DE69329686T2

DE69329686T2 - Vibrationsdämpfer für handbetätigte vibrierende Vorrichtung

Info

Publication number: DE69329686T2
Application number: DE69329686T
Authority: DE
Inventors: T. Gwinn; H. Marjoram
Original assignee: Lord Corp
Current assignee: Lord Corp
Priority date: 1993-01-27
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 2001-06-07
Anticipated expiration: 2013-12-17
Also published as: WO1994016864A1; EP0680399B1; EP0680399A4; DE69329686D1; EP0680399A1

Description

Querbezug zu verwandten Anmeldungen

Die vorliegende Erfindung ist eine Continuation-in-part-Anmeldung der Anmeldung mit dem Aktenzeichen Serial No, 08/009,695, eingereicht von James T. Gwinn am 27. Januar 1993 im Namen des Inhabers der vorliegenden Erfindung.

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich von Vibrationsdämpfern. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf den Bereich von Elastomer enthaltenden Vibrationsdämpfern zur Isolation eines Benutzers vor mechanischen Vibrationen von Hand betätigten vibrierenden Vorrichtungen.

Hintergrund der Erfindung

Eines der Probleme, denen ein Benutzer von Hand betätigten vibrierenden Ausrüstungsgegenständen gegenübersteht, ist das Aussetzen hinsichtlich erhöhten mechanischen Vibrationsniveaus. Eine Langzeitaussetzung hat zu Symptomen von nervösen Gefäßsystemen und Knochen/Muskelschädigungen geführt, wie z. B. dem Hand-Arm-Vibrationssyndrom und Weißhand. Viele haben versucht, das Problem einer exzessiven Vibration, die auf den Benutzer von Hand betätigten Werkzeugen übertragen wird, zu lösen durch das Einbringen von Elastomerelementen zwischen dem Benutzer und der vibrierenden Vorrichtung. Es sind Versuche gemacht worden, die mechanische Vibration der Vorrichtung zu isolieren und/oder zu dämpfen. Ein derartiger Isolierungsversuch wird gelehrt von der US- PS 3,968,843 (Shotwell) worauf hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, wonach ein pneumatischer Lufthammer vorgesehen ist mit einem stoß- und vibrationsabsorbierenden Einsatz oder einem Kissenelement 30 zwischen dem Körper des Werkzeuges 10 und dem Griff 19. Der Isolator, der zum Einsatz kommt, ist ein einfacher Schichtisolator vom Kompressionstyp. Die Betriebstheorie liegt darin, eine weiche Feder zwischen dem Benutzer und der vibrierenden Vorrichtung zu plazieren, um somit den Benutzer von der mechanischen Vibration zu isolieren. Die Isolatoren vom Kompressionstyp besitzen jedoch einen schwerwiegenden Nachteil. Sie erfahren einen inhärenten Versteifungsdefekt wenn die Bedienungsperson eine größere Kraft auf das Werkzeug überträgt. Dies liegt an der inhärenten Belastungsempfindlichkeit des Elastomeren bei der Kompression. Aus diesem Grund ist, wenn die Kraft ansteigt, das Vibrationsniveau, welches durch den Benutzer empfunden wird, verschlechtert. Mit anderen Worten, je härter die Bedienungsperson drückt, um so wirkungsloser wird der Isolator.
Außerdem müssen, um die Steuerung des Werkzeuges aufrechtzuerhalten, die Stoß- und Torsionsbewegungen des Werkzeuges eingegrenzt werden. Die US-PS 2,500,036 (Horvath) benutzt ein duales federndes Element 80 und 81 um eine begrenzte Axialbewegung zu ermöglichen und das Stoßen einzuschränken. Es werden außerdem eine Mehrzahl von Verriegelungssegmenten 85 eingesetzt, um die Torsionsrotation des Griffelementes 30 relativ zum Körper 10 einzuschränken.
In der US-PS 5,054,562 (Honsa et al) ist ein Isolator vorgesehen, welcher eine axiale Vibrationsisolation zur Verfügung stellen soll, wie auch eine schlagende Torsionssteuerung, indem die Arbeitsschale 20 umgeben wird mit laminaren Schichten von Elastomeren. Obwohl hierbei eine handliche Packung entsteht, besteht hierbei das gleiche inhärente Problem der Kompressionsbelastungsversteifung wie bei dem vorgenannten Versuch von Shotwell.
Entsprechend der Lehre der US-PS 4,401,167 (Sekizawa et al.) haben andere versucht, die elastomeren Elemente 6a und 6b zwischen den Werkzeugkörper 1 und den Griff 2 zu plazieren. Obwohl die Plazierung des Elastomeren in Scherbelastung im wesentlichen die Belastungsversteifungseffekte eliminiert, bietet es keine Versteifung, die niedrig genug ist zur optimalen Steuerung um dabei nach wie vor die Steuerung des Werkzeuges aufrechtzuerhalten.
Weitere Versuche, die Vibrationsisolationscharakteristika von handbetätigten Werkzeugen zu verbessern, haben die Zufügung einer Fluiddämpfung zum Isolator eingeschlossen. Durch zusätzliche Dämpfung über das hinaus, was verfügbar ist von einer elastomeren Einrichtung allein, können die Vibrationen, die von dem Werkzeug ausgehen, darüber hinaus reduziert werden. Die US-PS 4,667,769 (Keller), auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, beschreibt einen solchen Isolator, bei dem eine Fluiddämpfung zu einem Isolator hinzugefügt wird, die für eine Montage eines Griffes an einem vibrierenden Werkzeugkörper geeignet ist.
Darüber hinaus beschreibt die US-PS 4,236,607 (Hawles et al.) ein Vibrationsunterdrückungssystem, bei welchem das Fluid durch das innere Element der Montage hindurchgeführt wird, um verstärkte Gegenträgheitskräfte zur Verfügung zu stellen. Die US-PS 4,969,632 (Hodgson et al.) und die US-PS 4,733,758 (Duclos et al.), auf welche hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, beschreiben andere abstimmbare Montageeinrichtungen.
Die EP-A-2046212 beschreibt eine Anti-Vibrationseinrichtung für ein elektrisch betriebenes Handwerkzeug und umfaßt ein Anti-Vibrationselement zwischen dem Griff und dem Werkzeug. Die Vorrichtung umfaßt ein kollapsibles Element zum Absorbieren der Vibration.
Die EP-A-6020734 beschreibt eine ähnliche Einrichtung, wobei der kollapsible Abschnitt eine äußere und eine innere Hülse umfaßt, wobei die äußere Hülse flexibel ist, um die Vibration zu absorbieren.
Die US-A-3072955 offenbart einen Handgriff für den Einsatz bei Werkzeugen und ähnlichem mit einem innen verkeilten gespaltenen elastomeren Zylinder. Der Griff ist ausgelegt, um die Hand des Benutzers vor Hitze oder Reibung zu schützen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist ausgelegt, um einen verbesserten Vibrationsdämpfer zur Verfügung zu stellen, zur Reduzierung des mechanischen Vibrationsniveaus, welches auf den Benutzer übertragen wird, um die Merkmale und Nachteile der verfügbaren Montageeinrichtungen für vibrierende handbetätigte Einrichtungen und Werkzeuge zu überwinden, und besteht aus einem Isolator, wie er in Anspruch 1 definiert ist.
Im besonderen stellt die vorliegende Erfindung einen Isolator oder Dämpfer zur Verfügung für den Einsatz in einem handbetätigten vibrierenden Gerät, welches eine Federkennungscharakteristik besitzt für die Montage die dämpft um einen Faktor im Bereich von etwa 2 bis 20 bei einer ansteigenden Anwendung von Kraft durch die Bedienungsperson, um somit die Vibrationsisolierung zu verbessern.
