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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer elektromagnetischen Quelle und einen Antriebsstrang mit einer solchen Anordnung sowie eine Elektrowerkzeugmaschine mit einer solchen Anordnung nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
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Es ist bekannt, dass Elektrowerkzeugmaschinen elektromagnetische Störstrahlung emittieren können. Diese werden üblicherweise durch den elektrischen Antriebsmotor generiert. Wünschenswert ist es, die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von Elektrowerkzeugmaschinen zu erhöhen. Üblicherweise wird hierzu der Antriebsmotor mit einer Entstörplatine mit Spulen und Kondensatoren gekoppelt und/oder elektrische Kabel mit Ferritkernen umgeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft nach einem ersten Aspekt eine Anordnung, umfassend eine elektromagnetische Quelle und einen Sender, der elektromagnetische Strahlung abstrahlt, wobei die Quelle mit dem Sender über eine mechanische Koppelstrecke gekoppelt ist, und wobei die Quelle und/oder der Sender und/oder die mechanische Koppelstrecke wenigstens ein Dämpfungselement zum Dämpfen elektromagnetischer Strahlung aufweist.
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Insbesondere wirkt das Dämpfungselement in der mechanischen Koppelstrecke mit einer oder mehreren elektrisch nichtleitenden Komponenten zusammen, etwa einem nichtleitenden Getriebegehäuse und/oder einem nichtleitenden Getriebeflansch und/oder einem nichtleitenden Gerätegehäuse, z.B. aus Kunststoff, Keramik oder dergleichen. Vorteilhaft unterbricht die wenigstens eine elektrisch nichtleitende Komponente wenigstens einen metallischen Pfad der Koppelstrecke im Bereich des wenigstens einen Dämpfungselements, vorzugsweise benachbart oder zumindest in der Nähe wenigstens eines Dämpfungselements.
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Durch das Zusammenwirken eines Dämpfungselements mit einer oder mehreren elektrisch nichtleitenden Komponenten kann besonders effektiv verhindert werden, dass elektromagnetische Störstrahlung außen am Dämpfungselement vorbeigeleitet werden.
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Vorteilhaft zeigt sich, dass ein Dämpfungselement zum Dämpfen elektromagnetischer Strahlung, das an mechanische Komponenten gekoppelt ist, eine unerwünschte Abstrahlung von elektromagnetischer Strahlung reduziert werden kann. Vorteilhaft können konventionelle Maßnahmen wie Entstörplatinen oder Ferritkerne um elektrische Kabel eingespart oder zumindest verkleinert werden.
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Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann die elektromagnetische Quelle mechanische Antriebsenergie erzeugen, mit welcher der Sender mechanisch antreibbar ist. Das wenigstens eine Dämpfungselement mindert die elektromagnetische Abstrahlung messbar. Der Sender kann beispielsweise ein langes metallisches Element sein, etwa ein fest montiertes oder wechselbares Einsatzwerkzeug.
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Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann das wenigstens eine Dämpfungselement integraler Bestandteil der mechanischen Koppelstrecke sein, beispielweise Bestandteil einer Antriebs- oder Abtriebswelle, eines Getriebes oder sonstiger mechanischer Komponenten sein.
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Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann die mechanische Koppelstrecke wenigstens bereichsweise von dem wenigstens einen Dämpfungselement umgeben sein.
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Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann das wenigstens eine Dämpfungselement Ferrit aufweisen. Vorteilhaft kann das wenigstens eine Dämpfungselement wie ein Ferritelement eingesetzt werden, wie es bei elektrischen Kabeln vorgesehen wird. Insbesondere kann ein so genannter Klappferrit eingesetzt werden, der als mehrteilige Hülle eine Komponente umgibt. Die Montage ist sehr einfach, und entsprechende Ferritkerne sind kommerziell gut verfügbar.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Antriebsstrang für eine Elektrowerkzeugmaschine vorgeschlagen mit einer Anordnung, umfassend eine elektromagnetische Quelle und einen Sender, der elektromagnetische Strahlung abstrahlt, wobei die Quelle mit dem Sender über eine mechanische Koppelstrecke gekoppelt ist, und wobei die Quelle und/oder der Sender und/oder die mechanische Koppelstrecke wenigstens ein Dämpfungselement zum Dämpfen elektromagnetischer Strahlung aufweist. Das Dämpfungselement kann insbesondere auf ein mechanisches Element der mechanischen Koppelstrecke einwirken.
