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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungstilger, der eine Ausgleichmasse umfasst, die zur Ausübung einer Gegenschwingung vorgesehen ist, welche einer Gehäuseschwingung eines Elektrowerkzeugs entgegenwirkt, sowie ein Elektrowerkzeug mit einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger.
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Durch Inkrafttreten der gesetzlichen Forderung, bei Verwendung von Elektrowerkzeugen das täglich zulässige Arbeitspensum an die auf den Bediener einwirkende, körperliche Belastung zu koppeln, findet bei Elektrowerkzeugen, vor allem bei Bohr- und Schlaghämmern, das Thema Vibrationen eine immer größer werdende Bedeutung.
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Beim Schlagbohren und Meißeln eines Hammers geht eine sehr große körperliche Belastung für den Bediener von der durch das Schlagwerk erzeugten Gehäuseschwingung aus. Gerade bei großen Bohr- und Schlaghämmern sind aufgrund der hohen Schlagenergie die Vibrationen sehr ausgeprägt. Für Bediener solcher Maschinen reduziert sich die erlaubte Arbeitszeit deshalb ohne weitere Maßnahmen zum Teil erheblich. Aber auch bei kleineren Elektrowerkzeugen, die beispielsweise für eine private Nutzung vorgesehen sind, kann der Bedienkomfort erheblich verbessert werden, indem die Gehäuseschwingung verringert wird.
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Eine vibrationsgenerierende Gehäuseschwingung weist eine Vielzahl von Frequenzanteilen auf, die durch verschiedene Vibrationsquellen verursacht sind. Als Ursache kommen unter anderem das Spiel zwischen den einzelnen Bauteilen, nichtlineare Elastizitätsverläufe, nichtlineare Stoßvorgänge, nur angenähert harmonischen Reaktionskräfte aus einem Schlagwerk, Stoß- und Rückstoßvorgängen einer Schlagkette oder unausgeglichene Massekräfte des Antriebs in Frage. Jedoch ist die Hauptfrequenz häufig durch eine einzige Vibrationsquelle maßgeblich verursacht. So ist beispielsweise bei Elektrowerkzeugen mit Schlagwerk die Hauptfrequenz im Wesentlichen aus der periodischen Beschleunigung des Schlägers abgeleitet. Bei solchen Elektrowerkzeugen wird bereits eine sehr gute Reduzierung der Gehäuseschwingung dadurch erreicht, dass ein Schwingungsreduktionssystem der maßgeblichen Vibrationsquelle möglichst exakt entgegenwirkt.
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In der Praxis erfolgt die Erzeugung von Gegenkräften, die den Gehäusevibrationen entgegenwirken, beispielsweise mit Hilfe von Tilgern oder Gegenschwingern. Ein Tilger ist ein Feder-Masse-System mit festgelegter Resonanzfrequenz, durch den eine signifikante Schwingungsreduktion in einem Bereich nahe der Resonanzfrequenz erreicht werden kann. Beim Gegenschwinger ist eine Ausgleichsmasse an den Antrieb des Elektrowerkzeuges gekoppelt und wird so angetrieben, dass die aus dem Antrieb des Gegenschwingers resultierende Reaktionskraft der Vibrationsquelle möglichst gut entgegen wirkt.
