EP2625005A1 - Mehrdimensionaler schwingungstilger - Google Patents

Mehrdimensionaler schwingungstilger

Info

Publication number
EP2625005A1
EP2625005A1 EP11740930.0A EP11740930A EP2625005A1 EP 2625005 A1 EP2625005 A1 EP 2625005A1 EP 11740930 A EP11740930 A EP 11740930A EP 2625005 A1 EP2625005 A1 EP 2625005A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vibration
vibration damper
mass
power tool
balancing mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11740930.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Willy Braun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2625005A1 publication Critical patent/EP2625005A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D17/24—Damping the reaction force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2217/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D2217/0073—Arrangements for damping of the reaction force
    • B25D2217/0076—Arrangements for damping of the reaction force by use of counterweights
    • B25D2217/0092—Arrangements for damping of the reaction force by use of counterweights being spring-mounted

Definitions

  • the present invention relates to a vibration damper comprising a balance mass, which is provided for performing a counter-vibration, which counteracts a housing vibration of a power tool, and a power tool with a vibration damper according to the invention.
  • a vibration generating case vibration has a plurality of frequency components caused by different vibration sources.
  • the play between the individual components, non-linear elasticity courses, non-linear impact processes, only approximately harmonious reaction forces from a percussion mechanism, shock and recoil processes of a percussion chain or unbalanced mass forces of the drive come into question.
  • the main frequency is often significantly caused by a single source of vibration.
  • the main frequency is essentially derived from the periodic acceleration of the club. With such power tools is already a very good
  • a damper is a spring-mass system with a fixed resonant frequency that can achieve significant vibration reduction in a region near the resonant frequency.
  • absorbers are usually attached to a housing surface and act against the spatial direction in which the relevant vibration source acts.
  • Such absorbers show, for example, the documents EP 1 736 283 A2, EP 1 952 952 A2 and DE 20 2005 021 085 111, which disclose power tools with a striking mechanism.
  • the documents EP 1 736 283 A2 and EP 1 952 952 A2 disclose a damper which is arranged on the percussion mechanism housing cover, the EP 1 952 952 A2 providing a closed plastic housing for accommodating the absorber.
  • DE 20 2005 021 085 IM the absorber between the percussion mechanism housing and the housing shell of the power tool is arranged.
  • the document EP 1 770 979 A1 discloses a damping system consisting of two absorbers arranged on opposite sides of the hand-held power tool.
  • the absorbers disclosed here have in common that they have an absorber mass formed from a solid body with a cuboid, cylinder or plate-shaped geometry.
  • Such absorber systems are only unfavorable in a construction concept for a power tool can be integrated, as they usually greatly increase the rebuilding space.
  • the object of the invention is to provide a vibration reduction system for a power tool, which is very compact integrated into the power tool, so that it takes up very little space and the rebuild space of the power tool as little as possible increased, and at the same time an improved reduction of the housing oscillation of the power tool allows.
  • a vibration damper comprising a compensating mass, which is provided for exerting a counter-vibration, which counteracts a housing vibration of a housing of a power tool, wherein the balancing mass is formed from an open tube profile, or wherein the balancing mass formed from an open or closed tube profile is that vibrates in more than one spatial direction.
  • a pipe profile in the sense of the invention is a hollow body extending along a longitudinal direction and having in principle any but preferably area-symmetrical cross-section.
  • a tubular profile is rectangular or circular.
  • Such a tube profile is referred to below as closed tube profile.
  • An open tube profile according to the invention is a tube profile which is open on one side.
  • an open tube profile is U-shaped or partially circular.
  • Such an open or closed tube profile has the advantage that it can be manufactured inexpensively from a standard profile bar. Furthermore, it is better integrated on or in the housing of the power tool. Because in a preferred embodiment, the open or closed tube profile extends along major device surfaces.
  • a main device surface is, for example, a housing surface bounding an interior of the power tool or a housing surface. ne device component limiting surface or the power tool to the outside limiting housing surface.
  • the open or closed tube profile extends over at least two or more major device surfaces. Compared to a balancing mass that extends only along one main surface of the device, there are therefore several main device surfaces available for the open or closed tube profile.
  • the leveling compound is therefore of a shallower construction so that it less increases the functional space of the electrical tool.
  • the open or closed tube profile due to its multi-dimensional extent and better in the space of the power tool can be arranged, in which no other components of the power tool are arranged. The power tool is therefore more compact overall.
  • the center of gravity of the balancing mass is arranged outside the balancing mass.
  • the center of mass of the open or closed pipe profile is arranged in the converted interior of the pipe profile.
  • the balancing mass preferably has a recess in which an elastic force means is arranged. Since the elastic force means is arranged in a recess of the balancing mass, it requires no additional space.
  • the balancing mass is preferably provided so that it oscillates against the force of the elastic force means in and against a first spatial direction.
  • an elastic force means is preferably a metal spring, more preferably provided a steel spring, which is formed for example as a cylindrical coil spring or as a torsion spring. Such a spring has a high efficiency and therefore causes a good decoupling.
  • the elastic force agent made of elastomeric materials, especially preferred zugt made of closed-cell elements made of polyurethane.
  • Such an elastomer spring has the advantage that it can be loaded in several spatial directions, so that only an elastomeric spring for vibration damping in all directions required and the vibration damper is therefore very simple.
  • Very particularly preferably combined as elastic force means metal spring elements with spring elements made of elastomeric materials. Then, preferably, a metal spring element counteracts the relevant vibration source, while an elastomeric spring element acts at least in the other spatial directions.
  • the vibration absorber preferably comprises a guide rail extending in the first spatial direction.
  • the first spatial direction is preferably the spatial direction in which the relevant vibration-causing source oscillates.
