DE102015211250A1

DE102015211250A1 - Gewichtausgleichsorgan und Elektrowerkzeug

Info

Publication number: DE102015211250A1
Application number: DE102015211250.0A
Authority: DE
Inventors: Jia Wang
Original assignee: Bosch Power Tools China Co Ltd
Current assignee: Bosch Power Tools China Co Ltd
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2015-12-24
Also published as: CN105465271A; CN105465271B; US20150367494A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gewichtausgleichsorgan für Hubeinrichtung umfassend ein Ausgleichgewicht zum Ausgleichen der Trägheitskraft der Hubeinrichtung, ein Antriebsglied zum Antreiben der Hubbewegung des Ausgleichgewichts sowie ein Führungselement zur Führung der Hubbewegung des Ausgleichgewichts, bei dem das Gewichtausgleichsorgan einen Zusatzantrieb zum zusätzlichen Antreiben der Hubbewegung des Ausgleichgewichts umfasst, die in der Hubrichtung des Ausgleichgewichts auf das Ausgleichgewicht eine Kraft ausübt, die sich in der Richtung wechselnd verändert und die Hubbewegung des Ausgleichgewichts antreibt. Die Erfindung betrifft ferner ein Elektrowerkzeug umfassend ein solches Gewichtausgleichsorgan. Nach der Erfindung werden die Schwingungen und Geräuschentwicklungen des Ausgleichgewichts verringert oder vermieden und wird die Lebensdauer der Maschine verlängert.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Gewichtausgleichsorgan, insbesondere für Hubeinrichtung, sowie ein Elektrowerkzeug mit einem solchen Gewichtausgleichsorgan.
Stand der Technik
Bei Maschinen mit einer Hubeinrichtung ist üblicherweise ein relativ zur Hubeinrichtung in entgegengesetzter Richtung bewegliches Gewichtausgleichsorgan vorgesehen, um die Hubbewegung der Hubeinrichtung auszugleichen, damit die Schwingungen der Maschine während der Hubbewegung der Hubeinrichtung reduziert werden.
1 zeigt schematisch eine vereinfachte Darstellung einer an sich bekannten Hubeinrichtung sowie eines Ausgleichgewichtes für wie Stichsäge. 2 zeigt eine Seitenansicht der Darstellung aus 1. Wie gezeigt in 1 und 2, umfasst die Hubeinrichtung der Stichsäge ein auf einer rotierenden Welle 1 angebrachtes Zahnrad 3, an dessen einer Seite ein Exzenterbolzen 5 angeordnet ist, dessen freies Ende mit einem Arbeitsteil 9 mit einem Sägeblatt 7 verbunden ist. Das Gewichtausgleichsorgan der Stichsäge umfasst ein an der anderen Seite des Zahnrads 3 vorgesehenes Exzenterrad 11, das sich beweglich in einem schmalen Langloch 15 im Ausgleichgewicht 13 befindet, sowie ein auf dem Exzenterrad 11 angebrachtes Ausgleichgewicht 13. Das schmale Langloch 15 ist durch zwei im Wesentlichen zueinander parallele ebene Flächen sowie zwei bogenförmige Flächen begrentzt, wobei nur die zwei im Wesentlichen zueinander parallelen ebenen Flächen die in Kontakt mit dem Exzenterrad 11 stehenden Wirkungsoberflächen sind. Wenn sich der Arbeitsteil 9 mit dem Sägeblatt 7 entlang der Richtung des Pfeils R1 nach oben beweget, während das Zahnrad 3 durch ein nicht dargestelltes Antriebsrad angetrieben wird, bewegt sich das Ausgleichgewicht 13 entlang der Richtung des Pfeils R2 nach unten und umgekehrt. Die Bewegung des Ausgleichgewichts 13 wird im Wesentlichen durch eine vom Exzenterrad 11 auf dem Zahnrad 3 auf das Ausgleichgewicht 13 ausgeübte Kontaktkraft bewirkt. Eine zu große Kontaktkraft würde zum Verschleiß des Exzenterrads 11 selbst sowie der zwei im Wesentlichen zueinander parallelen Oberflächen des schmalen Langlochs 15 des Ausgleichgewichts 13 führen, wodurch die Schwingungen und Geräuschentwicklungen beim Betrieb der Stichsäge verstärkt würden und damit die Lebensdauer des Exzenterrads sowie des Ausgleichgewichts verkürzt würde.
