DE3124349C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Handgriffvorrichtung vom Vibrationsdämpfungstyp, umfassend

• (a) einen ersten Vibrationsmassenkörper, der dazu geeig­ net ist, mit einer Vibrationsquelle verbunden zu wer­ den;
• (b) einen zweiten Vibrationsmassenkörper, der konzen­ trisch zu dem ersten Vibrationsmassenkörper vorgese­ hen und dazu geeignet ist, vom ersten Vibrationsmas­ senkörper aus gesehen, als ein Freiträger zu vibrie­ ren;
• (c) ein erstes Verbindungsteil, welches den ersten und zweiten Vibrationsmassenkörper verbindet;
• (d) ein zweites Verbindungsteil, welches mit dem zwei­ ten Vibrationsmassenkörper verbunden ist und eine geringere Steifigkeit als das erste Verbindungsteil hat.

Eine derartige Handgriffvorrichtung vom Vibrations­ dämpfungstyp ist insbesondere für Kraftfahrzeuge, elek­ tromotorische bzw. elektromotorisch angetriebene Werk­ zeuge, pneumatische Werkzeuge, oder dergleichen anwend­ bar.

Nach dem Stande der Technik ist es allgemein üblich, für eine Handgriffvorrichtung dieser Art ein elastisches Material als Schwingungsdämpfer zu verwenden. Bei einem elastischen Material bleibt jedoch selbst dann, wenn da­ durch eine adäquate Dämpfungswirkung erzielt worden ist, insofern eine Schwierigkeit bestehen, als die Handgriff­ betätigung so flexibel oder weich ist, daß eine Stabili­ tät bei der Betätigung nur sehr schwer erzielbar ist. Beispielsweise bringt eine solche Handgriffvorrichtung im Falle von Krafträdern eine nachteilige Wirkung hinsicht­ lich der Stabilität des Steuer- bzw. Lenkvorgangs hervor, und im Falle von elektromotorischen bzw. elektromotorisch angetriebenen Werkzeugen verursacht sie derartige Nach­ teile, wie den Nachteil, daß eine Zentrierung schwierig wird und daß mit großer Wahrscheinlichkeit ein Taumeln auftritt.

Kräftige Vibrationen, die von einem handbetätigten Vi­ brationswerkzeug auf die Handgriffstange übertragen wer­ den, sind geeignet, Gefahren zu verursachen, wie bei­ spielsweise die Weiß- bzw. Bleichfingerkrankheit. Es ist daher für die Gesundheit der Arbeiter, die solche Vi­ brationswerkzeuge bedienen, wichtig, solche gefährlichen Vibrationen zu dämpfen.

Aus der DE 31 09 298 C2 ist eine Handgriffvorrichtung vom Vibrationsdämpfungstyp der eingangs genannten Art bekannt, bei der das zweite Verbindungsteil ebenso wie das erste Verbindungsteil den ersten und zweiten Vibra­ tionsmassenkörper miteinander verbindet, so daß damit die beiden Verbindungsteile zwei parallele bzw. konzen­ trische Verbindungen zwischen den beiden Vibrationsmas­ senkörpern bilden. Hierbei weist das zweite Verbindungs­ teil eine geringere Steifigkeit als das erste Verbin­ dungsteil auf, indem es als Schraubenfeder ausgebildet ist, während das erste Verbindungsteil eine praktisch starre Handgrifflängsachse ist, auf welcher der zweite Vibrationsmassenkörper drehbar und axial verschiebbar an­ gebracht ist. Die schwingungsdämpfende Funktionsweise be­ steht bei dieser Handgriffvorrichtung darin, daß über das eine Ende der Schraubenfeder, welches mittels des ersten Vibrationsmassenkörpers fest mit der Handgrifflängsachse verbunden ist, die vom jeweiligen Werkzeug verursachten Schwingungen und Stöße auf die Schraubenfeder übertragen werden, wobei die Federeigenschaften so eingestellt sind, daß die werkzeugspezifischen Schwingungen das andere, be­ weglich gelagerte Ende der Schraubenfeder in wesentlich gedämpfter Form erreichen. Im Gegensatz zu üblichen Schrau­ benfedern, die nur eine einzige Resonanzfrequenz aufwei­ sen und daher nur in einem eng begrenzten Frequenzbereich dämpfen, weist die Schraubenfeder in der Handgriffvorrich­ tung nach der DE 31 09 298 C2 zur Verbreiterung des be­ dämpften Frequenzbereichs aufeinanderfolgend und abwech­ selnd Windungen mit kleinem Windungsdurchmesser und -abstand und Windungen mit größerem Windungsdurchmesser und -abstand auf.