  • the guide rail is resiliently mounted in a second spatial direction and / or a third spatial direction, which extend in each case transversely to the first spatial direction.
  • second and third elastic force means are preferably provided, for the material formation of which the same embodiments already described above apply, as for the elastic force means.
  • This resilient mounting allows the vibration damper further degrees of freedom of movement in a second and a third spatial direction, which are arranged in particular transversely to the first spatial direction and transverse to each other, with the same balancing mass.
  • the degrees of freedom of movement are decoupled from each other by means of the elastic force means.
  • the vibration damper is therefore not only better integrated into the spatial concept of the power tool, but with the same leveling compound is also a Vibrationstilgung achieved in several directions.
  • the elastomeric spring elements, in particular the second and third elastic force means are preferably used for the eradication of further less significant vibration-causing sources.
  • the balancing mass comprises two recesses, in each of which an elastic force means is arranged, and the vibration damper two guide rails, which are arranged on opposite sides of the balancing mass.
  • the recesses and the guide rails are arranged symmetrically to a center plane, so that the bearing forces occurring on the guide rail evenly distributed.
  • the object is further achieved with a power tool with a vibration damper according to the invention.
  • the power tool has a striking mechanism.
  • the power tool is a Bohrhamnmer.
  • the vibration absorber according to the invention can also be integrated into other power tools.
  • the vibration absorber is preferably provided as close as possible to a relevant vibration source, so that the power flow path between the vibration source and the vibration reduction system is small. Therefore, it is preferred that the center of gravity of the balancing mass is arranged close to or on a striking mechanism axis of the hammer mechanism. Particularly preferably, the first spatial direction extends along the striking mechanism axis. Furthermore, it is preferred that the balancing mass at least partially transverse to Schlagtechniksachse extends, so that a very effective vibration damping in particular caused by the impact mechanism as a significant vibration source housing vibration is possible.
  • FIG. 1 shows a power tool, here a hammer drill, in a side view with a vibration damper according to the invention
  • FIG. 2 shows a partial section A-A through the hammer drill of FIG. 1 in a plan view from above
  • Fig. 3 shows a partial section C-C of the hammer drill of Fig. 2 in one
  • FIG. 3 (a) shows the vibration damper of FIGS. 1, 2, 4 and 5, and FIG. 3 (b) shows another embodiment of a vibration damper according to the invention
  • FIG. 4 shows a side view of that disclosed in FIGS. 1 and 2
  • FIG. 5 shows a sectional view B-B of FIG. 2 of a bearing of a guide rail of the vibration damper disclosed in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 shows a power tool 3, in this case a hammer drill, in a side view with a vibration damper 1 according to the invention.
  • the terms power tool 3 and hammer drill are used synonymously below.
  • the vibration damper 1 has a balancing mass 2, which is displaceably mounted along a guide rail 7 in and against a first spatial direction, which is characterized here by an arrow 1 1.
  • a balancing mass 2 which is displaceably mounted along a guide rail 7 in and against a first spatial direction, which is characterized here by an arrow 1 1.
  • the leveling compound 2 against the force of an elastic member 61 which is designed here as a helical spring, moved.
  • the terms elastic element and coil spring are used synonymously.
  • the helical spring 61 is arranged in a recess 5 of the balancing mass 2.
  • FIG. 2 shows a partial section A-A through the hammer drill 3 of FIG. 1 in a plan view from above.
  • 4 shows a side view of the vibration damper disclosed in FIGS. 1 and 2
  • FIG. 5 shows a sectional view B-B of FIG. 2 of a bearing of a guide rail of the vibration damper disclosed in FIGS. 1 and 2.
  • the leveling compound 2 is formed by an open, here U-shaped, tubular profile.
  • balancing mass 2 and pipe profile are used synonymously.
  • the tube profile 2 has on two opposite sides 21, 23 legs and a leg 21, 23 connecting bottom 22.
  • opposite sides 21, 23 of the balancing weight and legs are used synonymously. It is mounted on the two opposite legs 21, 23 on guide rails 7 translationally displaceable in the first spatial direction 11, in which extend the guide rails. Namely, the recess 5 is provided in both legs 21, 23 of the balancing mass 2, in which the helical spring 61 is arranged.
  • the helical spring 61 is fixed to the balancing mass 2 with a first end 61 1 and is supported on the guide rail 7 at a second end 612, so that it is compressed when the balancing mass 2 is displaced against the first spatial direction 11.
  • the coil spring 61 When moving in the first spatial direction 1 1, the coil spring 61, however, decompressed. In a swinging motion, the coil springs 61 are alternately supported on the guide rail 7 and the leveling compound 2.
  • the guide rails 7 are provided here as two symmetrical to a median plane 9 arranged separate components. But they are also summarized to a single component. Furthermore, they can be combined with a cover (not shown), chips the vibration damper 1 is dust-free encapsulated.
  • the vibration damper 1, in particular the leveling compound 2, is arranged symmetrically overall with respect to the median plane 9, in which a hammer mechanism axis 81 of the hammer drill 3 also extends. Therefore, the percussion axis 81 extends transversely through the bottom 23 of the balancing mass 2. Since the vibration damper 1 is symmetrical to the median plane 9, in which the striking mechanism axis 81 is arranged, the center of mass of the balancing mass 2 is on a line M, which extends transversely to the hammer axis 81 and this cuts.
  • the legs 21, 23 of the balancing mass 2 each extend essentially along a side surface 821, 823 of a percussion mechanism housing 82 of the hammer drill 3.
  • the base 22 of the balancing mass 2 extends substantially along an end face 822 of the striking mechanism housing 82.
  • the side surfaces 821, 823 and the end face 822 of the percussion mechanism housing 82 main surfaces of the device. Therefore, the shown vibration absorber 1 according to the invention extends along three main surfaces 821, 822, 823. It is therefore much flatter than a vibration absorber with a balancing mass of the same material and weight, which extends only along a single device main surface (not shown).