Daher ist es erforderlich, das vorhandene Gewichtausgleichsorgan für Hubeinrichtung zu verbessern.
Darlegung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, zumindest einen Nachteil des Standes der Technik zu überwinden und ein verbessertes Gewichtausgleichsorgan für Hubeinrichtung vorzuschlagen. Mit dem Gewichtausgleichsorgan kann beim Beibehalten eines leichten Gewichts und einer höheren Leistung der gesamten Maschine der Verschleiß des Exzenterrades sowie des Ausgleichgewichts reduziert werden, so dass die Schwingungen und die Geräuschentwicklungen des Ausgleichgewichts verringert oder vermieden werden und die Lebensdauer der Maschine verlängert wird.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist dazu ein Gewichtausgleichsorgan für Hubeinrichtung vorgeschlagen, umfassend

– ein Ausgleichgewicht zum Ausgleichen einer Trägheitskraft der Hubeinrichtung;
– ein Antriebsglied zum Antreiben des Ausgleichgewichts in eine Hubbewegung; sowie
– ein Führungselement zur Führung der Hubbewegung des Ausgleichgewichts;

Es ist bevorzugt, wenn der Zusatzantrieb zumindest eine Feder ist, die entlang der Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts zwischen dem Ausgleichgewicht und dem Gestell der Hubeinrichtung derart vorgesehen ist, dass die Feder zusammen mit dem Ausgleichgewicht ein Feder-Masse-System bildet.
Es ist bevorzugt, wenn die Feder derart vorgesehen ist, dass die von der Feder erzeugte Federkraft eine größere Kraftkomponente in der Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts als in der zur Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts senkrechten Richtung aufweist.
Es ist bevorzugt, wenn die Feder derart vorgesehen ist, dass die Wirkungslinie der von der Feder erzeugten Federkraft durch den Massenpunkt des Ausgleichgewichts verläuft.
Es ist bevorzugt, wenn die Feder derart ausgewählt ist, dass für ihren Federkoeffizient gilt: k = m·ω² mit m für Masse des Ausgleichgewichts und ω für Winkelfrequenz der Hubbewegung des Ausgleichgewichts.
Es ist bevorzugt, wenn die Eigenwinkelfrequenz des Feder-Masse-Systems im Bereich der Winkelfrequenz der Hubbewegung des Ausgleichgewichts liegt.
Es ist bevorzugt, wenn die von der Feder erzeugte Federkraft Null ist, wenn sich das Ausgleichgewicht in einer mittleren Position der Hubbewegung befindet.
Es ist bevorzugt, wenn das Ausgleichgewicht derart vorgesehen ist, dass es eine Hubbewegung in einer der Bewegungsrichtung der Hubeinrichtung entgegengesetzten Richtung ausführt.
Es ist bevorzugt, wenn das Ausgleichgewicht derart vorgesehen ist, dass es eine Hubbewegung in einer zur Bewegungsrichtung der Hubeinrichtung senkrechten Richtung ausführt.
Es ist bevorzugt, wenn die zumindest eine Feder gerade eine Feder umfasst, die an einem Ende mit dem Ausgleichgewicht verbunden und am anderen Ende am Gestell befestigt ist.
Es ist bevorzugt, wenn die zumindest eine Feder zwei Druckfedern umfasst, von denen eine zwischen einem Ende des Ausgleichgewichts und dem Gestell und die andere zwischen dem anderen Ende des Ausgleichgewichts und dem Gestell angeordnet ist.
Es ist bevorzugt, wenn die beiden Druckfedern nur an einem Ende mit dem Gestell und an dem anderen Ende nicht mit dem Ausgleichgewicht verbunden sind.
Es ist bevorzugt, wenn das Antriebsglied ein Exzenterrad ist, das auf einer drehbar am Gestell gelagerten rotierenden Welle angebracht und mit der rotierenden Welle mitdrehbar ist.
Es ist bevorzugt, wenn das Führungselement ein am Gestell befestigter Führungsteil ist.