Jedoch werden durch die Handgriffvorrichtung nach der DE 31 09 298 C2 hauptsächlich die parallel zur Handgriff­ längsachse verlaufenden Schwingungen und Stöße gedämpft, während es von den senkrecht zur Handgrifflängsachse wir­ kenden Schwingungskomponenten in dieser Druckschrift heißt, daß sie "je kleiner sie durch konstruktive Maß­ nahmen gehalten werden, desto besser von der Schrauben­ feder gedämpft" werden, was bedeutet, daß diese Schwin­ gungskomponenten praktisch nur sehr schlecht gedämpft werden. Gerade die senkrecht zur Handgrifflängsachse ver­ laufenden Schwingungen sind aber die gesundheitlich ge­ fährlichen Vibrationen, da sie die menschliche Hand er­ heblich beanspruchen, während dagegen die parallel zur Handgrifflängsachse gerichteten Schwingungen nur im Sinne eines "Hin- und Herrutschens" des Handgriffs in der Hand wirken, was zwar für die Führung des Werkzeugs von Be­ deutung ist, sich dagegen kaum als belastende Beanspru­ chung der Hand auswirkt. Abgesehen hiervon sind es oft die senkrecht zur Handgrifflängsachse gerichteten Schwin­ gungen und Stöße, die auch für die Führung des Werkzeugs störend sind, wie das beispielsweise bei Preßlufthämmern der Fall ist.

Aus der GB 4 77 290 ist eine vibrationsdämpfende Handgriff­ vorrichtung bekannt, bei der das eigentliche schwingungs­ dämpfende Teil ebenfalls eine Schraubenfeder ist, die auch um die Handgrifflängsachse herum angeordnet ist. Auch wenn die Schraubenfeder hier - im Gegensatz zu der Handgriff­ vorrichtung nach der DE 31 09 298 C2 - exzentrisch zur Handgrifflängsachse vorgesehen und bezüglich ihrer Win­ dungen anders ausgebildet ist, gelten doch grundsätzlich ähnliche Kriterien hinsichtlich der zu dämpfenden Schwin­ gungen, wie sie oben zur DE 31 09 298 C2 dargelegt sind, da die wesentliche Dämpfungswirkung einer Schraubenfeder stets in deren Axialrichtung erbracht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Handgriff­ vorrichtung vom Vibrationsdämpfungstyp der eingangs ge­ nannten Art so auszubilden, daß diese in der Lage ist, die gefährlichen Schwingungen bzw. Vibrationen, die quer zum Handgriff gerichtet sind, wirksam zu dämpfen und gleichzeitig ein starres, festes, stabiles, straffes Hal­ ten eines Handgriffteils zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• (1) ein dritter Vibrationsmassenkörper konzentrisch zu dem ersten Vibrationsmassenkörper vorgesehen ist;
• (2) das zweite Verbindungsteil den zweiten und dritten Vibrationsmassenkörper verbindet; und
• (3) ein elastisches Teil oder mehrere elastische Teile zwischen dem ersten und dritten Vibrationsmassenkör­ per vorgesehen ist bzw. sind.

Auf diese Weise werden, wie weiter unten in näheren Ein­ zelheiten erläutert ist, Vibrationen bzw. Schwingungen, die eine Gefahr verursachen, wie zum Beispiel eine Weiß- bzw. Bleichfingerkrankheit, mittels der Handgriffvorrich­ tung wirksam gedämpft.

Die Erfindung sei nachstehend anhand einer in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung im Prinzip dargestellten, be­ sonders bevorzugten Ausführungsform näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnitts-Seitenansicht einer Ausfüh­ rungsform einer Handgriffvorrichtung gemäß der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Aufsicht auf das linke Ende der Hand­ griffvorrichtung in Fig. 1; und

Fig. 3 eine Aufsicht auf das rechte Ende der Hand­ griffvorrichtung in Fig. 1.

