einer der folgenden Dämpfungsmechanismen erfolgt: – Luftdämpfung, beispielsweise mittels eines aufgeschäumten offenporigen Materials; – viskose Dämpfung, beispielsweise Öldämpfung; – Reibungsdämpfung, beispielsweise durch Reibbleche, Drahtgestricke, insbesondere für hohe Temperaturen; – innere Dämpfung von Materialien, beispielsweise durch PU-Schäume oder Elastomere; – aufstreichbare Dämpfungsmaterialien mit hohem Verlustfaktor.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dämpfungselement (15) sowohl an der Innenseite des besagten Rohrabschnitts (11, 12, 13, 14) als auch am Schwingungstilger (20) anliegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dämpfungselement (15) mindestens im Bereich der größten Auslenkung des Schwingungstilgers (20) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Schwingungstilgers (20) veränderbar einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Rasenmäher (1), Freischneider (101), Laubgebläse, Kehreinrichtung, Motorkettensäge o. dgl. ausgebildet ist.