DE3124229A1

DE3124229A1 - "handgriffvorrichtung vom vibrationsisolationstyp"

Info

Publication number: DE3124229A1
Application number: DE19813124229
Authority: DE
Inventors: Makoto Miura Kanagawa Minamidate; Kazuto Hayama Kanagawa Seto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-06-22
Filing date: 1981-06-20
Publication date: 1982-03-25
Also published as: DE3124229C2; GB2080919B; AU7190981A; SE8103865L; GB2080919A

Description

_ ₄_ ■ ' 312422«

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handgriffvorrichtung vom Vibrationsisolationstyp für ein Vibrationswerkzeug, wie beispielsweise ein handbetätigtes, elektromotorisches bzw. elektromotorisch angetriebenes Schleifgerät, einen elektrischen Bohrer, eine Kettensäge, ein pneumatisches Werkzeug oder dergleichen; und insbesondere betrifft die Erfindung eine Handgriffvorrichtung vom Vibrationsisolationstyp, die in der Lage ist, die Übertragung der Vibrationen, die nachstehend auch als Schwingungen bezeichnet werden, von einem solchen Vibrationswerkzeug auf dessen Handgriff in genügendem Maße zu verhindern bzw. den Handgriff schwingungsmäßig vom Vibrationswerkzeug zu isolieren, und die gleichzeitig in der Lage ist, die Betätig- bzw. Handhabbarkeit eines solchen Vibrationswerkzeugs zu verbessern.

Nach dem Stande der Technik ist es allgemein üblich, zur Verhinderung der Vibration der Handgriffe von handbetätigten Vibrationswerkzeugen, wie beispielsweise elektrischen Bohrern oder Kettensägen, einen schwingungsverhindernden Gummi bzw. Kautschuk hauptsächlich zwischen der Vibrationsquelle und dem Handgriff des Vibrationswerkzeugs vorzusehen und auf diese Weise die Schwingungen mittels des schwingungsverhindernden Gummis bzw. Kautschuks zu isolieren bzw. deren Übergang auf den Handgriff so weit wie möglich zu verhindern.

Jedoch wird, wenn ein solcher schwingungsverhindernder Gummi bzw. Kautschuk verwendet wird, eine Kraft, die der Geschwindigkeit der Schwingungen proportional ist, auf den Handgriff übertragen, und es ist schwierig, gefährliche Schwingungen, die Arbeitsgefahren verursachen, wie beispielsweise eine Weiß- bzw. Bleichfingerkrankheit, in genügendem Maße zu isolieren bzw. vom Handgriff fernzuhalten. Weiterhin wird, wenn man ein elastisches Material, wie es ein schwingungsverhindernder Gummi bzw. Kaut-

schuk ist, verwendet, die Handgriffbetätigung so flexibel, daß eine genaue Handhabung des Vibrationswerkzeugs dieser Art nicht möglich ist, und es besteht die Wahrscheinlichkeit, daß es zu . einer Gefahr beim Betrieb bzw. bei der Betätigung des Vibrationswerkzeugs kommt.

Kurz zusammengefaßt sollen mit der vorliegenden Erfindung die obigen Schwierigkeiten, die den konventionellen Einrichtungen eigen sind, überwunden werden.

Insbesondere soll mit der vorliegenden Erfindung eine Handgriffvorrichtung vom Vibrationsisolationstyp zur Verfugung gestellt werden, in welcher ein darin vorgesehenes Handgriffteil im wesentlichen starr, stabil, fest und straff mit einem Schwingungskörper verbunden ist, und die trotzdem in der Lage ist, gefährliche Schwingungen wirksam zu isolieren bzw. vom Handgriffteil fernzuhalten.

Weiterhin soll mit der vorliegenden Erfindung eine Handgriffvorrichtung vom Vibrationsisolationstyp zur Verfugung gestellt werden, die leichtgewichtig ausgebildet werden kann.

Die vorliegende Erfindung wurde dadurch erzielt, daß der Tatsache spezielle Beachtung zugewandt wuide, daß dann, wenn ein Schwingungssystem, das Federn und Gewichte umfaßt und eine mehrfache Freiheit hat, in Schwingung versetzt wird, einer oder mehrere Schwingungsknoten vorhanden sind, in denen die Schwingungsamplitude Null oder minimal ist, und daß ein Vibrationsisolationssystem entworfen wurde derart, daß die Mitte eines Handgriffteils mit dem Schwingungsknoten zusammenfällt.