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Allein aufgrund der Kopplung des Gegenschwingers an den Antrieb des Elektrowerkzeugs, aber, auch bei Tilgern, um die Kraftflußstrecke zwischen der Vibrationsquelle und dem Schwingungsreduktionssystem klein zu halten und dadurch eine hohe Effizienz zu erzielen, ist den bisher bekannten Ausführungsformen gemein, dass sie in das Elektrowerkzeug eingebaut sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schwingungsreduktionssystem für ein bereits gefertigtes Elektrowerkzeug zu schaffen, das nachrüstbar ist und dennoch eine effektive Reduktion der Gehäuseschwingung des Elektrowerkzeugs, insbesondere für verschiedene Betriebsmodi des Elektrowerkzeugs, ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Schwingungstilger der eine Ausgleichmasse umfasst, die zur Ausübung einer Gegenschwingung vorgesehen ist, welche einer Gehäuseschwingung eines Gehäuses eines Elektrowerkzeugs entgegenwirkt, wobei der Schwingungstilger reversibel außen an das Gehäuses des Elektrowerkzeug anbaubar ist. Da der Schwingungstilger außen an das Gehäuse anbaubar ist, ist er an ein bereits gefertigtes Elektrowerkzeug ohne einen aufwendigen Umbau des Elektrowerkzeuginneren und/oder ohne eine Veränderung der Funktionsweise des Elektrowerkzeugs anbaubar. Bevorzugt ist das Elektrowerkzeug auch ohne eine Veränderung des Gehäuses des Elektrowerkzeugs mit dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger nachrüstbar. Dies gilt sowohl für ein professionell genutztes Elektrowerkzeug, als auch für eine privat gebrauchte Handwerkzeugmaschine, so dass in beiden Fällen nachträglich eine effektive Reduktion der Gehäuseschwingung des bereits fertig gestellten Elektrowerkzeugs durch Anbau des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers möglich ist.
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Der Schwingungstilger ist bevorzugt möglichst nahe einer maßgeblichen Vibrationsquelle vorgesehen, so dass die Kraftflußstrecke zwischen der Vibrationsquelle und dem Schwingungsreduktionssystem klein ist. Ebenfalls bevorzugt ist er so vorgesehen, dass er die Handhabung des Elektrowerkzeugs, insbesondere während seines Betriebes, nicht behindert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schwingungstilger eine ihn begrenzende Außenkontur auf, die zumindest teilweise zu einer das Elektrowerkzeug begrenzenden Gehäusekontur des Gehäuses korrespondiert, so dass der Schwingungstilger im am Elektrowerkzeug angebauten Zustand zumindest teilweise an diesem anliegt.
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Der Schwingungstilger umfasst bevorzugt zumindest ein Befestigungsmittel, mit dem er an das Elektrowerkzeug befestigbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungsmittel ein Klemmmittel, mit dem der Schwingungstilger mit dem Gehäuse des Elektrowerkzeugs verklemmbar ist. Ebenfalls bevorzugt sind mehrere, insbesondere verschiedene, Befestigungsmittel vorgesehen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungsmittel ein Kleber, eine Schraube oder Niet, ein Schnappverbinder und/oder ein Klettverbinder. In Abhängigkeit vom jeweiligen Befestigungsmittel ist bei Bedarf am Elektrowerkzeug ebenfalls bevorzugt ein zum Befestigungsmittel korrespondierendes Gegenbefestigungsmittel vorgesehen, mit dem das Befestigungsmittel zusammenwirkt. Das Befestigungsmittel ermöglicht einen einfachen und schnellen Anbau des Schwingungstilgers, insbesondere mit herkömmlichem Werkzeug oder sogar ohne Werkzeug. Bevorzugt ist der Schwingungstilger nach dem Anbau an das Elektrowerkzeug mit diesem fest verbunden, so dass eine gute Übertragung der Kräfte möglich ist. Der Fachmann versteht, dass auch andere Befestigungsmittel verwendbar sind, mit denen der Schwingungstilger mit dem Elektrowerkzeug fest verbindbar ist.
