DE102005043118A1

DE102005043118A1 - Arbeitsgerät

Info

Publication number: DE102005043118A1
Application number: DE102005043118A
Authority: DE
Inventors: Kai-Ulrich Dr.-Ing. Machens; Jürgen Dipl.-Ing. Steinmaier
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 2005-09-10
Filing date: 2005-09-10
Publication date: 2007-03-15
Also published as: US20070056575A1; GB0617192D0; GB2430638B; GB2430638A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät, insbesondere ein handgeführtes Arbeitsgerät wie einen Trennschleifer oder dgl., mit einem Werkzeug (11) und mit einem Gehäuse (2). In dem Gehäuse (2) ist ein Antriebsmotor (3) zum rotierenden Antrieb des Werkzeugs angeordnet. Das Arbeitsgerät besitzt einen Ausleger (6), der mit einem ersten Ende (7) am Gehäuse (2) des Arbeitsgeräts festgelegt ist und an dessen zweitem Ende (8) das Werkzeug drehbar gelagert ist. Das Arbeitsgerät besitzt mindestens einen Massekörper (22, 24, 26), der im Bereich des zweiten Endes (8) des Auslegers (6) beweglich gelagert ist, wobei die Masse des Massekörpers (22, 24, 26) und/oder die Lagerung des Massekörpers (22, 24, 26) auf die am zweiten Ende (8) des Auslegers (6) auftretenden Schwingungen abgestimmt ist, so daß der Massekörper (22, 24, 26) die im Betrieb auftretenden Schwingungen mindestens teilweise tilgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsgerät, insbesondere ein handgeführtes Arbeitsgerät wie einen Trennschleifer oder dgl. der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE 103 25 663 A1 ist ein Trennschleifer mit einem Ausleger bekannt. Ein Ende des Auslegers ist am Gehäuse des Trennschleifers festgelegt und am anderen Ende des Auslegers ist die Trennscheibe drehbar gelagert. Im Betrieb des Trennschleifers treten an der Trennscheibe und an dem die Trennscheibe haltenden Ende des Auslegers Schwingungen auf, die über den Ausleger auf das Gehäuse übertragen werden. Die Schwingungen werden auch auf die Handgriffe übertragen und müssen vom Bediener abgefangen werden. Dies führt zu einer Belastung des Bedieners und zu schneller Ermüdung des Bedieners beim Arbeiten mit dem Trennschleifer. Die Schwingungen beanspruchen ferner das Material des Trennschleifers, so daß der Trennschleifer vergleichsweise massiv ausgebildet werden muß, um eine ausreichend lange Lebensdauer zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsgerät der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das bei einfachem Aufbau eine geringe Belastung des Bedieners im Betrieb verwirklicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Arbeitsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Anordnung mindestens eines Massekörpers im Bereich des zweiten Endes des Auslegers ermöglicht die mindestens teilweise Tilgung der auftretenden Schwingungen am Ort der Entstehung der Schwingungen, so daß die ins Gehäuse des Arbeitsgeräts übertragenen Schwingungen verringert werden. Da weniger Schwingungen ins Gehäuse übertragen werden, ist eine massive Ausbildung des Gehäuses nicht notwendig. Die Masse des Massekörpers ist bezogen auf das Gesamtgewicht des Arbeitsgeräts klein, so daß sich keine merkliche Erhöhung des Gesamtgewichts des Arbeitsgeräts ergibt.

Zweckmäßig ist der Massekörper in mindestens einer Hauptschwingrichtung des Werkzeugs beweglich gelagert. Das Arbeitsgerät ist insbesondere ein Trennschleifer und das Werkzeug eine Trennscheibe. Der Massekörper ist dabei vorteilhaft quer zur Ebene der Trennscheibe beweglich gelagert. Bei Trennscheiben tritt im Betrieb die sogenannte Hutschwingung der Trennscheibe auf. Dies ist eine Beulschwingung der Scheibe, die üblicherweise im Bereich der Abregeldrehzahl, also der maximal auftretenden Drehzahl im Betrieb, auftritt. Die Hutschwingung kann jedoch auch bei einer anderen Drehzahl im Arbeitsbereich des Arbeitsgeräts auftreten. Um die Übertragung dieser Schwingung auf das Gehäuse zu verringern, ist vorgesehen, daß die Masse und/oder die Lagerung des Massekörpers auf die Hutschwingung der Trennscheibe abgestimmt ist. Dadurch lassen sich die von der Trennscheibe erzeugten Schwingungen stark verringern.

