DE102007000057B4

DE102007000057B4 - Schwingungstilger für Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102007000057B4
Application number: DE102007000057A
Authority: DE
Inventors: Erwin Manschitz; Franz Mössnang
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2027-02-01
Also published as: EP1952952A3; JP2008188759A; EP1952952A2; US20080179797A1; EP1952952B1; JP5192246B2; CN101235870A; CN101235870B; US8356702B2; DE102007000057A1

Abstract

Schwingungstilger (3) zur Montage an einem Gehäuse (2) einer zumindest teilweise axial schlagenden Handwerkzeugmaschine (1) mit einer axial schwingbaren Tilgermasse (4), welche über zumindest eine Feder (5) zum Gehäuse (2) axial druckvorspannbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Feder (5) bezüglich ihrer axialen Federlänge vollständig innerhalb der Tilgermasse (4) angeordnet ist,
die Tilgermasse (4) je Feder (5) zwei axial beabstandete Massenanschläge (13) ausbildet, an denen die Feder (5) axial anlegbar ist und
das Tilgergehäuse (9) je Feder (5) zwei axial beabstandete Gehäuseanschläge (12) ausbildet, an denen die Feder (5) axial anlegbar ist.

Description

Die Erfindung bezeichnet einen Schwingungstilger für eine zumindest teilweise schlagende Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen Bohrhammer, Kombihammer oder Meisselhammer.
Ein Schwingungstilger ist ein schwingungsfähiges Teilsystem, welches aus einer abstrakten schwingbaren Masse, einer abstrakten Feder und einem abstrakten Dämpfer besteht, welche jeweils nicht explizit als konkretes Bauteil ausgeführt sein müssen. Insbesondere der abstrakte Dämpfer wird oft nicht als konkretes Bauteil realisiert und ist dennoch durch praktisch stets auftretende Reib- und Strömungsverluste wirksam. Man unterscheidet gewöhnliche passive Schwingungstilger, welche ausschliesslich selbst erregt sind, von aktiv gesteuerten Schwingungstilger.
Durch eine geeignete Wahl der Federkonstanten und der Masse wird bei einem passiven Schwingungstilger dessen Eigenfrequenz nahe der zu dampfenden Störfrequenz dimensioniert, in diesem Verwendungsfall der Vibration des Aussengehäuses der Handwerkzeugmaschine.
Nach der FR2237734B1 werden bei schlagenden Handwerkzeugmaschinen zur Verminderung der Gehäuseschwingungen derartige passive Schwingungstilger eingesetzt, nach der US4478293 sind zwei passive Schwingungstilger über Druckluftschwankungen miteinander synchronisiert. Dabei ist die als Schraubenfeder ausgebildete abstrakte Feder axial in Schlagrichtung der Handwerkzeugmaschine orientiert und zumindest teilweise axial zu einer kompakten, schwingbaren Tilgermasse versetzt.
Nach der EP1710052A1 ist der hohlzylinderförmig ausgebildete Schwingungstilger um das Führungsrohr des Schlagwerks herum angeordnet.
Nach der WO2006022345A1 ist der kompakt ausgebildete Schwingungstilger innerhalb des Gehäuses an der dem Handgriff gegenüberliegenden Gehäuseoberseite angeordnet.
Nach der EP1415768A1 ist der kompakt ausgebildete Schwingungstilger innerhalb eines Tilgergehäuses angeordnet, welches ausserhalb am restlichen Aussengehäuse der Handwerkzeugmaschine auf der dem Handgriff gegenüberliegenden Gehäuseoberseite lösbar form- oder kraftschlüssig festgelegt ist.
Nach der DE815179B sind axial beidseitig der kompakten, schwingbaren Tilgermasse zwei druckvorgespannte Schraubenfedern angeordnet.
DE 195 24 948 A1 beschreibt einen Schwingungstilger für eine KFZ-Abgasanlage. Eine Tilgermasse weist einen zylindrischen Hohlraum auf, innerhalb dem zwei Federn vollständig angeordnet sind. Die Tilgermasse stützt sich über die Federn an einem Bolzen ab.
Da die Gesamtlänge des Schwingungstilgers somit stets grösser als die Federlänge ist, wird zur Erzielung einer hinreichenden Schwingungsdämpfungswirkung ein relativ grosser, sich axial erstreckender Bauraum benötigt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Reduzierung der Gesamtlänge eines zur Montage in oder an der Handwerkzeugmaschine geeigneten Schwingungstilgers.
Die Aufgabe wird im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So weist ein zur Montage an einem innenliegenden (bspw. Getriebedeckelgehäuse) oder aussenliegenden (bspw. Aussengehäuse) Gehäuse einer zumindest teilweise axial schlagenden Handwerkzeugmaschine geeigneter Schwingungstilger eine schwingbare Tilgermasse auf, welche über zumindest eine Feder zum Gehäuse axial druckvorgespannt ist, wobei die Feder bezüglich ihrer axialen Federlänge vollständig innerhalb der Tilgermasse angeordnet ist.
Das Tilgergehäuse bildet je Feder zwei axial beabstandete Gehäuseanschläge aus, an denen die Feder axial anlegbar ist, wodurch deren Lage axial beidseitig begrenzt ist.
Die Tilgermasse bildet je Feder zwei axial beabstandete Massenanschläge aus, an denen die Feder axial anlegbar ist, wodurch die Feder beim Schwingen altemierend an je einem Massenanschlag anliegt und darüber druckverspannt wird.