Auf diese Weise wird mit der vorliegenden Erfindung eine Handgriff vorrichtung vom Vibrationsisolationstyp zur Verfugung gestellt, die einen Verbindungsteil umfaßt, der dazu geeignet ist, fest mit einem Schwingungskörper verbunden zu werden, und ein

312422S

Stab- bzw. Stangenteil, das sich koaxial von der Mitte des Verbindungsteils aus erstreckt. Ein erster Massenkörper ist an dem Stab- bzw. Stangenteil in einer Position befestigt, die nahe an dem Verbindungsteil ist, und ein zweiter Massenkörper ist auf dem freien Ende des Stab- bzw. Stangenteils angebracht. Weiter ist ein Handgriffteil konzentrisch zu dem Stab- bzw. Stangenteil vorgesehen und an dem ersten Massenkörper befestigt. Das Handgriff teil hat eine Länge, die ausreicht, daß es den zweiten Massenkörper bedeckt. Das Stab- bzw. Stangenteil kann hierbei sowohl aus einem einzigen Stab- bzw. Stangenteil bestehen, oder es kann auch aus einem ersten und zweiten, jeweils gesonderten Stab- bzw. Stangenteil bestehen. Außerdem kann das Verbindungsteil im einfachsten Falle von dem dem Schwingungskörper zugewandten Ende des gemeinsamen Stab- bzw. Stangenteils oder des einen von zwei Stab- bzw. Stangenteilen, die zusammen das Stabbzw. Stangenteil im obigen Sinne bilden, gebildet sein.

Auf der Basis des gleichen Prinzips wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Handgriffvorrichtung vom Vibrationsisolationstyp zur Verfügung gestellt, die folgendes umfaßt: ein erstes Stabbzw. Stangenteil, das mit einem Schwingungskörper verbunden ist und sich in einer rechtwinkligen Richtung zur Richtung der Schwingungen des Schwingungskörpers erstreckt; einen ersten Massenkörper, der hix£ dem vorderen Ende des ersten Stab- bzw. Stangenteils angebracht ist; ein zweites Stab- bzw. Stangenteil, das mit dem ersten Massenkörper verbunden ist und sich in rechtwinkliger Richtung zu der Richtung der Schwingungen des Schwingungskörpers erstreckt; und einen zweiten Massenkörper, der auf dem vorderen Ende des zweiten Stab- bzw. Stangenteils angebracht ist. Ein Handgriffteil erstreckt sich von dem ersten Massenkörper aus und ist so vorgesehen, daß es das zweite Stab- bzw. Stangenteil in einem Abstand von demselben bedeckt. Die Federkonstante des ersten Stab- bzw. Stangenteils in der Quer- bzw. Transversalschwingungsrichtung ist so festgelegt, daß sie größer als diejenige des zweiten Stab- bzw. Stangenteils ist. Die Massen des er-

sten und zweiten Massenkörpers sind so festgelegt, daß sie im wesentlichen gleich sind.

Die Erfindung sei nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 11 der Zeichnung anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht, die ein Schwingungsmodell gemäß einer konventionellen Methode veranschaulicht;

Figur 2 eine Kurvendarstellung, welche die Frequenzcharakteristika des Amplitudenverhältnisses, nämlich des Verhältnisses zwischen der Amplitude des Schwingungskörpers und der Amplitude des Handgriffs, für das Schwingungsmodell der Figur 1 veranschaulicht;

Figur 3 eine Ansicht, die ein Schwingungssystem veranschaulicht, das im wesentlichen dem Schwingungssystem nach der vorliegenden Erfindung äquivalent ist;

Figur 4 eine Kurvendarstellung, welche die Frequenzcharakteristika des Amplitudenverhältnisses, nämlich des Verhältnisses zwischen der Amplitude des Schwingungskörpers und der Amplitude eines Punktes auf einer Feder 8, für das Schwingungssystem der Figur 3 veranschaulicht;

Figur 5 eine Ansicht, die ein Beispiel der Art der Schwingung Cu= CO, in dem Schwingungssystem der Figur 3 veranschaulicht;

Figur 6 eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Figur 7 eine Längsschnitt-Seitenansicht einer Handgriffvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

3124222

Figur 8 eine Stirnansicht der Handgriffvorrichtung nach Figur 7, gesehen von links nach rechts;

Figur 9 eine Stirnansicht der Handgriffvorrichtung nach Figur 7, gesehen von rechts nach links; und

Figuren 10 und 11 Kurvendarstellungen, welche die Beschleunigung der Schwingungen in Fällen zeigen, in denen die Handgriff vor richtung nach der vorliegenden Erfindung sowie eine konventionelle Standardhandgriffvorrichtung an zwei Arten von kommerziell erhältlichen handbetätigten, elektromotorischen bzw. elektromotorisch angetriebenen Schleifgeräten angebracht sind.

Zu Beginn der nun folgenden, in nähere Einzelheiten gehenden Beschreibung der Erfindung sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung auf einem neuartigen Prinzip basiert, das ziemlich unterschiedlich von dem Prinzip konventioneller Handgriffvorrichtungen vom vibrations- bzw. schwingungsverhindernden bzw. -isolierenden Typ ist. Demgemäß sei, bevor Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben werden, zunächst das Prinzip der vorliegenden Erfindung, verglichen mit der konventionellen Vibrations- bzw. Schwingungsverhütungs- bzw. -isolationstheorie erläutert.