In den Figuren der Zeichnung ist mit 1 ein erster Vibra­ tionsmassenkörper bezeichnet, der vorliegend die Form einer kreisförmigen hohlen Schale bzw. eines kreisförmi­ gen hohlzylindrischen Tellers hat, er kann jedoch auch jede andere geeignete Form haben, so lange er im wesent­ lichen starr ist und eine Masse hat, die vom Standpunkt der Vibrations- bzw. Schwingungsdynamik als ein Vibra­ tionsmassenkörper zu qualifizieren ist. Weiterhin ist die­ ser Vibrationsmassenkörper 1 in der dargestellten Aus­ führungsform rotationssymmetrisch, jedoch braucht er nicht notwendigerweise auf eine solche Gestalt beschränkt zu sein.

Ein Anschlußteil 2 ist fest an der Mitte auf der äußeren Stirnoberfläche des schwingungsaufnehmenden Vibrations­ massenkörpers 1 befestigt. Das Anschlußteil 2 ist dazu geeignet, mit einem Vibrations- bzw. Schwingungskörper (nicht gezeigt) verbunden zu werden, beispielsweise ei­ nem Körper bzw. Hauptteil eines Kraftrads. In dem Fall, in dem die Handgriffvorrichtung als Handgriff eines Kraft­ rads verwendet wird, wird je eine der Handgriffvorrich­ tungen an je einer Seite des Körpers bzw. Hauptteils des Kraftrads mittels jeweiliger Anschlußteile 2 befestigt. Im Falle eines elektromotorischen Vibrationswerkzeugs bzw. eines elektromotorisch angetriebenen, Vibrationen erzeugenden Werkzeugs, wie es zum Beispiel eine elektri­ sche Schleifeinrichtung, ein elektromotorischer Bohrer oder eine elektromotorische Bügel-, Drill- oder Metall­ säge ist, kann die Handgriffvorrichtung in der gleichen Weise mit der Verkleidung oder dem Gehäuse eines sol­ chen Werkzeugs befestigt werden. Dieses Anschlußteil 2 ist in dem ersten Vibrationsmassenkörper 1 der Handgriff­ vorrichtung vorgesehen bzw. darin einbezogen.

Das Anschlußteil 2 ist aus einer Schraube 2 a, deren inne­ res Ende an den Vibrationsmassenkörper 1 angeschweißt ist, und einer Mutter 2 b, die auf die Schraube aufgeschraubt und an diese und/oder an den Vibrationsmassenkörper 1 angeschweißt ist, zusammengesetzt. Jedoch kann das An­ schlußteil 2 als integraler Teil des Vibrationsmassen­ körpers 1 ausgebildet sein, beispielsweise durch Fräsen, Abschleifen o. dgl. Das Außengewinde der Schraube 2 a bil­ det eine sichere Befestigungseinrichtung für eine Ver­ bindung mit einem Vibrations- bzw. Schwingungskörper, wie es zum Beispiel ein Körper bzw. Hauptteil, Chassis o. dgl. eines Kraftrads ist. Jedoch kann anstelle der Ver­ bindung vom Schraubentyp eine Verbindung vom Niettyp oder vom Schweißtyp verwendet werden.

Ein als Stab- bzw. Stangenteil ausgebildetes erstes Ver­ bindungsteil 3, das eine Länge von beispielsweise 10 bis 20 cm besitzt und dessen Fußteil fest an dem vibrations­ aufnehmenden Vibrationsmassenkörper 1 befestigt ist, erstreckt sich von der Mitte des Vibrationsmassenkörpers 1 in Fig. 1 nach rechts zu. Im Falle eines Handgriffs ei­ nes Kraftrads ist der Durchmesser des Verbindungsteils 3 vorzugsweise etwa 4 bis 8 mm. Das Verbindungsteil 3 kann einen kreisförmigen Querschnitt haben. Jedoch kann es auch in seinem Querschnitt winkelförmig oder sonstwie sein.

Aus Fig. 1 ist ein zweiter Vibrationsmassenkörper 4 ersichtlich, der am rechten Ende des Verbindungsteils 3 mittels zweier Stifte 5 a und 5 b befestigt ist, die vorzugs­ weise Gewindestifte bzw. Madenschrauben sind.

