DE19943628A1 - Spiralfeder als Schwingungsdämpfer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zwischen zwei Bauteilen (1, 2) eines handgeführten, tragbaren Arbeitsgerätes. Der Schwingungsdämpfer (10) umfaßt eine Feder (3), die an einem ersten Ende (4) mit einem Befestigungselement (11) an dem ersten Bauteil (1) und an einem zweiten Ende (6) mit einem weiteren Befestigungselement (20) an dem zweiten Bauteil (2) festgelegt ist. Zur Bildung eines wirksamen Schwingungsdämpfers mit kleinem Bauraumbedarf ist vorgesehen, als Feder eine Spiralfeder (3) anzuordnen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zwischen zwei Bauteilen eines handgeführten, tragbaren Arbeits­ gerätes, insbesondere zwischen einem einen Verbrennungs­ motor enthaltenden Gehäuse und einem am Gehäuse festge­ legten Handgriff zum Führen des Arbeitsgerätes wie einer Motorkettensäge, einem Trennschleifer, einem Blasgerät oder dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US-A 5,368,107 ist die Anordnung eines aus einer Schraubenfeder bestehenden Schwingungsdämpfers zwischen dem Gehäuse einer Motorkettensäge und deren Handgriff bekannt, wobei jedes der Enden der Schraubenfeder mittels eines ra­ dial aufweitbaren Befestigungsdomes festlegbar ist. Hierzu wird der Befestigungsdom durch Einschrauben einer Spreiz­ schraube aufgeweitet, wobei bei der Montage nicht vermieden werden kann, daß sich der Befestigungsdom in Drehrichtung der Schraube mitdreht. Dadurch wird in die Schraubenfeder eine Torsionskraft eingeleitet, welche sich oft nicht ab­ bauen kann, so daß montierte Schwingungsdämpfer unter­ schiedliche Wirksamkeit haben können. Darüber hinaus be­ nötigt ein als Schraubenfeder ausgebildeter Schwingungs­ dämpfer aufgrund der axialen Federlänge einen ausreichenden Bauraum, der nicht immer gegeben ist.

Aus der GB-A 1 170 313 ist die Anordnung von tonnenförmigen Schraubenfedern zwischen einem Motorgehäuse und einem Hand­ griff eines Arbeitsgerätes bekannt. Die sich tonnenförmig verjüngenden Schraubenfedern sind jeweils mit in Schrauben­ längsrichtung angeordneten Befestigungsschrauben festzule­ gen, wobei auch diese Anordnung nicht ohne sich aufbauende Torsionskräfte montiert werden kann. Tonnenförmige Schrau­ benfedern benötigen darüber hinaus einen nicht unerheb­ lichen axialen Bauraum, so daß derartige Schwingungsdämpfer nur in begrenztem Maße einsetzbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer der gattungsgemäßen Art derart weiterzu­ bilden, daß auch bei kleinstem Bauraum eine weitgehend torsionsfreie Befestigung bei guten schwingungsdämpfenden Eigenschaften möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Ausbildung der Feder als Spiralfeder senkt den be­ nötigten Bauraum für einen derartigen Schwingungsdämpfer erheblich; somit wird auch bei ungünstigen Verhältnissen die Anordnung eines aus einer Stahlfeder bestehenden Schwingungsdämpfers möglich.

Die Montage des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers ist einfach, da die an den Enden angreifenden Befestigungs­ elemente räumlich voneinander getrennt liegen und so - unabhängig von der Reihenfolge der Montage - immer leicht zugänglich sind.

Die Spiralfeder dämpft wirksam quer zu ihrer Längs­ mittelachse auftretende Schwingungen ebenso wie in Richtung der Längsmittelachse auftretende Vibrationen, weshalb der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer auch eine wirksame Ent­ kopplung von Vibrationen ermöglicht.

Bevorzugt wird das innere Ende der Spiralfeder von dem Be­ festigungselement des ersten Bauteils durchgriffen, während das äußere Ende der Spiralfeder von dem Befestigungselement des zweiten Bauteils übergriffen ist. Zur axialen Lage­ fixierung kann dabei vorgesehen sein, das innere Ende der Spiralfeder axial zwischen einer Stirnseite des ersten Bau­ teils und einer Ringfläche des Befestigungselementes des ersten Bauteils zu fixieren.