Zweckmäßig ist der Massekörper in mindestens einer Hauptschwingrichtung des Auslegers beweglich gelagert. Der Ausleger besitzt üblicherweise eine Biege- bzw. Torsionsresonanz, die in der Regel bei Drehzahlen unterhalb der Arbeitsdrehzahl auftritt und die demnach eine Durchlaufresonanz darstellt. Die Schwingung des Auslegers ist im wesentlichen eine Querschwingung. Zweckmäßig ist die Masse und/oder die Lagerung des Massekörpers auf die Querschwingung des Auslegers abgestimmt. Dadurch kann die Übertragung der Querschwingung des Auslegers auf das Gehäuse erheblich verringert werden.

Zweckmäßig ist der Massekörper im Bereich der Drehachse des Werkzeugs gelagert. Insbesondere ist ein Massekörper eine Schutzhaube des Werkzeugs. Insbesondere bei Trennschleifern ist am Werkzeug ohnehin eine Schutzhaube angeordnet. Zur Tilgung der auftretenden Schwingungen muß die Masse und die Lagerung der Schutzhaube am Ausleger lediglich auf die auftretenden Schwingungen abgestimmt werden. Zur mindestens teilweisen Schwingungstilgung sind damit keine zusätzlichen Bauteile notwendig. Das Gewicht des Arbeitsgeräts wird nicht erhöht, da als Massekörper ein ohnehin vorhandenes Bauteil eingesetzt wird.

Es kann vorgesehen sein, daß ein Massekörper an einer Schutzhaube des Werkzeugs festgelegt ist. Der Massekörper ist insbesondere innerhalb der Schutzhaube angeordnet.

