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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeug, insbesondere einen Schlagschrauber,
eine Schlagbohrmaschine oder einen Bohrhammer, mit mindestens einem
An- und/oder Abtrieb. Der An- und/oder Abtrieb weist mindestens
eine Wirkungslinie auf, welche beispielsweise bei einem Bohrhammer
durch die axiale Wirkungsrichtung eines Schlagwerks definiert ist.
Mindestens entlang dieser Wirkungslinie erzeugt der An- und/oder
Abtrieb Schwingungen, welche als Vibrationen auf ein Gehäuse
und/oder einen Handgriff des Elektrohandwerkzeugs übertragen
werden können. Diese Vibrationen werden durch einen Benutzer
des Elektrohandwerkzeugs als störend empfunden. Zur Reduktion
dieser Schwingungen/Vibrationen ist das Elektrohandwerkzeug daher
mit mindestens einer Tilgereinheit ausgestattet.
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Es
sind bereits verschiedene Elektrohandwerkzeuge mit Tilgereinheiten
zur Schwingungsreduktion bekannt. So ist unter anderem aus
EP 1 252 976 A1 eine
Tilgereinheit bekannt, welche bei schlagend betriebenen Elektrohandwerkzeugen,
wie z. B. Bohr- und/oder Meißelhämmern, dämpfend
auf Vibrationen wirkt, die sich entlang einer parallel zur Wirkungslinie
eines Schlagwerks ausgedehnten Hauptschwingungsachse hin ausbreiten.
Dazu kommt in
EP 1
252 976 A1 ein sogenannter Trägheitstilger zum Einsatz,
welcher ein parallel zur Wirkungslinie des Schlagwerks axial beweglich
gelagertes, zwischen zwei Rückstellfedern angeordnetes
Tilgerelement aufweist. Das Tilgerelement ist dabei als Masseelement,
auch als Tilgermasse bezeichnet, ausgeführt. Durch diese
Anordnung wirkt das Tilgerelement als Gegenschwinger, welcher durch
die sich längs der Wirkungslinie ausbreitenden Schwingungen
aus einer Ruhelage ausgelenkt wird und den Schwingungen auf Grund
seiner Trägheit verzögernd folgt. Die Rückstellfedern
dämpfen wiederum die Auslenkungen des Tilgerelements, so
dass auf diese Weise den Schwingungen Energie entzogen wird. Auf
Grund ihrer Ausprägung als ein Masse-Feder-System wirken derartige
Tilgereinheiten bevorzugt auf ein eng begrenztes Frequenzspektrum.
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Weiterhin
sind unter anderem aus
EP
1 439 038 A1 und
EP
1 464 449 A2 Tilgersysteme bekannt, welche durch unterschiedliche
Antriebsmechanismen betätigt werden. In diesen Anordnungen
wird das axial bewegliche Tilgerelement über die Antriebsmechanismen
mit dem die Schwingungen erzeugenden An- und/oder Abtrieb gekoppelt.
Auch diese Tilgersysteme sind jedoch so angeordnet, dass das Tilgerelement
sich entlang einer der Wirkungslinie des An- und/oder Abtriebs parallelen
Achse axial bewegt.
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Bei
Elektrohandwerkzeugen, die neben einem Schlagantrieb auch einen
Drehantrieb für das Werkzeug aufweisen, treten Vibrationen
nicht nur axial, d. h. parallel zur Wirkungslinie des Schlagantriebs
auf. So treten insbesondere durch Rückwirkung eines mindestens
rotierend angetriebenen Werkzeugs bei der Bearbeitung eines Werkstücks
rotatorische Vibrationen auf. Ferner treten bei Elektrohandwerkzeugen,
bei denen der Masseschwerpunkt weit entfernt von einer Werkzeugachseachse
platziert ist, Kippmomente auf, welche zu Vibrationen quer zur Schlagrichtung
anregen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Elektrohandwerkzeug nach Art
des Hauptanspruchs weist mindestens eine An- und/oder Abtriebseinheit
auf, welche mindestens eine Wirkungslinie aufweist. Bei schlagend betriebenen
Elektrohandwerkzeugen nach Art des Hauptanspruchs ist die Wirkungslinie
durch eine Bewegungsachse eines Schlagwerks definiert, wobei die
Wirkungslinie hier auch als Schlagachse bezeichnet wird. Ferner
umfasst das erfindungsgemäße Elektrohandwerkzeug
mindestens eine Tilgereinheit zur Reduktion von Schwingungen, welche
durch den An- und/oder Abtrieb erzeugt werden. Die Tilgereinheit
weist mindestens ein bewegliches Tilgerelement auf. Das erfindungsgemäße
Tilgerelement weist dabei mindestens einen Freiheitsgrad auf, welcher
mindestens einen von null verschiedenen Winkel W1 mit der Wirkungslinie
einschließt. Durch diese Anordnung kann die Tilgereinheit
auf konstruktiv einfache Weise auch Schwingungsmoden dämpfen,
welche sich nicht-parallel zur Wirkungslinie des An- und/oder Abtriebs
ausbreiten.
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Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der
im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
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Eine
bevorzugte Ausführung der Tilgereinheit weist weitere Freiheitsgrade,
insbesondere im Raum und/oder bezüglich der Rotation auf.
Dadurch wird auf besonders kostengünstige Weise die Wirkung
der Tilgereinheit auf weitere Schwingungsmoden im Vibrationsspektrum
des erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs erweitert.
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Eine
besonders einfache Ausführung einer erfindungsgemäßen
Tilgereinheit wird durch die Ausgestaltung eines Freiheitsgrads
des beweglichen Tilgerelement als eine Transversalbewegung erreicht. Hier
ist als weiteren Vorteil anzusehen, dass das Tilgerelement der erfindungsgemäßen
Tilgereinheit zwei orthogonale Bewegungskomponenten aufweist, wobei
die eine Bewegungskomponente parallel zur Wirkungslinie verläuft
und die andere Bewegungskomponente orthogonal zu der Hauptschwingungsachse.
Auf diese Weise können mit einer einzigen Tilgereinheit
parallele und orthogonale Schwingungsmoden gedämpft werden.
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Weist
die erfindungsgemäße Tilgereinheit mindestens
eine rotatorischen Freiheitsgrad der Bewegung auf, welcher einer
Rotationsbewegung in einer Bewegungsebene um eine Drehachse entspricht, so
kann auf besonders einfache Weise eine besonders kompakte Bauform
der Tilgereinheit erreicht werden. Eine derartige Tilgereinheit
wirkt zudem in besonderem Maße auf rotatorische Schwingungsmoden
im Vibrationsspektrum des erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs.
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Eine
besonders kostengünstige Form der Tilgereinheit, insbesondere
des mindestens einen Tilgerelements wird durch die Darstellung als
mindestens eine Tilgermasse erreicht.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen
Elektrohandwerkzeugs ergibt sich durch die Kopplung der Tilgereinheit
mit einer Zwangserregungsvorrichtung, durch welche das mindestens
eine Tilgerelement antreibbar ist. Dabei wirkt die Zwangserregungsvorrichtung
mit dem An- und/oder Abtrieb zusammen. Dadurch wird vorteilhafter
Weise erreicht, dass die Tilgereinheit in ihrer Wirkung auf den
Betriebszustand des Elektrohandwerkzeugs angepasst wird.