Es ist bevorzugt, wenn im Ausgleichgewicht ein schmales Langloch ausgebildet ist, das durch zwei zueinander parallele Oberflächen und zwei bogenförmige Oberflächen begrenzt ist und in dem das Exzenterrad derart angebracht ist, dass der Außenrand des Exzenterrads nur mit den zwei zueinander parallelen Oberflächen des schmalen Langlochs in Kontakt steht.
Es ist bevorzugt, wenn das Antriebsglied eine hubbewegliche Antriebsstange ist, auf der das Ausgleichgewicht angebracht ist.
Es ist bevorzugt, wenn das Führungselement eine Führungsstange ist, die durch ein Durchgangsloch im Ausgleichgewicht hindurch geführt ist.
Es ist bevorzugt, wenn die Hubeinrichtung ein Hubeinrichtung für Elektrowerkzeug ist.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Elektrowerkzeug mit einer Hubeinrichtung vorgeschlagen, wobei das Elektrowerkzeug ein oben genanntes Gewichtausgleichsorgan umfasst.
Es ist bevorzugt, wenn das Elektrowerkzeug eine Hubsäge oder ein Elektrohammer ist.
Weil zwischen dem Ausgleichgewicht und dem Gestell zumindest eine Feder entlang der Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts angeordnet ist, werden beim erfindungsgemäßen Gewichtausgleichsorgan für Hubeinrichtung die Reibungskraft sowie der damit verbundene Verschleiß des Ausgleichgewichtes sowie der weiteren mit dem Ausgleichgewicht in Kontakt stehenden Bauteile wie z.B. Antriebsglied oder Führungselement vermieden oder wesentlich reduziert, so dass die Schwingungen und Geräuschentwicklungen des Ausgleichgewichts verringert oder vermieden werden und die Lebensdauer der Maschine verlängert wird.
Kurze Darstellung der Zeichnung
1 zeigt eine Hubeinrichtung sowie ein Ausgleichgewicht einer vorhandenen Stichsäge in einer vereinfachten schematischen Darstellung;
2 zeigt eine Seitenansicht der Darstellung aus 1;
3 zeigt ein Gewichtausgleichsorgan für Hubeinrichtung nach einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung; sowie
4 zeigt ein Gewichtausgleichsorgan für Hubeinrichtung nach einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung.
Ausführungsbeispiel
Folgend werden anhand Beispiele die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es ist dem Fachmann zu verstehen, dass diese beispielshaften Ausführungsbeispiele keine Einschränkung der vorliegende Erfindung darstellen.
3 zeigt ein Gewichtausgleichsorgan für Hubeinrichtung nach einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung. Der Übersichtlichkeit halber ist in 3 die Hubeinrichtung eines Elektrohubwerkzeuges wie z.B. Stichsäge nicht dargestellt. Wie gezeigt in 3, umfasst das Gewichtausgleichsorgan 20 für Hubeinrichtung nach dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine am Gestell drehbar gelagerte rotierende Welle 21, ein mit der rotierenden Welle 21 drehbares Exzenterrad 23 sowie ein auf dem Exzenterrad 23 angebrachtes Ausgleichgewicht 25. Im Ausgleichgewicht 25 ist ein schmales Langloch 27 ausgebildet, das durch zwei im Wesentlichen zueinander parallele Oberflächen 27a, 27b und zwei bogenförmige Oberflächen 27c, 27d begrentzt ist. Das Exzenterrad 23 ist in dem schmalen Langloch 27 des Ausgleichgewichts 25 derart angebracht, dass der Außenrand des Exzenterrads 23 nur mit den zwei sich im Wesentlichen parallelen Oberflächen 27a, 27b des schmalen Langlochs 27 in Kontakt steht, d.h., dass nur die zwei sich im Wesentlichen parallelen Oberflächen 27a, 27b des schmalen Langlochs 27 die wirksamen Kontaktflächen darstellen. Der Gewichtausgleichsorgan umfasst ferner Führungsteile 29a, 29d, die zur Führung der Hubbewegung des Ausgleichgewichts 25 an dem Gestell befestigt sind.