  • an arrangement of the balancing mass 2 is also preferred, in which these extend from the side surfaces 821, 823 along the rear end face 822, starting from the side surfaces 821, 823 above the striking mechanism housing 82 extends.
  • the leveling compound 2 extends along further main surfaces of the device.
  • the guide rails 7 are fixed to the striking mechanism housing 82. In this embodiment, however, only housing vibrations can be compensated, which oscillate in the first spatial direction 1 1.
  • the guide rail 7 shown here is instead mounted resiliently by means of a bearing member 71 to a guide housing 78, wherein the guide housing 78 in turn is resiliently mounted in a guide bearing 83 of the percussion mechanism housing 82.
  • the bearing component 71 which is cylindrical (see Fig. 5), recesses in which second elastic force means 62 are supported.
  • the arrangement of the second elastic force means 62 in the guide housing 78 is visible above all in a section of FIG. 5.
  • the guide housing 78 has a U-shaped cross-section and is provided such that the second elastic force means 62 are each supported on a leg 781 of the guide housing 78 (see FIG. 3 (a)), and thus a frictional connection between the bearing component 71 and cause the guide housing 78.
  • the guide rail 7 By means of the second elastic force means 62, the guide rail 7 and thus also the leveling compound 2 in and against a second spatial direction, which is shown here as arrow 12, slidably mounted.
  • the bearing component 71 allows a rotary rotational movement relative to the housing 78.
  • the guide bearing 83 is also provided in U-shaped cross-section in the striking mechanism housing 82. Between the guide bearing 83 and the guide housing 78 third elastic force means 63 are provided, which are supported on the guide bearing 83 and the guide housing 78, so that this in and gene a third spatial direction, which here is the Maschinenquimmight, and is shown by an arrow 13, is displaceable.
  • the legs 781 of the guide housing 78 slide along legs 831 of the guide bearing 83, so that the guide bearing 83 is provided at the same time for supporting and guiding the guide housing 78.
  • FIG. 2 shows a partial section CC of the hammer drill of FIG. 2 in a view from the end face 33 (see FIG. 2) of the hammer drill 3, wherein FIG. 3 (a) shows the vibration damper 1 of FIGS. 4 and 5, and wherein FIG. 3 (b) shows a further embodiment of a vibration damper 1 according to the invention.
  • 3 (a) shows the bearing of the guide rail 7. Visible is the arrangement of the guide rail 7 on the bearing component 71, the means of the second elastic force means 62 caused resilient mounting of the bearing member 71 in the guide housing 78 and the caused by the third elastic force means 63 resilient mounting of the guide housing 78 in the guide bearing 83 of the percussion mechanism housing 82nd
  • Impact mechanism (not shown) of the hammer drill 3 extends.
  • the second and third force means 62, 63 are formed in the context of Fig. 2, 3a and 5 as coil springs.
  • Fig. 3 (b) shows an embodiment of the vibration absorber 1 in which the second and third elastic force means 62 ', 63' are each formed as an elastomeric spring. Due to their geometric configuration and support, forces and moments can be transmitted via the elastomer springs 62 ', 63' at the same time, so that the leveling compound 2 nevertheless remains rigidly coupled to the striking mechanism housing 82.
  • the second elastic force means 62 'designed as an elastomer spring also replaces that in the embodiment of FIG. 3 (b).
  • Required bearing component 71 The formed as an elastomer spring third elastic force means 63 'replaces in this embodiment, the required in the embodiment of Fig. 3 (b) guide housing 78.
  • This embodiment is therefore in terms of the number of components and the assembly cost is very inexpensive.
  • the vibration damper 1 according to the invention is not only very compact in a construction concept of a power tool 3 can be integrated without significantly increase the converted functional space of the power tool 3. But it is also very effective in terms of the compensation of the housing vibrations. Because it not only vibrates in the spatial direction 1 1, in which vibrates the vibration responsible for the largest proportion of vibration largely responsible. Instead, it vibrates in all three spatial directions 11, 12, 13, so that other vibrations, which are not caused in particular by this authoritative source, can be compensated with the vibration damper 1 according to the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungstilger (1), der eine Ausgleichmasse (2) umfasst, die zur Ausübung einer Gegenschwingung vorgesehen ist, die einer Schwingung eines Gehäuses (4) eines Elektrowerkzeugs (3) entgegenwirkt, wobei die Ausgleichsmasse (2) aus einem offenen Rohrprofil gebildet ist, oder wobei die Ausgleichsmasse (2) aus einem offenen oder geschlossenen Rohrprofil gebildet ist, das in mehr als eine Raumrichtung schwingt. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Elektrowerkzeug (3) mit einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger (1).

Description

Beschreibung
Titel Mehrdimensionaler Schwingungstilger
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungstilger, der eine Ausgleich- masse umfasst, die zur Ausübung einer Gegenschwingung vorgesehen ist, welche einer Gehäuseschwingung eines Elektrowerkzeugs entgegenwirkt, sowie ein Elektrowerkzeug mit einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger.