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Eine
konstruktiv einfache und zugleich besonders flexible Ausführung
der Zwangserregungsvorrichtung weist mindestens eine, mit einem
Fluid gefüllte Druckkammer und mindestens ein Betätigungselement
auf. Das mindestens eine Tilgerelement wird durch Druckänderung
des Fluids, welche auf das Betätigungselement wirken, in
Bewegung versetzt.
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Das
Fluid kann dabei ein Gas, insbesondere z. B. Luft, oder aber auch
eine Flüssigkeit, insbesondere Öl, sein.
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Bei
Verwendung eines Gases wirkt die Zwangserregungsvorrichtung aufgrund
der Kompressibilität elastisch auf das Betätigungselement.
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Wohingegen
bei Verwendung einer Flüssigkeit die Bewegung des mindestens
einen Tilgerelements besonders gedämpft wird.
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In
einer vorteilhaften Ausführung ist das Betätigungselement
und das bewegliche Tilgerelement fest verbunden, insbesondere einstückig
ausgeführt.
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Eine
Dämpfung der Tilgereinheit kann in besonders einfacher
Weise durch eine Dämpfungsvorrichtung erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dämpfungsvorrichtung
mit einem Fluidweg und mindestens einer Drossel ausgestattet. Darüber
hinaus weist die Dämpfungsvorrichtung mindestens ein mit
dem mindestens einen Tilgerelement verbundenes Betätigungselement
auf.
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In
einer besonders kostengünstigen Form sind das Betätigungselement
und das mindestens eine Tilgerelement fest miteinander verbunden,
insbesondere einstückig ausgeführt.
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Eine
besonders wirksame Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Tilgereinheit weist mindestens ein Rückstellelement auf.
Dabei erzeugt das Rückstellelement eine auf das mindestens
eine bewegliche Tilgerelement wirkende Rückstellkraft.
Diese Rückstellkraft definiert eine Ruhelage des beweglichen
Tilgerelements.
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Vorteilhafte
Ausführungen des mindestens einen Rückstellelements
weisen mindestens einen translatorischen und/oder rotatorischen
Freiheitsgrad auf.
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Eine
konstruktiv einfache Ausführung eines Rückstellelementes
wird durch die Darstellung als mindestens ein Federelement erreicht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße
Rückstellelement mindestens ein Dämpfungselement
auf. Durch die Wirkung des Dämpfungselementes kann die
Bewegung des mindestens einen Tilgerelements, insbesondere in Grenzbereichen,
vorteilhaft gedämpft werden.
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Eine
besonders kompakte Bauform eines erfindungsgemäßen
Elektrohandwerkzeugs wird durch die Anordnung der Tilgereinheit
im einen den An- und/oder Abtrieb umgebenden Maschinengehäuse und/oder
in einem mit diesem Maschinengehäuse verbundenen Handgriff
erreicht.
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Ein
vorteilhaftes Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen in
einem Elektrohandwerkzeug zeichnet sich durch die Anordnung einer
Tilgereinheit mit mindestens einem, mindestens einen Freiheitsgrad
der Bewegung aufweisenden beweglichen Tilgerelement aus, so dass
der Freiheitsgrad der Bewegung mindestens einen von Null verschiedenen
Winkel W1 zu der Wirkungslinie eines An- und/oder Abtriebs der Handwerkzeugmaschine
einschließt.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen
Bohrhammer mit einem Luftpolsterschlagwerk gemäß dem
Stand der Technik mit einer Maschinenachse, welche durch die Wirkungslinie
des Schlagwerks definiert ist
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2a einen
erfindungsgemäßen Bohrhammer mit einer schräg
zur Maschinenachse angeordneten eindimensionalen, translatorischen
Tilgereinheit
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2b bis 2e Beispiele
von eindimensionalen, translatorischen Tilgereinheiten
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3a einen
erfindungsgemäßen Bohrhammer mit einer schräg
zur Maschinenachse angeordnete Tilgereinheit mit Zentralaufhängung
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3b ein
Beispiel für einen eindimensionale, translatorische Tilgereinheit
mit Zentralaufhängung
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4a eine
Variante der aus 3b bekannten Tilgereinheit in
einer Ausführung als eindimensionaler, rotatorische Tilgereinheit
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4b eine
alternative Ausführungsform eines eindimensionalen, rotatorischen
Tilgereinheit
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4c einen
erfindungsgemäßen Bohrhammer mit einer eindimensionalen,
rotatorischen Tilgereinheit, die eine Rotationsebene XZ aufweist,
die zur Wirkungslinie verkippt ist
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5a ein
Beispiel einer zweidimensionalen Tilgereinheit mit translatorischem
und rotatorischem Freiheitsgrad
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5b eine
alternative Ausführung einer zweidimensionalen Tilgereinheit
mit translatorischem und rotatorischem Freiheitsgrad
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6 ein
weiteres Bespiel einer zweidimensionalen Tilgereinheit
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7 ein
Beispiel einer multidimensionalen Tilgereinheit als Raumschwinger
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8a ein
Beispiel einer zwangserregbaren Tilgereinheit
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8b eine
schematische Darstellung der Zwangserregung einer Tilgereinheit
gemäß 8a
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8c eine
schematische Darstellung einer Dämpfungsbeschaltung einer
Tilgereinheit gemäß 8a
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Bohrhammers 10, wie
er aus dem Stand der Technik bekannt ist, als Beispiel eines Elektrohandwerkzeugs.
Der Bohrhammer umfasst ein Schlagwerk 12, welches hier
beispielhaft als Luftpolsterschlagwerk 13 und eine nicht
näher gezeigte Antriebsvorrichtung 14. Das Luftpolsterschlagwerk 13 ist
in einem vorderen Gehäusebereich 16 eines Maschinengehäuses 18 angeordnet.
Das Maschinengehäuse 18 ist darüber hinaus
mit mindestens einem Handgriff 19 verbunden. An der Stirnseite
des vorderen Gehäusebereichs 16 ist ein Werkzeughalter 20 angeordnet.
In diesen kann ein Einsatzwerkzeug 21 eingesetzt werden.
Aus der Literatur sind verschiedene Werkzeughalter 20 bekannt,
auf die an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden
muss. Das Einsatzwerkzeugs 21 definiert in seiner Längserstreckung
eine Maschinenachse 22. Das Luftpolsterschlagwerk 13 ist
koaxial um diese Maschinenachse 22 angeordnet.
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Das
Luftpolsterschlagwerk 13 umfasst im vorliegenden Beispiel
einen axial verschieblichen Kolben 24, einen axial verschieblichen
Schläger 26 und einen axial verschieblichen Döpper 28.
Der Kolben 24, der Schläger 26 und der
Döpper 28 sind in einem Hammerrohr 30 aufgenommen.