Das die Spiralfeder durchgreifende Befestigungselement ist vorteilhaft ein im ersten Bauteil lösbar fixierter Halte­ bolzen, vorzugsweise ein eingeschraubter Haltebolzen. Da­ durch ist die Möglichkeit gegeben, die Spiralfeder zunächst im zweiten Befestigungselement zu montieren, welches vor­ teilhaft einteilig mit dem zweiten Bauteil ausgestaltet ist. Die Verbindung der Bauteile über den erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer erfolgt dann durch Einschrauben des Hal­ tebolzens am ersten Bauteil.

Das Befestigungselement des zweiten Bauteils ist zweckmäßig eine ringförmige Hülse, in der die Abschlußwindung des äußeren Endes der Spiralfeder insbesondere vollständig auf­ genommen ist. Dabei kann zur Fixierung der Abschlußwindung in Umfangsrichtung der Spiralfeder das freie Ende der Ab­ schlußwindung radial in einen Aufnahmeschlitz der Hülse eingreifen. Zur axialen Fixierung der Abschlußwindung in der Hülse weist diese an ihren Stirnseiten radial ein­ ragende Ringflansche auf, zwischen denen die Abschluß­ windung der Spiralfeder spielfrei gehalten, vorzugsweise eingeklemmt ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungs­ beispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Explosionsdar­ stellung des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des montierten Schwingungsdämpfers nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch den erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer.

Der in den Fig. 1 bis 3 in verschiedenen Ansichten darge­ stellte Schwingungsdämpfer 10 ist zwischen einem ersten Bauteil 1 und einem zweiten Bauteil 2 angeordnet. Die Bau­ teile 1 und 2 können Teile eines handgeführten, tragbaren Arbeitsgerätes sein. So kann das Bauteil 1 das Gehäuse des Arbeitsgerätes und das Bauteil 2 ein am Gehäuse das Arbeitsgerätes mittels des Schwingungsdämpfers 10 festge­ legter Handgriff zum Halten und Führen des Arbeitsgerätes sein. Derartige Arbeitsgeräte sind z. B. Motorkettensägen, Trennschleifer, Blasgeräte oder dgl., wie sie auch aus den in der Beschreibungseinleitung abgehandelten Druckschiften US-A 5,368,107 und GB-A 1 170 313 bekannt sind.

Der Schwingungsdämpfer 10 ist im wesentlichen durch eine Feder gebildet, die erfindungsgemäß als Spiralfeder 3 aus­ gebildet ist. Wie insbesondere den Fig. 1 und 3 zu entneh­ men, besteht die Spiralfeder aus einem Blattfedermaterial der Breite B, welche in mehreren Windungen gewickelt ist. Die das innere Ende 4 bildende innere Abschlußwindung 5 ist von einem Haltebolzen 11 durchgriffen, welcher als Befesti­ gungselement der Spiralfeder 3 am ersten Bauteil 1 zweck­ mäßig lösbar fixiert ist.

Der Schaft des Haltebolzens 11 besteht aus einem vorzugs­ weise gewindelosen Mittelabschnitt 12, auf dem - wie Fig. 3 zeigt - die Abschlußwindung 5 des inneren Endes 4 der Spi­ ralfeder 3 vorteilhaft etwa spielfrei aufliegt. Der Mittel­ abschnitt 12 ist an seinem ersten Ende 13 mit einem im Durchmesser erweiterten Kopf 14 versehen, der auf seiner dem Mittelabschnitt zugewandten Stirnseite eine Ringfläche 15 aufweist. Das andere Ende des Mittelabschnitts 12 ist als im Durchmesser reduziertes Gewindeende 16 ausgebildet, wobei an dem Mittelabschnitt 12 eine dem Gewindeende 16 zu­ gewandte, ringförmige Anschlagfläche 17 vorgesehen ist. Die Anschlagfläche 17 dient der Begrenzung der Einschraubtiefe des Gewindeendes 16 in einen Befestigungsdom 18 des ersten Bauteils 1. Die Stirnseite 19 des Befestigungsdoms 18 wirkt beim Einschrauben des Haltebolzens 11 mit dessen Anschlag­ fläche 17 zusammen; der Reibschluß zwischen der Stirnfläche 19 und der Anschlagfläche 17 des Haltebolzens 11 gewähr­ leistet einen sicheren Halt des Haltebolzens 11 im Befesti­ gungsdom 18 und damit am ersten Bauteil 1.