Die Figur 1 veranschaulicht das Prinzip der konventionellen Art und Weise der Verhinderung von Vibrationen (es sei hier darauf hingewiesen, daß die Begriffe "Vibration" und "Schwingung" im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym verwendet werden, und zwar bei jedweder Art ihres Gebrauchs und in den verschiedensten Wortzusammensetzungen etc.). In den Figuren der Zeichnung ist mit 1 ein Schwingun<jskörper bezeichnet, der mit einer Amplitude U¹ und einer Frequenz Co schwingt. Eine Feder 3, deren Federkonstante K' ist, und eine Dämpfungseinrichtung 4, deren Dämpfungskoeffizient C ist, sind parallel zueinander zwischen dem Schwin-

gungskörper 1 und einem Handgriff 2, welcher die Masse M' hat, vorgesehen. Die Feder 3 und die Dämpfungseinrichtung 4 entsprechen hier einem schwingungsverhindernden Gummi bzw. Kautschuk.

Wenn der Schwingungskörper 1 schwingt, wird die Schwingung über die Feder 3 und die Dämpfungseinrichtung 4 auf den Handgriff 2 übertragen, demzufolge der Handgriff 2 in Schwingung versetzt wird. Wenn die Amplitude des Handgriffs X' ist, dann hat das Amplitudenverhältnis X'/ü¹ die Charakteristik, die angenähert in Figur 2 dargestellt ist. Wenn das Verhältnis X'/ü¹ kleiner als ist, wird die Schwingung des Schwingungskörpers 1 in einem gedämpften Zustand zum Handgriff 2 übertragen. Demgemäß ist der Frequenzbereich, in dem dieses Schwingungsverhütungsverfahren wirksam ist, auf den Bereich beschränkt, der in Figur 2 mit A' bezeichnet ist und dessen Frequenzen beträchtlich höher als die Eigenfrequenz vK'/M" des Handgriffs 2 sind. Mit anderen Worten bedeutet das, daß es bei diesem Schwingungsverhütungsverfahren, wenn man eine zufriedenstellende Wirksamkeit der Schwingungsverhütung erzielen will, erforderlich ist, daß die Eigenschwingungsfrequenz /k'/M' auf ein wesentlich niedrigeres Niveau eingestellt wird. Um den Wert /κ'/Μ¹ auf ein niedrigeres Niveau einzustellen, ist es erforderlich, entweder K¹ zu vermindern oder M¹ zu erhöhen. Wenn der Wert K¹ vermindert wird, wird die Steifigkeit des Handgriffs 2 gegenüber dem Schwingungskörper 1 herabgesetzt. Wenn andererseits der Wert M^J erhöht wird, bekommt der Handgriff ein schweres Gewicht.

Infolgedessen ist es bei der vorstehend erläuterten konventionellen schwingungsverhütenden Handgriffvorrichtung so, daß eine Vergrößerung des wirksamen schwingungsverhütenden Frequenzbereichs unvermeidbar der Verminderung des Gewichts des Handgriffs und der Betätigbarkeit des Handgriffs entgegengerichtet ist. Es ist ersichtlich, daß es mit diesem Schwingungsverhütungsverfahren im wesentlichen unmöglich ist, einen schwingungsverhütenden Handgriff zu erhalten, der eine hohe Schwingungsverhütungswirksamkeit, eine überragende Betätigbarkeit und ein leichtes Gewicht hat.

312422ί

Nun sei das Prinzip des schwingungsverhindernden Vorgangs, wie er gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird, unter Bezug auf die Figuren 3 bis 5 erläutert.

In Figur 3 ist ein Schwingungssystem dargestellt, das der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung äquivalent ist. Dieses Schwingungssystem umfaßt einen Schwingungskörper 5, der in der Richtung des Pfeiles u in den Figuren 3 und 5 schwingt (d.h. in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung), eine Feder 6, die sich in einer Richtung (d.h. in einer horizontalen Richtung) erstreckt, welche rechtwinklig zur Schwingungsrichtung verläuft, ein Gewicht 7, das am vorderen Ende der Feder 6 befestigt ist, eine Feder 8, die sich auf der Linie der Verlängerung der Feder 6 erstreckt, und ein Gewicht 9, das am vorderen Ende der Feder 8 befestigt ist. Die Federkonstanten der Federn 6 und 8 in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung sind K bzw. k. Die Massen der Gewichte 7 und 9 sind M bzw. m. (Genau gesagt ist ein Biegemoment vorhanden, das auf jede Feder und jedes Gewicht wirkt. Jedoch kann dieses Moment aus Gründen der vereinfachten Erläuterung des Prinzips weggelassen werden.)