Wenn das Exzenterrad 23 zur Drehung angetrieben wird, kommt das Exzenterrad 23 in Kontakt mit einer der zwei im Wesentlichen zueinander parallelen Oberflächen 27a, 27b des schmalen Langlochs 27 des Ausgleichgewichts 25, was zur Bewegung des Ausgleichgewichts 25 entlang dem Pfeil R in der Figur nach oben und unten, um die Trägheitskraft der in entgegengesetzter Richtung bewegenden Hubeinrichtung (nicht dargestellt) auszugleichen. Während der Bewegung des Ausgleichgewichts 25 nach oben und unten übt das Ausgleichgewicht 25 jeweils eine Kraftwirkung F1, F2, F3 auf das Exzenterrad 23 sowie den Führungsteil 29a, 29d aus. Durch diese Kraftwirkungen wird wiederum jeweils eine entsprechende Gegenkraft auf das Ausgleichgewicht 25 ausgeübt. Die resultierende Kraft aus diesen Gegenkräften treibt das Ausgleichgewicht 25 zur Hubbewegung an. Die Kraftwirkungen F2 und F3 können üblicherweise vernachlässigt sein, da sie gegenüber der Kraftwirkung F1 geringer ist. Somit werden in der Praxis die Reibungskraft zwischen dem Exzenterrad 23 und dem Ausgleichgewicht 25 während der Bewegung des Ausgleichgewichts 25 nach oben und unten sowie der damit verbundene Verschleiß hauptlich durch die vom Ausgleichgewicht 25 auf das Exzenterrad 23 ausgeübte Kraftwirkung F1 sowie ihre Gegenkraft verursacht.
Nach der Erfindung umfasst das Gewichtausgleichsorgan 20 ferner eine Feder 33, die entlang der Hubbewegungsrichtung R des Ausgleichgewichts 25 zwischen dem Ausgleichgewicht 25 und dem Gestell 31 angeordnet ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Feder 33 an einem Ende 33a mit dem Ausgleichgewicht 25 verbunden und an dem anderen Ende 33b am Gestell 33 befestigt. So bilden die Feder 33 und das Ausgleichgewicht 25 zusammen ein Feder-Masse-System, das eine Resonanzbewegung ausführen kann. Wenn sich das Ausgleichgewicht 25 in seiner Gleichgewichtslage befindet, liegt die Feder 33 in einem freien Zustand. Wenn sich das Ausgleichgewicht 25 in einem halben Zyklus oberhalb seiner Gleichgewichtslage befindet, liegt die Feder 33 in einem zusammengedrückten Zustand. Wenn sich das Ausgleichgewicht 25 in einem halben Zyklus unterhalb seiner Gleichgewichtslage befindet, liegt die Feder 33 in einem gezogenen Zustand. Wenn das Ausgleichgewicht 25 von dem Exzenterrad 23 zur Hubbewegung angetrieben wird, übt die Feder 33 somit in der Hubrichtung des Ausgleichgewichts 25 auf das Ausgleichgewicht 25 eine Kraft aus, deren Richtung wechselnd verändert ist, so dass das Ausgleichgewicht 25 zusätzlich getrieben wird.
Je näher die Resonanzfrequenz des Feder-Masse-Systems an der Winkelfrequenz der Hubbewegung des Ausgleichgewichts liegt, desto kleiner ist die vom Ausgleichgewicht 25 auf das Exzenterrad 23 ausgeübte Kraftwirkung F1 sowie ihre Gegenkraft, nämlich die Kontaktkraft zwischen dem Exzenterrad 23 und dem Ausgleichgewicht 25. Daher ist es bevorzugt, wenn die Feder 33 derart ausgewählt ist, dass für ihren Federkoeffizient k gilt: k = m·ω² mit m für Masse des Ausgleichgewichts 25, ω für Winkelgeschwindigkeit der Hubbewegung des Ausgleichgewichts 25. So entspricht die Resonanzfrequenz des Feder-Masse-Systems nahezu der Winkelfrequenz der Hubbewegung des Ausgleichgewichts 25. In der Praxis ist auch möglich, dass die Resonanzfrequenz des Feder-Masse-Systems im Bereich der Winkelfrequenz der Hubbewegung des Ausgleichgewichts liegt.