Vorteilhaft ist der Massekörper über mindestens ein Federelement beweglich gelagert. Zweckmäßig sind mehrere Federelemente zur Lagerung des Massekörpers vorgesehen. Insbeson dere ist mindestens ein Federelement eine Schraubenfeder. Es ist vorgesehen, daß ein Massekörper über mindestens ein Dämpfungselement, insbesondere ein Feder-Dämpfer-Element, beweglich gelagert ist. Das Dämpfungselement besteht vorzugsweise mindestens teilweise aus Gummi. Insbesondere ist als Dämpfungselement eine Gummischeibe vorgesehen. Die Dämpfungs- und Federelemente können zur Erreichung einer guten Schwingungsdämpfung kombiniert sein. Um Schwingungen in mehreren Richtungen zu dämpfen, können Feder- und/oder Dämpfungselemente zur Anbindung des Massekörpers in unterschiedlichen Richtungen eingesetzt werden, wobei insbesondere unterschiedliche Eigenschwingungen in unterschiedlichen Richtungen durch unterschiedliche Feder- und/oder Dämpfungselemente getilgt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Trennschleifers,
2 bis 6 schematische Drauf sichten auf Ausführungsbeispiele eines Trennschleifers.
Der in 1 gezeigte Trennschleifer 1 besitzt ein Gehäuse 2, an dem ein hinterer Handgriff 4 und ein Griffrohr 5 zum Bedienen des Trennschleifers 1 festgelegt sind. Der Trennschleifer 1 besitzt eine rotierend angetriebene Trennscheibe 11, die an der dem hinteren Handgriff 4 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 2 angeordnet ist. Das Griffrohr 5 umgreift das Gehäuse 2 benachbart zur Trennscheibe 11. Die Trennscheibe 11 ist über einen Ausleger 6 am Gehäuse 2 festgelegt. Ein erstes Ende 7 des Auslegers 6 ist am Gehäuse 2 festgelegt. Am zweiten, dem Gehäuse 2 entfernt liegenden Ende 8 des Auslegers 6 ist die Trennscheibe 11 an der in 2 gezeigten Antriebswelle 12 drehbar gelagert. Der Ausleger 6 kann einteilig ausgebildet sein. Der das erste Ende 7 umfassende Abschnitt des Auslegers 6 kann jedoch auch am Gehäuse 2 festgelegt sein, während der das zweite Ende 8 umfassende Abschnitt des Auslegers 6 gegenüber dem das erste Ende 7 umfassenden Abschnitt beweglich sein kann. Zur Relativbewegung der beiden Abschnitte des Auslegers 6 gegeneinander oder des Auslegers 6 gegenüber dem Gehäuse 2 ist eine Keilriemenspanneinrichtung 9 vorgesehen. Der das erste Ende 7 umfassende Abschnitt des Auslegers 6 kann einteilig mit einem Teil des Gehäuses 2 ausgebildet sein. Am zweiten Ende 8 des Auslegers 6 ist eine Schutzhaube 10 angeordnet, die die Trennscheibe 11 übergreift.
Wie die schematische Darstellung in 2 zeigt, besitzt der Trennschleifer 1 einen im Gehäuse 2 angeordneten Antriebsmotor 3, der insbesondere ein Verbrennungsmotor, vorzugsweise ein Zweitaktmotor ist. Der Verbrennungsmotor 3 besitzt eine Kurbelwelle 13, die eine erste Riemenscheibe 14 rotierend antreibt. Die erste Riemenscheibe 14 ist im Bereich des ersten Endes 7 des Auslegers 6 angeordnet und treibt einen Keilriemen 16 an. Im Bereich des zweiten Endes 8 des Auslegers 6 ist eine zweite Riemenscheibe 15 angeordnet, die vom Keilriemen 16 rotierend angetrieben ist und die mit der Antriebswelle 12 der Trennscheibe 11 drehfest verbunden ist. Die Antriebswelle 12 wird damit vom Antriebsmotor 3 um ihre Drehachse 20 rotierend angetrieben. Die Antriebswelle 12 ist etwa senkrecht zur Längserstreckung des Auslegers 6 und etwa parallel zur Drehachse 29 der Kurbelwelle 13 des Antriebsmotors 3 angeordnet. Der Ausleger 6 ist im wesentlichen langgestreckt und flach ausgebildet. Die Haupterstreckung des Auslegers 6 liegt in einer Ebene parallel zur Ebene der Trennscheibe 11.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die Schutzhaube 10 einen Massekörper, der über ein Feder-Dämpfer-Element 17 quer zur Ebene der Trennscheibe 11 und des Auslegers 6 beweglich gelagert ist. Das Feder-Dämpfer-Element 17 ist vorzugsweise eine Gummischeibe, die von der Antriebswelle 12 durchragt ist. Das Feder-Dämpfer-Element 17 besteht zweckmäßig aus einem Elastomer mit innerer Dämpfung und besitzt sowohl federnde als auch dämpfende Eigenschaften. Auf der Antriebswelle 12 ist die Trennscheibe 11 drehfest angeordnet. Beim Hochlaufen des Verbrennungsmotors 3 schwingt der Ausleger 6 im Bereich seines zweiten Endes 8 mit einer Querschwingung 28. Die Querschwingung 28 bildet sich in der Regel bei einer Drehzahl unterhalb des Arbeitsbereichs aus. Insbesondere im Bereich der Abregeldrehzahl schwingt die Trennscheibe 11 mit einer Hutschwingung 27 in einer Richtung quer zur Ebene der Trennscheibe 11. Die Lagerung der Schutzhaube 10 und die Masse der Schutzhaube 10 sind auf die Querschwingung 28 und/oder auf die Hutschwingung 27 abgestimmt, so daß die Schutzhaube 10 bei der Drehzahl, bei der sich die Querschwingung 28 ausbildet, entgegen der Querschwingung 28 schwingt und diese mindestens teilweise tilgt und/oder bei der Drehzahl, bei der sich die Hutschwingung 27 ausbildet, entgegen der Hutschwingung 27 schwingt und die Hutschwingung 27 mindestens teilweise tilgt. Die Schutzhaube 10 kann sowohl auf die Querschwingung 28 als auch auf die Hutschwingung 27 abgestimmt sein, wenn die Schutzhaube 10 zwei Eigenfrequenzen besitzt. Es kann jedoch auch ein weiterer Massekörper vorgesehen sein, so daß die Schutzhaube die Querschwingung 28 oder die Hutschwingung 27 mindestens teilweise tilgt und der weitere Massekörper auf die andere der beiden Schwingungen abgestimmt ist und diese mindestens teilweise tilgt.