Wenn die Schwingungsphase bzw. -augenblicksamplitude u des Schwingungskörpers 5 zu u = Usincot festgesetzt wird, und wenn die Schwingungsphase bzw. -augenblicksamplitude χ an einem wahlweise angenommen Punkt auf der Feder 8 zu χ = Xsin(Cüt +ψ) festgesetzt wird (worin Ψ ein Phasenwinkel ist), dann wird das Amplitudenverhältnis X/U zwischen ihnen durch die folgende Formel als Funktion der Frequenzen wiedergegeben:

in

ϋ^{(ω) =}

(ω_α2 - ω²)(ω_β ^? - ω²)

(D

ω, = ω /~ΟΓ
α η

Weiterhin ist cC der Abstand vom Gewicht 9, und ?war normiert auf der Basis des Abstands zwischen dem Gewicht 7 und dem Gewicht 9. Der Bereich von cL ist O C oi C 1.

In der obigen Formel repräsentieren -Ti und α) die Eigenfrequenzen der Gewichte 7 bzw. 9, /U repräsentiert das Massenver hältnis zwischen den Gewichten 7 und 9, und weiter gilt -Ω = / K/M,

Wie man aus der Formel (1) ersieht, wird, wenn <JCL (= co

τ=- *|r; ) in Übereinstimmung mit der Schwingungsfrequenz ω des . Schwingungskörpers 5 gebracht wird, der Zähler der Formel (1) zu Null, wodurch es möglich ist, die Amplitude X an einem Punkt (d.h. dem Punkt B in den Figuren 3 und 5) auf der Feder 8 auf Null zu bringen, und im Punkt B wird ein Schwingungsknoten ausgebildet. In Figur 5 ist die Art und Weise der Schwingung des Schwingungssystems schematisch für den Fall dargestellt, in dem ιλ)=υθ, ist. Die Frequenzcharakteristika der Formel (1) werden allgemein so, wie durch die ausgezogene Linie in Figur 4 dargestellt ist. Es ist ersichtlich, daß ein breiter Frequenzbereich A vorhanden ist, in dessen ungefährer Mitte UK liegt und in dem X/ü kleiner als 1 ist. Nach der vorliegenden Erfindung wird der Handgriff der Handgriffvorrichtung am bzw. im Schwingungsknoten angeordnet.

Andererseits entspricht das Gewicht 7 in einer konventionellen dynamischen Schwingungsabsorptionsvorrichtung dem Handgriff

_ ₁₂ _ 312422S

= 1 in der Formel (1)), und die Federn 8 und 9 werden als dynamische Schwingungsdämpfungsvorriehtung komplementär an dem Gewicht 7 befestigt, wodurch sie das Gewicht 7 von den Schwingungen des Schwingungskörpers 5 isolieren sollen, indem angenähert verschiedene Werte gewählt werden, welche S~l = tu . /u<<.1 erfüllen. Jedoch ist in diesem Falle der Frequenzbereich, in dem die Bedingung X/U <O erfüllt ist, schmal, und wenn sich die Schwingungsfrequenz CU des Schwingungskörpers 5 ein wenig von ω verschiebt, wird die Wirkung der Schwingungsverhütung in hohem Maße vermindert. Weiter wird, wenn es zugelassen wird, daß Ai (=—) einen größeren annehmen kann (nämlich, wenn es zugelassen wird, daß m größer ist), der Handgriff schwerer.

Durch die vorliegende Erfindung wird das Schwingungsverhütungssystem über das konventionelle Konzept für die dynamische Schwingungsabsorptionsvorrichtung hinaus verbessert, und das Merkmal der Erfindung besteht insbesondere in der Wahl für 0< °C- < 1, ■Ω. > υΰ / /u = 1 , nämlich für M = m, K>k. Durch diese Wahl wird die Änderung von X/ü in der Nähe von tu, mäßig, und daneben wird der Bereich, der durch A repräsentiert wird, breit. Demgemäß ist es, selbst wenn eine Abweichung der Schwingungsfrequenz ω des Schwingungskörpers 5 von u)·, in einem wesentlichen Ausmaß vorliegt, noch möglich, die Schwingung zu isolieren. Weiter kann, da M = m ist, das Gewicht des Handgriffs vermindert werden. Außerdem kann, da K einen größeren Wert annehmen kann, das Gewicht 7 starr mit dem Schwingungskörper 5 verbunden werden.

Nun seien bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die auf der Basis des oben dargelegten Prinzips aufgebaut sind, unter Bezugnahme auf die Figuren 6 bis 9 näher erläutert.

Die Figur 6 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, und die Figuren 7 bis 9 zeigen eine zweite Ausfuhrungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung.

