专利名称：手动导向的成套工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种手动导向的成套工具，如链锯、切割砂轮机、自由切削工具或者类似物，所述成套工具包括一驱动马达和一由驱动马达驱动的用于减振的减振器，其中减振器具有一个以相对于减振器的旋转轴线的半径设置的用于产生不平衡的减振质量块。
背景技术：
在这样的成套工具运行时产生振动，所述振动由成套工具一个被驱动的工具激励。特别在成套工具的驱动马达制作为内燃机时，由于内燃机运动的质量激励进一步的振动。内燃机通常单缸的结构造成一种相对不圆的、伴有震动的马达的运转。在马达侧产生或激励的振动通过运动的马达元件的补偿不能完全地消除。总的来说，工具和马达造成的振动导致了震动，它在成套工具的手柄上使人感到干扰。即使通过额外的措施如借助抗震动元件的马达外壳的手柄的振动缓冲只能有限地减少手柄侧的震动。
从DE 35 46 029 C2中已知一种手动导向的、内燃机驱动的成套工具，在该成套工具上在驱动马达的曲轴部件中设置不平衡重量。通过在曲柄臂和/或在风机叶轮的不平衡重量有针对地造成不平衡。确定其幅值和相位，使得其作为减振器构成用于驱动造成的移动式的振动的平衡。
减振器的由不平衡质量造成的、根据相位角和幅值确定的有针对性的不平衡可以设计为等效振动值的最佳值，以便减少在手柄位置中的震动水平。所述不平衡对于手柄系统和抗震动系统的一定的振动形式起减振的作用。等效的振动值由有代表性的工作状况的值组成。这例如在动力锯由空载转速值、全载荷转速值和最高转速值构成。事实证明，一在等效振动值上优化的减振器在上述的单个运行状况中具有一个可能不充分的效果。
发明内容
本发明的目的在于改进一种同类的具有一减振器的手动导向的成套工具，使得在大的运行参数范围上保证改进的减振效果。
该目的通过一种手动导向的成套工具达到，所述成套工具包括一驱动马达和一由驱动马达驱动的用于减振的减振器，其中减振器具有一个以相对于减振器的旋转轴线的半径设置的用于产生不平衡的减振质量块，并且减振质量块与转速相关地位置可变化地设置。
提供一种装置，在该装置中减振器的至少一个减振质量块与转速相关地位置可变化地设置。特别地在这里减振质量块以一与转速相关地可变化的半径和/或以一与转速相关地可变化的相位角设计。可以确定减振质量块的初始位置，该初始位置对于规定的转速范围实现一最佳的减振效果。减振质量块在此在相对于旋转轴线的半径和相位角方面这样设置，使得由其激励的移动式的振动至少几乎完全地消除由运行造成的移动的激励振动。在转速不同、亦即升高或下降时由运行造成的激励谱在幅值和/或相位上发生变化。减振质量块的被转速控制的偏移导致一个合成的不平衡，该不平衡相对于初始状况同样在幅值和相位上发生变化。与转速相关以及被转速控制的偏移或偏转可以这样规定，使得考虑变化的激励谱。在不同的转速以及负载状况时也能实现改进的减振效果。
在一个有利的实施方式中，相对于其位置可变化的减振质量块借助于摆动臂可摆动地支承在减振器上。摆动臂允许精确地、磨损少地和牢固地导引减振质量。
减振质量块合适地相对于旋转轴线借助一弹簧径向向内地预紧，其中减振质量块的偏转距离径向向外通过一止挡限定。其通过简单的工具形成一阶梯形与转速相关的减振器适配。在极限转速以下，预紧的弹簧将配属的减振质量块保持在一径向向内的位置中，在那里其被不可移动地保持。其位置在此在极限转速以下与振动激励相协调。在超过极限转速时，由于作用在减振质量块上的离心力，弹簧的预紧力被克服。减振质量块径向向外地朝配属的止挡移动。止挡在高的转速范围中产生减振质量块规定的定位并且确定减振质量块的位置，该位置与在高的转速范围中的振动特性相协调。