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Bevorzugt hat das mit dem Befestigungsmittel zusammenwirkende Gegenbefestigungsmittel des Elektrowerkzeugs im Elektrowerkzeug eine weitere technische Funktion. Beispielsweise weist das Gegenbefestigungsmittel die weitere Funktion eines Verbindungsmittels für zwei Gehäuseteile des Elektrowerkzeugs auf. Besonders bevorzugt ist das Gegenbefestigungsmittel ein Aufnahmedom.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ersetzt das Befestigungsmittel ein Elektrowerkzeugbefestigungsmittel, beispielsweise ein Befestigungsmittel zum Verbinden eines ersten Gehäuseteils des Elektrowerkzeugs mit einem zweiten Gehäuseteil des Elektrowerkzeugs, insbesondere eine Schraube oder eine Niet, und/oder ein Elektrowerkzeugbefestigungsmittel ist gleichzeitig zur Befestigung des Schwingungstilgers am Elektrowerkzeug nutzbar.
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Bevorzugt umfasst der Schwingungstilger ein Tilgergehäuse, wobei die Ausgleichsmasse in einem zumindest teilweise von dem Tilgergehäuse begrenzten Innenraum angeordnet ist. Ebenfalls bevorzugt begrenzt das Gehäuse des Elektrowerkzeugs den Innenraum zumindest teilweise.
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Die Ausgleichsmasse ist bevorzugt elastisch beweglich in dem Innenraum befestigt, insbesondere mittels einer Feder. Die elastische Befestigung der Ausgleichsmasse im Innenraum ermöglicht die Gegenschwingung der Ausgleichsmasse. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers veränderbar vorgesehen, insbesondere durch Veränderung des Gewichtes der Ausgleichsmasse und/oder der Federkennlinie und/oder der Federkonstante und/oder der Federvorspannung, beispielsweise durch Verwendung einer nichtlinearen Federkennlinie. Ebenfalls bevorzugt ist die Feder austauschbar vorgesehen und/oder es sind mehrere Ausgleichsmassen und/oder mehrere Federn im Schwingungstilger, insbesondere austauschbar, vorgesehen. Dadurch ist die Gegenschwingung des Schwingungstilgers, insbesondere in Abhängigkeit vom Betriebsmodus des Elektrowerkzeugs, anpassbar.
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Weiterhin bevorzugt ist ein Führungsmittel vorgesehen, mittels dem die Ausgleichsmasse geführt ist. Die Ausgleichsmasse ist im Schwingungstilger vorzugsweise so vorgesehen, dass sie in einer Schwingungsrichtung hin und her schwingt. Weiterhin bevorzugt ist die Schwingungsrichtung der Gegenschwingung der Ausgleichsmasse veränderbar vorgesehen, beispielsweise indem die Ausrichtung der Ausgleichsmasse verdrehbar ist.
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Bevorzugt sind alternativ oder zusätzlich mehrere Schwingungstilger vorgesehen, deren Eigenfrequenz und/oder Schwingungsrichtung, insbesondere zur Anpassung an verschiedene Betriebsmodi, verschieden sind. Außerdem ermöglicht die Anpassung der Eigenfrequenz und/oder der Schwingungsrichtung des Schwingungstilgers oder der Austausch des Schwingungstilgers durch einen Schwingungstilger mit anderer Eigenfrequenz und/oder Schwingungsrichtung gegebenenfalls auch den Ausgleich einer durch weitere Vibrationsquellen verursachten Gehäuseschwingung.