Mittels einer nicht näher gezeigten Antriebsvorrichtung 14 wird der
Kolben 24 im Hammerrohr 30 oszillierend hin und her
bewegt. Durch ein zwischen dem Kolben 24 und dem Schläger 26 angeordnetes
Luftpolster 32 wird der Schläger 26 seinerseits
so oszillierend hin und her bewegt, dass der Schläger 26 schlagend
auf den Döpper 28 und dieser wiederum auf das
Einsatzwerkzeug 20 einwirken können.
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Im
Betrieb werden durch die Antriebsvorrichtung 14 und/oder
das Luftpolsterschlagwerk 13 und/oder das Einsatzwerkzeug 21 Schwingungen verursacht,
welche sich als Vibrationen im Maschinengehäuse 18 hauptsächlich
entlang einer Wirkungslinie 34 axial ausbreiten. Diese
Wirkungslinie 34 ist vorzugsweise parallel zur Maschinenachse 22 ausgerichtet.
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Bekannte
Bohrhämmer 10 weisen neben dem im vorhergehenden
skizzierten Schlagantrieb des Einsatzwerkzeugs 21 über
ein Schlagwerk 12, 13 auch einen Drehantrieb des
Werkzeughalters 20 und dem mit diesem drehfest gekoppelten
Einsatzwerkzeug 21 auf, welcher in 1 nicht
dargestellt ist.
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Es
treten aber auch nicht zu dieser Hauptschwingungsachse 34 parallele
Schwingungsmoden auf. So sind in verschiedene Raumrichtungen orientierte
Transversalschwingungen bekannt, deren Ausbreitungsrichtung unter
anderem von der Gehäusegeometrie, der Masseverteilung,
dem individuellen Antriebskonzept und anderen Größen
des jeweiligen Elektrohandwerkzeugs abhängen.
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Beim
Betrieb des Bohrhammers 10 mit Drehantrieb des Einsatzwerkzeugs 21 treten
insbesondere durch Rückwirkung des Einsatzwerkzeugs 21 mit einem
Werkstück Drehschwingungen auf. Diese Drehschwingungen
weisen vorzugsweise eine Drehachse auf, welche parallel zur Maschinenachse
orientiert ist. Eine Rotationsebene der Drehschwingungen ist dabei
in einem von null verschiedenen Winkel W1, vorzugsweise rechtwinklig,
gegenüber der Maschinenachse 22 bzw. Wirkungslinie 34 des
Schlagwerks 12 geneigt.
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Neben
diesen Drehschwingungen können auch weitere Schwingungsmoden
auftreten. Insbesondere bei schlagbohrend betriebenen Elektrohandwerkzeugen
wie z. B. Bohrhämmern oder Schlagbohrmaschine sind die
auf das Maschinengehäuse 18 übertragenden
effektiven Schwingungen eine Überlagerung verschiedener
Schwingungsmoden, wobei ein nicht geringer Anteil von Schwingungsmoden
herrührt, welche sich nicht-parallel zur Wirkungslinie 34 ausbreiten.
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2a zeigt
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Elektrohandwerkzeugs, insbesondere eines Bohrhammer 110.
Die Bezugszeichen sind zur Unterscheidung der in 1 dargestellten
Elektrohandwerkzeug nach dem Stand der Technik mit 100 addiert.
Der Bohrhammer 110 weist ein Maschinengehäuse 118 und
einen, am vorderen Gehäusebereich 116 des Maschinengehäuses 118 angeordneten
Werkzeughalter 120 auf. In den Werkzeughalter 120 ist
ein Einsatzwerkzeug 121 eingesetzt. Dieses definiert analog
zu 1 eine Maschinenachse 122. Analog zu
dem aus 1 bekannten Bohrhammer 10 umfasst
der Bohrhammer 110 ein nicht dargestelltes Schlagwerk 112, 113,
welcher eine Wirkungslinie 134 festlegt, und/oder einen
nicht dargestellten Drehantrieb. Die Wirkungslinie 134 und die
Maschinenachse 122 sind dabei, wie schon aus 1 bekannt,
parallel orientiert. Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße
Elektrohandwerkzeug eine Tilgereinheit 140.
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Die
Tilgereinheit 140 weist eine Tilgerachse 142 auf.
Die Tilgerachse 142 ist hier als Tilgerführungsscheine 143 ausgeführt.
Diese Tilgherführungsschiene 143 ist vorzugsweise
starr mit dem Maschinengehäuse 118 und/oder mit
mindestens einem, nicht näher gezeigten, innere Maschinenkomponenten
tragenden Halteelement verbunden. Diese Tilgerachse 142, 143 ist
unter einem von null verschiedenen Winkel W1 gegenüber
der Wirkungslinie 134 verkippt.
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Die
Tilgereinheit 140 umfasst wenigstens ein bewegliches Tilgerelement 144,
welches mindestens einen Freiheitsgrad der Bewegung aufweist. Vorzugsweise
ist das bewegliche Tilgerelement 144 als Tilgermasse 145 ausgebildet.
Bei den in 2a–2e gezeigten Ausführungsformen
besitzt das bewegliche Tilgerelement 144 mindestens einen
translatorischen Bewegungsfreiheitsgrad. Vorzugsweise ist dieser
entlang der Tilgerachse 142, zum Beispiel parallel oder
koaxial, orientiert. Im vorliegenden Beispiel ist das bewegliche
Tilgerelement 144 axial verschieblich auf der Tilgerführungschiene 143 gelagert.
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An
das bewegliche Tilgerelement 144 schließen sich
entlang der Tilgerachse 142 ein, vorzugsweise zwei Rückstelleelemente 146, 147 an.
Die Rückstelleelemente 146, 147 stützen
sich einerseits am beweglichen Tilgerelement 144 und andererseits an
nicht näher gezeigten Abstützflächen
oder -schultern im Maschinengehäuse 118 ab. In
der hier gezeigten Form sind die Rückstelleelemente 146, 147 als
Druckfedern ausgeführt.
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Die
Rückstelleelemente 146, 147 bewirken eine
Rückstellung des beweglichen Tilgerelements 144 in
eine Ruhelage. Aus dieser Ruhelage wird das bewegliche Tilgerelement 144 durch
Schwingungskräfte ausgelenkt, welche unter anderem von
im Betrieb des Elektrohandwerkzeugs auftretenden Schwingungen induziert
werden. Die Masse des beweglichen Tilgerelements 144 wirkt
durch ihre Trägheit verzögernd auf die Auslenkung
aus der Ruhelage. Den Schwingungen wird dabei Energie entzogen, so
dass die auf das Maschinengehäuse 116 übertragene
Schwingungsenergie reduziert wird. Da die erfindungsgemäße
Tilgereinheit 140 aufgrund eines Trägheitseffektes
ihre Wirkung entfaltet, kann also auch von einem so genannten Trägheitstilger,
in der konkreten Ausprägung von einem translatorischen Trägheitstilger
gesprochen werden.