-■ · 312A229

Es sei zunächst auf Figur 6 Bezug genommen, in der mit 10 ein Schwingungskörper bezeichnet ist, der die Schwingungsquelle bildet, wie beispielsweise ein Gehäuse eines Schwingungswerkzeugs bzw. eines schwingenden Werkzeugs, das in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung schwingt. Eine erste Feder 11 vom Freiträger- bzw. Auslegertyp ist an einem Ende zum Zwecke einer sicheren Verbindung im Schwingungskörper 10 eingebettet und verschweißt, während sich ihr anderes, freies Ende horizontal erstreckt. Ein erster Massenkörper 12 von zylindrischer Form ist am vorderen Ende der Feder 11 befestigt. Weiter erstreckt sich von diesem Massenkörper 12 eine zweite Feder 13 vom Freiträger- bzw. Auslegertyp, und zwar auf der gleichen Linie, auf der sich die Verlängerung der vorerwähnten Feder 11 erstreckt. Ein zweiter Massenkörper 14 von zylindrischer Form ist am vorderen Ende der zweiten Feder 13 vom Freiträgertyp befestigt. Der Massenkörper 14 ist auf der Feder 13 verschiebbar. Weiter ist ein Handgriffteil 15 von zylindrischer Form, das einen dichtverschlossenen Boden hat, so vorgesehen, daß es sich von dem ersten Massenkörper 12 aus erstreckt und die zweite Feder 12 vom Freiträgertyp sowie den zweiten Massenkörper 14 bedeckt, und zwar im Abstand von diesen.

In dieser Ausführungsform entspricht die erste Feder 11 vom Freiträgertyp dem ersten Stab- bzw. Stangenteil, und die zweite Feder 13 vom Freiträgertyp entspricht dem zweiten Stab- bzw. Stangenteil.

Nun sei die Funktionsweise dieser Ausführungsform beschrieben.

Wenn der Schwingungskörper 10 schwingt, dann werden die Schwingungen über die erste Feder 11 vom Freiträgertyp zu dem ersten Massenkörper 12 übertragen, woraufhin bzw. aufgrunddessen der Massenkörper 12 in Schwingung versetzt wird. Weiter werden die Schwingungen des ersten Massenkörpers 12 über die zweite Feder 13 vom Freiträgertyp zum zweiten Massenkörper 14 übertragen, woraufhin bzw. aufgrunddessen der Massenkörper 14 in Schwingung

yJ I L- H C L Cl - 14 - -

versetzt wird. Außerdem werden die Schwingungen des ersten Massenkörpers 12 auch auf das Handgriffteil 15 übertragen.

In dieser Ausführungsform ist die Federkonstante der ersten Feder 11 vom Auslegertyp in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung so festgelegt, daß sie wesentlich größer als diejeniger der zweiten Feder 13 vom Auslegertyp ist, und demgemäß kann der erste Massenkörper 12 als im wesentlichen starr mit dem Schwingungskörper 10 verbunden betrachtet werden. Weiter ist die Masse des ersten Massenkörpers 12 so festgesetzt, daß sie im wesentlichen gleich der Masse des zweiten Massenkörpers 14 ist, und die Masse des Handgriff teils 15 ist so festgesetzt, daß sie viel leichter bzw. geringer als diejenige des Masenkörpers 12 oder 14 ist. Wenn diese Ausführungsform mit dem Schwingungssystem der Figur 3 verglichen wird, kann man sehen, daß die Federn 11 und 13 vom Freiträgertyp in dieser Aus führungs form den Federn '6 bzw. 8 entsprechen, während die Massenkörper 12 und 14 im wesentlichen dem Gewicht 7 bzw. 9 entsprechen.

Demgemäß wird ein Schwingungsknoten, der dem Punkt B in Figur 3 entspricht, in einem vorbestimmten Punkt auf der zweiten Feder 13 vom Auslegertyp gebildet, und die Mitte 15a des Handgriffteils 15, das so ausgebildet ist, daß es ein geringes Gewicht hat, entspricht angenähert diesem Schwingungsknoten. Wie sich aus der obigen Beschreibung des Prinzips ersehen läßt, werden die Schwingungen, die von dem Schwingungskörper 10 herkommen, im wesentlichen von der Mitte 15a des Handgriffteils 15 isoliert.

Weiterhin können die Massen des ersten und zweiten Massenkörpers 12 und 14 so festgelegt werden, daß sie im wesentlichen von gleichem Betrag sind, und demgemäß kann die Handgriffvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung so aufgebaut sein, daß sie ein ziemlich geringes Gewicht hat. Darüberhinaus kann der Ort des Schwingungsknotens dadurch eingestellt werden, daß der zweite Massenkörper 14 entlang der zweiten Feder 13 vom Auslegertyp verschoben wird.

