EP2425937B1 - Hand-held machine tool - Google Patents
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Definitions
- EP 2 018 939 A2 and EP 2 159 008 A2 describe hand tool machines with a compact absorber.
- the absorber has a mass block which is hung on one front with two springs and on the back with a spring.
- the spring of the back has a higher spring constant in such a way that the total restoring force of the front-acting springs is equal to the restoring force of the back-acting spring.
- the periodically operating percussion mechanism 4 causes vibrations or vibrations in the machine housing 8.
- Spring suspensions 20, 21 of the handle 17 on the machine housing 8 partially suppress transmission of the vibrations to the handle 17 in order to reduce the physiological stresses on the user.
- the absorber 30 is arranged with the first direction 39 on the tool 3, ie in the direction of impact 25 , pointing.
- the first direction 39 on the tool 3 ie in the direction of impact 25 , pointing.
- the racket 10 on the tool 3 and its driving into the ground results in a short recoil with high amplitude, which better couples to the stiffer side of the absorber 30 .
- a second weaker and longer acting kickback results when the racket 10 is repelled by the exciter 9 on the air cushion. This softer kick better bonds to the softer side of the absorber 30 .
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a hand tool according to the preamble of
Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine weist die im Patentanspruch 1 angeführten Merkmale auf.The hand tool according to the invention has the features cited in
Die Handwerkzeugmaschine, z.B. ein Handwerkzeugmaschine mit einem pneumatischen Schlagwerk, übt auf den Anwender periodisch einen Rückschlag aus. Deren Amplitude kann durch den Tilger abgeschwächt werden. Ein asymmetrisch aufgebauter Tilger kann eine höhere Dämpfwirkung bei der Handwerkzeugmaschine bewirken. Die Federsteifigkeit kann eine Diskontinuität oder sehr starke Änderung bezogen auf die Grundstellung aufweisen. Die Diskontinuität führt zu einer stark nicht-harmonischen Bewegung des Massekörpers und nicht-harmonischen Kräften, welche geeigneter sein können das Maschinengehäuse zu dämpfen.The hand tool, e.g. a hand-held power tool with a pneumatic percussion mechanism, periodically gives the user a setback. Their amplitude can be attenuated by the absorber. An asymmetrically constructed Tilger can cause a higher damping effect in the power tool. The spring stiffness may have a discontinuity or very strong change relative to the home position. The discontinuity results in a highly non-harmonic motion of the mass body and non-harmonic forces, which may be more appropriate to dampen the engine case.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Federsteifigkeit zwischen dem fünf und zehnfachen der zweiten Federsteifigkeit beträgt. Das Verhältnis der Federsteifigkeiten kann genutzt werden, um die Dämpfung des Tilgers an das Rückschlagverhalten der Handwerkzeugmaschine anzupassen. Je höher das Verhältnis ist, um so kürzer und stärker wird der Massenkörper durch die steifere Seite beschleunigt.One embodiment provides that the first spring stiffness is between five and ten times the second spring stiffness. The ratio of the spring stiffnesses can be used to adjust the damping of the absorber to the non-return behavior of the power tool. The higher the ratio, the shorter and stronger the mass body is accelerated by the stiffer side.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Massekörper in der zweiten Richtung ausgelenkt aus der Grundstellung von wenigstens einer Feder kraftfrei und in der ersten Richtung ausgelenkt aus der Grundstellung von der wenigstens einen Feder kraftbeaufschlagt ist. Die sich je nach Stellung des Massekörpers ankoppelnde und lösende Feder bewirkt die Asymmetrie des Tilgers.An embodiment provides that the mass body in the second direction deflected from the basic position of at least one spring force-free and in the first direction deflected from the basic position of the at least one spring is subjected to force. The Depending on the position of the mass body coupling and releasing spring causes the asymmetry of the absorber.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Massekörper in der Grundstellung an der Feder anliegt. Tilger mit Reibung erweisen sich als ineffizient für den Einsatz in Handwerkzeugmaschinen. Die Ankopplung und Abkopplung der Feder und die dabei entstehenden Verluste sollen weitgehend minimiert sein. In der Grundstellung heben sich die sonstigen Kräfte der Federeinrichtung auf. Der Massekörper kann in der Grundstellung zwischen zwei vorgespannten Federn angeordnet sein. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die zwei vorgespannten Federn mit dem Massekörper fest verbunden sind. Aufgrund der festen Anbindung ergeben sich geringe Verluste in den Federn aufgrund plastischer Deformation oder aufgrund von Reibung.An embodiment provides that the mass body rests in the basic position on the spring. Rubbers with friction prove to be inefficient for use in hand tool machines. The coupling and decoupling of the spring and the resulting losses should be largely minimized. In the basic position, the other forces of the spring device cancel. The mass body may be arranged in the basic position between two prestressed springs. An embodiment provides that the two prestressed springs are firmly connected to the mass body. Due to the fixed connection results in low losses in the springs due to plastic deformation or due to friction.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Massekörper an einer Biegefeder befestigt ist, die geneigt zu der Arbeitsrichtung angeordnet ist. Die Biegefeder ist entspannt, wenn der Massekörper in der Grundstellung ist.An embodiment provides that the mass body is attached to a spiral spring, which is arranged inclined to the working direction. The spiral spring is relaxed when the mass body is in the normal position.
Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:
-
Fig. 1 eine Handwerkzeugmaschine, -
Fig. 2 ein Tilger, -
Fig. 3 und 4 ein weiterer Tilger.
-
Fig. 1 a hand tool, -
Fig. 2 a mortar, -
3 and 4 another absorber.
Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.Identical or functionally identical elements are indicated by the same reference numerals in the figures, unless stated otherwise.
Das Schlagwerk 4 und der Drehantrieb 6 können von einem gemeinsamen Motor 7, z.B. einem Elektromotor, angetrieben werden. Ein Maschinengehäuse 8 umgibt das Schlagwerk 4, den Drehantrieb 6 und den gegebenenfalls gemeinsamen Motor 7. The
Das Schlagwerk 4 ist beispielsweise ein pneumatisches Schlagwerk. Ein Erreger 9 und ein Schläger 10 sind in dem pneumatischen Schlagwerk 4 längs der Arbeitsachse 5 beweglich geführt. Der Erreger 9 ist über einen Exzenter 11 oder einen Taumelfinger an den Motor 7 angekoppelt und zu einer periodischen, linearen Bewegung gezwungen. Eine Luftfeder gebildet durch eine pneumatische Kammer 12 zwischen Erreger 9 und Schläger 10 koppelt eine Bewegung des Schlägers 10 an die Bewegung des Erregers 9 an. Der Schläger 10 kann direkt auf ein hinteres Ende des Bohrmeißels 3 aufschlagen oder mittelbar über einen im Wesentlichen ruhenden Zwischenschläger 13 einen Teil seines impuls auf den Bohrmeißel 3 übertragen.The
Die Werkzeugaufnahme 2 hat beispielsweise eine Hülse 14, in welche der Bohrmeißel 3 eingesetzt werden kann. Ein oder mehrere Verriegelungselemente 15, z.B. Kugeln, ragen in die Hülse 14 und greifen in längs geschlossene Nuten des Bohrmeißels 3 ein. Der Bohrmeißel 3 kann entsprechend der Länge seiner Nuten in der Werkzeugaufnahme 2 längs der Arbeitsachse 5 gleiten. Der Drehantrieb 6 dreht die Hülse 14 um die Arbeitsachse 5 . The
Der Anwender kann den Bohrhammer 1 per Hand mittels eines Handgriffs 17 führen. Der Handgriff 17 ist an einer der Werkzeugaufnahme 2 abgewandten Seite des Maschinengehäuses 8 befestigt. Eine Längsachse 18 des Handgriffs 17 verläuft schräg oder senkrecht zu der Arbeitsachse 5. Der Bohrhammer 1 ist z.B. spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene (entspricht der Ebene der Zeichnung), die durch die Arbeitsachse 5 und die Längsachse 18 des Handgriffs 17 aufgespannt wird. Eine Achse senkrecht zur der Symmetrieebene wird nachfolgend als x-Achse bezeichnet. Die y-Achse ist senkrecht zur x-Achse und zu der Arbeitsachse 5.The user can guide the
Das periodisch arbeitende Schlagwerk 4 führt zu Schwingungen oder Vibrationen in dem Maschinengehäuse 8. Federnde Aufhängungen 20, 21 des Handgriffs 17 an dem Maschinengehäuse 8 unterdrücken teilweise eine Übertragung der Schwingungen auf den Handgriff 17, um die physiologischen Belastungen des Anwenders zu verringern.The periodically
Eine weitere Verringerung der Belastungen für den Anwender wird durch einen Tilger 30 erreicht, welche in dem Maschinengehäuse 8 angeordnet ist. Der Tilger 30 hat einen Massekörper 31, der mittels eine Federeinrichtung 32 an dem Maschinengehäuse 8 angebunden ist. Das schwingende Maschinengehäuses 8 regt den Massekörper 31 des Tilgers 30 zum Mitschwingen an. Das System aus Massekörper 31 und einer Federeinrichtung 32 ist auf eine Eigenfrequenz abgestimmt, die etwas größer als die Anregungsfrequenz durch Maschinengehäuse 8, d.h. die Repetitionsrate des Schlagwerks 4 ist. Der Tilger 30 kann der Schwingung des Maschinengehäuses 8 nicht ganz folgen und stabilisiert sich in einer gegenphasigen Schwingung. Die Abweichung der Eigenfrequenz zur Anregungsfrequenz ist vorzugsweise gering, z.B. geringer als 10 %, wodurch eine effiziente Energieübertragung zwischen Maschinengehäuse 8 und Tilger 30 erreicht wird.A further reduction of the loads for the user is achieved by a