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Durch
die um den Winkel W1 nicht-parallele Ausrichtung der Tilgereinheit 140 zur
Wirkungslinie 134 kann eine Bewegung entlang der Tilgerachse 142 des
Tilgerelements 144 in mindestens zwei Bewegungskomponenten 148, 149 zerlegt
werden. Die erste Bewegungskomponente 148 ist dabei parallel zur
Wirkungslinie 134 ausgerichtet. Die zweite Bewegungskomponente 149 steht
senkrecht auf dieser.
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Treten
während des Betriebes des erfindungsgemäßen
Bohrhammers 110 durch die Antriebsvorrichtung 114 und/oder
das Schlagwerk 112, 113 und/oder das Einsatzwerkzeug 121 Schwingungen
auf, so wirkt das bewegliche Tilgerelement 144 aufgrund
seiner Trägheit dämpfend auf die Schwingungsamplituden.
Durch die Ausrichtung der erfindungsgemäßen Tilgereinheit 140 können
Schwingungsmoden, welche sich parallel zu den mindestens zwei Bewegungskomponenten 148, 149 des
beweglichen Tilgerelements 144 ausbreiten, gedämpft werden.
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In 2b ist
eine modifizierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Tilgereinheit 140 gezeigt. Das bewegliche Tilgerelement 144 ist
hierbei in einem Tilgergehäuse 150 aufgenommen
und entlang einer Tilgerachse 142 verschieblich. Diese
Ausführungsform verzichtet auf eine Tilgerführungsschiene 143.
Analog zu der aus 2a bekannten Verbindung der
Tilgerführungsschiene 143 ist das Tilgergehäuse 150 mit
dem Maschinengehäuse 118 und/oder mit mindestens
einem, nicht näher gezeigten, innere Maschinenkomponenten
tragenden Halteelement vorzugsweise starr verbunden. Das Tilgergehäuse 150 weist
an seiner inneren Umfangsfläche 152 nicht näher
gezeigte Führungsmittel 154 auf. Das bewegliche
Tilgerelement 144 weist an seiner äußeren
Umfangsfläche 156 zu den Führungsmitteln 154 passende,
hier nicht dargestellte Führungselemente 158 auf.
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Wie
bereits aus den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bekannt,
sind entlang der Tilgerachse 142 Rückstelleelemente 146, 147 der
Art angeordnet, dass sie das bewegliche Tilgerelement 144 in
seiner Ruhelage halten oder in diese zurückstellen können.
Dazu stützen sich die Rückstelleelemente 146, 147 an
je einer Stirnfläche 160 des beweglichen Tilgerelements 144 ab.
Als ein je zweites Widerlager dienen die inneren Stirnflächen 162, 163 des
Tilgergehäuses 150.
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In
seiner Wirkungsweise entspricht diese Ausführungsform der
aus 2a bekannten Ausführung eines translatorischen
Trägheitstilgers. Diese Ausführung erlaubt eine
besonders einfache Herstellung als vormontierte Einheit.
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In
einer bevorzugten Ausführung weist das bewegliche Tilgerelement 144 darüber
hinaus an den Kanten zwischen der äußerer Umfangsfläche 156 und
den Stirnflächen geeignete Anfasungen 160 auf. Diese
Anfasungen 160 verhindern bei einer Bewegung des Tilgerelements 144 einen
Verkannten im Tilgergehäuse 150.
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In
einer weiteren, hier nicht bildlich gezeigten, bevorzugten Variante
des Ausführungsbeispiels aus 2b ist
das Tilgerelement 144 als Kugel ausgebildet. Durch diese
Gestaltung kann sowohl auf die Ausstattung der Umfangsflächen 152, 156 mit
Führungsmitteln 154, 158 als auch auf
die Anfasungen 160 verzichtet werden.
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2c zeigt
eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen
Tilgereinheit 140 als Kombination aus den bereits bekannten
Beispielen aus 2a und 2b. Auch
diese Tilgereinheit 140 umfasst ein Tilgergehäuse 150,
welches das bewegliche Tilgerelement 144 umschließt.
Hierbei ist das Tilgerelement 144 verschieblich auf einer,
entlang einer Tilgerachse 142 ausgerichteten Tilgerführungsschiene 143 angeordnet.
Wie aus 2a bekannt, ist neben dem Tilgerelement 144 ein,
vorzugsweise zwei Rückstelleelemente 146, 147 angeordnet.
Die Abstützung der Rückstelleelemente 146, 147 ist
dabei in identischer Weise wie aus 2b bekannt
realisiert.
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In
seiner Wirkungsweise entspricht diese Ausführungsform den
bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen eines translatorischen
Trägheitstilgers.
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2d zeigt
eine Weiterentwicklung des aus 2a bekannten
Ausführungsbeispiels, wobei entlang der Tilgerachse 142 mindestens
ein, vorzugsweise zwei an das Tilgerelement 144 angrenzende Dämpfungselemente 164, 165 angeordnet
sind.
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In
seiner Wirkungsweise ähnelt diese Ausführungsform
den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen. Die Dämpfungselemente 164, 165 wirken
jedoch dämpfend auf eine Auslenkung des Tilgerelements 144 aus
seiner Ruhelage. Dabei können, insbesondere elastisch ausgeführte,
Dämpfungselemente 164, 165 entweder direkt
als Rückstelleelemente 146, 147 wirken
oder aber, wie abgebildet, durch zusätzliche Rückstelleelemente 146, 147 ergänzt
werden.
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Selbstverständlich
können die Dämpfungselemente 164, 165 auch
in anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen
der Tilgereinheit 140, wie sie zum Beispiel aus 2b und 2c bekannt sind,
funktionsverbessernd eingesetzt werden.
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Eine
weitere Verbesserung einer erfindungsgemäßen Tilgereinheit 140 ist
in 2e dargestellt. Hierbei das bewegliche Tilgerelement 144 auf
einer gekrümmten Tilgerführungsschiene 166 angeordnet. Entlang
der gekrümmten Tilgerführungsschiene 166 ist
das bewegliche Tilgerelement 144 verschieblich gelagert.
Durch geeignete Wahl der Krümmung der gekrümmten
Tilgerführungsschiene 166 kann das Schwingungsdämpfungsverhalten
der Tilgereinheit 140 bezogen auf die Bewegungskomponenten 148, 149 an
Geräte- und/oder Betriebsbesonderheiten des Elektrohandwerkzeugs
angepasst werden. In seiner Wirkungsweise entspricht diese Ausführungsform
ansonsten der aus 2a bekannten Ausführung
eines translatorischen Trägheitstilgers.
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Abwandlungen
und Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen
Tilgereinheit 140 sind insbesondere durch Kombination der
im Vorhergehenden beschriebenen Merkmale möglich.
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Darüber
hinaus wird der Fachmann weitere Abwandlungen durch alternative
Rückstelleelemente wie zum Beispiel Federbleche, Wellfedern,
Federringe, Federstäbe, Luftfedern und andere Ausführungen
federelastischer Elemente finden.