Der Isolator oder Dämpfer kann eine Einrichtung bereitstellen, die eine axiale Vibrationsisolierung des Werkzeugkörpers relativ zum Werkzeuggriff gestattet, mit einer Einrichtung, die eingeschlossen ist zur Begrenzung von Torsions- und Drehkräften und Schlagen des Werkzeugkörpers relativ zum Werkzeuggriff, welches essentiell ist zur Steuerung der vibrierenden Vorrichtung.
Der elastomere Isolator kann eine Hubbegrenzungseinrichtung einschließen, um unerwünschte exzessive Bewegungen zu verhindern.
Der Isolator kann eine Einrichtung vorsehen, um eine Isolierung vor radialen Vibrationen auf den Benutzer zur Verfügung zu stellen, durch Einschließen von mehreren radialen Knickelementen.
Der Isolator kann eine Vibrationsisolation für den Benutzer bereitstellen bei einer bestimmten Betriebsfequenz durch den Einschluß inerter Fluidkräfte innerhalb des Elastomeren und des Fluidisolators.
Der Isolator kann Metallknickelemente einschließen, um eine Vibrationsisolation für den Benutzer bereitzustellen.
Ein zusätzliches Merkmal liegt darin, einen elastomeren Vibrationsisolator bereitzustellen für den Einsatz bei einem handbetätigten Vibrationsgerät, welches die radialen mechanischen Vibrationen reduziert, die auf den Benutzer übertragen werden, mit einem Körper eines Elastomeren, der von der Hand des Benutzers ergriffen wird, wobei der Körper an dem Gerät angeordnet ist.
Die Charakteristika der vorliegenden Erfindung werden deutlich aus der beigefügten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung bilden, erläutern verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Zeichnungen und die Beschreibung zusammen dienen der vollständigen Beschreibung der Erfindung.
Fig. 1A ist eine teilweise aufgeschnitten Seitenansicht unter Wiedergabe der Installation einer Ausführungsform des Knickisolators und eine Ausführungsform des Griffisolators einer handbetätigten vibrierenden Vorrichtung;
Fig. 1B ist eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht, die eine zweite Ausführungsform des Griffisolators darstellt;
Fig. 2A ist eine Seitenansicht im Schnitt zur Erläuterung einer Ausführungsform eines Griffisolators für eine handbetätigte vibrierende Vorrichtung, gesehen entlang der Schnittlinie 2A-2A der Fig. 2B;
Fig. 2B ist eine Endansicht zur Erläuterung einer Ausführungsform des Griffisolators sowie zur Erläuterung der mehrfachen Knickabschnitte;
Fig. 2C ist eine vergrößerte Teilansicht in perspektivischer Darstellung zur Erläuterung eines der Knickabschnitte des Griffisolators;
Fig. 2D ist eine Endansicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform des Griffisolators, die die mehrfachen Knickabschnitte zeigt;
Fig. 2E ist eine Seitenansicht im Schnitt zur Erläuterung einer Ausführungsform eines Griffisolators für eine vibrierende Vorrichtung, gesehen entlang den Schnittlinien 2E-2E in Fig. 2D;
Fig. 2F ist eine vergrößerte Endansicht, bei welcher ein Teil weggeschnitten ist zur Erläuterung der Einrichtung zur Begrenzung der Torsionsbewegung für die vibrierende Vorrichtung;
Fig. 2G ist eine Teilendansicht zur Erläuterung eines Knickabschnittes des Griffisolators in geknicktem Status;
Fig. 2H ist eine vergrößerte Teilendansicht zur Erläuterung der Dimensionen des Knickabschnittes des Griffisolators;
Fig. 3A ist die Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Knickisolators;
Fig. 3B ist eine Seitenansicht im Schnitt des Knickisolators, gesehen entlang der Schnittlinie 3B-3B der Fig. 3A;
Fig. 3C ist eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform des Knickisolators, dargestellt in geknicktem Status;
Fig. 3D ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Knickisolators für eine handbetätigte vibrierende Vorrichtung;
Fig. 3E ist eine vergrößerte Seitenansicht teilweise im Schnitt der zweiten Ausführungsform des Knickisolators;
Fig. 4A ist eine Seitenansicht im Schnitt einer Ausführungsform eines Fluid- und Elastomerisolators, installiert innerhalb einer handbetätigten vibrierenden Vorrichtung;
Fig. 4B ist eine geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Fluid- und Elastomerisolators;
Fig. 5A ist eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Federkonstantencharakteristika, die der Knickisolator besitzt innerhalb der handbetriebenen vibrierenden Vorrichtung!
Fig. 5B ist eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Federkonstantencharakteristika, die der Fluid- und Elastomerisolator besitzt innerhalb der handbetriebenen vibrierenden Vorrichtung;
Fig. 6A ist eine Seitenansicht im Schnitt einer dritten Ausführungsform eines Isolators zum Einsatz in Handwerkzeugen mit einem abgestimmten Vibrationsabsorber;
Fig. 6B ist eine Seitenansicht im Schnitt einer vierten Ausführungsform eines Isolators zum Einsatz in Handwerkzeugen unter Verwendung eines Hybrid-Absorber/Knick-Säulenisolators;
Fig. 6C ist eine grafische Darstellung der beabsichtigten Leistungscharakteristika der dritten Ausführungsform des Isolators innerhalb der handbetriebenen vibrierenden Vorrichtung;
Fig. 6D ist eine grafische Darstellung zur Erläuterung der tatsächlichen Leistungscharakteristika der dritten Ausführungsform des Isolators innerhalb der handbetriebenen vibrierenden Vorrichtung;
Fig. 7A ist eine perspektivische Darstellung einer fünften Ausführungsform des Isolators gemäß der vorliegenden Erfindung, die den Einsatz metallischer Knickfedern wiedergibt;
Fig. 7A' ist ein vergrößerter Querschnitt in Seitenansicht eines individuellen Federelementes des Isolators gemäß Fig. 7A, wobei die Knickposition in gestrichelten Linien wiedergegeben ist;
Fig. 7B ist eine perspektivische Darstellung einer sechsten Ausführungsform des Isolators gemäß der vorliegenden Erfindung unter Wiedergabe einer zweiten Form einer metallischen Knickfeder;
Fig. 7B' ist ein vergrößerter Querschnitt einer Seitenansicht eines individuellen Federelementes des Isolators gemäß Fig. 7B, wobei die Knickposition in gestrichelten Linien wiedergegeben ist;
Fig. 7C ist eine perspektivische Darstellung einer siebten Ausführungsform des Isolators gemäß der vorliegenden Erfindung unter Wiedergabe einer dritten Form einer metallischen Knickfeder und