Wie sich aus den Fig. 1 und 3 ergibt, ist die axiale Länge des Haltebolzens 12, d. h. also der Abstand zwischen der Ringfläche 15 und der Anschlagfläche 17 geringfügig breiter als die Breite B der Spiralfeder 3, so daß das innere Ende 4 der Spiralfeder bzw. deren Abschlußwindung 5 zwischen der Stirnseite 19 des ersten Bauteils 1 und der Ringfläche 15 des das Befestigungselement bildenden Haltebolzens 11 liegt. Vorteilhaft sind der Abstand A und die Breite B der­ art aufeinander abgestimmt, daß die Abschlußwindung 5 des inneren Endes 4 der Spiralfeder 3 axial zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem als Haltebolzen 11 ausgebildeten Befesti­ gungselement geklemmt gehalten ist. Damit wird gewähr­ leistet, daß die Feder 3 drehfest am ersten Bauteil 1 fi­ xiert ist.

Während das innere Ende 4 der Spiralfeder 3 von dem Halte­ bolzen 11 durchgriffen ist, ist das äußere Ende 6 bzw. die äußere Abschlußwindung 7 der Spiralfeder 3 von einem Be­ festigungselement 20 des zweiten Bauteils 2 übergriffen.

Im Ausführungsbeispiel ist das Befestigungselement 20 als ringförmige Hülse 21 ausgebildet, die - wie Fig. 3 zeigt - die Abschlußwindung 7 des äußeren Endes 6 der Spiralfeder 3 etwa spielfrei umgibt. Zur axialen Fixierung der Abschluß­ windung 7 in der ringförmigen Hülse 21 sind an deren Stirn­ seiten 22 radial einragende Ringflansche 23 vorgesehen, die sich vorzugsweise über den gesamten Innenumfang der Hülse 21 erstrecken, d. h. umlaufend angeordnet sind.

Die axiale Breite H der Hülse 21 ist dabei größer als die Breite B der Spiralfeder 3 vorgesehen; der innere Abstand I der Ringflansche 23 ist geringfügig größer als die Breite B des Materials der Abschlußwindung 7 ausgeführt, so daß die Abschlußwindung 7 im wesentlichen axial spielfrei zwischen den Ringflanschen 23 gehalten ist. Zweckmäßig ist die Ab­ schlußwindung 7 zwischen den Ringflanschen 23 geklemmt ge­ halten.

Um in Umfangsrichtung der Spiralfeder 3 eine Relativ­ bewegung zwischen der Abschlußwindung 7 und der Hülse 21 sicher zu unterbinden, ist vorgesehen, das freie Ende 8 der Abschlußwindung 7 radial in einen Aufnahmeschlitz 9 der Hülse 21 eingreifen zu lassen. Für eine einfache Montage der Spiralfeder 3 in die Hülse 21 ist der Aufnahmeschlitz 9 zu einer axialen Stirnseite der Hülse offen, wie dies in den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist.

Die Hülse 21 ist vorteilhaft einteilig mit dem Bauteil 2, z. B. dem Griff eines handgeführten Arbeitsgerätes, ge­ fertigt, wobei zur Montage zunächst die Spiralfeder 3 in die Hülse 21 eingesetzt wird. Ist der Außendurchmesser D (Fig. 1) der Spiralfeder 3 größer als der Innendurchmesser d (Fig. 3) der Hülse 21, so wird bei der Montage die Spi­ ralfeder radial zusammengedrückt; dadurch ist eine spiel­ freie Anlage der äußeren Abschlußwindung 7 am Innenumfang der Hülse 21 sichergestellt. Aufgrund der Ausbildung als Spiralfeder liegt die äußere Abschlußwindung 7 nicht zwingend über den gesamten Innenumfang der Hülse 21 an; eine Anlage über einen Großteil des Umfangs ist aus­ reichend.

Nach Montage der Spiralfeder 3 in die Hülse 21 wird durch die innere Abschlußwindung, die zweckmäßig zylindrisch ge­ wickelt sein kann, der Haltebolzen gesteckt und in den Be­ festigungsdom 18 des Bauteils 1 eingeschraubt. Das Bauteil 1 durchgreift somit die Spiralfeder 3 und die Hülse 21; wie Fig. 3 zeigt, steht der Kopf 14 des Haltebolzens 11 gering­ fügig axial über die Stirnseite 22 der Hülse 21 über.