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Die
Dämpfungselemente 164, 165 können ebenfalls
in verschiedenen Ausführungsformen Weiterentwicklungen
und Abwandlungen einer erfindungsgemäßen Tilgereinheit 140 ergeben.
Dem Fachmann sind dazu eine Vielzahl von Dämpfungselementen
bekannt.
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Weitere
Abwandlungen ergeben sich aus der spezifischen Gestaltung des bewegliche
Tilgerelements 144. Insbesondere kann das bewegliche Tilgerelement 144 zwei-,
drei- oder mehrteilig aufgebaut sein. Des Weiteren besteht die Möglichkeit
die geometrische Gestalt des bewegliche Tilgerelements 144 von
der hier gezeigten Form abweichend auszuführen.
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So
sind neben quaderförmigen, zylindrischen auch konische
und teilkonische sowie andere, auf Kombinationen geometrischer Figuren
beruhende Gestaltungen möglich.
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Auch
in der Ausführung der Lagerung beziehungsweise Führung
des Tilgerelements 144 auf der Tilgerführungsschiene 143, 166 beziehungsweise
im Tilgergehäuse 150 liegt eine Vielzahl von Ausführungsformen
verborgen. So sind mehrstrahlige Tilgerführungsschienen 143, 166 möglich.
Auch kann das Tilgerelement 144 im Tilgergehäuse 150 entweder
vollflächig auf den Umfangsfläche 152, 156 als Führungsflächen
oder mit geeigneten Führungsmitteln 154, 158 nur
partiell geführt sein.
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3a zeigt
eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeugs.
Der beispielhaft gezeigte Bohrhammer 110 weist, wie aus dem
vorhergehenden bekannt, eine sich durch das Maschinengehäuse 118 erstreckende
Maschinenachse 122 und dazu parallele Wirkungslinie 134 auf. Das
Maschinengehäuse 118 umfasst eine Tilgereinheit 140,
welche eine Tilgerachse 142 aufweist, die um einen von
null verschiedenen Winkel W1 gegenüber der Wirkungslinie 134 gekippt
ist.
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3b zeigt
die aus 3a bekannte Tilgereinheit 140 in
einer vergrößerten, schematischen Darstellung.
Das bewegliche Tilgerelement 144 ist in dieser Ausführungsform
als Hohlelement 168, insbesondere als Tilgerring 169 ausgeführt.
Das bewegliche Tilgerelement 144, 168, 169 ist
um ein Halteelement 170 angeordnet. In der vorliegenden
Form ist das Halteelement 170 als zentraler Haltestab 171 ausgeführt.
Bei der Montage wird die erfindungsgemäße Tilgereinheit 140 analog
zu der aus 2a bekannten Verbindung der
Tilgerführungsschiene 143 mit dem Maschinengehäuse 118 und/oder
mit mindestens einem, nicht näher gezeigten, innere Maschinenkomponenten
tragenden Halteelement vorzugsweise starr verbunden.
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Das
Tilgerelement 144, 168, 169 ist mit dem Halteelemente 170, 171 über
drei elastische Verbindungselemente 172 verbunden, welche
als Rückstellelemente 146 wirken. Die elastischen
Verbindungselemente 172 sind dabei mit einem gleichmäßigen Winkelabstand
voneinander entfernt über den Umfang des Halteelements 170, 171 verteilt.
In einer bevorzugten Ausführung sind die elastischen Verbindungselemente 172 als
Federbleche 173 ausgeführt.
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Durch
die nach 3b parallel zur Ringebene – entspricht
XZ-Ebene – orientierte Ausrichtung einer Federseite 173a der
Federbleche 173 erhält das bewegliche Tilgerelement 144, 168, 169 mindestens einen
Freiheitsgrad der Bewegung, welcher vorwiegend parallel zur Tilgerachse 142 ausgerichtet
ist. Durch Variation der Stärke der Federbleche 273 kann zusätzlich
eine nicht-parallele Komponente des Freiheitsgrads erreicht werden.
Dieser Freiheitsgrad ist bezüglich der Tilgerachse 142 von
translatorischer Natur und wird im Folgenden mit A bezeichnet.
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Eine
auf diese Weise ausgeführte erfindungsgemäße
Tilgereinheit 140 entspricht in ihrer Funktion den aus 2a bis 2e bekannten
Ausführungen eines translatorischen Trägheitstilgers.
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4a zeigt
eine abgewandelte Ausführungsform der aus 3b bereits
bekannten erfindungsgemäßen Tilgereinheit 140.
Bei dieser Ausführungsform ist die Federseite 173a der
Federbleche 173 parallel zur Tilgerachse 142 ausgerichtet.
Durch diese Ausrichtung erhält das bewegliche Tilgerelement 144, 168, 169 einen
vorwiegend rotatorischen Freiheitsgrad B um die Tilgerachse 142.
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Das
bewegliche Tilgerelement 144 kann durch Schwingungskräfte,
welche insbesondere durch rotatorische Schwingungsmoden induziert werden,
aus seiner Ruhelage in eine der Drehrichtungen ausgelenkt werden.
Erfolgt die Auslenkung aufgrund eines Trägheitsmomentes
des beweglichen Tilgerelements 144 der Anregung durch die
Schwingungskräfte verzögert. Die Federbleche 173 wirken wiederum
derart rückstellend auf das bewegliche Tilgerelement 144,
dass dieses wieder in seine Ruhelage zurückgedreht wird.
Dadurch wirkt die Tilgereinheit 140 vorwiegend dämpfend
auf Rotations- bzw. Torsionsschwingungen, welche sich insbesondere parallel
zur Tilgerachse 142 im Maschinengehäuse 118 ausbreiten.
Der so ausgeprägte Trägheitstilger wird im Folgenden
als rotatorischer Trägheitstilger bezeichnet. Die Wirkungsebene
eines rotatorischen Trägheitstilgers ist dabei parallel
zur Rotationsebene des beweglichen Tilgerelements 144.
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In 4b ist
eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Tilgereinheit 140 als rotatorischer Trägheitstilger
gezeigt. Diese Tilgereinheit 140 weist ein Tilgergehäuse 150 auf,
welches das bewegliche Tilgerelement 144 aufnimmt und der Befestigung
der Tilgereinheit 140 in oder am Maschinengehäuse 118 dient.
In dieser Ausführung ist das bewegliche Tilgerelement 144 als
exzentrische Tilgermasse 145 um eine Tilgerdrehachse 174 angeordnet
und frei drehbar auf dieser gelagert. Dabei ist ein Masseschwerpunkt
M des bewegliche Tilgerelements 144, 145 exzentrisch
zur Tilgerdrehachse 174 platziert. In einer Rotationsebene – entspricht
der XZ-Ebene – ist in beiden Drehrichtungen je ein Rückstellelemente 146, 147 derart
angeordnet, wobei in 4b die Rückstellelemente
mit dem Tilgergehäuse 150 verbunden sind und das
bewegliche Tilgerelement 144, 145 nur in seinen
Endlagen belasten. Auf diese Weise kann das bewegliche Tilgerelement 144, 145 bei
einer durch Schwingungskräfte hervorgerufenen Auslenkung
aus seiner Ruhelage verhältnismäßig viel
Energie aufnehmen, bevor die Rückstellelemente 146, 147 das
bewegliche Tilgerelement 144, 145 in diese Ruhelage
zurückstellen.