Fig. 7C' ist ein vergrößerter Querschnitt einer Seitenansicht eines individuellen Federelementes des Isolators gemäß Fig. 7C, wobei die geknickte Position in gestrichelten Linien eingefügt ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1A ist eine Ausführungsform eines Knickisolators oder -dämpfers 20A sowie eine getrennte Ausführungsform eines Griffisolators 30A wiedergegeben, installiert in der Umgebung einer handbetätigten vibrierenden Vorrichtung 10. Die vibrierende Vorrichtung, die benutzt wird, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, ist ein pneumatischer Lufthammer, wobei jedoch der Knickisolator 20A und der Griffisolator 30A in gleicher Weise wirksam sind, wenn sie entsprechend angeordnet sind, in jedem Typ einer handbetätigten vibrierenden Einrichtung oder Vorrichtung. Der pneumatische Lufthammer oder die vibrierende Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Eingriffswerkzeug 32 (Fig. 1B), welches vorzugsweise aus Stahl ist und mit dem (nicht dargestellten) Werkstück in Eingriff tritt. Die vibrierende Vorrichtung 10 umfaßt außerdem einen Griff 34, welcher von einer Hand des Benutzers ergriffen wird. Darüber hinaus ist der Griff an eine Hülse 36 angeschlossen, die vorzugsweise eine zylindrische Form besitzt. Es kann jedoch auch eine Hülse, die in dem Griff integriert ist, ebenso in Betracht gezogen werden. Ein Ende des Knickisolators 20A ist an dem Griff 34 über Schraubbolzen oder andere Befestigungseinrichtungen 37 gehalten. Das andere Ende des Knickisolators 20A ist an dem Werkzeugkörper 38 mittels Schraubbolzen oder anderer Befestigungseinrichtungen 37 gehalten. Der Knickisolator 20A ist befestigt zwischen dem Werkzeugkörper 38 und dem Griff 34 und gestattet es dem Körper 38, daß er axial ausgelenkt werden kann, und wirkt somit als eine Isolatorfeder zwischen dem Werkzeugkörper 38 und dem Griff 34. Die Axialbewegung wird eingeschränkt durch eine Schulter 48. Die Schulter besteht aus einer Erhebung 47, die ein Teil hiervon ist oder an dem Werkzeugkörper 38 befestigt ist, sowie aus einer Reihe von Schultern 49A und 49B, die alternativ die Enden der Erhebung 47 in den Laufbegrenzungen kontaktieren. Als Beispiel, jedoch nicht als Einschränkung begrenzt die Schulter 48 die Bewegung in axialer Richtung auf 1 cm (0,4 Zoll) als maximale Druckauslenkung und 0,25 cm (0,1 Zoll) als Zugauslenkung.
Um die Steuerung der vibrierenden Vorrichtung 10 aufrechtzuerhalten, ist es wichtig, die Torsions- und Knicksteifigkeit der vibrierenden Vorrichtung 10 so hoch wie möglich zu halten, um im Gegensatz den Benutzer von der Vibration zu isolieren, ist es erstrebenswert, die axiale Steifigkeit so niedrig wie möglich zu halten. Dieses sind miteinander konkurrierende Kriterien und normalerweise sind beide nicht erreichbar, da bei Reduzierung der axialen Steifigkeit durch Reduzierung der elastomeren Dicke und/oder des Elastizitätsmoduls die Knick- und Torsionssteifgkeiten ebenfalls reduziert werden. Niedrige Knick- und Torsionssteifigkeiten führen zu einer schlechten Werkzeugsteuerung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Werkzeugkörper 38 am Knicken relativ zu der Hülse 36 gehindert und dementsprechend auch der Griff 34 über die Gleitoberflächen 40A und 40B, die einen axialen Abstand voneinander besitzen und die in leichtem Kontakt mit der äußeren Peripherie 42 des Werkzeugkörpers 38 stehen. Die Gleitoberflächen 40A und 40B und/oder die äußeren Peripherien 42 sind mit Teflon® oder einem anderen geeigneten Mittel zur Reibungsreduzierung überzogen. Dies macht es möglich, daß der Werkzeugkörper 38 teleskopartig innerhalb der Hülse 36 zu gleiten vermag, um den elastomeren Knickabschnitt 44A des Knickisolators 20A axial zusammenzudrücken, wodurch die Federkennung in Axialrichtung innerhalb des später noch zu beschreibenden Arbeitslastbereiches reduziert wird.
Um, entsprechend der Darstellung in Fig. 2F, die Torsionsbewegung einzuschränken, sind Splinte oder Keile 50, die zum Werkzeugkörper 38 hinzugefügt sind, innerhalb von Nuten 52, die in der Hülse 36 ausgebildet sind, aufgenommen. Zusammen bilden die Splinte oder Keile 50 mit den Nuten 52 eine Einrichtung zur Begrenzung der Torsionsbewegung 56, während eine uneingeschränkte Axialbewegung möglich ist. Andere Einrichtungen zur Begrenzung der Torsionsbewegung, wie flache und unrunde Formen, sind ebenfalls akzeptabel. Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1A bilden die Gleitoberflächen 40A und 40B zusammen mit der äußeren Peripherie 42 des Werkzeugkörpers 38 eine Einrichtung zur Begrenzung der Knickbewegung, während eine relativ uneingeschränkte Axialbewegung möglich ist.
Die Knick- und Torsionsmöglichkeiten sind eingeschränkt, aber eine Axialverschiebung des Werkzeugkörpers 38 relativ zum Griff 34 kann eintreten durch das Zusammendrücken des Knickisolators 20A. Der Knickisolator 20A erreicht eine viel geringere axiale Federkennung als herkömmliche Vorrichtungen. Wenn der Benutzer eine Axialkraft auf den Griff 34 entlang der axialen Achse aufbringt, wobei diese Kraft den Knickisolator 20A zusammendrückt, bewirkt dies, daß der elastomere Abschnitt 44A einer Knickung unterzogen wird. Der elastomere Abschnitt 44A erfährt eingangs eine hohe statische Steifigkeit, aber wenn eine höhere Kraft aufgebracht wird und der elastomere Abschnitt 44A beginnt einzuknicken, sinkt die Kraft die erforderlich ist, um den Abschnitt einzuknicken, dramatisch ab. Nachdem dieser Abfallpunkt erreicht ist, was auch als "Knie" in der Federkennungskurve bekannt ist, wird eine Betriebszone (oder Arbeitslastbereich) erreicht, in welchem die Federkennung sehr niedrig ist. Normalerweise ist innerhalb dieser Zone die Federkennung im Bereich von 2 bis 30 mal niedriger als die statische Ausgangsfederkennung. Sie kann sogar stärker abfallen durch eine entsprechende Größenbemessung des elastomeren Abschnittes 44A. Innerhalb dieses Betriebsbereiches wird eine maximale Vibrationsisolation erreicht. Eine vollständige Beschreibung der elastomeren Knickabschnitte findet sich in den amerikanischen Patentschriften No. 3 798 916 (Schwemmer), 3 948 501 (Schwemmer), 3 280 970 (Henshaw) und Re 27,318 (Gensheimer), die hiermit alle als Bestandteil der Beschreibung herangezogen werden.
Lediglich als Beispiel, und nicht als Einschränkung, liegt die statische Ausgangsfederkennung des Knickisolators bei 664 N · cm&supmin;¹ (375 lbf/in) bei einer Belastung von 22,5 N (5 lbf) und bei der Betriebsbelastung von 180 N (40 lbf) liegt die Federkennung bei 26,6 N · cm&supmin;¹ (15 lbf/in). Der Knickisolator 20A stellt eine axiale Vibrationsisolation zur Verfügung, die besser ist als die herkömmlichen Isolatoren vom Kompressionstyp und fluidgedämpften Montagen für handbetätigte vibrierende Vorrichtungen. In manchen Fällen kann jedoch eine Radialvibration eine ernsthafte Vibration auf den Benutzer übertragen, trotz des Isolators 20A als Folge, daß der Keil 50 in der Keilnut 52 hämmert.