Mit 7 ist ein dritter Vibrationsmassenkörper bezeichnet, der konzentrisch zum ersten Vibrationsmassenkörper 1 vor­ gesehen ist. Mit 6 ist ein als Hülse ausgebildetes zwei­ tes Verbindungsteil bezeichnet, das aus einem flexiblen Material hergestellt ist, welches eine leichte Elastizi­ tät besitzt, wie beispielsweise Kunststoff o. dgl. Nach Fig. 1 ist das zweite Verbindungsteil 6 an seinem linken Ende durch eine Befestigungseinrichtung bzw. ein Befesti­ gungsmittel, wie beispielsweise Schrauben oder Klebstoff, am dritten Vibrationsmassenkörper 7 befestigt, und an seinem rechten Ende ist es in entsprechender Weise fest am zweiten Vibrationsmassenkörper 4 befestigt. Das zweite Verbindungsteil 6 ist konzentrisch zu dem ersten Verbin­ dungsteil 3 vorgesehen, welches durch die Mitte der Hülse unter Abstand von der Hülse hindurch verläuft. Das zwei­ te Verbindungsteil 6 bildet ein rohrförmiges Handgriff­ teil der Handgriffvorrichtung.

Zwischen dem ersten Vibrationsmassenkörper 1 und dem dritten Vibrationsmassenkörper 7 sind beispielsweise vier oder sechs als Federn ausgebildete elastische Teile 8 radial vorgesehen. Die Federn können durch ein einziges Teil aus Gummi, Kautschuk oder dergleichen ersetzt wer­ den. Diese elastischen Teile 8 bilden ein Federteil der Handgriffvorrichtung, und sie ergeben außerdem in vie­ len Fällen eine Vibrations- bzw. Schwingungsdämpfungs­ wirkung.

Nun sei die Funktionsweise der Handgriffvorrichtung be­ schrieben:

Vibrationen bzw. Schwingungen werden von einer Vibrations- bzw. Schwingungsquelle, wie zum Beispiel einem Körper, Hauptteil, Chassis o. dgl. eines Kraftrads oder von einer Verkleidung oder einem Gehäuse eines elektromotorisch angetriebenen Werkzeugs, her übertragen. Wenn der Betrieb während einer langen Zeitdauer fortgesetzt wird, ohne daß solche Vibrationen bzw. Schwingungen berücksichtigt wer­ den, ist es möglich, daß die Vibrationen bzw. Schwingungen eine sogenannte Weiß- bzw. Bleichfingerkrankheit bewirken, so daß sie infolgedessen zu einem ernsthaften Problem fur die Gesundheit der Arbeiter führen. Die hier vorgeschla­ gene Handgriffvorrichtung ist dazu vorgesehen, daß sie solche gefährlichen Vibrationen bzw. Schwingungen effektiv, wenn nicht sogar vollständig, dämpft und dadurch eine sol­ che Gefahr im wesentlichen ausschließt.