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Vorteilhafte
Weiterentwicklungen und Abwandlungen dieser Bauform eines rotatorischen Trägheitstilgers
sind unter anderem durch Anpassung der Rückstellelemente 146, 147 in
Form und Ausführung möglich. So kann es vorteilhaft
sein, dass die Rückstellelemente 146, 147 analog
zu den aus 2a bis 2e bekannten
Ausführungen eines translatorischen Trägheitstilgers
als Druckfedern ausgeführt sind, welche sich zwischen Stirnflächen des
beweglichen Tilgerelements 144, 145 und inneren
Anlageflächen des Tilgergehäuses 150 abstützen.
Weiters kann es vorteilhaft sein, analog zu 2d die
Rückstellelemente 146, 147 durch Dämpfungselemente
zu ersetzen oder zu ergänzen.
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4c zeigt
eine dreidimensionale Schemazeichnung einer alternativen Ausführung
einer als Bohrhammer 110 ausgeführten erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeug
mit einer als rotatorischen Trägheitstilger ausgeführten
Tilgereinheit 140 nach 4b. In
dieser Ausführung ist die Tilgereinheit 140 so
angeordnet, dass Tilgerdrehachse 174 parallel vorzugsweise
koaxial zur Wirkungslinie 134 ausgerichtet ist. Die Wirkungsebene
des rotatorischen Freiheitsgrades – entspricht der XZ-Ebene – der
Tilgereinheit ist dabei um einen von Null verschiedenen, insbesondere
rechtwinkligen Winkel W1 zur Wirkungslinie 134 geneigt.
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Analog
können auch andere Ausführungen eines rotatorischen
Trägheitstilgers, wie sie z. B. aus 4a bekannt
sind, in einer erfindungsgemäßen Elektrohandwerkzeug
vorteilhaft angeordnet werden.
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Eine
weitere, bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Tilgereinheit 140 ist in 5a gezeigt.
Diese Ausführungsform eines Trägheitstilgers stellt
eine Weiterentwicklung der aus den 3b und 4a bekannten
Varianten dar. In dieser Ausführung sind die elastischen
Verbindungselemente 172 als Federstäbe 176 ausgeführt.
Die Federstäbe 176 sind insbesondere sowohl parallel
zur einer Ringsebene – entspricht der XZ-Ebene – des beweglichen
Tilgerelements 144, 168, 169 als auch in
Radialebenen zur Tilgerachse 142 elastisch. Das Tilgerelement 144, 168, 169 weist
mindestens zwei Freiheitsgrade A und B der Bewegung auf, wobei A einen
translatorischen Freiheitsgrad parallel zur Tilgerachse 142 und
B einen rotatorischen Freiheitsgrad parallel zur Ringebene des Tilgerelements 142, 168, 169 bezeichnet.
In ihrer Wirkungsweise entspricht diese Ausführungsform
einer Überlagerung der bereits bekannten Ausführungsformen
aus 3b und 4a. Eine
derartige, erfindungsgemäße Tilgereinheit 140 ist
insbesondere geeignet sowohl transversale als auch rotatorische
Schwingungsmoden zu dämpfen. Man kann hier also von einem
Zweimoden-Trägheitstilger sprechen.
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Bei
Abwandlungen der erfindungsgemäßen Tilgereinheit 140 kann
das bewegliche Tilgerelement 144 unter anderem eine hohlzylindrische,
toroidale oder anderweitige Hohlkörpergestalt aufweisen. Auch
kann das bewegliche Tilgerelement 144 entgegen den im Detail
vorgestellten Ausführungen zwei-, drei- oder mehrteilig
ausgeführt sein.
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Die
Anzahl der Verbindungselemente 172 kann in der konkreten
Ausführung zwischen mindestens einer, vorzugsweise jedoch
zwei, drei oder einer Mehrzahl variieren, was im Übrigen
bei allen Varianten gemäß 3b, 4a und 5a gilt.
Die Verbindungselemente 172 können darüber
hinaus aus unterschiedlichen, elastischen Materialien wie zum Beispiel
Federstahl, Blechen oder Kunststoffen gefertigt sein. Auch ist kann
es vorteilhaft sein die Verbindungselemente als Dämpfungselemente 164 auszuführen
oder durch Dämpfungselemente 164 zu ergänzen.
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Weitere
Varianten von Trägheitstilgern gemäß 3b, 4a und 5a ergeben
sich aus unterschiedlichen Ausgestaltungen des Halteelements 170.
So kann das Halteelement 170 in der Ausführung
als Haltestab 171 von der hier gezeigten zylindrischen
Form abweichen, insbesondere sind dreieckige, quadratische oder
andere polygone Querschnitte denkbar. Auch kann das Halteelement 170 zwei-
oder mehrteilig ausgeführt sein.
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5b zeigt
den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen
Tilgereinheit 140 als alternativen Zweimoden-Trägheitstilger.
Die Tilgereinheit 140 umfasst eine Tilgerführungsschiene 143,
welche sich entlang der Tilgerachse 142 erstreckt, sowie
ein bewegliches Tilgerelement 144. Das bewegliche Tilgerelement 144 ist
auf der Tilgerführungsschiene 143 axial verschieblich
und um diese drehbar gelagert. Dabei ist das bewegliche Tilgerelement 144 beispielhaft
als Ringsscheibe 178 ausgeführt.
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Die
Tilgerführungsschiene 143 und das bewegliche Tilgerelement 144, 178 sind über
ein Rückstellelement 146 miteinander wirkverbunden.
Dabei ist das Rückstellelement 146 als Schraubenfeder 180 ausgeführt,
welche um die Tilgerführungsschiene 143 angeordnet
ist.
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Die
Schraubenfeder 180 weist an ihrem dem beweglichen Tilgerelement 144, 178 zugewandten Ende
einen radial nach außen weisenden Fortsatz mit Einsteckpin 180a auf.
Mit diesem greift die Schraubenfeder 180 in eine Aufnahmebohrung 182 im
Tilgerelement 144, 178 ein. An ihrem anderen Ende
weist die Schraubenfeder 180 einen radial nach innen weisenden
Haltepin 180b auf, welcher in eine Aufnahmebohrung 183 der
Tilgerführungsschiene 143 eingesteckt ist.
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Durch
diese Aufhängung erhält die erfindungsgemäße
Tilgereinheit 140 zwei Freiheitsgrade A und B, wobei A
einen translatorischen Freiheitsgrad parallel zur Tilgerachse 142 und
B einen rotatorischen Freiheitsgrad in einer Rotationsebene – entspricht
der XZ-Ebene – um die Tilgerführungsschiene 143 bezeichnet.
Eine derartige, erfindungsgemäße Tilgereinheit 140 ist
insbesondere geeignet sowohl transversale als auch rotatorische
Schwingungsmoden zu dämpfen.