有利的是至少两个位置可变化的减振质量块设有各自不同的弹簧预紧。选择所述不同的弹簧预紧，使得单个的减振质量块作为转速的功能级联式地连续改变其位置。一合成的不平衡在幅值和相位上精细分级的、与转速相关的偏移是可以的，其能精细分级地与激励频率特性适配。
合适的是，设置一个固定的减振质量块和至少一个位置上可变化的减振质量块。通过固定的减振质量块可以实现基本协调。所述位置上可变化的减振质量块仅用于适配与基本协调偏离的转速。位置上可变化的减振质量块可以相应地制成小的，由此在高的转速水平上也使一可靠的、精确的导引简化。
在一个合适的改进方案中，所述位置上可变化的减振质量块相对于固定的减振质量块角度错位地设置。即使单个减振质量块的一个仅仅径向的偏移造成减振器的总质量的重心在幅值和相位上的偏移，由此减振性能的适配可以通过运动学上简便的方式实现。
按本发明的减振器可以设置在成套工具的不同的、旋转驱动的部件上。在一个驱动马达为内燃机的实施方式中，减振器有利地设置在曲轴部件上和特别设置在属于曲轴部件的用于产生冷却空气流的风机叶轮上。减振器在曲轴部件上的连接保证，减振器以同一转速或频率如至少内燃机的激励振动那样作用，而结构上设置的相位位置不能在激励振动和减振振动之间改变。保证持续的减振效果。风机叶轮具有一个比较大的直径，在其中可以安装相应小的减振质量块而不需要额外的位置。
以下借助附图更详细地说明本发明的实施例。附图中图1在一个透视的示意图中以具有内燃机的链锯为例示出一手动导向的成套工具；图2以示意图示出一个在按图1成套工具的风机叶轮上设置的具有一个固定的和两个位置上可变化的减振质量块的减振器对于低转速的配置；图3按图2具有一径向偏转的减振质量块在全载荷时的装置；图4按图2和3在径向偏转位置上在最高转速时具有两个移动的减振质量块的装置。
具体实施例方式
图1以一个透视的示意图示出一手动导向的成套工具，其以一具有设计为两冲程-内燃机的驱动马达1的链锯16为例，该驱动马达用于驱动锯链29。其也可以设有任意的其他手动导向的成套工具，如自由切削工具等。驱动马达1也可以是电动机。作为内燃机它不仅可以是两冲程内燃机而且也可以是四冲程内燃机。在所示的实施例中驱动马达1具有一个单个的气缸15，在该气缸中活塞17可纵向移动振荡地导引。该活塞17通过一个连杆18与所示的曲轴19连接，以便产生绕旋转轴线3的旋转运动。
锯链29沿一导轨30的棱边环绕地导引，其中为了锯链29的转向，在导轨30的背离接合器22的一端设置一个可绕轴线31旋转的导向轮32。在导轨30靠近马达一端的范围内，锯链29围绕一接合器22，该接合器固定在曲轴19的一侧。通过接合器22，曲轴19从一预定的转速起驱动锯链29。
在内燃机1与接合器22对置的一侧上，一个用于冷却内燃机的所示的风机叶轮14特别设置在气缸15的区域中，并且通过曲轴19驱动。风机叶轮具有一个点火磁铁23，该点火磁铁在风机叶轮旋转时经过一径向外侧的、固定在壳体上的点火线圈24。在该点火线圈24中产生一个用于设置在气缸15中的火花塞21的点火电压，由此燃料-空气混合物在气缸15的内部点火。火花塞21、点火磁铁23和点火线圈24是点火装置20的零件。
接合器22、曲轴19和风机叶轮14固定地相互连接。它们构成一个具有在运行中一致的转速的曲轴部件13。具有曲轴部件13的驱动马达1设置在马达壳体25中，其中接合器22通过一个接合器盖26覆盖。为了导向链锯16在马达壳体25上固定一个前端的和一个后端的手柄27、28。