Durch Inkrafttreten der gesetzlichen Forderung, bei Verwendung von Elektro- Werkzeugen das täglich zulässige Arbeitspensum an die auf den Bediener einwirkende, körperliche Belastung zu koppeln, findet bei Elektrowerkzeugen, vor allem bei Bohr- und Schlaghämmern, das Thema Vibrationen eine immer größer werdende Bedeutung. Beim Schlagbohren und Meißeln eines Hammers geht eine sehr große körperliche Belastung für den Bediener von der durch das Schlagwerk erzeugten Gehäuseschwingung aus. Gerade bei großen Bohr- und Schlaghämmern sind aufgrund der hohen Schlagenergie die Vibrationen sehr ausgeprägt. Für Bediener solcher Maschinen reduziert sich die erlaubte Arbeitszeit deshalb ohne weitere Maßnahmen zum Teil erheblich. Aber auch bei kleineren Elektrowerkzeugen, die beispielsweise für eine private Nutzung vorgesehen sind, kann der Bedienkomfort erheblich verbessert werden, indem die Gehäuseschwingung verringert wird. Eine vibrationsgenerierende Gehäuseschwingung weist eine Vielzahl von Frequenzanteilen auf, die durch verschiedene Vibrationsquellen verursacht sind. Als Ursache kommen unter anderem das Spiel zwischen den einzelnen Bauteilen, nichtlineare Elastizitätsverläufe, nichtlineare Stoßvorgänge, nur angenähert har- monische Reaktionskräfte aus einem Schlagwerk, Stoß- und Rückstoßvorgänge einer Schlagkette oder unausgeglichene Massekräfte des Antriebs in Frage. Jedoch ist die Hauptfrequenz häufig durch eine einzige Vibrationsquelle maßgeblich verursacht. So ist beispielsweise bei Elektrowerkzeugen mit Schlagwerk die Hauptfrequenz im Wesentlichen aus der periodischen Beschleunigung des Schlägers abgeleitet. Bei solchen Elektrowerkzeugen wird bereits eine sehr gute
Reduzierung der Gehäuseschwingung dadurch erreicht, dass ein Schwingungs- reduktionssystem der maßgeblichen Vibrationsquelle möglichst exakt entgegenwirkt.
In der Praxis erfolgt die Erzeugung von Gegenkräften, die den Gehäusevibrationen entgegenwirken, beispielsweise mit Hilfe von Tilgern. Ein Tilger ist ein Feder- Masse-System mit festgelegter Resonanzfrequenz, durch den eine signifikante Schwingungsreduktion in einem Bereich nahe der Resonanzfrequenz erreicht werden kann.
Tilger werden herkömmlich zumeist an einer Gehäusefläche angebracht und wirken gegen die Raumrichtung, in die die maßgebliche Vibrationsquelle wirkt. Solche Tilger zeigen beispielsweise die Druckschriften EP 1 736 283 A2, EP 1 952 952 A2 und DE 20 2005 021 085 111 , die Elektrowerkzeuge mit einem Schlagwerk offenbaren. Die Druckschriften EP 1 736 283 A2 und EP 1 952 952 A2 offenbaren einen Tilger, der auf dem Schlagwerksgehäusedeckel angeordnet ist, wobei die EP 1 952 952 A2 ein geschlossenes Kunststoffgehäuse zur Aufnahme des Tilgers vorsieht. Bei der DE 20 2005 021 085 IM ist der Tilger zwischen dem Schlagwerksgehäuse und der Gehäuseschale der Handwerkzeugmaschine angeordnet. Die Druckschrift EP 1 770 979 A1 offenbart hingegen ein Tilgersystem bestehend aus zwei an gegenüberliegenden Seiten der Handwerkzeugmaschine angeordneten Tilgern. Den hier offenbarten Tilgern ist gemein, dass sie eine aus einem Vollkörper gebildete Tilgermasse aufweisen mit einer quader-, zylinder- oder plattenförmigen Geometrie. Solche Tilgersysteme sind nur unvorteilhaft in ein Baukonzept für ein Elektrowerkzeug integrierbar, da sie den umbauten Bauraum zumeist erheblich vergrößern.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schwingungsreduktionssystem für ein Elektrowerkzeug zu schaffen, das sehr kompakt in das Elektrowerkzeug integrierbar ist, so dass es sehr wenig Raum einnimmt und den umbauten Bauraum des Elekt- rowerkzeugs möglichst wenig vergrößert, und das gleichzeitig eine verbesserte Reduktion der Gehäuseschwingung des Elektrowerkzeugs ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Schwingungstilger der eine Ausgleichmasse umfasst, die zur Ausübung einer Gegenschwingung vorgesehen ist, welche einer Gehäuseschwingung eines Gehäuses eines Elektrowerkzeugs entgegenwirkt, wobei die Ausgleichsmasse aus einem offenen Rohrprofil gebildet ist, oder wobei die Ausgleichsmasse aus einem offenen oder geschlossenen Rohrprofil gebildet ist, das in mehr als eine Raumrichtung schwingt.
Ein Rohrprofil im Sinne der Erfindung ist ein sich entlang einer Längsrichtung erstreckender Hohlkörper mit prinzipiell beliebigem, bevorzugt aber flächensymmetrischem Querschnitt. Bevorzugt ist ein Rohrprofil rechteckförmig oder kreisförmig ausgebildet. Ein solches Rohrprofil wird im Folgenden geschlossenes Rohrprofil genannt.
Ein offenes Rohrprofil im Sinne der Erfindung ist ein Rohrprofil, welches an einer Seite offen ist. Bevorzugt ist ein offenes Rohrprofil u-förmig oder teilkreisförmig ausgebildet.
Ein solches offenes oder geschlossenes Rohrprofil hat den Vorteil, dass es aus einer Normprofilstange kostengünstig fertigbar ist. Weiterhin ist es besser an oder in das Gehäuse des Elektrowerkzeugs integrierbar. Denn in einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das offene oder geschlossene Rohrprofil entlang von Gerätehauptflächen. Eine Gerätehauptfläche ist beispielsweise eine einen Innenraum des Elektrowerkzeugs begrenzende Gehäusefläche oder eine ei- ne Gerätekomponente begrenzende Fläche oder eine das Elektrowerkzeug nach außen hin begrenzende Gehäusefläche.