In den Fig. 2A und 2B ist eine erste Ausführungsform eines Griffisolators 30A dargestellt. Der Griffisolator 30A wirkt sowohl als Griff für den Benutzer, um die vibrierende Vorrichtung 10 zu ergreifen, als auch als Radial- und Axialisolator zum Isolieren des Benutzers vor einer mechanischen Radial- und Axialvibration, die hiervon ausgeht. Der Griffisolator 30A kann an der vibrierenden Vorrichtung 10 an einem Punkt installiert werden, der geeignet ist, wie etwa am Werkzeugkörper 38 (Fig. 1A). Alternativ könnte der Griffisolator 30B das Werkzeug 32 umgreifen (Fig. 1B). In manchen Fällen wird diese letztere Ausführungsform bevorzugt, da viele Bedienungspersonen es wünschen, den Hammer 10 so weit vorn wie möglich zu ergreifen für ein verbessertes Gleichgewicht.
Der Griffisolator 30A umfaßt einen Körper aus Elastomerem 46B, eine Anzahl von Knickabschnitten 44B, die sich radial von dem Körper des Elastomeren 46B radial nach innen in Richtung auf die Mittelachse A erstrecken. Entsprechend der Darstellung in Fig. 2C besitzen diese Knickabschnitte 44B eine Länge L (Zoll), eine Breite W (Zoll), eine Dicke t (Zoll) und sind aus Elastomeren geformt mit einem Schermodul G (psi). Die Parameter L, W, t und G sind ausgewählt, um ein optimales Knicken für die vibrierende Vorrichtung 10 bereitzustellen (Fig. 1A). Die Knickabschnitte werden gebildet durch im wesentlichen parallele Schlitze 45, die sich in den Körper des Elastomeren 46B hinein erstrecken. Wie vollständig in den beiden Schwemmer-Patenten und den Henshaw- und Gensheimer-Patenten erläutert ist, müssen die Abschnitt, um die entsprechenden Knickeigenschaften aufzuweisen, ein Längen- zu Dickenverhältnis von L/t ≥ 2 besitzen.
Herkömmliche Griffe umfaßten einen Schaumgummiaufbau, der zwar ausgezeichnete Vibrationsisolationscharakteristika besitzt, aber diese Griffe nutzen sich sehr rasch ab, besitzen eine geringe Gesamtfestigkeit und werden durch Öl verschmutzt. Herkömmliche Griffe aus natürlichem Gummi sind robuster als Schaumgriffe, aber sie versagen bei der geeigneten Isolierung der Hand des Benutzers. Der Griffisolator 30A oder 30B gemäß der vorliegenden Erfindung wird über das zu isolierende Element 32 oder 38 geschoben, so daß in seiner statischen Form die Knickabschnitte 44B eingeknickt sind und der Benutzer ist optimal isoliert den Vibrationen (siehe Fig. 2G). Die vorliegende Erfindung stellt einen robusten Griff zur Verfügung, der in der Lage ist, den Benutzer gegenüber Vibrationen zu isolieren.
Eine zweite Ausführungsform eines Griffisolators 30B ist in den Fig. 2D und 2E dargestellt. Diese Ausführungsform umfaßt einen Körper eines Elastomeren 46C, wobei jedoch die Knickabschnitte 44C gebildet werden durch eine Reihe im wesentlichen paralleler Kerne oder Bohrungen 58, die sich in den Körper des Elastomeren 46C hinein erstrecken. Die große Bohrung 60 besitzt in montiertem Zustand eine Zusammenwirkung mit dem zu isolierenden Element, wie etwa einem Eingriffswerkzeug 32 (Fig. 1B) oder einem Werkzeugkörper 38 (Fig. 1A). Eine Zwischenwandung 59 (Fig. 2E) aus Elastomerem stellt eine radiale Stabilität gegenüber den Bohrungen 58 zur Verfügung und ermöglicht gleichzeitig eine axiale Weichheit des Isolators 308. Durch das Drücken des Griffisolators 30B über das zu isolierende Element werden die Knickabschnitte 44C (Fig. 2B) eingeknickt, und als Ergebnis wird die radiale Federkennung substantiell abgesenkt.
Bei dieser Ausführungsform besitzen die Knickabschnitte 44c eine niedrige kombinierte axiale Steifigkeit, um eine Isolation gegenüber axialen Vibrationen zur Verfügung zu stellen. Diese Konfiguration wird bevorzugt beim Einsatz im Bereich der Fig. 1B Umgebung, bei welcher eine axiale Vibration erzeugt wird. Das weiche Elastomere, welches zum Einsatz kommt, besitzt vorzugsweise eine Härte im Bereich von 30 bis 100 Durometer. In idealer Weise kann weicher natürlicher Kautschuk zum Einsatz kommen mit einem Schermodul von etwa 75 psi für den Griffisolator 30A und 30B.
Die Fig. 2H zeigt Knickabschnitte 44C mit einer Länge L, einer Breite W und einer Dicke t, die aus Elastomerem geformt sind, mit einem Schermodul G. Die Parameter L, W und p sind so ausgewählt, daß die Knickabschnitte 44C eine für diese Anwendung entsprechende Knickung besitzen. Andere Formen von Aufbohrungen oder ausgekernten Abschnitten können in Betracht gezogen werden, die ein Knicken ermöglichen, wie etwa eine rechteckige, eine dreieckige und sonstige Querschnittsformen, die die Knickrichtung ausrichten.
Eine Ansicht einer ersten Ausführungsform des Knickisolators 20A ist in den Fig. 3A und 3B wiedergegeben. Der Isolator 20A umfaßt ein erstes Endelement 62, ein zweites Endelement 64 und einen Körper aus Elastomerem 46A integriert verbunden mit den Elementen 62 und 64. Der Körper aus Elastomerem 46A umfaßt einen Knickabschnitt 44A, der nach außen knickt unter Einwirkung einer Belastung entsprechend der Darstellung in Fig. 3C.
Die Fig. 3D und 3E zeigen einen anderen Typ eines Knickisolators 20B für den Einsatz in einer handbetriebenen vibrierenden Vorrichtung 10. Dieser Knickisolator 20B besitzt eine leicht konische Form von jedem Endelement 62 und 64 auf der äußeren Oberfläche des Körpers des Elastomeren 46D derart, daß die Mitte der dünnste Bereich ist. Dies fördert das nach innen gerichtete Knicken des W- förmigen Knickabschnittes 44D. Wenn der vergrößerte Abstand, der bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1A verfügbar ist, nicht erforderlich ist, bietet diese zweite Ausführungsform eine kompaktere Umhüllung.
In Fig. 4A ist eine Fluid-und-Elastomer-Version des Knickisolators 20C dargestellt. Der Knickisolator 20C bietet eine Fluidkammer 68 mit einem ersten variablen Volumen, eine zweite Fluidkammer 70 mit einem variablen Volumen sowie einen Fluiddurchlaß 72, der eine Fluidverbindung zwischen den Kammern 68 und 70 bietet. Das Fluid 74 füllt im wesentlichen die Kammern 68 und 70, wie auch den Fluiddurchlaß 72, aus. Die Theorie des Betriebes des Fluid-und-Elastomer-Isolators ist einfach. Wenn Luftimpulse in die Vorrichtung 10 über einen Luftdurchlaß oder einen Luftzuführschlauch 80A eintreten und den Werkzeugkörper 38 erregen, schwingt der Werkzeugkörper 38 entsprechend. Die dynamische Schwingung des Werkzeugkörpers 38, relativ zum Griff 34, bewirkt, daß der Knickabschnitt 44E sich dynamisch auslenkt. Dies pumpt Fluid 74 von einer Kammer 68 in die andere Kammer 70. Aufgrund der unterschiedlichen Querschnittsfläche zwischen dem Fluiddurchlaß 72 und den Fluidkammern 68 und 70 und der Übertragbarkeit bei Resonanz des Fluids 74 kann das Fluid 74 auf große Geschwindigkeiten beschleunigt werden, während es durch den Durchlaß 72 hindurchtritt, und kann signifikante Phasen erzeugen von Gegenträgheitskräften. Hieraus ergibt sich bei einer entsprechenden Abstimmung, daß diese Trägheitskräfte so abgestimmt werden können, daß eine dynamische Steifigkeitskerbung bei einer vorherrschenden Betriebsfrequenz zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch wird die Vibration substantiell reduziert, die auf den Benutzer übertragen wird.