Solche gefährlichen Vibrationen bzw. Schwingungen werden über das Anschlußteil 2 direkt auf den ersten Vibrations­ massenkörper 1 mit im wesentlichen der gleichen Amplitude und Frequenz, wie sie die Schwingungsquelle hat, übertra­ gen, und sie werden dann über das erste Verbindungsteil 3 auf den zweiten Vibrationsmassenkörper 4 übertragen. Wenn man annimmt, daß der erste Vibrationsmassenkörper 1 sta­ tionär ist, dann schwingt der zweite Vibrationsmassenkör­ per 4 quer, und zwar über das erste Verbindungsteil 3 als elastischen Körper. Die Schwingungen werden dann über das zweite Verbindungsteil 6 auf den dritten Vibrationsmas­ senkörper 7 übertragen. Gemäß einem Experiment hat es sich gezeigt, daß dieser dritte Vibrationsmassenkörper 7 eine Schwingungsphase hat, die angenähert umgekehrt zur Schwin­ gungsphase des ersten Vibrationsmassenkörpers 1 ist, und der dritte Vibrationsmassenkörper 7 ist ziemlich gut auf die anderen Teile abgeglichen, um die Schwingungen auszu­ löschen, so daß dadurch gefährliche Schwingungen, die von dem zweiten Verbindungsteil 6, welches als ein Handgriff dient, auf die Hände der Bedienungsperson übertragen wer­ den, auf etwa ein Zehntel bis ein Zwanzigstel der Schwin­ gungen herabgesetzt werden, die andernfalls von der Schwingungsquelle, wie beispielsweise einem Körper, Haupt­ teil, Gestell o. dgl. eines Kraftrads, direkt auf den Handgriff übertragen werden würden. Infolgedessen wird da­ durch die gewünschte Wirkung, die mittels der vorgeschla­ genen Handgriffvorrichtung erreicht werden soll, erzielt. In diesem Falle ist außerdem ersichtlich, daß das als Hül­ se ausgebildete zweite Verbindungsteil 6, das aus einem leicht elastischen Material hergestellt ist, auch dahin­ gehend wirkt, daß es die Vibrationen bzw. Schwingungen in einer Art und Weise dämpft, die derjenigen von Gummi, Kautschuk u. dgl. entspricht, und daß außerdem die Federn, die als elastische Teile 8 radial vorgesehen sind, eine entsprechende Wirkung aufweisen. Es wird nämlich davon ausgegangen, daß der zweite und dritte Vibrationsmassen­ körper 4 und 5 Vibrations- bzw. Schwingungsbewegungen ausführen, durch welche die Vibrationen bzw. Schwingungen des ersten Vibrationsmassenkörpers 1 ausgelöscht werden, so daß dadurch die anfängliche Vibrations- bzw. Schwin­ gungsenergie als die Vibrations- bzw. Schwingungsdämp­ fungsenergie zerstreut wird. Weiter sind in der vorge­ schlagenen Handgriffvorrichtung das erste Verbindungs­ teil 3 und das zweite Verbindungsteil 6 aus einem Material hergestellt, das einem starren Körper eng angenähert ist, und das zweite Verbindungsteil 6 bildet ein Handgriffteil. Infolgedessen ergibt sich kein derartiger Nachteil, daß der Betrieb zu flexibel oder zu weich ist.

Claims (5)

1. Handgriffvorrichtung vom Vibrationsdämpfungstyp, umfassend

• (a) einen ersten Vibrationsmassenkörper, der dazu ge­ eignet ist, mit einer Vibrationsquelle verbunden zu werden;
• (b) einen zweiten Vibrationsmassenkörper, der konzen­ trisch zu dem ersten Vibrationsmassenkörper vorge­ sehen und dazu geeignet ist, vom ersten Vibrations­ massenkörper aus gesehen, als ein Freiträger zu vibrieren;
• (c) ein erstes Verbindungsteil, welches den ersten und zweiten Vibrationsmassenkörper verbindet;
• (d) ein zweites Verbindungsteil, welches mit dem zwei­ ten Vibrationsmassenkörper verbunden ist, und ei­ ne geringere Steifigkeit als das erste Verbindungs­ teil hat;

dadurch gekennzeichnet, daß

• (1) ein dritter Vibrationsmassenkörper (7) konzen­ trisch zu dem ersten Vibrationsmassenkörper (1) vorgesehen ist;
• (2) das zweite Verbindungsteil (6) den zweiten und dritten Vibrationsmassenkörper (4, 7) verbindet; und
• (3) ein elastisches Teil (8) oder mehrere elastische Teile (8) zwischen dem ersten und dritten Vibra­ tionsmassenkörper (1, 7) vorgesehen ist bzw. sind.

2. Handgriffvorrichtung vom Vibrationsdämpfungstyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verbindungsteil (6) ein rohrförmiges Hand­ griffteil ist, wobei das erste Verbindungsteil (3) durch dessen Mitte im Abstand von demselben hindurch verläuft.

3. Handgriffvorrichtung vom Vibrationsdämpfungstyp nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das erste Verbindungsteil (3) eine Stange bzw. ein Stab ist, die bzw. der einen Durchmesser von vorzugsweise 4 bis 8 mm hat.

4. Handgriffvorrichtung vom Vibrationsdämpfungstyp nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastische Teil (8) ein Gum­ mi- bzw. Kautschukteil oder eine Feder umfaßt oder aus einem Gummi- bzw. Kautschukteil oder einer Feder be­ steht oder daß die elastischen Teile (8) mehrere Gummi- bzw. Kautschukteile oder mehrere Federn umfassen oder aus mehreren Gummi- bzw. Kautschukteilen oder mehreren Fe­ dern bestehen.