Bevorzugt erstreckt sich das offene oder geschlossene Rohrprofil über zumindest zwei oder mehr Gerätehauptflächen. Im Vergleich zu einer Ausgleichsmasse, die sich lediglich entlang einer Gerätehauptfläche erstreckt, stehen für das offene oder geschlossene Rohrprofil daher mehrere Gerätehauptflächen zur Verfügung. Die Ausgleichsmasse ist bei Verwendung eines offenen oder geschlossenen Rohrprofils daher flacher baubar, so dass sie den Funktionsraum des Elektro- werkzeugs weniger vergrößert. Alternativ oder zusätzlich ist das offene oder geschlossene Rohrprofil aufgrund seiner mehrdimensionalen Erstreckung auch besser in Bauraum des Elektrowerkzeugs anordbar, in dem keine anderen Bauteile des Elektrowerkzeugs angeordnet sind. Das Elektrowerkzeug ist daher insgesamt kompakter herstellbar.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Massenschwerpunkt der Ausgleichsmasse außerhalb der Ausgleichsmasse angeordnet ist. Dabei ist der Massenschwerpunkt des offenen oder geschlossenen Rohrprofils im umbauten Innenraum des Rohrprofils angeordnet. Dadurch ist das offene oder geschlossene Rohrprofil so wählbar und/oder platzierbar, dass sein Massenschwerpunkt nahe einer maßgeblichen Vibrationsverursachenden Quelle angeordnet ist.
Die Ausgleichsmasse weist bevorzugt eine Aussparung auf, in der ein elastisches Kraftmittel angeordnet ist. Da das elastische Kraftmittel in einer Aussparung der Ausgleichsmasse angeordnet ist, erfordert es keinen zusätzlichen Bauraum.
Weiterhin ist die Ausgleichsmasse bevorzugt so vorgesehen, dass sie gegen die Kraft des elastischen Kraftmittels in und gegen eine erste Raumrichtung schwingt. Als elastisches Kraftmittel ist bevorzugt eine Metallfeder, besonders bevorzugt eine Stahlfeder vorgesehen, die beispielsweise als zylindrische Schraubenfeder oder als Drehfeder ausgebildet ist. Eine solche Feder weist einen hohen Wirkungsgrad auf und bewirkt daher eine gute Entkopplung. Ebenfalls bevorzugt ist das elastische Kraftmittel aus Elastomerstoffen, besonders bevor- zugt aus geschlossenporigen Elementen aus Polyurethan gefertigt. Eine solche Elastomerfeder hat den Vorteil, dass sie in mehrere Raumrichtungen belastbar ist, so dass lediglich eine Elastomerfeder für die Vibrationsdämpfung in alle Raumrichtungen erforderlich und der Schwingungstilger daher sehr einfach aufgebaut ist. Ganz besonders bevorzugt sind als elastisches Kraftmittel Metallfederelemente mit Federelementen aus Elastomerstoffen kombiniert. Dann wirkt bevorzugt ein Metallfederelement der maßgeblichen Vibrationsquelle entgegen, während ein Elastomerfederelement zumindest in die weiteren Raumrichtungen wirkt.
Zur Führung der Ausgleichsmasse umfasst der Schwingungstilger bevorzugt eine sich in die erste Raumrichtung erstreckende Führungsschiene. Dabei ist die erste Raumrichtung bevorzugt die Raumrichtung, in der die maßgebliche vibrations- verursachende Quelle schwingt.
Es ist besonders bevorzugt, dass die Führungsschiene in eine zweite Raumrichtung und/oder eine dritte Raumrichtung, die sich jeweils quer zur ersten Raumrichtung erstrecken, federnd gelagert ist. Für die federnde Lagerung der Führungsschiene sind bevorzugt zweite und dritte elastische Kraftmittel vorgesehen, für deren materielle Ausbildung dieselben bereits oben dargestellten Ausführungen gelten, wie für das elastische Kraftmittel.
Diese federnde Lagerung ermöglicht dem Schwingungstilger weitere Bewegungsfreiheitsgrade in eine zweite und eine dritte Raumrichtung, die insbesondere quer zur ersten Raumrichtung sowie quer zueinander angeordnet sind, und zwar mit derselben Ausgleichsmasse. Die Bewegungsfreiheitsgrade sind mittels der elastischen Kraftmittel voneinander entkoppelt. Es ist ebenfalls bevorzugt, weitere Führungselemente zur Führung der Ausgleichsmasse in die zweite und dritte Raumrichtung vorzusehen. Der Schwingungstilger ist daher nicht nur besser in das Raumkonzept des Elektrowerkzeugs integrierbar, sondern mit derselben Ausgleichsmasse wird zudem eine Vibrationstilgung in mehrere Raumrichtungen erreicht. Die Elastomerfederelemente, insbesondere der zweiten und dritten elastischen Kraftmittel werden bevorzugt zur Tilgung von weiteren weniger maßgeblichen Vibrationsverursachenden Quellen verwendet. Besonders bevorzugt werden sie zur Tilgung von Kippbewegungen und Drehschwingungen verwendet. Aufgrund der durch den großen Abstand der Ausgleichsmasse von ihrem Massenschwerpunkt verursachten hohen Drehmassenträgheit der Ausgleichsmasse ist eine sehr effektive Tilgung der Kippbewegungen des Gerätes möglich.