图2沿按图1的曲轴部件13的风机叶轮14的旋转轴线3的方向示出一示意的俯视图。在风机叶轮14上设置一减振器2。在手动导向的成套工具运行时，减振器2绕相同的旋转轴线且以同样的转速如按图1的曲轴部件13那样旋转。减振器2也可以设置在曲轴19上或接合器22(图1)上。
在所示的实施例中，减振器2包括总共三个以一相对于旋转轴线3的半径设置的减振质量块4、5、6，用于产生有针对性的不平衡。第一减振质量块4固定在飞轮14上。另外两个减振质量块5、6分别借助于一摆动臂7、8可摆动地支承在减振器2或风机叶轮14上。在两个摆动臂7、8上分别作用有一弹簧9、10，并且在预紧的情况下将具有相应减振质量块5、6的所属的摆动臂7、8径向向内地拉到所示的位置。此时，它们通过未示出的止挡径向向内地克服弹簧9、10的预紧力支撑。
在所示装置以空载转速旋转时和在一中间转速区域时，减振质量块4、5、6分别产生由箭头35、36、37示出的、径向地从旋转轴线3向外指向的离心力。通过箭头35、36、37的几何相加可以构成箭头38，该箭头表示所合成的离心力。所述相互角度错位的减振质量块4、5、6使通常被平衡的风机叶轮14从旋转轴线3径向向外沿箭头38的方向产生重心偏移，沿该方向也作用合成的不平衡和离心力。
由于所示装置的旋转产生一个在风机叶轮平面中的或相对于旋转轴线3径向作用的移动的振动，该振动在幅值和相位上与按图1的成套工具的激励振动相协调，使得两个振动最少近似相互地在低的转速范围中减振。
在结构上规定的极限转速以上，可移动地支承的减振质量块5、6可以沿圆弧形的移动轨道33、34径向地向外移动，其中移动轨道33、34向外通过一个配属的止挡11、12限制。
图3示出按图2的在全载荷运转时的装置。在全载荷运转时具有减振器2的风机叶轮14以提高的转速旋转。但将外部的负载例如贴靠在锯链29(图1)上使得全载荷转速小于无负载可达到的最大转速。
减振质量块5、6，所属的弹簧9、10和其几何的相对布置相互协调，使得得到一个杆两个减振质量块5、6上不同效果的弹簧预紧。选择所述有效的弹簧预紧，使得作用于减振质量块5上的离心力足够克服所属弹簧9的预紧。摆动臂7连同减振质量块5在离心力的作用下摆动到以5′表示的、径向向外的通过止挡11限制的位置。相对于其在较小转速时图2所示位置，减振质量块5′偏移一径向距离a和一变化Δα的相位角。此时一由箭头36′表示的离心力作用在减振质量块5′上。
但相对于图2提高的转速不足以克服其较高的有效的弹簧预紧偏转另外的减振质量块6。在所示的标准的图中，相应地表示作用在未移动的减振质量块4、5上的离心力的箭头35、37在幅值和方向上没有改变。
箭头36′、35和37的几何相加导致一个由箭头38′表示的合成的离心力或不平衡力，该力相对于按图2的箭头38改变一相位变化角Δφ和半径偏差值Δr。这种变化适配于相对于空载运转范围在幅值和相位上改变的激励振动，由此实现一改进的减振效果。
在缺少外部负载时，进一步提高转速直至出现一最大转速。此时按图4调整减振器2的配置。在此，升高的、作用在另外的减振质量块6上的离心力足够克服所配属的弹簧10向内指向的预紧力。具有减振质量块6的摆动臂8径向向外地偏转到用6′表示的、通过止挡12限制的位置。减振质量块6′相对于其用6表示的原始位置偏移一个径向的偏转距离b以及一个偏转角Δβ。一个由箭头37′示出的离心力作用到减振质量块6′上，该离心力通过与箭头36′和35的几何相加导致一合成的离心力38″。相对于按图2箭头38的原始位置的相位变化角Δ在此示例性地相对于按图3的装置沿着相反的方向运转。设定的半径偏差值Δr示例性地示为一个负的幅值。所述装置设计成相对于原始箭头38设定一个具有正的Δr的较长的箭头38′和/或38″也是合适的。上述的标准化的离心力图表示配属于离心力的箭头例如以单位gmm表示作为质量和半径的产物的不平衡值的大小。相对于一固定的不平衡值在此实际的不平衡力随转速改变。