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In
einer Variante der erfindungsgemäßen Tilgereinheit 140 sind
zwei oder mehr Rückstelleelemente 146 vorgesehen.
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In
einer bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen
Tilgereinheit 140 ist die Tilgerführungsschiene 143 und
das Tilgerelement 144, 178 über mindestens
ein, vorzugsweise zwei, drei oder mehr Dämpfungselementen 164 miteinander
wirkverbunden. Das Dämpfungselement 164 kann dabei dämpfend
auf eine translatorische und/oder rotatorische Bewegung des Tilgerelements 144, 178 wirken.
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Weitere
Variationen ergeben sich aus unterschiedlichen Befestigungskonzepten
für die Verbindung der Tilgerführungsschiene 143 beziehungsweise
des Tilgerelements 144, 178 mit dem Rückstellelement 146 und/oder
dem Dämpfungselement 164.
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Zusätzliche
Weiterentwicklungen ergeben sich aus der Formgebung des beweglichen
Tilgerelements 144, welches z. B. eine polygone, elliptische oder
andere Außenkontur aufweisen kann. Darüber hinaus
kann das bewegliche Tilgerelement 144 auch zwei-, Brei-
oder mehrteilig ausgeführt sein.
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6 zeigt
eine weiterentwickelte Ausführungsform einer Tilgereinheit 140 als
Trägheitstilger. Dabei umfasst die Tilgereinheit 140 ein
bewegliches Tilgerelement 144, welches als Tilgermasse 145 ausgebildet
ist. Das bewegliche Tilgerelement 144, 145 ist
auf einer Tilgerdrehachse 184 angeordnet, welche in einer
Quererstreckung eines Gehäuses 185 angeordnet
ist und mit dem Gehäuse 185 verbunden ist. Das
Gehäuse 185 kann entweder ein Tilgergehäuse 150 oder
aber das Maschinengehäuse 118 selbst sein. Das
bewegliche Tilgerelement 144, 145 ist in einer
Quererstreckung drehbar und axial verschieblich auf der Tilgerdrehachse 184 gelagert.
Die Tilgerdrehachse 184 ist dabei unter einem von null
verschiedenen Winkel W1 zur Maschinenachse 122 beziehungsweise
zur Wirkungslinie 134 eines nicht gezeigten Schlagwerks
ausgerichtet. Zusammen mit mindestens einem, vorzugsweise zwei Rückstelleelementen 146 spannt
die Tilgerdrehachse 184 eine Tilgerebene 186 auf,
welche unter einem Winkel W2, beispielsweise senkrecht, zur Maschinenachse 122 beziehungsweise
der Wirkungslinie 134 eines nicht gezeigten Schlagwerks
ausgerichtet ist.
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Über
die Rückstelleelemente 146 ist das bewegliche
Tilgerelement 144, 145 mit dem Gehäuse 185 wirkverbunden,
wobei die Rückstelleelemente 146 in der Tilgerebene 186 vorzugsweise
senkrecht zur Tilgerdrehachse 184 angeordnet sind.
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In
einer bevorzugten Ausführung sind die Rückstelleelemente 146 als
Federbleche, Federbänder oder Schraubenfedern ausgeführt.
Das bewegliche Tilgerelement 144, 145 weist so
mindestens zwei Freiheitsgrade A und B auf, wobei A einen translatorischen
Freiheitsgrad längs der Tilgerdrehachse 184 und
B einen rotatorischen Freiheitsgrad um diese bezeichnet. Insbesondere
der Freiheitsgrad A schließt aufgrund der Ausrichtung der
Tilgerdrehachse 184 einen von null verschiedenen Winkel
W1 mit der Maschinenachse 122 beziehungsweise der Wirkungslinie 134 eines
nicht gezeigten Schlagwerks ein.
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Eine
derartige Tilgereinheit 140 wirkt insbesondere dämpfend
auf Querschwingungen parallel zur Tilgerdrehachse 184 und
auf Torsionsschwingungen senkrecht zur Tilgerebene 186.
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Variationen
dieser Ausführungsform ergeben sich unter anderem durch
verschiedene geometrische Gestalten des beweglichen Tilgerelements 144, 145,
welches insbesondere neben der gezeigten Quaderform Kugelgestalt,
eine ellipsoide Gestalt oder andere Formen haben kann. Auch kann
das Tilgerelement 144, 145 zwei-, drei- oder mehrteilig
aufgebaut sein. Darüber hinaus kann die Tilgereinheit 140 in
einem separaten Trägerrahmen als vormontierte Einheit ausgeführt
sein. In einer bevorzugten Weiterentwicklung der Tilgereinheit 140 weist
diese mindestens ein, vorzugsweise jedoch zwei, drei oder mehrere
Dämpfungselemente 164 auf, welche dämpfend
auf die Auslenkungen in den verschiedenen Freiheitsgraden des Tilgerelements 144, 145 wirken.
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Die
in 7 gezeigte weiterentwickelte Ausführungsform
einer Tilgereinheit 140 ist hier als Raumschwinger ausgeführt.
Die Tilgereinheit 140 umfasst dabei ein bewegliches Tilgerelement 144 und
drei Rückstelleelemente 146. Die Rückstelleelemente 146 sind
innerhalb einer Tilgerebene 186 liegend mit ihrem einen
Ende in einem, vorzugsweise gleichen Winkelabstand mit dem Tilgerelement 144 verbunden.
Mit ihrem gegenüberliegenden Ende sind die Rückstelleelemente 146 mit
dem hier nicht gezeigten Maschinengehäuse 118 verbunden.
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Durch
die Rückstelleelemente 146 wird das bewegliche
Tilgerelement 144 im Ruhezustand in einer, in der Tilgerebene 186 liegenden
Ruhelage gehalten. Aufgrund seiner Aufhängung weist das
Tilgerelement 144 insgesamt sechs Freiheitsgrade der Bewegung
auf, wobei drei Freiheitsgrade Transversalschwingungen parallel
zu den Hauptachsen x, y, z und weitere drei Freiheitsgrade Rotationsschwingungen
um diese Hauptachsen erlauben. Abhängig von der Orientierung
der Tilgerebene 186 relativ zur Maschinenachse 122 beziehungsweise
der Wirkungslinie 134 eines nicht gezeigten Schlagwerks
sind mindestens zwei translatorische Freiheitsgrade um einen von
null verschiedenen Winkel gegenüber diesen verkippt.
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In
einer bevorzugten Weiterentwicklung der Tilgereinheit 140 kann
mindestens ein, vorzugsweise zwei, drei oder mehrere Dämpfungselemente 164 vorgesehen
sein, welche dämpfend auf die Auslenkung in den verschiedenen
Freiheitsgraden des beweglichen Tilgerelements 144 wirken.