Insgesamt ist aufgrund der federnden Lagerung der Führungsschienen und der dadurch möglichen Schwingungstilgung in mehrere Raumrichtungen mit der Ausgleichsmasse eine effektivere Schwingungsreduktion im Vergleich zu einer Schwingungstilgung in nur eine Raumrichtung möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Ausgleichsmasse zwei Aussparungen, in denen jeweils ein elastisches Kraftmittel angeordnet ist, und der Schwingungstilger zwei Führungsschienen, die an gegenüberliegenden Seiten der Ausgleichsmasse angeordnet sind. Bevorzugt sind die Aussparungen und die Führungsschienen symmetrisch zu einer Mittelebene angeordnet, so dass sich die an der Führungsschiene auftretenden Lagerkräfte gleichmäßig verteilen.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Elektrowerkzeug mit einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Elektrowerkzeug ein Schlagwerk auf. Besonders bevorzugt ist das Elektrowerkzeug ein Bohrhamnmer. Der erfindungsgemäße Schwingungstilger ist aber auch in andere Elektrowerkzeuge integrierbar.
Der Schwingungstilger ist bevorzugt möglichst nahe einer maßgeblichen Vibrationsquelle vorgesehen, so dass die Kraftflußstrecke zwischen der Vibrationsquelle und dem Schwingungsreduktionssystem klein ist. Daher ist es bevorzugt, dass der Massenschwerpunkt der Ausgleichsmasse nahe einer oder auf einer Schlagwerksachse des Schlagwerks angeordnet ist. Besonders bevorzugt erstreckt sich die erste Raumrichtung entlang der Schlagwerksachse. Weiterhin ist es bevorzugt, dass sich die Ausgleichsmasse zumindest teilweise quer zur Schlagwerksachse erstreckt, so dass eine sehr effektive Schwingungstilgung insbesondere der durch das Schlagwerk als maßgebliche Vibrationsquelle verursachten Gehäuseschwingung möglich ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
Fig. 1 zeigt ein Elektrowerkzeug, hier einen Bohrhammer, in einer Seitenansicht mit einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger,
Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt A-A durch den Bohrhammer der Fig. 1 in einer Draufsicht von oben,
Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt C-C des Bohrhammers der Fig. 2 in einer
Ansicht von der Stirnseite des Bohrhammers aus, wobei die Fig. 3 (a) den Schwingungstilger der Fig. 1 , 2, 4 und 5 zeigt, und wobei die Fig. 3 (b) eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers zeigt,
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des in den Fig. 1 und Fig. 2 offenbarten
Schwingungstilgers,
Fig. 5 zeigt ein Schnittbild B-B der Fig. 2 einer Lagerung einer Führungsschiene des in den Fig. 1 und Fig. 2 offenbarten Schwingungstilgers.
Fig. 1 zeigt ein Elektrowerkzeug 3, hier einen Bohrhammer, in einer Seitenansicht mit einem erfindungsgemäßen Schwingungstilger 1. Im Folgenden werden die Begriffe Elektrowerkzeug 3 und Bohrhammer synonym verwendet.
Um die von einem Schlagwerk des Bohrhammers 3 erzeugte Gehäuseschwingung zu reduzieren, ist in dem Bohrhammer 3 ein erfindungsgemäßer Schwin- gungstilger 1 angeordnet, der hier in einem Ausschnitt einer Seitenfläche des Bohrhammers 3 sichtbar ist.
Der Schwingungstilger 1 weist eine Ausgleichsmasse 2 auf, die entlang einer Führungsschiene 7 in und gegen eine erste Raumrichtung, die hier durch einen Pfeil 1 1 gekennzeichnet ist, verschieblich gelagert ist. Dabei wird die Ausgleichsmasse 2 gegen die Kraft eines elastischen Elementes 61 , welches hier als eine Schraubenfeder ausgebildet ist, verschoben. Im Folgenden werden die Begriffe elastisches Element und Schraubenfeder synonym verwendet.
Die Schraubenfeder 61 ist in einer Aussparung 5 der Ausgleichsmasse 2 angeordnet.
Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt A-A durch den Bohrhammer 3 der Fig. 1 in einer Draufsicht von oben. Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des in den Fig. 1 und Fig. 2 offenbarten Schwingungstilgers, und Fig. 5 zeigt ein Schnittbild B-B der Fig. 2 einer Lagerung einer Führungsschiene des den Fig. 1 und Fig. 2 offenbarten Schwingungstilgers.
Bis auf das Schlagwerksgehäuse 82 und den Schwingungstilger 1 sind die Komponenten (nicht gezeigt) des Elektrowerkzeugs 3, insbesondere die Gehäuseschale des Elektrowerkzeugs 3, die die Komponenten nach außen begrenzt, ausgeblendet.
Sichtbar ist, dass die Ausgleichsmasse 2 durch ein offenes, hier u-förmiges, Rohrprofil gebildet ist. Im Folgenden werden die Begriffe Ausgleichsmasse 2 und Rohrprofil synonym verwendet. Das Rohrprofil 2 weist an zwei sich gegenüberliegenden Seiten 21 , 23 Schenkel und einen die Schenkel 21 , 23 verbindenden Boden 22 auf. Im Folgenden werden die Begriffe sich gegenüberliegende Seiten 21 , 23 der Ausgleichsmasse und Schenkel synonym verwendet. Sie ist an den zwei sich gegenüberliegenden Schenkeln 21 , 23 an Führungsschienen 7 translatorisch in die erste Raumrichtung 11 verschieblich gelagert, in der sich die Führungsschienen erstrecken. Und zwar ist in beiden Schenkeln 21 , 23 der Ausgleichsmasse 2 jeweils die Aussparung 5 vorgesehen, in der die Schraubenfeder 61 angeordnet ist. Die Schraubenfeder 61 ist mit einem ersten Ende 61 1 an der Ausgleichsmasse 2 festgelegt und stützt sich an einem zweiten Ende 612 an der Führungsschiene 7 ab, so dass sie komprimiert wird, wenn die Ausgleichsmasse 2 gegen die erste Raumrichtung 1 1 verschoben wird. Beim Verschieben in die erste Raumrichtung 1 1 wird die Schraubenfeder 61 hingegen dekomprimiert. Bei einer Schwingbewegung stützen sich die Schraubenfedern 61 abwechselnd an der Führungsschiene 7 und der Ausgleichsmasse 2 ab.