Um ein zusätzliches Moment des Feder-Masse-Systems während der Resonanzbewegung zu vermeiden, ist die Wirkungslinie der von der Feder 33 erzeugten Federkraft parallel zur Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts 25 ausgerichtet, bevorzugter durch die Mitte der Masse des Ausgleichgewichts 25. Es ist zu verstehen, dass beim Einsatz von mehreren Federn die Wirkungslinie der Federkraft hierbei die Wirkungslinie der resultierenden Kraft aus den von den mehreren Federn erzeugten Federkräften sein soll. Beim Vernachlässigen der Gewichtskraft soll die von der Feder 33 erzeugte Federkraft nahezu Null sein, wenn sich das Ausgleichgewicht 25 in einer mittleren Position der Hubbewegung befindet.
Je nach der spezifischen Maschinenstruktur der Hubeinrichtung kann das Gewichtausgleichsorgan eine oder mehrere Feder/-n umfassen. Die eine oder mehrere Feder/-n kann bzw. können entlang der Hubbewegungsrichtung R des Ausgleichgewichts 25 an einem Ende oder an beiden Enden des Ausgleichgewichts 25 vorgesehen sein. Beispielsweise kann entlang der Hubbewegungsrichtung R des Ausgleichgewichts 25 an beiden Enden des Ausgleichgewichts 25 jeweils eine Feder 33 vorgesehen sein. In diesem Fall ist die Feder 33 eine Druckfeder und ist es möglich, ihre Enden nicht mit dem Ausgleichgewicht 25 zu verbinden.
Da die Feder 33 vorgesehen ist, die zusammen mit dem Ausgleichgewicht 25 das die Resonanzbewegung ausführende Feder-Masse-System bildet, wird die von der Feder 33 erzeugte Kraftwirkung die wesentliche Kraftwirkung, die das Ausgleichgewicht 25 zur Hubbewegung antreibt. Da keine relative Bewegung zwischen dem Ausgleichgewicht 25 und der Feder 33 erfolgt, kann die von der Feder 33 erzeugte Kraftwirkung keine Reibungskraft und damit keinen Verschleiß des Ausgleichgewichts bewirken. Andererseits dienen die vom Ausgleichgewicht 25 auf das Exzenterrad 23 ausgeübte Kraftwirkung F1 sowie ihre Gegenkraft nur dazu, den Energieverlust des Feder-Masse-Systems auszugleichen. Daher können sie wesentlich verringert werden, so dass die von der Kontaktkraft verursachte Reibungskraft sowie der damit verbunden Verschleiß des Exzenterrades 23 und des Ausgleichgewichts 25 vermieden oder wesentlich reduziert werden. Dadurch werden die Schwingungen und Geräuschentwicklungen des Exzenterrades sowie des Ausgleichgewichts reduziert und ihre Lebensdauer wird verlängert.
Um die technische Wirkung der Erfindung zu zeigen, werden an der Stichsäge GST90, Produkt von Robert Bosch GmbH, entlang der Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts auf dessen Kopf zwei Druckfedern vorgesehen, deren obere Enden am Gestell (Gehäuse) der Stichsäge befestigt sind und deren untere Enden nicht am Ausgleichgewicht fixiert sind. Das bedeutet, dass die Federn nur im oberen halben Zyklus des Ausgleichgewichts auswirken. Gemäß der Erfindung ist voraussehbar, dass die in Kontakt mit dem Exzenterrad stehende obere Oberfläche von den beiden im Wesentlichen zueinander parallelen Oberflächen des schmalen Langlochs des Ausgleichgewichts verschleißt wird und die in Kontakt mit dem Exzenterrad stehende untere Oberfläche von den beiden im Wesentlichen zueinander parallelen Oberflächen nicht oder sehr wenig verschleißt wird. Nach einer gewissen Betriebsdauer zeigt es sich, dass die obere Oberfläche von den beiden im Wesentlichen zueinander parallelen Oberflächen des schmalen Langlochs verschleißt wird, während die untere Oberfläche von den beiden im Wesentlichen zueinander parallelen Oberflächen des schmalen Langlochs nicht verschleißt wird und sogar ihre vorherige Bearbeitungsspur beibehält.