Der Massekörper 31 kann von einer Grundstellung 38 (in
Die beispielhafte Federeinrichtung 32 hat erste Federn 44, zweite Federn 45 und eine dritte Feder 46 . Die ersten Federn 44 sind an dem ersten Ende 40 des Gehäuses 33 und an dem Massekörper 31 befestigt, z.B. durch Klemmelemente 47, 48. Die ersten Federn 44 drücken den Massekörper 31 ausgelenkt aus der Grundstellung 38 in die zweite Richtung 41. Die zweiten Federn 45 sind an dem zweiten Ende 42 des Gehäuses 33 und an dem Massekörper 31 befestigt. Durch die zweiten Federn 45 ist der Massekörper 31 ausgelenkt aus der Grundstellung 38 in die erste Richtung 39 kraftbeaufschlagt. Die ersten Federn 44 und zweiten Federn 45 können gleich ausgebildet, z.B. mit gleicher Länge und gleicher Federsteifigkeit, sein. Die ersten Federn 44 und zweiten Federn 45 können vorgespannt sein, wenn der Massekörper 31 in der Grundstellung 38 ist. Weiters können die ersten Federn 44 und zweiten Federn 45 auch vorgespannt sein, wenn der Massekörper 31 in die eine oder andere Richtung 39, 41 maximal ausgelenkt sind. Hierdurch kann ein Lastwechsel von Druckbelastung auf Zugbelastung der Federn 44, 45 vermieden werden.The exemplary spring means 32 has first springs 44, second springs 45 and a
Die dritte Feder 46 ist nur auf einer Seite des Massekörpers 31 angeordnet, beispielhaft zwischen dem ersten Ende 40 des Gehäuses 33 und dem Massekörper 31 . Die dritte Feder 46 ist fest mit dem Gehäuse 33 verbunden, jedoch nur an den Massekörper 31 in dessen Grundstellung 38 angelegt. Wenn sich der Massekörper 31 von der Grundstellung 38 aus in die erste Richtung 39 bewegt wird die dritte Feder 46 komprimiert. Bei einer Bewegung in die zweite Richtung 41 löst sich die dritte Feder 46 von dem Massekörper 31 sobald dieser die Grundstellung 38 überschreitet. Alternativ ist die dritte Feder 46 mit dem Massekörper 31 fest verbunden und löst sich aus einem Sitz 49 an dem Gehäuse 33. Die Länge der dritten Feder 46 ist gleich dem Abstand des Massekörpers 31 bis zu dem Sitz 49 gewählt. Die dritte Feder 46 ist ohne Vorspannung, wenn der Massekörper 31 in der Grundstellung 38 ist.The
Die Federsteifigkeit der Federeinrichtung 32 auf der ersten Seite 50 des Massekörpers 31, d.h. in die erste Richtung 39, kann fünf bis zehnmal so groß gewählt werden die sein wie die Federsteifigkeit der Federeinrichtung 32 auf der zweiten Seite 51 . In dem gezeigten Beispiel mit zwei ersten Federn 44 und einer dritten Feder 46 auf der ersten Seite 50 und zwei zweiten Federn 45 auf der zweiten Seite 50 kann die dritte Feder 46 mit der drei bis achtfachen Steifigkeit wie die gleichen ersten und zweite Federn 45, 44 gewählt werden.The spring stiffness of the
Bei dem vorgestellten Bohrhammer 1 ist der Tilger 30 mit der ersten Richtung 39 auf das Werkzeug 3, d.h. in Schlagrichtung 25, weisend angeordnet. Beim Schlag des Schlägers 10 auf das Werkzeug 3 und dessen Eintreiben in den Untergrund ergibt sich ein kurzer Rückstoss mit hoher Amplitude, welche besser an die steifere Seite des Tilgers 30 ankoppelt. Ein zweiter schwächerer und zeitlich länger wirkender Rückschlag ergibt sich, wenn der Schläger 10 von dem Erreger 9 über das Luftpolster abgestoßen wird. Dieser weichere Rückschlag koppelt besser an die weichere Seite des Tilgers 30 an.In the presented