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Vorteilhaft zeigt sich, dass ein Dämpfungselement zum Dämpfen elektromagnetischer Strahlung, das an mechanische Komponenten gekoppelt ist, eine unerwünschte Abstrahlung von elektromagnetischer Strahlung von einem Werkzeug, das als Antenne wirken kann, reduziert werden kann. Grundsätzlich kann das wenigstens eine Dämpfungselement überall im mechanischen System zwischen der Quelle der elektromagnetischen Strahlung, z.B. einem Elektromotor, und einem Element, welches die Charakteristik einer Antenne aufweist, z.B. einem Sägeblatt.
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Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann die elektromagnetische Quelle ein Elektromotor sein. Etwaige, in mechanische Elemente einkoppelnde elektromagnetische Signale des Elektromotors können messbar reduziert werden.
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Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann der Sender ein Werkzeug sein, insbesondere ein Einsatzwerkzeug, das von der Quelle mechanisch antreibbar ist. Besonders großflächige Werkzeuge, beispielsweise Sägeblätter, können ungünstig als Antenne wirken und vorteilhaft durch die Anordnung eines oder mehrerer Dämpfungselemente beispielsweise zwischen Motor und Werkzeug beeinflusst werden.
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Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann das wenigstens eine Dämpfungselement mit wenigstens einem der Elemente Motor, Motorabtriebswelle, Antriebswelle, Getriebe, Schwungrad, wirkverbunden sein. Das Dämpfungselement kann das jeweilige Element umgeben oder aber in das jeweilige Element, beispielsweise in eine Welle, integriert sein.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Elektrowerkzeugmaschine mit einem Antriebsstrang vorgeschlagen, wobei der Antriebsstrang eine Anordnung aufweist, umfassend eine elektromagnetische Quelle und einen Sender, der elektromagnetische Strahlung abstrahlt, wobei die Quelle mit dem Sender über eine mechanische Koppelstrecke gekoppelt ist, und wobei die Quelle und/oder der Sender und/oder die mechanische Koppelstrecke wenigstens ein Dämpfungselement zum Dämpfen elektromagnetischer Strahlung aufweist, das insbesondere auf ein mechanisches Element der mechanischen Koppelstrecke wirkt.
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Grundsätzlich kann das wenigstens eine Dämpfungselement überall im mechanischen System zwischen der Quelle der elektromagnetischen Strahlung, z.B. einem Elektromotor, und einem Element, welches die Charakteristik einer Antenne aufweist, z.B. einem Sägeblatt. Das wenigstens eine Dämpfungselement kann Bestandteil, insbesondere integraler oder separater Bestandteil, des Motors, des Getriebes, der Antriebswelle, der Abtriebswelle, des Gehäuses, der Abdeckung von Komponenten im Antriebsstrang, d.h. jedem Teil zwischen elektromagnetischer Quelle und einem anderen mechanischen Teil, das als Sender bzw. Antenne wirken kann.
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Besonders eignet sich als Dämpfungselement ein Ferrit. Dieser kann Bestandteil des Antriebsstrangs sein oder einen Bereich des Antriebsstrangs umgeben.
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Durch das Anordnen wenigstens eines Dämpfungselements kann die Zahl der Ferrit-Elemente reduziert werden, die an elektrischen und elektronischen Elementen in der Elektrowerkzeugmaschine normalerweise vorgesehen sind oder überhaupt EMV-Bestimmungen erfüllt werden.