Die Führungsschienen 7 sind hier als zwei symmetrisch zu einer Mittelebene 9 angeordnete getrennte Bauteile vorgesehen. Sie sind aber auch zu einem einzigen Bauteil zusammenfassbar. Weiterhin sind sie mit einer Abdeckung (nicht dargestellt) so kombinierbar, dasss der Schwingungstilger 1 staubfrei gekapselt ist.
Der Schwingungstilger 1 , insbesondere die Ausgleichsmasse 2, ist insgesamt symmetrisch zu der Mittelebene 9, in der auch eine Schlagwerksachse 81 des Bohrhammers 3 verläuft, angeordnet. Daher verläuft die Schlagwerksachse 81 quer durch den Boden 23 der Ausgleichsmasse 2. Da der Schwingungstilger 1 symmetrisch zur Mittelebene 9 verläuft, in der die Schlagwerksachse 81 angeordnet ist, liegt der Massenschwerpunkt der Ausgleichsmasse 2 auf einer Linie M, die quer zur Schlagwerksachse 81 verläuft und diese schneidet.
Die Schenkel 21 , 23 der Ausgleichsmasse 2 erstrecken sich jeweils im Wesentlichen entlang einer Seitenfläche 821 , 823 eines Schlagwerksgehäuses 82 des Bohrhammers 3. Der Boden 22 der Ausgleichsmasse 2 erstreckt sich im Wesentlichen entlang einer Stirnfläche 822 des Schlagwerksgehäuses 82. Dabei bilden die Seitenflächen 821 , 823 sowie die Stirnfläche 822 des Schlagwerksgehäuses 82 Gerätehauptflächen. Der gezeigte erfindungsgemäße Schwingungstilger 1 erstreckt sich daher entlang von drei Gerätehauptflächen 821 , 822, 823. Er ist daher erheblich flacher baubar, als ein Schwingungstilger mit einer Ausgleichsmasse desselben Materials und desselben Gewichtes, die sich nur entlang einer einzigen Gerätehauptfläche erstreckt (nicht dargestellt). Alternativ zu der hier dargestellten Ausgestaltung der Ausgleichsmasse 2 ist auch eine Anordnung der Ausgleichsmasse 2 bevorzugt, bei der sich diese anstelle sich ausgehend von den Seitenflächen 821 , 823 entlang der rückwärtigen Stirnfläche 822 zu erstrecken, sich ausgehend von den Seitenflächen 821 , 823 oberhalb des Schlagwerksgehäuses 82 erstreckt. Es sind aber auch andere Ausführungen bevorzugt, bei denen sich die Ausgleichsmasse 2 entlang weiterer Ge- rätehauptflächen erstreckt.
In einer hier nicht gezeigten Ausführungsform sind die Führungsschienen 7 am Schlagwerksgehäuse 82 festgelegt. In dieser Ausführungsform können jedoch lediglich Gehäusevibrationen kompensiert werden, die in der ersten Raumrichtung 1 1 schwingen.
Die hier gezeigte Führungsschiene 7 ist stattdessen mittels eines Lagerbauteils 71 an einem Führungsgehäuse 78 federnd gelagert, wobei das Führungsgehäuse 78 seinerseits in einem Führungslager 83 des Schlagwerksgehäuses 82 federnd gelagert ist. Dabei weist das Lagerbauteil 71 , welches zylindrisch ausgebildet ist (s. Fig. 5), Ausnehmungen auf, in denen sich zweite elastische Kraftmittel 62 abstützen. Die Anordnung der zweiten elastischen Kraftmittel 62 im Füh- rungsgehäuse 78 ist vor allem in einem Ausschnitt der Fig. 5 sichtbar. Das Führungsgehäuse 78 ist im Querschnitt u-förmig ausgebildet und so vorgesehen, dass sich die zweiten elastischen Kraftmittel 62 außerdem jeweils an einem Schenkel 781 des Führungsgehäuses 78 abstützen (s. Fig. 3(a)), und somit einen Kraftschluss zwischen dem Lagerbauteil 71 und dem Führungsgehäuse 78 bewirken. Mittels der zweiten elastischen Kraftmittel 62 ist die Führungsschiene 7 und somit auch die Ausgleichsmasse 2 in und gegen eine zweite Raumrichtung, die hier als Pfeil 12 gezeigt ist, verschieblich gelagert. Außerdem lässt das Lagerbauteil 71 aufgrund seiner zylindrischen Form eine rotatorische Drehbewegung relativ zum Fühgungsgehäuse 78 zu.
Das Führungslager 83 ist im Querschnitt ebenfalls u-förmig im Schlagwerksgehäuse 82 vorgesehen. Zwischen dem Führungslager 83 und dem Führungsgehäuse 78 sind dritte elastische Kraftmittel 63 vorgesehen, die sich am Führungslager 83 sowie dem Führungsgehäuse 78 abstützen, so dass dieses in und ge- gen eine dritte Raumrichtung, welche hier die Maschinenquernchtung ist, und die durch einen Pfeil 13 gezeigt ist, verschieblich ist. Die Schenkel 781 des Führungsgehäuses 78 gleiten dabei entlang Schenkeln 831 des Führungslagers 83, so dass das Führungslager 83 gleichzeitig zum Lagern und zum Führen des Füh- rungsgehäuses 78 vorgesehen ist.
Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt C-C des Bohrhammers der Fig. 2 in einer Ansicht von der Stirnseite 33 (s. Fig. 2) des Bohrhammers 3 aus, wobei die Fig. 3 (a) den Schwingungstilger 1 der Fig. 1 , 2, 4 und 5 zeigt, und wobei die Fig. 3 (b) ei- ne weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers 1 zeigt. Die bezogen auf die Blattebene linke Hälfte der Fig. 3 (a) zeigt die Lagerung der Führungsschiene 7. Sichtbar ist die Anordnung der Führungsschiene 7 am Lagerbauteil 71 , die mittels der zweiten elastischen Kraftmittel 62 bewirkte federnde Lagerung des Lagerbauteils 71 im Führungsgehäuse 78 und die mittels der dritten elastischen Kraftmittel 63 bewirkte federnde Lagerung des Führungsgehäuses 78 im Führungslager 83 des Schlagwerksgehäuses 82.
Die bezogen auf die Blattebene rechte Hälfte der Fig. 3 (a) zeigt die Anordnung der Ausgleichsmasse 2 an der Führungsschiene 7. Erkennbar ist vor allem, dass sich der Boden 22 der Ausgleichsmasse 2 quer zu einem Hammerrohr 8 des
Schlagwerks (nicht gezeigt) des Bohrhammers 3 erstreckt.
Die zweiten und dritten Kraftmittel 62, 63 sind im Rahmen der Fig. 2, 3a und 5 als Schraubenfedern ausgebildet.
Die Fig. 3 (b) zeigt eine Ausführungsform des Schwingungstilgers 1 , bei dem die zweiten und dritten elastischen Kraftmittel 62', 63' jeweils als eine Elastomerfeder ausgebildet sind. Durch ihre geometrische Ausgestaltung und Abstützung sind über die Elastomerfedern 62', 63' gleichzeitig Kräfte und Momente übertragbar, so dass die Ausgleichsmasse 2 dennoch steif an das Schlagwerksgehäuse 82 gekoppelt bleibt.
In dieser Ausführungsform ersetzt das eine als Elastomerfeder ausgebildete zweite elastische Kraftmittel 62' auch das in der Ausführungsform der Fig. 3 (b) erforderliche Lagerbauteil 71. Das als Elastomerfeder ausgebildete dritte elastische Kraftmittel 63' ersetzt in dieser Ausführungsform auch das in der Ausführungsform der Fig. 3 (b) erforderliche Führungsgehäuse 78. Diese Ausführungsform ist daher in Bezug auf die Bauteilezahl und den Montageaufwand sehr kostengünstig.
Der erfindungsgemäße Schwingungstilger 1 ist nicht nur sehr kompakt in ein Baukonzept eines Elektrowerkzeugs 3 integrierbar, ohne den umbauten Funktionsraum des Elektrowerkzeugs 3 erheblich zu vergrößern. Sondern er ist auch in Bezug auf die Kompensation der Gehäusevibrationen sehr effektiv. Denn er schwingt nicht nur in die Raumrichtung 1 1 , in der die für den größten Vibrationsanteil maßgeblich verantwortliche Vibrationsquelle schwingt. Sondern er schwingt in alle drei Raumrichtungen 1 1 , 12, 13, so dass auch andere Vibrationen, die insbesondere nicht durch diese maßgebliche Quelle verursacht sind, mit dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger 1 kompensierbar sind.

Claims

Ansprüche
1. Schwingungstilger (1), der eine Ausgleichmasse (2) umfasst, die zur Ausübung einer Gegenschwingung vorgesehen ist, welche einer Schwingung eines Gehäuses (4) eines Elektrowerkzeugs (3) entgegenwirkt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausgleichsmasse (2) aus einem offenen Rohrprofil gebildet ist, oder dass die Ausgleichsmasse (2) aus einem offenen oder geschlossenen Rohrprofil gebildet ist, das in mehr als eine Raumrichtung (1 1 , 12, 13) schwingt.
2. Schwingungstilger (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das Rohrprofil entlang von Gerätehauptflächen (821 , 482, 823) erstreckt.
3. Schwingungstilger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrprofil quader- oder kreisförmig und das offene Rohrprofil u-förmig oder teilkreisförmig ausgebildet ist.
4. Schwingungstilger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (2) einen Massenschwerpunkt (M) aufweist, der außerhalb der Ausgleichsmasse (2) angeordnet ist.
5. Schwingungstilger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (2) eine Aussparung (5) aufweist, in der ein elastisches Kraftmittel (61) angeordnet ist.
6. Schwingungstilger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (2) so vorgesehen ist, dass sie gegen die Kraft des elastischen Kraftmittels (61) in und gegen eine erste Raumrichtung (11) schwingt.
7. Schwingungstilger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er eine sich in die erste Raumrichtung (1 1) erstreckende Führungsschiene (7) zur Führung der Ausgleichsmasse (2) umfasst.
8. Schwingungstilger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (7) in eine zweite Raumrichtung (12) und/oder eine dritte Raumrichtung (13), die sich jeweils quer zur ersten Raumrichtung (11) erstrecken, federnd gelagert ist.
9. Schwingungstilger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse (2) zwei Aussparungen (5), in denen jeweils ein elastisches Kraftmittel (61) angeordnet ist, und der Schwingungstilger (1) weiterhin zwei Führungsschienen (7) umfasst, die an gegenüberliegenden Seiten (21 , 23) der Ausgleichsmasse (2) angeordnet sind.
10. Elektrowerkzeug (3) mit einem Schwingungstilger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche.
1 1. Elektrowerkzeug (3) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Schlagwerk aufweist.
12. Elektrowerkzeug (3) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Massenschwerpunkt der Ausgleichsmasse (2) nahe einer oder auf einer Schlagwerksachse (81) des Schlagwerks angeordnet ist.
13. Elektrowerkzeug (3) nach einem der Ansprüche 1 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausgleichsmasse (2) zumindest teilweise quer zur Schlagwerksachse (81) erstreckt.
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