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Weiterhin bevorzugt erstreckt sich die Ausgleichsmasse im Wesentlichen flächig, so dass sie wenig Raum einnimmt und der Schwingungstilger klein, insbesondere sehr flach, fertigbar ist.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Elektrowerkzeug mit einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger. Das Elektrowerkzeug ist mit dem Schwingungstilger vorzugsweise nachrüstbar, ohne am Elektrowerkzeug, insbesondere am Gehäuse, konstruktive Veränderungen vorzunehmen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schwingungstilger,
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2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Elektrowerkzeug mit dem an einem Gehäuse des Elektrowerkzeugs angebauten Schwingungstilger der 1 in einer perspektivischen Ansicht, und
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3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Elektrowerkzeug mit dem an dem Gehäuse des Elektrowerkzeugs angebauten Schwingungstilger der 1 in einer Seitenansicht.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schwingungstilger 1. In einem durch ein Tilgergehäuse 12 des Schwingungstilgers 1 gebildeten Innenraum 13 ist eine Ausgleichsmasse 3 vorgesehen, die mittels zweier Elastizitäten 5 im Innenraum 13 befestigt ist. Die Elastizitäten 5 sind beispielsweise als Kunststoffkörper oder Federn ausgebildet. Sie ermöglichen eine einer Gehäuseschwingung eines Elektrowerkzeugs 2 (s. 2) entgegenwirkende Gegenschwingung der Ausgleichsmasse 3. Die Ausgleichsmasse 3 wird entlang zweier Führungsmittel 6, die hier als Führungsstangen ausgebildet sind, geführt. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Führungsstangen 6 durch Durchführungen 31 in der Ausgleichsmasse 3 hindurch geführt. Die Elastizitäten 5 und die Führungsmittel 6 sind parallel einer Schwingungsrichtung, die hier durch einen Pfeil 7 gezeigt ist, angeordnet, in der die Ausgleichsmasse 3 schwingt.
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Das Tilgergehäuse 12 weist eine Außenkontur 11 auf, die zu einer Gehäusekontur 221 eines Gehäuses 22 des Elektrowerkzeugs 2 (s. 2) korrespondiert, so dass der Schwingungstilger 1 mit seinem Tilgergehäuse 12 in einem am Elektrowerkzeug 2 angebauten Zustand A (s. 2) an diesem anliegt. Weiterhin weist das Tilgergehäuse 12 einen Gehäusedeckel 121 auf, der hier mittels Schrauben 122 am Tilgergehäuse 12 befestigt ist. Die Führungsmittel 6 sowie die Elastizitäten 5 sind in Ausnehmungen 123 des Tilgergehäuses 12 gelagert, so dass sie nach Abnehmen des Gehäusedeckels 121 zusammen mit der Ausgleichsmasse 3 aus dem Innenraum 13 entnehmbar sind. Die Ausgleichsmasse 3, die Elastizitäten 5 und/oder die Führungsmittel 6 sind daher austauschbar im Innenraum 13 des Schwingungstilgers 1 vorgesehen.
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Als Befestigungsmittel 41, 42 des Schwingungstilgers 1 am Gehäuse 22 des Elektrowerkzeugs 2 weist der hier dargestellte Schwingungstilger 1 zwei Schnappverbinder 42 auf, die am Tilgergehäuse 12 einstückig angeformt sind. Weiterhin weist er zwei ebenfalls am Tilgergehäuse 12 einstückig angeformte Klemmmittel 41 auf. Der hier dargestellte Schwingungstilger 1 ist im Wesentlichen viereckig geformt und die Befestigungsmittel 41, 42 sind jeweils an den Ecken 124 des Schwingungstilgers 1 angeordnet und ermöglichen eine feste Verbindung des Schwingungstilgers 1 am Gehäuse 22 des Elektrowerkzeugs 2.
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Die Klemmmittel 41 sind hier als Dome ausgebildet und weisen einen Spalt 412 auf, so dass sie mittels eines Aufweitmittels 411, insbesondere einem Keil oder einer Schraube, aufweitbar sind.
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2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Elektrowerkzeug 2 mit dem Schwingungstilger 1 der 1 in einer perspektivischen Ansicht. Der Schwingungstilger 1 ist außen am Elektrowerkzeug 2 angeordnet.
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Das Tilgergehäuse 12 weist eine Außenkontur 11 auf, die zur Gehäusekontur 221 des Elektrowerkzeugs 2 korrespondiert. Und zwar weist das Gehäuse 22 des Elektrowerkzeugs 2 hier eine konvexe Biegung und das Tilgergehäuse 12 hier eine konkave Biegung auf, die so zueinander korrespondieren, dass das Tilgergehäuse 12 am Gehäuse 22 des Elektrowerkzeugs 2 anliegt.