Das zum Beispiel einen Handgriff bildende Bauteil 2 kann somit gegen das das Gehäuse eines Arbeitsgerätes bildende Bauteil 1 sowohl quer zur Längsmittelachse 30 als auch in Richtung der Längsmittelachse 30 entsprechend den Doppel­ pfeilen 24 und 25 ausgelenkt werden. Die Vibrationen eines im Gehäuseteils 1 angeordneten Verbrennungsmotors eines tragbaren Arbeitsgerätes werden wirksam von dem Griffbau­ teil 2 entkoppelt. Die Steifigkeit der Spiralfeder gewähr­ leistet eine ausreichend feste Verbindung zwischen dem Bau­ teil 1 und dem Bauteil 2, so daß ausreichend große Füh­ rungskräfte aufgebracht werden und die Handhabbarkeit und Führungsqualität des Gerätes gegeben sind.

Die spiralförmigen Windungen der Spiralfeder 3 liegen je­ weils mit Abstand zu benachbarten Windungen, so daß zwi­ schen den einzelnen Windungen ein Freiraum gegeben ist, der eine Verschiebbarkeit des Bauteils 2 gegenüber dem Bauteil 1 in Pfeilrichtung 25 erlaubt.

Claims (17)

1. Schwingungsdämpfer zwischen zwei Bauteilen (1, 2) eines handgeführten, tragbaren Arbeitsgerätes, insbesondere zwischen einem einen Verbrennungsmotor enthaltenden Ge­ häuse und einem am Gehäuse festgelegten Handgriff zum Führen des Arbeitsgerätes wie einer Motorkettensäge, einem Trennschleifer, einem Blasgerät oder dgl., wobei der Schwingungsdämpfer (10) eine Feder (3) umfaßt, die an einem ersten Ende (4) mit einem Befestigungselement (11) an dem ersten Bauteil (1) und an einem zweiten Ende (6) mit einem weiteren Befestigungselement (20) an dem zweiten Bauteil (2) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Spiralfeder (3) ist.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende (4) der Spiralfeder (3) von dem Befestigungselement (11) des ersten Bauteils (1) durchgriffen und das äußere Ende (6) der Spiralfeder (3) vom dem Befestigungselement (20) des zweiten Bauteils (2) übergriffen ist.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende (4) der Spiralfeder (3) axial zwischen einer Stirnseite (19) des ersten Bauteils (1) und einer Ringfläche (15) des Befestigungselementes (11) des ersten Bauteils (1) liegt.

4. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende (4) der Spiralfeder (3) axial zwischen dem ersten Bauteil (1) und dem Befestigungselement (11) geklemmt gehalten ist.

5. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement des ersten Bauteils (1) ein lösbar im ersten Bauteil (1) fixierter Haltebolzen (11) ist.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebolzen (11) im Bauteil (1) eingeschraubt ist.

7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft des Haltebolzens (11) einen gewindelosen Mittelabschnitt (12) aufweist, auf dem die Abschlußwindung (5) des inneren Endes (4) der Spiralfeder (3) etwa spielfrei gehalten ist.

8. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (12) an seinem ersten Ende (13) einen Kopf (14) mit einer dem Mittelabschnitt (12) zugewandten Ringfläche (15) trägt.

9. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (12) ein im Durchmesser reduziertes Gewindeende (16) auf­ weist, wobei an dem Mittelabschnitt (12) eine dem Ge­ windeende (16) zugewandte, ringförmige Anschlagfläche (17) zur Begrenzung der Einschraubtiefe ausgebildet ist.

10. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (20) des zweiten Bauteils (2) als ringförmige Hülse (21) ausgebildet ist, die die Abschlußwindung (7) des äußeren Endes (6) der Spiralfeder (3) etwa spielfrei umgibt.

11. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (8) der äußeren Abschlußwindung (7) radial in einen Aufnahme­ schlitz (9) der Hülse (21) eingreift.

12. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeschlitz (9) zu einer axialen Stirnseite (22) der Hülse (21) offen ist.

13. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten (22) der Hülse (21) radial einragende Ringflansche (23) vorge­ sehen sind.

14. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ringflansche (23) über den gesamten Innenumfang der Hülse (21) er­ strecken.

15. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Abschlußwindung (7) der Spiralfeder (3) axial etwa spielfrei zwischen den Ringflanschen (23) gehalten ist.

16. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Befestigungs­ element (20) einteilig mit dem zweiten Bauteil (2) aus­ geführt ist.

17. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfeder (3) aus einem eine Breite (B) aufweisenden Federstahlband ge­ wickelt ist.