Bei dieser Ausführungsform ist ein erstes flexibles Element 76, welches einen Teil der ersten Fluidkammer 68 mit variablem Volumen definiert, eine textilverstärkte Membran. Die Membran läßt eine Temperaturexpansion zu und gestattet eine statische Verschiebung des Fluids von einer Kammer in die andere. Ein zweites flexibles Element 78, welches einen Teil der zweiten Kammer 70 mit variablem Volumen definiert, umfaßt den Knickabschnitt 44E. Der Luftdurchlaß 80A ist ein flexibler Balg, wie etwa ein Stahlfederbalg und durchgreift die zweite Fluidkammer 70 mit variablem Volumen.
In Fig. 4B ist eine zweite Ausführungsform einer Fluid-und-Elastomer-Version des Knickisolators 20C wiedergegeben. Der einzige Unterschied zwischen der Ausführungsform, die in Fig. 4A dargestellt und dieser ist der Aufbau des Luftdurchlasses 80B. Bei dieser Ausführungsform gleitet der Luftdurchlaß 80B teleskopisch innerhalb eines Rohres 82, das an dem Werkzeugkörper angebracht ist. Ein Paar von Dichtungen 84 verhindert, daß Fluid 74 aus der Kammer 68 entkommt und Luft in die Kammer 68 eintritt.
In Fig. 5A ist eine Leistungskurve der Knickisolatoren 20A, 20B und 20C wiedergegeben. In der Leistungskurve sind Axialbelastungen in Pfund (lbf) auf der Vertikalachse über Auslenkung in Zoll (in) auf der Horizontalen aufgetragen und aufgespalten in fünf unterschiedliche Abschnitte, die mit 1 bis 5 bezeichnet sind. Der Abschnitt 1 der Kurve erläutert die Eingangsfederkennung mit niedriger Belastung vor dem Eintritt irgendwelcher Einknickungen. Der Abschnitt 2 erläutert den Beginn des Einknickens, wobei die Federkennung abzufallen beginnt. Der Abschnitt 3 erläutert den optimalen Betriebspunkt, bei welchem die tangentiale Federkennung am niedrigsten ist. Der Abschnitt 4 ist derjenige, bei welchem der Knickabschnitt derart ausgeknickt ist, daß er sich zu verhalten beginnt als Kompressionselement und versteift sich wesentlich. Der Abschnitt 5 ist dort, wo der Knickabschnitt am Boden auftrifft und eine Hubbegrenzung erfährt.
In Fig. 5 ist eine Leistungskurve der Fluid-und-Elastomer-Version des Knickisolators 20C wiedergegeben. Der mit 1 bezeichnete Kurvenabschnitt ist die niedrigfrequente dynamische Steifigkeit, die im wesentlichen auf dem Anteil der elastomeren Steifigkeit beruht. Der Abschnitt 2 ist der Kerbabschnitt. Die Kerbe ist abgestimmt für das Zusammenfallen mit der fundamentalen Frequenz der Eingangsvibration durch Veränderung der funktionalen Charakteristika des Fluidbereiches, d. h. der Länge des Trägheitsweges, der Dichte des Fluids uw. Der Abschnitt 3 ist die dynamische Spitzensteifigkeit und fällt eng zusammen mit der natürlichen Frequenz des Fluids. Der Abschnitt 4 ist die hohe Frequenzsteifigkeit nachdem das Fluid dynamisch versperrt ist und nicht länger den Fluiddurchlaß durchströmt.
In Fig. 6A ist eine weitere Ausführungsform des Isolators 20F erläutert. Dieser Isolator 20F eignet sich zur Reduzierung der Vibration, die auf einen Benutzer übertragen wird, von einer handbetätigten Vorrichtung und ähnlichem. Bei dieser Ausführungsform bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente, verglichen mit den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen. Die Vorrichtung umfaßt einen Griff 34F, eine Hülse 36F, die an dem Griff 34F befestigt ist, sowie einen Werkzeugkörper 38F ähnlich den vorbeschriebenen Ausführungsformen. Der Hauptunterschied liegt in einer Reduktion der Federkennung innerhalb eines Betriebsbereiches der Frequenz, welche erreicht wird durch den Einschluß eines ersten und eines zweiten Elastomeren 84 und 85 sowie einer schwebend gehaltenen abgestimmten Masse 86.
Das erste elastomere Element 84 ist ein reines Scherelement, d. h. bei einer axialen Belastung entlang der Achse Y-Y wird der erste Elastomerabschnitt 84 einer reinen Scherbelastung ausgesetzt. Der zweite Elastomerabschnitt 85 ist vorzugsweise ebenfalls ein reiner Scherabschnitt, aber jeder könnte ebensogut ein kompressionsbelasteter Abschnitt sein. Der erste Elastomerabschnitt 84 ist integral und chemisch gebunden an das erste Endelement 62F und das zweite Endelement 46F. Das erste Endelement umfaßt einen Hülsenteil 87 sowie einen befestigten Plattenteil 89, der an dem Handgriff 34F befestigt ist. Das zweite Endelement 64F umfaßt einen Hülsenteil 8T und ist an einem Plattenteil 89' befestigt, welcher wiederum an dem Werkzeugkörper 38F befestigt ist. Der erste Elastomerabschnitt 84 stellt eine flexible Verbindung zwischen dem Griff 34F und dem Werkzeugkörper 38F zur Verfügung und bewirkt eine Isolierung, indem eine relative Axialbewegung hierzwischen gestattet wird. Eine Hubbegrenzung 48 begrenzt die Axialbewegung in einer ähnlichen Weise wie bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen. Die Masse 86 ist ebenfalls an dem ersten Endelement 62F integral gehalten und chemisch gebunden.
Die Masse 86 und das zweite Elastomerelement 85 sind derart abgestimmt, daß die Masse 86 bei einer Resonanzfrequenz schwingt, gerade oberhalb der Frequenz von Interesse, d. h. der Motorfrequenz oder der Lufthammerfrequenz. Die abgestimmte Frequenz oder die natürliche Frequenz fn in Hz der Masse 86, kann genähert werden durch die Beziehung fn = 1/2 π(K/M)1/2, wobei K die Schersteifigkeit (lb/in) in Pfund pro Zoll des zweiten Elastomerelementes 85 und M die Masse der Masse 86 ist. Als Beispiel und nicht als Einschränkung ist die Schersteifigkeit K = 100 Pfund pro Zoll (lb/in), die Masse M = 1 lb, Masse in Pfund Sekunden pro Zoll zum Quadrat (lb sec/in²), und die Resonanzfrequenz etwa 31 Hz. Indem man die natürliche Frequenz auf 31 Hz abstimmt und diese Masse 86 bei einem typischen Schlaghammer einsetzt, liegt der Betriebsbereich beispielsweise zwischen etwa 28 und 31 Hz. Normalerweise liegt die Eingangsvibration bei einem Lufthammer·bei etwa 30 Hz. Dies führt zu einer Reduktion der Übertragung der mechanischen Frequenz auf dem Benutzer innerhalb des Frequenzbereiches. Die Befestigungsmittel 37F und 37F' sichern das erste Endelement 62F und das zweite Endelement 64F am Griff 34F bzw. dem Werkzeugkörper 38F.