Die Federn 44, 45, 46 sind beispielsweise Schraubenfedern aus Stahl. Die ersten Federn 44 und die zweiten Federn 45 können koaxial zu den Rundstäben 36 angeordnet sein.The
In einer weiteren Ausführungsform kann die Federeinrichtung 32 mit nur einer Feder auf jeder Seite 50, 51 des Massekörpers 31 ausgebildet sein, wobei die Federn 45 , 46 eine verschieden Federsteifigkeit aufweisen. Die weichere Feder 45 ist vorzugsweise soweit vorgespannt, dass sie in jeder Stellung des Massekörpers 31 an diesem anliegt. Die härtere Feder 46 löst sich von dem Massekörper 31, wenn sich dieser aus der Grundstellung entgegen die weichere Feder 45 bewegt.In another embodiment, the spring means 32 may be formed with only one spring on each
Die Schwingachse 34 ist parallel oder unter einem Winkel von weniger als 5 Grad zur Arbeitsachse 5 der Handwerkzeugmaschine 1 geneigt.The
Eine Schraubenfeder 65 ist parallel zu der Schwingachse 34 einseitig zu dem Massekörper 31 angeordnet. Die Schraubenfeder 65 berührt den Massekörper 31, wenn dieser in der Grundstellung ist. Bei einer Auslenkung des Massekörpers 31 in die erste Richtung 39 wird die Schraubenfeder 65 komprimiert. Auf den Massekörper 31 wirken die Rückstellkräfte der Biegefeder 60 und der Schraubenfeder 65. Bei einer Auslenkung des Massekörpers 31 in die gegenläufige zweite Richtung 41 (
Claims (8)
- A hand-held power tool having a drive unit oscillating along a working axis (5), and a vibration damper (30) comprising a mass body (31) suspended in a spring mechanism (32), characterized in that the spring mechanism (32) is constructed in such a way as to be asymmetrical relative to an initial position, such that the spring mechanism (32) opposes deflection of the mass body (31) from an initial position in a first direction (39) parallel to the working axis (5) with a first spring stiffness and deflection from the initial position in a second direction (41) counter to the first direction (39) with a second spring stiffness, and the first spring stiffness is different from the second spring stiffness.
- A hand-held power tool according to Claim 1, characterized in that the first spring stiffness is between five and ten times greater than the second spring stiffness.
- A hand-held power tool according to Claim 1 or 2, characterized in that the mass body (31) when deflected in the second direction (41) from the initial position is free of the force of at least one spring (46; 65) and when deflected in the first direction (39) from the initial position is subjected to the force of the at least one spring (46; 65).
- A hand-held power tool according to Claim 3, characterized in that, in the initial position, the mass body (31) rests against the spring (46; 65).
- A hand-held power tool according to one of the preceding claims, characterized in that, in the initial position, the mass body (31) is located between two prestressed springs (44, 45).
- A hand-held power tool according to one of the preceding claims, characterized in that the two prestressed springs (44, 45) are firmly attached to the mass body (31).
- A hand-held power tool according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the mass body (31) is fixed to a bending spring (60), which is set at an angle to the working direction (5).
- A hand-held power tool according to Claim 7, characterized in that the bending spring (60) is unbent when the mass body (31) is in the initial position.
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