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind anstatt des Feder-Dämpfer-Elements 17 Federelemente 18 vorgesehen, an denen die Schutzhaube 10 gelagert ist. Die Schutzhaube 10 ist dabei in einer Hauptschwingrichtung des Auslegers 6 und/oder der Trennscheibe 11 gefedert gelagert. Die Federelemente 18 sind als Schraubenfedern ausgebildet. Es können jedoch auch andere Federelemente zweckmäßig sein. In 3 sind zwei Federelemente 18 gezeigt, es kann jedoch auch eine andere Anzahl von Federelementen, beispielsweise ein Federelement oder vier Federelemente, vorgesehen sein.
Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel des Trennschleifers 1 ist die Schutzhaube 10 am zweiten Ende 8 des Auslegers 6 über einen Flansch 19 fixiert. Durch den Flansch 19 ist die in 4 nicht gezeigte Antriebswelle 12 der Trennscheibe 11 geführt. An der der Schutzhaube 10 gegenüberliegenden Längsseite 30 des Auslegers 6 ist auf der Höhe der Drehachse 20 der Antriebswelle 12 ein Massekörper 22 über ein Federelement 21 gelagert. Das Federelement 21 ist vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildet. Anstatt des Federelements 21 kann auch ein Feder-Dämpfer-Element vorgesehen sein. Der Massekörper 22 ist in einer Hauptschwingrichtung des Auslegers 6 und/oder der Trennscheibe 11 beweglich gelagert. Vorzugsweise ist der Massekörper 22 quer zur Ebene des Auslegers 6 und der Trennscheibe 11 beweglich. Die Lagerung und/oder die Masse des Massekörpers 22 ist vorzugsweise auf die Eigenschwingung des Auslegers 6 ausgelegt. Zur mindestens teilweisen Tilgung der Eigenschwingungen der Trennscheibe 11 kann ein weiterer, in 4 nicht gezeigter Massekörper vorgesehen sein.
Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Trennschleifers 1 ist an der dem Ausleger 6 abgewandten Seite der Schutzhaube 10 ein Massekörper 24 über ein Federelement 23 beweglich gelagert. Der Massekörper 24 ist vorzugsweise in einer Hauptschwingrichtung der Trennscheibe 11 und/oder des Auslegers 6 beweglich, insbesondere quer zur Ebene von Trennscheibe 1 und Ausleger 6. Die Masse und/oder die Lagerung des Massekörpers 24 sind dabei so ausgelegt, daß die im Betrieb des Trennschleifers 1 auftretenden Schwingungen mindestens teilweise getilgt werden.
Bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Trennschleifers 1 ist ein Massekörper 26 über ein Feder-Dämpfer-Element 25, vorzugsweise über eine Dämpfungsscheibe, an der Schutzhaube 10 beweglich gelagert. Das Feder-Dämpfer-Element 25 besteht insbesondere aus einem elastischen Material mit innerer Dämpfung, das Feder- und Dämpfereigenschaften besitzt. Anstatt des Feder-Dämpfer-Elements 25 kann auch ein reines Dämpferelement vorgesehen sein. Vorzugsweise ist zusätzlich zu dem Dämpferelement ein separates Federelement vorgesehen. Der Massekörper 26 ist dabei innerhalb der Schutzhaube 10 angeord net. Der Massekörper 26 kann jedoch auch an der Außenseite der Schutzhaube 10 angeordnet sein. Die Schutzhaube 10 ist über einen Flansch 19 am zweiten Ende 8 des Auslegers 6 fixiert. Der Massekörper 26 ist im Bereich der Drehachse 20 der Antriebswelle 12 angeordnet und in Richtung einer Hauptschwingrichtung der Trennscheibe 11 und/oder des Auslegers 6 beweglich gelagert. Insbesondere ist der Massekörper 26 in Längsrichtung der Drehachse 20 beweglich. Der Massekörper 26 kann jedoch auch im Bereich des Umfangs der Schutzhaube 10 angeordnet sein. Es können auch mehrere Massekörper 26 am Umfang der Schutzhaube 10 verteilt gelagert sein. Zusätzlich kann am zweiten Ende 8 des Auslegers 6 ein Massekörper angeordnet sein. Die in den 2 bis 6 gezeigten Massekörper und deren Lagerung können miteinander kombiniert werden, um eine möglichst gute Tilgung der im Betrieb auftretenden Schwingungen zu erreichen. Vorzugsweise ist ein Massekörper im Bereich des zweiten Endes des Auslegers 6 angeordnet. Das zweite Ende 8 des Auslegers 6 bezeichnet dabei etwa das dem Gehäuse abgewandte Drittel des Auslegers 6. Vorteilhaft ist eine Anordnung des Massekörpers im Bereich der Drehachse 20. Die erfindungsgemäße Schwingungstilgung kann auch für andere Arbeitsgeräte vorteilhaft sein.