Durch die Anordnung der Feder vollständig innerhalb der schwingbaren Tilgermasse wird die Gesamtlänge des Schwingungstilgers im Wesentlichen durch die Tilgermassenlänge bestimmt. Da diese somit grösstmöglichst ist, sind bei fest vorgegebener Tilgerlänge und Federkonstanten kleinstmöglichste Resonanzfrequenzen erzielbar. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die innenliegende druckvorgespannte Feder duch den Wechsel der Massenanschläge bezüglich der Schwingungsamplitude der Tilgermasse nur einen halb solangen Federhub ausführt, wie eine der beiden aussenseitig angeordneten, druckvorgespannten Federn, wodurch die Feder selbst weniger beansprucht wird.
Vorteilhaft ist der Schwingungstilger spiegelsymmetrisch ausgebildet, wodurch Querschwingungen vermieden werden.
Vorteilhaft ist die Tilgermasse innerhalb eines diese zumindest mehrheitlich umfassenden Tilgergehäuses angeordnet, wodurch dieses schwingfähige Teilsystem vor Verschmutzung geschützt ist.
Vorteilhaft ist die Tilgermasse am Tilgergehäuse axial beweglich geführt, wodurch diese bis auf Dämpfverluste frei axial schwingen kann.
Vorteilhaft bildet das Tilgergehäuse für genau eine Feder genau zwei axial beabstandete Gehäuseanschläge aus, die in der Spiegelebene liegen, wodurch die Spiegelsymmetrie erhalten bleibt.
Alternativ vorteilhaft bildet das Tilgergehäuse für genau zwei Federn genau vier, paarweise axial beabstandete Gehäuseanschläge aus, die spiegelbildlich zu der Spiegelebene liegen, wodurch die Spiegelsymmetrie erhalten bleibt.
Vorteilhaft ist die Tilgermasse im nicht vom Tilgergehäuse umschlossenen Sektor konkav ausgebildet, wodurch diese passend zu einer konvexen Gehäuseoberseite des Aussengehäuses der Handwerkzeugmaschine ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist die Feder in einer taschenförmigen, prismatischen Aussparung der Tilgermasse angeordnet, wodurch diese zumindest teilweise zwangsgeführt ist und somit bei Druckschwellbeanspruchung nicht quer ausbrechen kann.
Vorteilhaft ist das Tilgergehäuse über Festlegungsmittel wie bspw. Schrauben kraft- und/oder formschlüssig am Gehäuse der Handwerkzeugmaschine lösbar festgelegt, wodurch der Schwingungsdämpfer bedarfsweise vom Nutzer nachträglich leicht selbst bspw. zum Aussengehäuse einer schwingungstilgerfreien Handwerkzeugmaschine montierbar ist.
Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:
1 als Schwingungstilger mit Handwerkzeugmaschine
2 als Längsschnitt
3 als Variante
4 als Längsschnitt der Variante
5 als weitere Variante
6 als Längsschnitt der weiteren Variante
Nach 1 weist eine bezüglich einer Schlagachse A axial schlagende und drehende Handwerkzeugmaschine 1 eine am längs der Schlagachse A vibrierenden Gehäuse 2 festgelegten Schwingungstilger 3 mit einer schwingbaren Tilgermasse 4 auf, welche über eine Feder 5 zum aussenliegenden Gehäuse 2 axial druckvorgespannt ist. Der zur Spiegelebene S mit der Schlagachse A spiegelsymmetrisch ausgebildete Schwingungstilger 3 ist über Festlegungsmittel 6 in Form von Schrauben formschlüssig am Gehäuse 2 der Handwerkzeugmaschine 1 auf der dem Handgriff 7 gegenüberliegenden konvexen Gehäuseoberseite 8 lösbar festgelegt. Die dazu passend konkav ausgebildete Tilgermasse 4 ist innerhalb eines diese in der Darstellungsebene quer zur Schlagachse A mehrheitlich (bis auf den zur Gehäuseoberseite 8 zugewandten Sektor) umfassenden Tilgergehäuse 9 angeordnet und an diesem über längs der Schlagachse A verlaufende Führungsflächen 10 axial beweglich geführt. Die Feder 5 ist in einer prismatischen, in der Darstellungsebene quer zur Schlagachse A taschenförmigen, Aussparung 11 der Tilgermasse 4 angeordnet.
Nach 2 ist die als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder 5 bezüglich ihrer axialen Federlänge vollständig innerhalb der Tilgermasse 4 angeordnet. Das Tilgergehäuse 9 bildet für die genau eine Feder 5 genau zwei axial beabstandete Gehäuseanschläge 12 aus, die in der Spiegelebene S liegen. Die Tilgermasse 4 bildet zwei axial beabstandete Massenanschläge 13 aus, an denen beim Schwingen (rechtes und linkes Halbbild zeigen unterschiedliche Schwingungszustände) die Feder 5 axial druckverspannt alternierend anliegt.
Nach 3 und 4 bildet das Tilgergehäuse 9 für die genau zwei Federn 5 jeweils zwei axial beabstandete Gehäuseanschläge 12 aus, an denen die Federn 5 axial anlegbar sind, die spiegelbildlich zu der Spiegelebene S liegen. Dabei kragen die Gehäuseanschläge 12 senkrecht zur Spiegelebene S nach innen aus dem Tilgergehäuse 9 ein.
Davon abweichend kragen nach 5 und 6 die Gehäuseanschläge 12 für die genau zwei Federn 5 parallel zur Spiegelebene S nach innen aus dem Tilgergehäuse 9 ein.