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Die Elektrowerkzeugmaschine kann beispielsweise eine Heckenschere sein oder eine Kettensäge, ein Rührer, ein Schalungsbohrer und dergleichen, bei denen durch lange metallische Werkzeuge oder Einsatzwerkzeuge die Gefahr besteht, dass vom Elektromotor herrührende elektromagnetische Strahlung über diese abgestrahlt werden.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 schematisiert einen Antriebsstrang einer Elektrowerkzeugmaschine mit langem, als Antenne fungierendem Einsatzwerkzeug nach einer Ausgestaltung der Erfindung;
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2 schematisiert einen Antriebsstrang einer Elektrowerkzeugmaschine mit langem, als Antenne fungierendem Einsatzwerkzeug nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung; und
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3 eine Heckenschere nach einer Ausgestaltung der Erfindung; und
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4 ein Schnitt durch die Heckenschere aus 3.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
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1 zeigt zur Veranschaulichung der Erfindung stark schematisiert eine erste Anordnung 100, umfassend eine elektromagnetische Quelle 12 und einen Sender 30, der elektromagnetische Strahlung abstrahlt, wobei die Quelle 12 mit dem Sender 30 über eine mechanische Koppelstrecke 10 gekoppelt ist, und wobei die Quelle 12 und/oder der Sender 30 und/oder die mechanische Koppelstrecke 10 wenigstens ein Dämpfungselement 50 zum Dämpfen elektromagnetischer Strahlung aufweist. Die Anordnung kann insbesondere ein Antriebsstrang 10 einer Elektrowerkzeugmaschine sein, die ein langes metallisches Einsatzwerkzeug aufweist. Beispiele einer solchen Elektrowerkzeugmaschine sind Heckenscheren, Kettensägen, Rührer, Schalungsbohrer und dergleichen.
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Die als Elektromotor ausgebildete elektromagnetische Quelle 12 erzeugt mechanische Antriebsenergie, mit welcher der Sender 30 mechanisch antreibbar ist. Insbesondere kann die Quelle 12 ein Elektromotor sein und der Sender 30 als langes metallisches Einsatzwerkzeug, z.B. Sägeblatt, ausgebildet sein.
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Im Antriebsstrang sind mechanisch gekoppelte Elemente angeordnet. Auf die als Elektromotor ausgebildete Quelle 12 folgt ein an dessen Abtriebswelle 20 angeschlossenes Getriebe 16, das mit einer Welle 22 z.B. mit einem Schwungrad 18 verbunden ist, das mit einer Welle 24 das Einsatzwerkzeug antreibt.
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Es ist ein Dämpfungselement 50 eingezeichnet, welches beispielhaft die Abtriebswelle 20 auf einem axialen Teilabschnitt umgibt. Durch das Dämpfungselement 50 lässt sich eine abgestrahlte elektromagnetische Leistung selbst bei einem relativ kurzen Einsatzwerkzeug (Sender 30) bereits um einige Dezibel verringern. Die Dämpfung nimmt dabei mit der Größe des Einsatzwerkzeugs zu.
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Beispielsweise kann das Dämpfungselement 50 auch ein integraler Bestandteil der mechanischen Koppelstrecke 10 sein. Ebenso ist es möglich, zwei oder mehr Dämpfungselemente 50 als integrale Bestandteile und/oder zum Umschließen von mechanischen Komponenten des mechanischen Antriebsstrangs einzusetzen.
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Insbesondere wirkt das Dämpfungselement 50 in der mechanischen Koppelstrecke 10 mit einer oder mehreren elektrisch nichtleitenden Komponenten zusammen, etwa einem nichtleitenden Getriebegehäuse und/oder einem nichtleitenden Getriebeflansch und/oder einem nichtleitenden Gerätegehäuse, etwa aus Kunststoff. Als Dämpfungselement 50 kann vorteilhaft ein Ferrit eingesetzt werden, wie es zur Entstörung elektrischer Komponenten bzw. Kabel eingesetzt wird.
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Ein oder mehrere Dämpfungselemente 50 können mit wenigstens einem der Elemente Motor 12, Motorabtriebswelle 20, Antriebswelle 22, 24, Getriebe 16, Schwungrad 18, wirkverbunden sein.
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2 zeigt stark schematisiert eine Anordnung entsprechend 1, auf die zur weiteren Erläuterung der verwendeten Komponenten verwiesen wird. 2 zeigt eine Mehrzahl von Dämpfungselementen 50, wobei jeweils ein Dämpfungselement 50 im Getriebe 16, im Schwungrad 28 sowie in der Welle 24 zwischen Schwungrad 18 und Sägeblatt (Sender 30).