4 zeigt das Gewichtausgleichsorgan für Hubeinrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung. Der Vereinfachung halber ist in 4 die Hubeinrichtung für Elektrohubwerkzeug wie Säbelsäge oder Elektrohammer nicht dargestellt. Wie gezeigt in 4, umfasst das Gewichtausgleichsorgan 40 für Hubeinrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsstange 41, die z.B. als Teil eines Taumellagers ausgebildet und entlang der Richtung des Pfeils S hin und her beweglich ist, ein Ausgleichgewicht 43, das auf der Antriebsstange 41 angebracht und zusammen mit der entlang der Richtung des Pfeils S hin und her beweglich ist, sowie eine Führungsstange 47, die entlang einer zum Pfeil S parallelen Richtung durch ein Durchgangsloch 45 im Ausgleichgewicht 43 hindurch geführt ist und die Hubbewegung des Ausgleichgewichts 43 führt.
Wie bekannt ist, ist der Massenpunkt CM des Ausgleichgewichts 43 gegenüber dem Bewegungsweg der Antriebsstange 41 versetzt, um die Hubbewegung der Hubeinrichtung auszugleichen. Während beispielsweise sich das Ausgleichgewicht 43 entlang der Richtung des Pfeils S nach rechts bewegt, übt die Antriebsstange 41 eine Kraftwirkung F4 auf das Ausgleichgewicht 43 aus. Wegen der Versetzung der Massenpunkt CM des Ausgleichgewichts 43 gegenüber dem Bewegungsweg der Antriebsstange 41 weist das Ausgleichgewicht 43 eine Trägheitskraft nach links auf, die ein Moment zur Drehung des Ausgleichgewichts 43 gegen den Uhrzeigersinn erzeugt, oder umgekehrt. Da sich die Antriebskraft aus der Antriebsstange 41 stammt, wird am Ausgleichgewicht 43 ein Moment erzeugt, das zum Bewirken einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn tendiert, so dass das Ausgleichgewicht 43 an der mit der Führungsstange 47 in Kontakt stehenden Stelle mit den in den Figuren gezeigten Kraftwirkungen F5 und F6 beaufschlagt wird. Die Kraftwirkungen F4, F5 und F6 wirken jeweils eine Gegenkraft auf die Antriebsstange 41 sowie die Führungsstange 47 aus. Da nahezu keine relative Bewegung zwischen der Antriebsstange 41 und dem Ausgleichgewicht 43 besteht, führen die Kraftwirkung F4 und ihre Gegenkraft kaum zu Verschleiß der Antriebsstange 41 und des Ausgleichgewichts 43. Unter der Wirkung des tendierenden Moment des Ausgleichgewichts 43, besteht zwischen dem Ausgleichgewicht 43 und der Führungsstange 47 eine relative Bewegung, so dass die Kraftwirkungen F5 und F6 sowie ihre Gegenkräfte zum stärken Verschleiß des Ausgleichgewichts 43 und der Führungsstange 47 führen würden.
Nach diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Gewichtausgleichsorgan 40 der Erfindung auch eine Feder 51, die entlang der Hubbewegungsrichtung S des Ausgleichgewichts 43 zwischen dem Ausgleichgewicht 43 und dem Gestell 49 angeordnet ist. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist entlang der Hubbewegungsrichtung S des Ausgleichgewichts 43 an dessen beiden Enden jeweils eine Feder 51 vorgesehen. In diesem Fall ist die Feder 51 eine Druckfeder und es möglich, die Enden der Feder 51 nicht mit dem Ausgleichgewicht 43 zu verbinden. Allerdings ist es auch möglich, die Enden der Feder 51 mit dem Ausgleichgewicht 43 zu verbinden, wenn es erforderlich ist. Es ist jedoch zu verstehen, dass es auch möglich ist, wie gezeigt in der Figur für das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel, entlang der Hubbewegungsrichtung S des Ausgleichgewichts 43 zwischen dem Ausgleichgewicht 43 und dem Gestell 49 nur eine Feder 51 vorzusehen. Die Feder 51 an einem Ende mit dem Ausgleichgewicht 43 verbunden und am anderen Ende am Gestell 49 befestigt ist. Es ist selbstverständlich möglich, mehre Federn 51 vorzusehen. Während das Ausgleichgewicht 43 durch die Antriebsstange 41 zur Hubbewegung angetrieben wird, übt also die Feder 51 in der Hubrichtung des Ausgleichgewichts 43 eine in ihrer Richtung wechselnde Kraft auf das Ausgleichgewicht 43 aus, so dass das Ausgleichgewicht 43 zusätzlich angetrieben wird.