Außerdem ist es in der obigen Ausführungsform nur erforderlich, daß die Form des Handgriffteils 15 so ausgebildet ist, daß dieses im Abstand angeordnet ist, so daß es den zweiten Massenkörper 14 selbst dann nicht berührt, wenn letzterer in Schwingung versetzt wird, und das Handgriffteil 15 kann mit Öffnungen an geeigneten Stellen versehen sein. Weiterhin sind die Befestigungseinrichtungen bzw. -mittel für die Verbindungsstellen bzw. -teile zwischen der ersten Feder 11 vom Freiträgertyp und dem Schwingungskörper 10 oder dem ersten Massenkörper 12 nicht notwendigerweise auf Schweißstellen beschränkt, sondern es können auch andere Befestigungseinrichtungen bzw. -mittel verwendet werden, wie beispielsweise Schrauben. Darüberhinaus können die zweite Feder 13 vom Auslegertyp und das Handgriffteil 15 in geeigneter Weise in einer horizontalen Ebene relativ zu dem Schwingungskörper 10 gebogen sein.

Nun sei die zweite Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Es sei zunächst auf Figur 7 Bezug genommen, in der mit 21 ein Verbindungsteil bezeichnet ist, der eine Schraube 21a und eine Mutter 21b umfaßt. Der Verbindungsteil 21 kann auch jede andere geeignete Form haben, als sie in dieser speziellen Ausführungsform vorgesehen bzw. dargestellt ist. Die Schraube 21a und die Mutter 21b werden, nachdem sie zusammengebaut worden sind, miteinander verschweißt (siehe die am rechten Ende der Mutter und am linken Ende der Schraube angedeutete gemeinsame Schweißstelle) . Jedoch können die Schraube und die Mutter auch aus einem integralen bzw. einstückigen Material ausgebildet sein, zum Beispiel mittels Fräsen.

Weiterhin kann das Außengewinde auch weggelassen sein, und stattdessen kann Vernieten, Verschweißen oder ein anderes geeignetes Befestigungsmittel bzw. eine andere geeignete Befestigungsvorrichtung angewandt werden, so lange dieses bzw. diese in der La-

ge ist, eine sichere Verbindung mit der Schwingungsquelle herzustellen, wie beispielsweise mit einer Verkleidung oder einem Gehäuse (nicht dargestellt) eines elektromotorischen Werkzeugs oder eines pneumatischen Werkzeugs oder eines Hauptteils bzw. Rahmens eines Kraftrads.

An der Mitte des Verbindungsteils 21 ist ein Stab- bzw. Stangenteil 22, wie beispielsweise eine dicke Klaviersaite, mittels Schweißen, Verschrauben oder durch ein anderes geeignetes Befestigungsmittel bzw. eine andere geeignete Befestigungsvorrichtung sicher befestigt. Das Stab— bzw. Stangenteil 22 erstreckt sich (bezogen auf die Figur 7) nach links, und ein erster Massenkörper 23 ist an einer Zwischenstelle auf dem Stab- bzw. Stangenteil befestigt. In der dargestellten Ausführungsform werden zwei Schrauben, vorliegend Madenschrauben, 24a und 2 4b als Befestigungsvorrichtung benutzt. Jedoch können auch andere Befestigungsmittel bzw. -vorrichtungen, wie beispielsweise Verschweißen oder andere Arten von Schrauben, verwendet werden.

Ein zweiter Massenkörper 25 ist am vorderen Ende des Stangenteils 22 befestigt. In der dargestellten Ausführungsform dienen die Schrauben 26a und 26b, vorliegend wieder Madenschrauben, als Befestigungsmittel. Jedoch kann das Befestigungsmittel auch irgendein anderes geeignetes Befestigungsmittel- oder eine andere geeignete Befestigungsvorrichtung sein, wie oben erwähnt.

Der Abstand I₁ zwischen dem ersten Massenkörper 23 und dem wesentlichen Teil des Verbindungsteils 21 beträgt vorzugsweise von etwa 50 bis etwa 70 mm im Falle einer Handgriffstange eines Kraftrads, und der Abstand 1„ zwischen dem ersten Massenkörper 3 und dem zweiten Massenkörper 5 beträgt vorzugsweise von etwa 70 bis etwa 120 mm. Infolgedessen ist I₁ stets kürzer als I₂. Der Durchmesser des Stangenteils 22 beträgt vorzugsweise von etwa 5,2 bis 8,0 mm. Das Stangenteil kann in seinem Querschnitt quadratisch, hexagonal oder flach, wie zum Beispiel langgestreckt rechteckig, sein.