Die Fig. 6B ist eine weitere Ausführungsform des Isolators 20G. Diese Ausführungsform ist ähnlich der Ausführungsform gemäß Fig. 6A mit der Ausnahme, daß das erste elastomere Element 84G ein Knickabschnitt ist. Knickabschnitte sind beschrieben im Stand der Technik in den amerikanischen Patentschriften Nr. 3 948 501, 3 798 916, 3 280 970 und Re 27,318. Das Element 84G knickt radial nach innen ein (entsprechend den gestrichelten Linien) nach der Anwendung einer axialen Belastung. Die Masse 86 und das zweite elastomere Element 85 funktionieren als ein abgestimmter Absorber wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform. In diesem Fall ist der Knickabschnitt vorzugsweise integral und chemisch gebunden zwischen dem schalenförmigen ersten Endelement 62F' und dem plattenähnlichen zweiten Endelement 64F'. Nach dem Einknicken fällt die Federkennung des Knickabschnittes dramatisch ab (um bis zum 30-Fachen oder mehr) und stellt eine niedrige Federkennung zur Isolation des Benutzers innerhalb des Knickbereiches zur Verfügung. Der abgestimmte Absorber umfaßt die Masse 86 und das Elastomerelement 85, die darüber hinaus die Vibration reduzieren können, die auf den Benutzer übertragen wird.
Die Fig. 6C ist eine Erläuterung der beabsichtigten oder analytischen Leistung der abgestimmten Absorberausführungsform des Isolators 20F der Fig. 6A. Die ausgezogene Linie 88 zeigt die analytische Leistung des Systems an ohne einen abgestimmten Absorber mit einem ersten Elastomerelement 84 (Fig. 6A) vom Schertyp. Die Resonanz bei etwa 9 Hz ist die Systemresonanz. Die bei 90 angezeigte Kurve gilt für das System einschließlich einer sehr kleinen Masse für die abgestimmte Masse 86 (Fig. 6A). Die Kurve 92 erläutert eine Masse 86 (Fig. 6A), die eingesetzt wird bei dem Experiment von etwa 1 (lb) Pfund Gewicht. Theoretisch kann bei diesem Beispiel der Bereich der verbesserten Isolation gesehen werden zwischen etwa 28-31 Hz, wobei die Spitzenbeschleunigungen reduziert werden.
Die Fig. 6D ist eine Erläuterung der tatsächlichen experimentellen Leistung der abgestimmten Absorberausführung des Isolators 20F der Fig. 6A. Die ausgezogene Linie 94 zeigt die Leistung an bei der Spitzenbeschleunigung in Zoll pro Sekunde Quadrat (in/s²) als Funktion der Frequenz (Hz). Wie erwartet, werden die Spitzenbeschleunigungen substantiell reduziert innerhalb des Betriebsbereiches von etwa 28-31 Hz.
Die Fig. 7A ist eine Erläuterung einer weiteren Ausführungsform des Knickisolators 20H. Der Isolator 20H knickt radial nach außen ein unter Anwendung einer Last derart, daß die Federkennung reduziert wird innerhalb eines Auslenkungsbereiches in einer ähnlichen Weise wie bei den zuvor erwähnten Elastomerausführungsformen. Der Isolator 20H umfaßt eine Reihe von Knickelementen 95H, die sich zwischen den Endteiten 96H und 97H erstrecken. Die Endteile 96H und 97H sind an dem Werkzeuggriff 34H bzw. dem Werkzeugkörper 38H befestigt. Vorzugsweise besitzen die Knickelemente 95H eine Krümmung, um das Ausknicken in eine Richtung zu drücken. Die Knickelemente 95H bestehen vorzugsweise aus Metall und werden gebildet aus einem gestanzten und gebogenen Blech und sind vorzugsweise hergestellt aus Federstahl oder sind in Stahl vom Federtyp verwandelt durch eine entsprechende Wärmebehandlung. Entsprechend der Darstellung in Fig. 7A knickt bei Anlegen einer Axialbelastung das Knickelement 95H radial nach außen, wie dies in gestrichelten Linien dargestellt ist. Nach dem Einknicken fällt die Federkennung des Isolators dramatisch ab.
Die Fig. 7B ist die Erläuterung einer weiteren Ausführungsform des Knickisolators 20J. Diese Ausführungsform funktioniert ähnlich derjenigen der Fig. 7A, mit der Ausnahme, daß die Knickelemente 95J nicht Teil eines gestanzten Bleches sind. Die Elemente 95J sind individuelle und vorzugsweise metallische Elemente aus Draht mit einer hierin ausgebildeten Krümmung. Der bevorzugte Querschnitt ist rund. Die Knickelemente 95J vom Drahttyp greifen in Ausnehmungen in den Endteilen 96J und 97J ein. Wiederum bestehen vorzugsweise die Knickelemente 95J aus Federstahl oder ähnlichem. Nach dem Einknicken wird die axiale Federkennung substantiell reduziert.
Die Fig. 7C ist noch eine weitere Erläuterung einer Ausführungsform des Knickisolators 20K. Bei dieser Ausführungsform sind die Knickelemente 95K Streifenelemente mit spulenförmigen oder umhüllten Enden zur Aufnahme von Stiften 99K. Die Elemente 95K besitzen vorzugsweise eine Krümmung entlang ihrer Länge, um die entsprechende Knickrichtung einzuleiten oder einzudrücken. Die Elemente 95 sind angeschlossen an Haken 98K oder ähnliches derart, daß eine Stiftverbindung gebildet wird durch die Stifte 99K, die zusammenwirken mit den spulenförmigen Enden an der Zwischenfläche mit den Endteilen 96K und 97K. Die Fig. 7C' zeigt das Knickelement 95K in seiner eingeknickten Form. Nach dem Einknicken ist die axiale Federkennung substantiell reduziert.
Zusammenfassend bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Vibrationsisolator bzw. -dämpfer für eine handbetriebene vibrierende Vorrichtung zur Reduzierung der mechanischen Vibration, die auf den Benutzer übertragen wird. Eine Ausführungsform des Isolators ist befestigt zwischen dem Werkzeugkörper und dem Griff und reduziert die mechanische Vibration innerhalb eines Frequenzbereiches oder eines Auslenkungsbereiches. Die Ausführungsformen beziehen sich auf Isolatoren vom Knickelastomertyp und Knickmetalltyp, abgestimmten Fluidisolatoren und abgestimmten Massenisolatoren zur Reduzierung der Federkennung innerhalb eines Bereiches. Bei den Knickisolatorausführungsformen ist die Knickeinrichtung zwischen einem Griff, der von dem Benutzer ergriffen wird, und einem Werkzeugkörper gehalten und die Ausgangsfederkennung wird innerhalb eines Betriebsbereiches reduziert nach dem Aufbringen einer Belastung. Bei dem Fluidisolator wird ein abgestimmtes Fluid eingesetzt zur Erzeugung von Gegenträgheitsfluidkräften zur Reduzierung der übertragenen Kräfte innerhalb eines Frequenzbereiches, während bei der abgestimmten Absorberausführungsform die abgestimmte Masse und die zweite Feder abgestimmt werden, um die Vibrationsreduktion innerhalb eines Frequenzbereiches zur Verfügung zu stellen. Die Griffisolatorausführungsform umfaßt mehrere Knickeinrichtungen, die sich radial nach innen in Richtung auf die Mittelachse der von Hand betriebenen vibrierenden Vorrichtung erstrecken, zur Bereitstellung einer installierten Radialfederkennung in einem geknickten Zustand, die geringer ist als eine Federkennung in nicht installiertem Zustand. Alle diese Isolatoren sollen die mechanische Vibration reduzieren, die auf den Benutzer übertragen wird, und das Auftreten einer "weißen Hand" oder anderen physiologisch nachteiligen Einflüssen reduzieren oder eliminieren.
Obwohl verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, sind verschiedene Modifizierungen, Abänderungen, Änderungen und Anpassungen möglich, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen. All diese Modifizierungen, Abänderungen und Änderungen sind als Teil der vorliegenden Erfindung zu betrachten.