Variationen der Tilgereinheit 140 ergeben sich unter anderem durch
die Formgebung des beweglichen Tilgerelements 144, welches
insbesondere neben der gezeigten Kugelform Quadergestalt, eine ellipsoide
Gestalt oder andere Formen haben kann. Auch kann das Tilgerelement 144 zwei-,
drei- oder mehrteilig ausgeführt sein. Darüber
hinaus kann die Tilgereinheit 140 in einem separaten Trägerrahmen
als vormontierte Einheit ausgeführt sein.
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8a zeigt
eine Weiterentwicklung der aus 4b bereits
bekannten Tilgereinheit 140, welche um eine Zwangserregungsvorrichtung 188 ergänzt ist.
Die Tilgereinheit 640 weist ein Tilgergehäuse 150 auf,
in dem das bewegliche Tilgerelement 144 und zwei Rückstelleelemente 146 angeordnet
sind. Das Tilgergehäuse 150 weist eine halbrunde
Drehschwingungskammer 190 und eine Druckkammer 192 auf. Das
bewegliche Tilgerelement 144 ist drehbar um eine Tilgerdrehachse 174 gelagert
und mit einer Tilgermasse 145 in der Drehschwingungskammer 190 aufgenommen.
Die Rückstelleelemente 146 sind an der, annähernd
durch die Gehäusemitte verlaufenden Trennwand in Richtung
auf die Tilgermasse 145 zu befestigt. Die Rückstelleelemente 146 treiben
das bewegliche Tilgerelement 144 in eine Ruhelage zurück.
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An
seinem, in die Druckkammer 192 hineinreichenden Ende weist
das bewegliche Tilgerelement 144 ein Betätigungselement 194 auf.
Das Betätigungselement 194 steht dabei, insbesondere
in der Ruhelage des beweglichen Tilgerelements 144, nahezu
senkrecht auf einer durch zwei im oberen Bereich des Tilgergehäuses 150 angeformten
Leitungsanschlüsse 196 gebildeten Fluchtlinie 193.
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8b zeigt
einen schematische Verschaltung der erfindungsgemäßen
Tilgereinheit 140 mit Zwangserregungsvorrichtung 188.
Die Druckkammer 192 ist über ein Leitungssystem
an den zwei Leitungsanschlüssen 196 an eine mit
dem An- und/oder Abtrieb in Wirkverbindung stehende Druckquelle 197 gekoppelt.
Die Druckquelle 197 bewegt ein Fluid 198, welches
durch die Leitungsanschlüsse 196 in die Druckkammer 192 ein-
und ausströmen kann. Das Fluid 198 kann dabei
sowohl ein Gas, insbesondere Luft, als auch eine Flüssigkeit,
insbesondere Hydrauliköl, sein.
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Ist
die Druckquelle mit dem Schlagwerk 112, insbesondere dem
Luftpolsterschlagwerk 113 wirkverbunden, vorzugsweise durch
dieses gebildet, so wirken Druckschwankungen in der Druckkammer 192 auf
das Betätigungselement 194. Das Betätigungselement 194 treibt
das bewegliche Tilgerelement 144 aus der Ruhelage heraus.
Die drehende Bewegung des Tilgerelements 144 erzeugt Gegenschwingungen
mit an die Schlagfrequenz des Schlagwerks 112, 113 angepasster
Frequenz, so dass Schwingungen im Maschinengehäuse 118 aktiv gedämpft
werden.
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Die
Integration der Tilgereinheit 140 mit Zwangserregungsvorrichtung 188 in
eine Elektrohandwerkzeug erfolgt erfindungsgemäß nach
den aus 2a, 3a und 4c bereits
bekannten Anordnungen.
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In
einer Weiterentwicklung weist die Tilgereinheit 140 in
der Drehschwingungskammer 190 Dämpfungselemente 164 auf.
Insbesondere kann die Drehschwingungskammer 190 mit einem
Dämpfungsfluid gefüllt sein, welches die Auslenkung
des beweglichen Tilgerelements 144 dämpft.
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In
einer weiteren Ausführungsform kann die Tilgereinheit 140 ein
bewegliches Tilgerelement 144 umfassen, welches axial verschieblich
auf einer Tilgerführungsschiene 143 angeordnet
ist, die insbesondere parallel zur Fluchtlinie 193 ausgerichtet
ist. In dieser Ausführung führt das Tilgerelement 144 anstelle
der drehenden Bewegung eine axial oszillierende Bewegung aus.
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Neben
der hier beschriebenen Ausführungsform einer Zwangserregungsvorrichtung 188,
welche dem Druckwandlerprinzip folgt, kommen unter anderem auch
mechanische, elektromechanische und/oder elektromagnetische Vorrichtungen
zum Antrieb des beweglichen Tilgerelements 144 in Frage. Dabei
können die entsprechenden Vorrichtungen in bevorzugten
Ausführungen mit dem An- und/oder Abtrieb, insbesondere
z. B. dem Schlagwerk 612, wirkverbunden sein.
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Das
im Vorhergehenden beschriebene Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Tilgereinheit 140 kann
durch eine Modifikation statt mit einer Zwangserregungsvorrichtung 188 mit
einer Dämpfungsvorrichtung 200 ausgestattet werden.
Dies ist in 8c skizziert. Dazu werden die
Leitungsanschlüsse 196 über eine als
Fluidweg 202 wirkende Leitungsverbindung statt mit einer
Druckquelle mit einem Fluidreservoir 204 verbunden. Im
Fluidweg 202 ist ferner mindestens eine Drossel 206 vorgesehen. Das
Fluid 198 wirkt in dieser Anordnung passiv. Wird das bewegliche
Tilgerelement 144 aufgrund von Trägheitskräften,
welche von Schwingungen im Maschinengehäuse 118 herrühren
können, in Bewegung versetzt, wirkt das Betätigungselement 194 wie ein
Dämpfungskolben, welcher durch das Fluid 198 bewegt
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße
Tilgereinheit 140 mit der Dämpfungsvorrichtung 200 als
ein vormontiertes Modul hergestellt werden.
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In
einer bevorzugten Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen
Tilgereinheit 140 mit der Dämpfungsvorrichtung 200 ist
die mindestens eine Drossel 206 als variable Drossel mit
einstellbarem Drosselquerschnitt ausgeführt, wobei eine
manuelle Einstellung seitens des Bedieners durch geeignete Einstellmittel
und/oder eine automatisierte Einstellung über eine Reglungseinheit
vorgesehen sein kann. Durch die Einstellung der variablen Drossel
kann das Dämpfungsverhalten der Dämpfungsvorrichtung 200 an
das erforderliche Maß angepasst werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen
Tilgereinheit 140 können sich aus der Kombination
von Merkmalen der im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen ergeben.
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Die
von der Einbausituation abhängenden konkreten Ausgestaltungen
der einzelnen Merkmale, insbesondere die Verbindung mit dem Maschinengehäuse 118 haben
keinen Einfluss auf die Wirkung der erfindungsgemäßen
Tilgereinheit 140. Daher stellen diese lediglich Anpassungen
einer erfindungsgemäßen Tilgereinheit 140 dar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1252976
A1 [0002, 0002]
- - EP 1439038 A1 [0003]
- - EP 1464449 A2 [0003]