Claims

Arbeitsgerät mit einem Werkzeug und mit einem Gehäuse (2), in dem ein Antriebsmotor (3) zum rotierenden Antrieb des Werkzeugs angeordnet ist, wobei das Arbeitsgerät einen Ausleger (6) besitzt, der mit einem ersten Ende (7) am Gehäuse (2) festgelegt ist und an dessen zweitem Ende (8) das Werkzeug drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsgerät mindestens einen Massekörper (22, 24, 26) besitzt, der im Bereich des zweiten Endes (8) des Auslegers (6) beweglich gelagert ist, wobei die Masse des Massekörpers (22, 24, 26) und/oder die Lagerung des Massekörpers (22, 24, 26) auf die am zweiten Ende (8) des Auslegers (6) auftretenden Schwingungen (27, 28) abgestimmt ist, so daß der Massekörper (22, 24, 26) die im Betrieb auftretenden Schwingungen (27, 28) mindestens teilweise tilgt.
Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Massekörper (22, 24, 26) in mindestens einer Hauptschwingrichtung des Werkzeugs beweglich gelagert ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsgerät ein Trennschleifer (1) und das Werkzeug eine Trennscheibe (11) ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Massekörper (22, 24, 26) quer zur Ebene der Trennscheibe (11) beweglich gelagert ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse und/oder die Lagerung des Massekörpers (22, 24, 26) auf die Hutschwingung (27) der Trennscheibe (11) abgestimmt ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Massekörper (22, 24, 26) in mindestens einer Hauptschwingrichtung des Auslegers (6) beweglich gelagert ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse und/oder die Lagerung des Massekörpers (22, 24, 26) auf die Querschwingung (28) des Auslegers (6) abgestimmt ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Massekörper (22, 24, 26) im Bereich der Drehachse (20) des Werkzeugs gelagert ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Massekörper eine Schutzhaube (10) des Werkzeugs ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Massekörper (24, 26) an einer Schutzhaube (10) des Werkzeugs festgelegt ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Massekörper (26) innerhalb der Schutzhaube (10) angeordnet ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Massekörper (22, 24) über mindestens ein Federelement (18, 21, 23) beweglich gelagert ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Federelemente (18) zur Lagerung des Massekörpers vorgesehen sind.
Arbeitsgerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federelement (18, 21, 23) eine Schraubenfeder ist.
Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Massekörper (26) über mindestens ein Dämpfungselement, vorzugsweise ein Feder-Dämpfer-Element (17, 25), beweglich gelagert ist.
Arbeitsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (17, 25) mindestens teilweise aus Gummi besteht.