Das Bezugszeichen 27 ist einem Handgriffteil zugeordnet, das aus einem halbstarren Material, wie beispielsweise Kunstharz, Gummi bzw. Kautschuk, Hartpapier oder Holz, hergestellt ist, und es ist allgemein hülsen- oder rohrförmig ausgebildet und hateine solche Länge, daß es den zweiten Massenkörper 25 abdeckt. Aus Figur 7 ist ersichtlich, daß das linke Ende des Handgriffteils 27, wie dargestellt, offen sein kann, jedoch kann dieses linke Ende auch geschlossen sein, wie in strichpunktierter Linie angedeutet ist; dioses linke Ende ist in Figur 7 das der Schwingungsquelle abgewandte Ende. Außerdem kann, wie in Figur 7 dargestellt, das rechte Ende des Handgriffteils 27, also das in Figur 7 der Schwingungsquelle zugewandte Ende, geschlossen sein, und zwar mit Ausnahme einer öffnung 28, durch die das Stangenteil 22 hindurchgeht.

Durch diese zweite Ausführungsform wird eine schwingungsverhütende Wirkung in der gleichen Weise erzielt, wie sie oben anhand der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist und durch welche keine gefährlichen Schwingungen auf das Handgriffteil 27 übertragen werden. In dieser Aus fühn.ngs form sind der erste Massenkörper 23 und der zweite Massenkörper 25 bezüglich ihrer Orte bzw. ihrer festen Anbringung auf dem Stangenteil 22 einstellbar, und infolgedessen ist es möglich, eine optimale Schwingungsisolationswirksamkeit durch angemessene Einstellung der Positionen der vorerwähnten beiden Massenkörper zuerzielen.

Nun seien unter Bezugnahme auf die Figuren 10 und 11 die Ergebnisse näher erläutert, die mittels eines Schwingungstests erzielt wurden, der unter Verwendung von zwei Arten von kommerziell erhältlichen handbetätigten elektromotorischen bzw. elektromotorisch angetriebenen Schleifgeräte erzielt wurden, welche mit Handgriffvorrichtungen ausgerüstet wurden, die zur Erprobung auf der Basis der oben beschriebenen Ausführungsform hergestellt worden waren. In der.zur Erprobung hergestellten Handgriffvorrichtung wurde ein Klavierdraht ,eier einen Durchmesser von 6 mm

hatte (die wirksame Länge betrug 10 mm), für die erste Feder vom Auslegertyp in der obigen ersten Ausführungsform verwendet, und ein K-lavierdruht,der einen Durchmesser von 4,5 nun hatte (die wirksame Länge betrig 60 mm), wurde für die zweite Feder vom Auslegertyp verwendet. Die Massen des ersten und zweiten Massenkörpers 12 und 14 wurden so eingestellt, daß sie 100 g betrugen .

Die Figur 10 veranschaulicht die Fälle, in denen ein handbetätigtes, elektromotorisches bzw. elektromotorisch angetriebenes Schleifgerät verwendet wurde, das die Handelsbezeichnung Toshiba Modell DG-125B hatte, während in Figur 11 die Fälle dargestellt sind, in denen ein Schleifgerät verwendet wurde, das unter der Handelsbezeichnung Mitake AG-180 vertrieben wird. Diese handbetätigten, elektromotorischen bzw. elektromotorisch angetriebenen Schleifgeräte wurden mit einer konventionellen Standard-Handgriffvorrichtung und mit der Handgriffvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet. Die Figuren 10 und 11 zeigen die Beschleunigungssignale der Schwingungen, welche auf die Handgriffvorrichtungen übertragen worden sind. Diese Messungen wurden ausgeführt, während die elektrischen Schleifgeräte im Leerlauf liefen, und die Messung wurde an einer Stelle ausgeführt, welche sich 10 cm einwärts vom vorderen Ende des Handgriffs befand. In Figur 10a und in Figur 11a sind die Beschleunigungsschwingungen in einer Links-und-Rechts-Richtung der Handgriffe gezeigt, während in der Figur 10b und in der Figur 11b die Beschleunigungsschwingungen in der Aufwärts-und-Abwärts-Richtung der Handgriffe dargestellt sind. In den Figuren 10 und 11 repräsentieren die horizontalen Achsen die Zeit, während die vertikalen Achsen die Beschleunigung repräsentieren, und G stellt die Erdbeschleunigung dar. In jedem Falle wurde eine wesentliche Schwingungsdämpfungswirkung bei den erfindungsgemäßen Handgriffen beobachtet, wie sich aus der Darstellung ersehen läßt, und es ist ersichtlich, daß die Beschleunigungsamplituden sowohl in der Aufwärts-und-Abwärts-Richtung und in der Links-und-Rechts-Richtung mittels des Handgriffs nach der vorliegenden Erfindung auf etwa ein Fünftel vermindert wurden.