Claims

Schwingungstilger (3) zur Montage an einem Gehäuse (2) einer zumindest teilweise axial schlagenden Handwerkzeugmaschine (1) mit einer axial schwingbaren Tilgermasse (4), welche über zumindest eine Feder (5) zum Gehäuse (2) axial druckvorspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (5) bezüglich ihrer axialen Federlänge vollständig innerhalb der Tilgermasse (4) angeordnet ist, die Tilgermasse (4) je Feder (5) zwei axial beabstandete Massenanschläge (13) ausbildet, an denen die Feder (5) axial anlegbar ist und das Tilgergehäuse (9) je Feder (5) zwei axial beabstandete Gehäuseanschläge (12) ausbildet, an denen die Feder (5) axial anlegbar ist.
Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende der wenigstens einen Feder (5) beim Schwingen alternierend an einem ersten der Feder (5) zugehörigen Gehäuseanschläge (12) und an einem ersten der Feder (5) zugehörigen Massenanschläge (13) anliegt und ein zweites Ende der wenigstens einen Feder (5) beim Schwingen synchron zum ersten Ende alternierend an einem zweiten der Feder (5) zugehörigen Massenanschläge (13) und an einem zweiten der Feder (5) zugehörigen Gehäuseanschläge (12) anliegt.
Schwingungstilger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Feder (5) beim Schwingen alternierend in einer ersten Schwingungsphase an einem ersten der zugehörigen Gehäuseanschläge (12) und an einem ersten der zugehörigen Massenanschläge (13) druckverspannt anliegt und in einer zweiten Schwingungsphase an einem zweiten der zugehörigen Gehäuseanschläge (12) und an einem zweiten der zugehörigen Massenanschläge (13) druckverspannt anliegt.
Schwingungstilger nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch eine spiegelsymmetrische Ausbildung.
Schwingungstilger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (4) innerhalb eines diese zumindest mehrheitlich umfassenden Tilgergehäuses (9) angeordnet ist.
Schwingungstilger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (4) am Tilgergehäuse (9) axial beweglich geführt ist.
Schwingungstilger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tilgergehäuse (9) für genau eine Feder (5) genau zwei axial beabstandete Gehäuseanschläge (12) ausbildet, die in einer Spiegelebene (S) liegen.
Schwingungstilger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tilgergehäuse (9) für genau zwei Federn (5) genau vier, paarweise axial beabstandete Gehäuseanschläge (12) ausbildet, die spiegelbildlich zu einer Spiegelebene (S) liegen.
Schwingungstilger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (4) im nicht vom Tilgergehäuse (9) umschlossenen Sektor konkav ausgebildet ist.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (5) in einer taschenförmigen, prismatischen Aussparung (11) der Tilgermasse (4) angeordnet ist.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Tilgergehäuse (9) über Festlegungsmittel (8) kraft- und/oder formschlüssig an einem Gehäuse (2) der Handwerkzeugmaschine (1) lösbar festgelegt ist.