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Die Erfindung ist besonders für Elektrowerkzeugmaschinen mit metallischen Einsatzwerkzeugen geeignet, die einen Antennencharakter haben, wie beispielsweise metallische Einsatzwerkzeuge mit relativ größer Fläche oder Länge. Selbstverständlich könnten statt Einsatzwerkzeugen auch entsprechende fest montierte Werkzeuge vorgesehen sein.
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3 zeigt beispielhaft eine Ansicht einer als Heckenschere ausgebildeten Elektrowerkzeugmaschine 200 mit einem Sägeblatt Einsatzwerkzeug, das als Sender 30 fungiert. 4 zeigt eine Schnittansicht der als Heckenschere ausgebildeten Elektrowerkzeugmaschine 200 mit strichliert angedeutetem Sägeblatt, welches als Sender 30 wirkt und von einer als Elektromotor ausgebildeten Quelle 12 herrührende elektromagnetische Strahlung abstrahlen kann. Bei Heckenscheren finden üblicherweise zwei längliche gezahnte Schneiden als Einsatzwerkzeug Verwendung, die wechselseitig gegeneinander beweglich sind. Die Schneiden werden über ein Nockenelement angetrieben, welches durch die Abtriebswelle des Elektromotors antreibbar ist. Bei netzbetriebenen Heckenscheren werden üblicherweise Reihenschlussmotoren, bei schnurlosen Heckenscheren Permanentmagnetmotoren eingesetzt. Die wechselseitige Bewegung der beiden Schneiden durch den Elektromotor kann über ein geeignetes Stirnradgetriebe erfolgen, das auf ein Exzenterpaar wirkt, um die Drehbewegung der Abtriebswelle in eine lineare Bewegung der Schneiden umzusetzen. Schnurlose Heckenscheren können z.B. mit Lithium-Ionen-Akkupacks mit elektrischer Leistung versorgt werden.
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Die generelle Funktion von Heckenscheren ist zur Erläuterung beispielsweise in der
EP 2 266 389 A1 und in der
EP 2 338 325 A1 beschrieben, auf deren Offenbarung hierzu verwiesen wird.
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In der mechanischen Koppelstrecke 10 zwischen der als Elektromotor ausgebildeten elektromagnetischen Quelle 12 ist in Ausgestaltung der Erfindung eine Anordnung 100 vorgesehen mit einem Dämpfungselement 50 zum Dämpfen elektromagnetischer Strahlung, die von der als Elektromotor ausgebildeten elektromagnetischen Quelle 12 herrührt. Das Dämpfungselement 50 ist z.B. ein Ferritkern, der um einen Bereich einer Abtriebswelle zwischen Motor und Getriebe 16 gelegt ist. Vorteilhaft wirkt das Dämpfungselement 50 mit einem Getriebeflansch 50a aus Kunststoff als nichtleitendem Element zusammen. Der Getriebeflansch 50a ist in dieser Ausgestaltung eng benachbart zum Dämpfungselement 50, wobei der Getriebeflansch 50a auf der Seite des Senders 30 des Dämpfungselements 50 angeordnet ist.
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Weitere Dämpfungselemente 50 (nicht dargestellt) können an oder in den mechanischen Komponenten der mechanischen Koppelstrecke 10 zwischen Elektromotor (Quelle 12) und Sägeblatt (Sender 30) angeordnet sein. Diese Dämpfungselemente 50 wirken besonders effektiv, wenn hier ebenfalls elektrisch nichtleitende Komponenten in der Koppelstrecke 10 benachbart zu dem jeweiligen Dämpfungselement 50 angeordnet sind.
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Es können zusätzlich auch konventionelle Dämpfungselemente 52 in Form von Ferritkernen, die um elektrische Leitungen gelegt sind, und/oder in Form von üblichen Entstörplatinen 54 mit Spulen und Kondensatoren, die an der Quelle 12 (Elektromotor) angeordnet sind, vorgesehen sein. Durch die erfindungsgemäße Anordnung 100 lassen sich die Anzahl, die Größe und damit die Kosten der üblichen Entstörmaßnahmen deutlich verringern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2266389 A1 [0038]
- EP 2338325 A1 [0038]