Leerseite

Claims

PATENTANWALT DIPL.-PHYS."JOHANNES SPIES " 3124229- WIDIiNMAYERSTRASSE 4H · 8000 MÜNCHEN 22 '" TELEFON: (089) 226917 · TELEGRAMM-KURZANSCHRIFT: PATOMIC MÜNCHEN FP/55-84,3O2&56-5 8,29iWG-C

1) MAKOTO MINAMIDATE 2) KAZUTO SETO

24-7, Mito, Hatsuse-cho, 1727-3, Shimo-Yamaguchi,

Miura-shi, Kanagawa; Japan Hayama-machi, Miura-gun,

Kanagawa; Japan

HandgriffVorrichtung vom Vibrationsisolationstyp

PATENTANSPRÜCHE

1J Handgriffvorrichtung vom Vibrationsisolationstyp, da-

durch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt: einen Verbindungsteil (21), der dazu geeignet ist, fest mit einem Schwingungskörper verbunden zu werden; ein Stangen- bzw. Stabteil (22), das sich koaxial von der Mitte des Verbindungsteils (21) aus erstreckt; einen ersten Massenkörper (23), der auf dem Stab- bzw. Stangenteil (22) in einer Position, in der er sich nahe an dem Verbindungsteil (21) befindet, befestigt ist; einen zweiten Massenkörper (25), der auf dem freien Ende des Stab- bzw. Stangenteils (22) angebracht ist; und ein Handgriff teil (27), das konzentrisch zu dem Stab- bzw. Stangenteil (22) vorgesehen und an dem ersten Massenkörper (2 3) befestigt ist, wobei dieses Handgriffteil (27) eine Länge hat, die ausreicht, daß es den zweiten Massenkörper (25) bedeckt.

2. HandgriffVorrichtung vom Vibrationsisolationstyp, da-

durch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:

312422

ein erstes Stab- bzw. Stangenteil (6,11), das mit einem Schwingungskörper (5,10) verbunden ist und sich in einer Richtung erstreckt, die unter einem rechten Winkel zur Richtung der Schwingungen des Schwingungskörpers (5,10) verläuft; einen ersten Massenkörper (7,12), der auf dem vorderen Ende des ersten Stab- bzw. Stangenteils (6,11) angebracht ist; ein zweites Stab- bzw. Stangenteil (8,13), das mit dem ersten Massenkörper (7,12) verbunden ist und sich in einer Richtung erstreckt, die unter einem rechten Winkel zur Richtung der Schwingungen des Schwxngungskörpers (5,10) verläuft; einen zweiten Massenkörper (9,14), der auf dem vorderen Ende des zweiten Stab- bzw. Stangenteils (8,13) angebracht ist; und ei ι Handgriffteil (15), das sich von dem ersten Massenkörper (7,121 aus erstreckt so vorgesehen ist, daß es das zweite Stab- bzw. ;5tangenteil (8,13) in einem Abstand von diesem bedeckt; wobei die Federkonstante des ersten Stab- bzw. Stangenteils (6,11) in der Quer-Schwingungsrichtung bzw. in der Richtung quer zu den Schwingungen so festgesetzt ist, daß sie größer als diejenige des zweiten Stab- bzw. Stangenteils (8,13) ist; und wobei die Massen des ersten und zweiten Massenkörpers (7,12;9,14) so festgesetzt sind, daß sie im wesentlichen gleich sind.

3. Handgriffvorrichtung vom Vxbrationsisolationstyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Massenkerper (23,25) verschiebbar auf dem Stab- bzw. Stangenteil (22) ar gebracht sind, so daß ihre jeweiligen Positionen auf dem Stat- bzw. Stangenteil (22) einstellbar sind.

4. Handgriffvorrichtung vom Vxbrationsisolationstyp nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Handgriffteil (27) rohrförmig und aus einem halbsteifen bzw. -starren Material hergestellt ist.

5. Handgriffvorrichtung vom Vxbrationsisolationstyp nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß

das Stab- bzw. Stangenteil (22) aus einem Klavier- bzw. Pianodraht bzw. aus einer Klavier- bzw. P- anosaite hergestellt ist.

6. Handgriffvorrichtung vom Vibrationsisolationstyp nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Massenkörper (4) auf dem zweiten Stab- bzw. Stangenteil (13) verschiebbar angebracht ist, so daß seine Position auf dem zweiten Stab- bzw. Stangenteil (13) relativ zu dem ersten Massenkörper (12) einstellbar ist.

7. Handgriffvorrichtung vom Vibrationsisolationstyp nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekenn zeichnet , daß das Handgriffteil (15) rohrförmig und aus einem halbsteifen bzw. -starren Material hergestellt ist.

8. Handgriffvorrichtung vom Vibrationsisolationstyp nach Anspruch 2, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Stab- bzw. Stangenteil (11) aus einem Klavier- bzw. Pianodraht bzw. aus einer Klavier- bzw. Pianosaite hergestellt ist/ der bzw. die einen Durchmesser von etwa 6 mm hat, während das zweite Stab- bzw. Stangenteil (13) aus einem Klavier- bzw. Pianodraht bzw. einer Klavier- bzw. PLanosaite hergestellt ist, der bzw. einen Durchmesser von etwa 4,5 mm hat.