Die Feder 51 ist auch derart gewählt, dass für ihren Federkoeffizient die folgende Gleichung gilt: k = m·ω² mit m für Masse des Ausgleichgewichts 43 und ω für Winkelfrequenz der Hubbewegung des Ausgleichgewichts 43. So ist die Eigenwinkelfrequenz des Feder-Masse-Systems nahezu gleich mit der Winkelfrequenz der Hubbewegung des Ausgleichgewichts 43. In der Praxis ist es jedoch auch möglich, dass die Eigenwinkelfrequenz des Feder-Masse-Systems im Bereich der Winkelfrequenz der Hubbewegung des Ausgleichgewichts liegt.
Um zu vermeiden, dass beim Feder-Masse-System während der Resonanzschwingung ein zusätzliches Moment erzeugt wird, ist die Wirkungslinie der von der Feder 51 erzeugten Federkraft parallel zur Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts 43 ausgerichtet, vorzugsweise durch den Massenpunkt des Ausgleichgewichts 43. Es ist zu verstehen, dass beim Einsatz mehrerer Federn die Wirkungslinie der Federkraft hierbei die Wirkungslinie der resultierende Kraft aus den von den mehreren Federn erzeugten Federkräften sein soll. Wenn sich das Ausgleichgewicht 43 beim Vernachlässigen des Gewichtskrafts in der mittleren Position der Hubbewegung befindet, soll die von der Feder 51 erzeugte Federkraft nahezu Null sein.
Es ist zu verstehen, dass es möglich ist, alternativ zu der Feder im oben genannten Ausführungsbeispiel eine elektromagnetische Einrichtung, eine hydraulische Einrichtung oder eine pneumatische Einrichtung vorzusehen, um ähnliche Funktionen wie die Feder zu erfüllen.
Vorhergehend wird anhand der Ausführungsbeispiele die Erfindung näher erläutert. Die obere Beschreibung sowie die Ausführungsbeispiele in den Figuren sind allerdings als beispielshaft zu verstehen und bedeuten keine Einschränkung der vorliegende Erfindung. Beispielsweise führt das Ausgleichgewicht in den oberen Ausführungsbeispielen eine Hubbewegung in einer der Bewegungsrichtung der Hubeinrichtung entgegengesetzten Richtung aus. Es ist zu verstehen, dass es möglich ist, dass das Ausgleichgewicht eine Hubbewegung in einer zur Bewegungsrichtung der Hubeinrichtung senkrechten Richtung ausführt, wenn das Exzenterrad die Trägheitskraft der Hubeinrichtung in der Hubbewegungsrichtung in eine Trägheitskraft in einer zur Hubbewegungsrichtung senkrechten Richtung umwandelt. Es ist dem Fachmann ferner denkbar, die Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts unter einem gewissen Winkel zur Bewegungsrichtung der Hubeinrichtung schräg auszurichten. In diesem Fall ist die von des zusätzlichen Antriebs auf das Ausgleichgewicht ausgeübte Kraft eine Kraftkomponente des Ausgleichgewichts in der Hubbewegungsrichtung. Vorzugsweise ist der Zusatzantrieb so eingerichtet, dass die Kraftkomponente in der Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts größer als eine solche in der zur Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts senkrechten Richtung ist. Verschiedene Ersätze, Modifikationen und Varianten sind dem Fachmann denkbar, ohne den Gedanke und Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Gewichtausgleichsorgan (20, 40) für Hubeinrichtung, umfassend – ein Ausgleichgewicht (25, 43) zum Ausgleichen einer Trägheitskraft der Hubeinrichtung; – ein Antriebsglied zum Antreiben des Ausgleichgewichts in eine Hubbewegung (25, 43); sowie – ein Führungselement zur Führung der Hubbewegung des Ausgleichgewichts; wobei das Gewichtausgleichsorgan (20, 40) ferner einen Zusatzantrieb zum zusätzlichen Antreiben der Hubbewegung des Ausgleichgewichts (25, 43) umfasst, der in der Hubrichtung des Ausgleichgewichts (25, 43) auf das Ausgleichgewicht (25, 43) eine Kraft ausübt, die sich in der Richtung wechselnd verändert und die Hubbewegung des Ausgleichgewichts antreibt.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzantrieb zumindest eine Feder (33, 51) ist, die entlang der Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts (25, 43) zwischen dem Ausgleichgewicht (25, 43) und dem Gestell (31, 49) der Hubeinrichtung derart vorgesehen ist, dass die Feder (33, 51) zusammen mit dem Ausgleichgewicht (25, 43) ein Feder-Masse-System bildet.