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Das Gehäuse 22 des Elektrowerkzeugs 2 weist ein erstes Gehäuseteil 24 sowie ein zweites Gehäuseteil 25 auf. Am ersten Gehäuseteil 24 sind zwei erste Aufnahmedome 211 und am zweiten Gehäuseteil 25 zwei zweite Aufnahmedome 212 angeformt, wobei jeweils ein erster Aufnahmedom 211 einem zweiten Aufnahmedom 212 benachbart ist. Das erste Gehäuseteil 24 ist mittels zweier Elektrowerkzeugbefestigungsmittel 21, nämlich zweier Schrauben (s. 3), mit dem zweiten Gehäuseteil 25 verbindbar, indem jeweils der erste Aufnahmedom 211 an den benachbarten zweiten Aufnahmedom 212 angeschraubt wird.
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Der Schwingungstilger 1 ist am Elektrowerkzeug 2 befestigbar, indem die beiden Schnappverbinder 42 auf die zweiten Aufnahmedome 212 so aufgeschoben oder aufgeschnappt werden, dass jeweils ein Schnappverbinder 42 an einem zweiten Aufnahmedom 212 anliegt, und anschließend der Schwingungstilger 1 so verschoben wird, dass jeweils ein Klemmmittel 41 in einen ersten Aufnahmedom 211 eingeführt wird, oder die Klemmmittel 41 werden zuerst in die ersten Aufnahmedome 211 eingeführt und die Schnappverbinder 42 anschließend auf die zweiten Aufnahmedome 212 aufgeschnappt. Anschließend werden die Klemmmittel 41 mittels einem Aufweitmittel 411, hier einer Schraube, aufgeweitet, so dass sie mit einer Innenwand 2111 (s. 3) des ersten Aufnahmedoms 211 verklemmen und nicht mehr verschiebbar sind.
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Die ersten Aufnahmedome 211 werden hier daher als Gegenbefestigungsmittel für die Klemmmittel 41 genutzt, während die zweiten Aufnahmedome 212 hier als Gegenbefestigungsmittel für die Schnappverbinder 42 genutzt werden.
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3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Elektrowerkzeug 2 mit dem Schwingungstilger 1 der 1 in einer Seitenansicht. Die 3 zeigt jeweils eines der Befestigungsmittel 41, 42 und jeweils eines der Gegenbefestigungsmittel 211, 212 in einem Schnittbild.
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Dadurch ist sichtbar, dass die als Elektrowerkzeugbefestigungsmittel 21 verwendete Schraube, die das erste Gehäuseteil 24 des Elektrowerkzeugs 2 mit dem zweiten Gehäuseteil 25 des Elektrowerkzeugs 2 verbindet, zum Anbauen des Schwingungstilgers 1 nicht entfernt werden muss. Sondern der Schwingungstilger 1 ist ohne eine Veränderung des Gehäuses 22 an das fertige Elektrowerkzeug 2 anbaubar, indem das Klemmmittel 41 in einem nach dem Verbinden des ersten Gehäuseteils 24 mit dem zweiten Gehäuseteil 25 frei bleibenden Aufnahmebereich 20 des ersten Aufnahmedoms 211 angeordnet wird.
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Daher ist nach dem Platzieren des Schwingungstilgers 1 für das feste Verbinden des Schwingungstilgers 1 am Elektrowerkzeug 2 lediglich das Aufweiten der Klemmmittel 41 mittels der beiden als Aufweitmittel genutzten Schrauben 411 erforderlich. Die Klemmmittel 41 verklemmen durch das Aufweiten mit der Innenwand 2111 des ersten Aufnahmedoms 211, so dass der Schwingungstilger 1 fest mit dem Elektrowerkzeug 2 verbunden ist. Der Schwingungstilger 1 ist daher sehr schnell und einfach reversibel am Elektrowerkzeug 2 anbaubar.