Claims

1. Vibrationsdämpfer (20 usw.) zur Verwendung bei vibrierenden, handbetätigten Vorrichtungen (10 usw.) zur Reduktion einer auf den Benutzer wirkenden mechanischen Vibration, wobei die handbetätigte Vorrichtung einen Handgriff (34 usw.) zum Greifen durch den Benutzer und einen Werkzeugkörper (38 usw.) umfaßt, wobei der Vibrationsdämpfer folgendes umfaßt,

ein erstes, am Handgriff befestigtes Endelement (62 usw.);

ein zweites, am Werkzeugkörper angeordnetes Endelement (64 usw.); und

ein sich zwischen dem Handgriff und dem Werkzeugkörper in Längsrichtung erstreckendes, stauchbares Element, welches an den Endelementen befestigt ist, wobei dieses Element eine Anfangsfederkonstante und einen Knickabschnitt (44, 94 usw.) aufweist, welcher um einen radialen Umfang desselben in eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung unter Krafteinwirkung bei gleichzeitiger Reduktion der Federkonstante um das Zwei- bis Dreißigfache bezogen auf die Anfangsfederkonstante und Ausübung einer entsprechenden Kraft zum Auslenken des Handgriffes aus seiner Ruhestellung relativ zum Werkzeugkörper innerhalb eines Arbeitsbereiches derart knickbar ist, daß innerhalb des Arbeitsbereiches eine mechanische Vibrationseinwirkung auf einen Benutzer reduziert ist.

2. Vibrationsdämpfer (20 usw.) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (44, 95 usw.) ein Metallknickelement (95H usw.) umfaßt.

3. Vibrationsdämpfer (20 usw.) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Knickabschnitt (44, 95 usw.) elastomer ausgebildet ist und daß die handbetätigte Vorrichtung Mittel zum Verhindern einer Biegebewegung sowie Mittel zum Verhindern einer Torsionsbewegung aufweist, wobei gleichzeitig eine Translation und Kompression des Knickelements in axialer Richtung möglich ist.

4. Vibrationsdämpfer (20 usw.) gemäß Anspruch 1 mit einem Dämpfer [mit] (48 usw.), welcher eine Erhebung (47 usw.) und eine Schulter (48A usw.) umfaßt, wobei eine Bewegung des Handgriffes (34 usw.) relativ zum Werkzeugkörper (38 usw.) in axialer Richtung durch ein Anschlagen der Erhebung an der Schulter erzwungen ist.

5. Elastomervibrationsdämpfer (30 usw.) zur Verwendung in einer handbetätigten, vibrierenden Vorrichtung (10 usw.) zum Reduzieren der Einwirkung von radialen und axialen mechanischen Vibrationen auf einen Benutzer folgendes umfassend:

a) einen als Handgriff ausgebildeten Elastomerkörper (46B usw.), welcher entlang einer Mittelachse der handbetätigten, vibrierenden Vorrichtung (10 usw.) angeordnet ist; und

b) mehrere sich radial einwärts in Richtung der Mittelachse erstreckende Knickabschnitte (44B), welche jeweils eine Längsausdehnung (L) in Richtung der Mittelachse und eine Dicke (t) in Richtung senkrecht zur Längsausdehnung aufweisen, wobei ein Verhältnis der Längsausdehnung (L) zur Dicke (t) größer oder gleich zwei ist, wobei ferner die Knickabschnitte unter Krafteinwirkung knickbar ausgebildet sind und folgendes zur Verfügung stellen

i) eine vorbestimmte radiale Federkonstante in geknicktem Zustand und

ii) einen Widerstand bezüglich einer Bewegung der handbetätigten, vibrierenden Vorrichtung relativ zur Hand eines Benutzers,

wobei die vorbestimmte radiale Federkonstante kleiner ist als eine Anfangsfederkonstante in einem unmontierten, ungeknickten Zustand und wobei ferner der Widerstand gegen eine Relativbewegung bezüglich zur Hand des Benutzers einem entsprechenden Anfangswiderstand entspricht, wodurch eine radiale und axiale Vibrationsübertragung auf die Hand erheblich reduziert ist.