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (33, 51) derart vorgesehen ist, dass die von der Feder (33, 51) erzeugte Federkraft eine größere Kraftkomponente in der Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts als in der zur Hubbewegungsrichtung des Ausgleichgewichts senkrechten Richtung aufweist.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (33, 51) derart vorgesehen ist, dass die Wirkungslinie der von der Feder (33, 51) erzeugten Federkraft durch den Massenpunkt des Ausgleichgewichts (25, 43) verläuft.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (33, 51) derart ausgewählt ist, dass für ihren Federkoeffizient gilt: k = m·ω² mit m für Masse des Ausgleichgewichts (25, 43) und ω für Winkelfrequenz der Hubbewegung des Ausgleichgewichts (25, 43).
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenwinkelfrequenz des Feder-Masse-Systems im Bereich der Winkelfrequenz der Hubbewegung des Ausgleichgewichts liegt.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Feder (33, 51) erzeugte Federkraft Null ist, wenn sich das Ausgleichgewicht (25, 43) in einer mittleren Position der Hubbewegung befindet.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichgewicht (25, 43) derart vorgesehen ist, dass es eine Hubbewegung in einer der Bewegungsrichtung der Hubeinrichtung entgegengesetzten Richtung ausführt.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichgewicht (25, 43) derart vorgesehen ist, dass es eine Hubbewegung in einer zur Bewegungsrichtung der Hubeinrichtung senkrechten Richtung ausführt.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Feder (33, 51) gerade eine Feder umfasst, die an einem Ende mit dem Ausgleichgewicht (25, 43) verbunden und am anderen Ende am Gestell befestigt ist.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Feder (33, 51) zwei Druckfedern umfasst, von denen eine zwischen einem Ende des Ausgleichgewichts (25, 43) und dem Gestell (31, 49) und die andere zwischen dem anderen Ende des Ausgleichgewichts (25, 43) und dem Gestell (31, 49) angeordnet ist.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Druckfedern (33, 51) nur an einem Ende mit dem Gestell (31, 49) und an dem anderen Ende nicht mit dem Ausgleichgewicht (25, 43) verbunden sind.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsglied ein Exzenterrad (23) ist, das auf einer drehbar am Gestell (31) gelagerten rotierenden Welle (21) angebracht und mit der rotierenden Welle (21) mitdrehbar ist.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement ein am Gestell (31) befestigter Führungsteil (29a, 29d) ist.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausgleichgewicht (25) ein schmales Langloch (27) ausgebildet ist, das durch zwei zueinander parallele Oberflächen (27a, 27b) und zwei bogenförmige Oberflächen (27c, 27d) begrenzt ist und in dem das Exzenterrad (23) derart angebracht ist, dass der Außenrand des Exzenterrads (23) nur mit den zwei zueinander parallelen Oberflächen (27a, 27b) des schmalen Langlochs (27) in Kontakt steht.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsglied eine hubbewegliche Antriebsstange (41) ist, auf der das Ausgleichgewicht (43) angebracht ist.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement eine Führungsstange (47) ist, die durch ein Durchgangsloch (45) im Ausgleichgewicht (43) hindurch geführt ist.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung ein Hubeinrichtung für Elektrowerkzeug ist.
Gewichtausgleichsorgan nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrowerkzeug eine Hubsäge oder ein Elektrohammer ist.
Elektrowerkzeug mit einer Hubeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrowerkzeug ferner ein Gewichtausgleichsorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrowerkzeug eine Hubsäge oder ein Elektrohammer ist.