所示的实施方式具有例如一固定在减振器2上的减振质量块4和另两个位置上可变化的减振质量块5、6。可变化的减振质量块5、6的不同的数量也会是合适的。同样有利的是，省去一固定的减振质量块4和总共设有至少一个位置上可变化的减振质量块5、6。
在所述实施例中，减振质量块5、6可摆动地导引，使得其与出现的转速相关在半径和相位角方面改变其位置，由此结果是按幅值和相位调整一合成的不平衡的变化。类似的效果也可以通过减振质量块5、6的只是径向的或只是切向的偏移实现。也可以设置简单的直线导向装置代替具有摆动臂7、8的示例性所示的导向装置。例如合适的是，各在一套管中设置具有压力弹簧的钢球。用于支承减振质量块5、6的板簧代替摆动臂7、8和弹簧9、10也会是合适的。
权利要求
1.手动导向的成套工具，其包括一驱动马达(1)和一由驱动马达(1)驱动的用于减振的减振器(2)，其中减振器(2)具有一个以相对于减振器(2)的旋转轴线(3)的半径设置的用于产生不平衡的减振质量块(4、5、6)，其特征在于，减振质量块(5、6)与转速相关地位置可变化地设置。
2.按照权利要求1所述的成套工具，其特征在于，减振质量块(5、6)以一可变化的半径设置。
3.按照权利要求1或2所述的成套工具，其特征在于，减振质量块(5、6)以可变化的相位角设置。
4.按照权利要求1所述的成套工具，其特征在于，减振质量块(5、6)借助于一摆动臂(7、8)可摆动地支承在减振器上(2)。
5.按照权利要求2所述的成套工具，其特征在于，减振质量块(5、6)相对于旋转轴线(3)借助于弹簧(9、10)径向向内地预紧，其中减振质量块(5、6)的偏转距离(a、b)径向向外地通过一止挡(11、12)限制。
6.按照权利要求5所述的成套工具，其特征在于，两个位置可变化的减振质量块(5、6)设有不同的弹簧预紧。
7.按照权利要求1所述的成套工具，其特征在于，设置一个固定的减振质量块(4)和至少一个位置可变化的减振质量块(5、6)。
8.按照权利要求7所述的成套工具，其特征在于，位置可变化的减振质量块(5、6)相对于固定的减振质量块(4)角度错位地设置。
9.按照权利要求1所述的成套工具，其特征在于，所述驱动马达(1)是一具有曲轴部件(13)的内燃机，其中减振器(2)设置在曲轴部件(13)上。
10.按照权利要求9所述的成套工具，其特征在于，曲轴部件(13)的零件是一用于为内燃机产生冷却空气流的风机叶轮(14)，其中减振器(2)设置在风机叶轮(14)上。
11.按照权利要求1所述的成套工具，其特征在于，所述成套工具是链据或者切割砂轮机或自由切削工具。
全文摘要
本发明涉及一种手动导向的成套工具，如链锯、切割砂轮机、自由切削工具等，其包括一驱动马达(1)和一由驱动马达(1)可旋转驱动的用于减缓移动式的振动的减振器(2)。减振器(2)具有一个以相对于减振器(2)的旋转轴线(3)的半径设置的减振质量块(4、5、6)，用于产生有目的的不平衡。至少一个减振质量块(5、6)与转速相关地位置可变化地设置。
文档编号F16C3/20GK1779291SQ20051012555
公开日2006年5月31日 申请日期2005年11月25日 优先权日2004年11月25日
发明者J·门策尔, G·沃尔夫, R·施尔林 申请人:安德烈亚斯·斯蒂尔两合公司