6. Elastomervibrationsdämpfer (30 usw.) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickabschnitte (44B usw.) jeweils eine niedrige axiale Härte aufweisen, so daß die gesamte axiale Härte niedrig genug zur Entkopplung axialer Vibrationen der Vorrichtung von dem Handgriff ist.

7. Elastomervibrationsdämpfer (30 usw.) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Knickabschnitte (44B usw.) radial einwärts in Richtung der Mittelachse erstrecken und von mehreren im wesentlichen parallelen Axialschlitzen, welche sich radial auswärts von der Mittelachse in den Elastomerkörper (46B usw.) hineinerstrecken, ausgebildet sind.

8. Elastomervibrationsdämpfer (30 usw.) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Knickabschnitte (44B usw.) einwärts in Richtung der Mittelachse erstrecken und durch mehrere im wesentlichen axiale Bohrungen (58 usw.) ausgebildet sind, welche sich radial auswärts von der Mittelachse in den Elastomerkörper (46B usw.) hineinerstrecken.

9. Elastomervibrationsdämpfer (30 usw.) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickabschnitte (44B usw.) und der Elastomerkörper (46B usw.) aus einem weichen Elastomer ausgebildet sind, der eine Härte im Bereich zwischen 30 und 100 Durometer aufweist.

10. Elastomervibrationsdämpfer (30 usw.) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieser die Hand eines Benutzers umgibt, sowie von radialen und axialen mechanischen Schwingungen eines Elementes isoliert, wobei diese Vibrationen erzeugende Vorrichtung ein Werkzeug (32 usw.) oder ein Werkzeugkörper (38 usw.) ist.

11. Handbetätigte, vibrierende Vorrichtung (10 usw.) zur Reduktion von Vibrationseinwirkungen auf einen Benutzer, folgendes umfassend:

a) einen Handgriff (34 usw.) zum Ergreifen durch einen Benutzer;

b) einen Werkzeugkörper (38);

c) eine Werkzeugspitze (32 usw.), welche mit dem Werkzeugkörper verbunden ist;

d) Knickmittel (20 usw.), welche zwischen dem Handgriff und dem Werkzeugkörper angeordnet sind und folgendes aufweisen:

ein erstes Element (62), welches mit dem Hangriff verbunden ist,

ein zweites Element (64), welches mit dem Werkzeugkörper verbunden ist,

ein sich zwischen dem Handgriff und dem Werkzeugkörper in Längsrichtung erstreckendes, stauchbares Element, welches an den Endelementen befestigt ist, wobei das stauchbare Element Knickabschnitte umfaßt, welche in eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung knickbar ausgebildet und um einen radialen Umfang des Knickabschnitts angeordnet sind, wobei ferner das stauchbare Element eine Anfangsfederkonstante aufweist, welche sich unter Krafteinwirkung derart reduziert, daß die Federkonstante um das Zwei- bis Dreißigfache innerhalb eines Arbeitsbereiches einer Stoßlast reduziert ist und eine gewisse Schubhöhe erforderlich ist, um den Handgriff relativ zum Werkzeugkörper auszulenken, wodurch eine axiale Vibrationsisolation verbessert ist;

e) einen Griffisolator (30 usw.) mit einem Elastomerkörper (48B usw.) zum Ergreifen durch die Hand eines Benutzers, wobei der Elastomerkörper um eine Mittelachse herum und ein Element umgreifend angeordnet ist, wobei das umgriffene Element die Werkzeugspitze oder der Werkzeugkörper ist, wobei sich mehrere Knickabschnitte radial einwärts in Richtung der Mittelachse erstrecken, wobei jeder Knickabschnitt in Richtung der Mittelachse eine Längsausdehnung (L) und senkrecht zur Längsausdehnung eine Dicke (t) aufweist, wobei ein Verhältnis der Linksausdehnung (L) zur Dicke (t) größer oder gleich zwei ist, wobei die Knickabschnitte derart ausgebildet sind, daß sich die Federrate und ein erforderlicher Schub zum Bewegen des ausgewählten Elementes relativ zur Hand des Benutzers mit Auslenkung reduziert, wodurch eine radiale Vibrationsisolation verbessert ist.

12. Vorrichtung (10 usw.) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner eine an einem Federelement (85 usw.) aufgehängte, abgestimmte Masse (86 usw.) aufweist.

13. Vorrichtung (10 usw.) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner folgendes umfaßt, axial beabstandete Oberflächengleitmittel (40A usw.) zum Anschlagen an einem äußeren Umfang des Werkzeugkörpers (38 usw.) zum Erzwingen einer Relativbiegebewegung zwischen dem Werkzeugkörper (38 usw.) und dem Handgriff (34 usw.), sowie Keilmittel (50 usw.), welche in Nuten (52 usw.) des Werkzeugkörpers zum Verhindern einer Torsionsbewegung des Handgriffes angeordnet sind.

14. Vorrichtung (10 usw.) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner folgendes aufweist, eine Erhebung (47 usw.) und eine Schulter (49A usw.), wobei durch Anschlagen der Erhebung an der Schulter eine axiale Relativbewegung zwischen dem Werkzeugkörper (38 usw.) und dem Handgriff (34 usw.) verhindert ist.

15. Vorrichtung (10 usw.) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Griffisolator (30 usw.) Knickmittel zur Reduktion der Federrate aufweist, die von den sich in den Elastomerkörper (46C usw.) erstreckenden Bohrungen (58 usw.) gebildet ist.

16. Vibrationsdämpfer (20 usw.) nach Anspruch 1, folgendes umfassend:

a) eine erste (86 usw.) und eine zweite (70 usw.) variable Volumenkammer;

c) erste (76 usw.) und zweite (78 usw.) flexible Elemente, welche jeweils wenigstens einen Abschnitt der ersten und zweiten variablen Volumenkammern ausbilden, wobei eines der flexiblen Elemente den Knickabschnitt (44E usw.) umfaßt;

d) einen Fluidkanal (72 usw.) zwischen den variablen Volumenkammern;

e) ein Fluid (74 usw.) welches innerhalb der variablen Volumenkammern und diese im wesentlichen ausfüllend sowie innerhalb des Kanals angeordnet ist, wobei eine relative Vibrationsbewegung zwischen dem Handgriff (34 usw.) und dem Werkzeugkörper (38 usw.) einen Fluidfluß zu und von den variablen Volumenkammern durch den Fluidkanal bewirkt, wodurch sich Gegenträgheitskräfte ergeben, welche auf den Benutzer übertragene Vibrationskräfte reduzieren.

17. Vibrationsdämpfer (20 usw.) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftzuführungsrohr (80A usw.) durch wenigstens eine der variablen Volumenkammern (76 usw.) umgeben ist.

18. Vibrationsdämpfer (20 usw.) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ferner folgendes umfaßt, eine abgestimmte Absorbermasse, welche eine zweite Feder (85 usw.) umfaßt, und eine befestigte Masse (86 usw.) zum Zurverfügungstellen eines abgestimmten Trägheitseffektes, der im wesentlichen mit der Betriebsfrequenz der vibrierenden Vorrichtung (10 usw.) koinzidiert.