在手引导的工作器械中的驱动轴的制作方法

本发明涉及一种在手引导的工作器械、例如高枝剪(hochentaster)、割灌机(freischneider)或类似工作器械的保护管中的驱动轴，其中，在该驱动轴的一端处旋转驱动器被驱动连接而在驱动轴的另一端处刀具被驱动连接。该驱动轴具有至少一个刚性轴区段和至少一个用于传递转矩的联接区段，其中，驱动轴的刚性轴区段构造有至少一个空心轴端部且联接区段的接合长度接合到刚性轴区段的空心轴端部中。联接区段的接合长度和空心轴端部的长度彼此重叠且构成连接区段，其中，为了连接联接区段与刚性轴区段空心轴端部被变形。

背景技术：

已知的高枝剪具有可伸缩的驱动轴，其中，为了在旋转驱动器与带有刀具的驱动轴的端部之间的减振(schwingungsdämpfung)设置有柔性轴区段。该柔性轴区段被安装在旋转驱动器与刚性轴区段之间。在实际中尽管使用柔性轴区段然而出现驱动器的振动直至跳动的驱动轴，其取决于可伸缩的驱动轴的拉出长度更强或更弱地显现。

技术实现要素：

本发明基于如下目的，即，如此地改进一种用于使用在手引导的工作器械的保护管中的尤其可伸缩的驱动轴，即，不取决于驱动轴的拉出长度地降低振动且避免驱动轴的跳动。

该目的由此来实现，即，空心轴端部的材料在其整个周缘上密封且如此地变形，使得空心轴端部的材料被径向转移且被旋转连接地压到联接区段的接合长度上。

在驱动轴的一端处旋转驱动器被驱动连接，而在驱动轴的另一端处刀具被驱动连接。在此，刀具可直接由驱动轴或间接由驱动轴例如经由角驱动器(winkelantrieb)或经由变速器被驱动。由至少一个刚性轴区段构成的驱动轴在其端部处与联接区段相连接，以便于将被施加到驱动轴上的转矩传递到驱动元件上。在此，刚性轴区段构造有至少一个空心轴端部。联接区段的接合长度接合到刚性轴区段的空心轴端部中。联接区段的接合长度和空心轴端部的长度彼此重叠，其中，空心轴端部在连接区段上被变形，以便于传递转矩地连接联接区段与刚性轴区段。空心轴端部的材料在其尤其整个周缘上被密封且如此地变形，即空心轴端部的材料优选被径向转移且被旋转连接地压到联接区段的接合的端部区段上。在连接区段的长度上，空心轴端部在其整个轴向的长度上在周缘处被变形。连接区段在轴向上至少在接合长度的部分长度上延伸。

因为空心轴端部的材料在其整个周缘上被密封且被变形，所以不平衡可被避免。由此，在运行中驱动轴的振动激励被减少且确保驱动轴、尤其可伸缩的驱动轴的低振动的运转不取决于其拉出长度。

空心轴端部的材料在360°的周缘上在降低外径的情形下被环形地变形。通过该形式的在空心轴区段的整个周缘上的变形可创造尽可能旋转对称的连结，其振动激励被显著降低。

为了连接空心轴端部与联接区段，空心轴端部在大于联接元件的接合长度的轴向长度上被变形。空心轴端部同样在这样的区域中被变形，在该区域中在内部中不再存在联接区段。空心轴端部在30mm至100mm的轴向长度上、尤其在连续的轴向长度上被改型。优选地，空心轴端部的改型区域为40mm至70mm。

在本发明的简单的设计方案中，至少联接区段的接合长度具有带有凹处的周缘面，其中，空心轴端部的材料通过变形被接合地转移到联接区段的凹处中。由此，在周缘方向上建立形状配合的连接。

在本发明的优选的改进方案中，连接区段包括带有第一改型程度的第一部分区段和带有第二改型程度的第二部分区段。在此设置成，第一和第二改型程度不同大小；尤其地第一改型程度小于第二改型程度。

通过不同的改型程度(尤其在柔性轴形式的柔性轴区段的情形中)可建立在空心轴端部的部分区段与联接区段的接合长度之间的不同程度显露的连接。由此同样可确保，除了在尤其仅一个周缘方向上的形状配合的接合之外构成在另一周缘方向上转动的情形中防止由空心轴端部松开的轴向固定部。

在优选的实施形式中，带有第二改型程度的第二部分区段构成刚性轴区段的自由端部。

变形的连接区段的外轮廓是环形的。空心轴端部的变形根据直径降低的原理在不带有形状变化的情形中实施。空心轴端部的变形的连接区段具有小于超出连接区段的刚性轴区段的外径。连接区段的由于较小的外径被径向向内挤压的材料形状配合地包围联接区段的接合的端部区段。

材料变形通过“圆形塑形”实现，其作为改型工艺已知。在圆形塑形的情形中，空心轴端部和作用到空心轴端部的周缘上的压钳(pressbacken)彼此相对转动。在转动运动期间，压钳改变其相对空心轴端部的径向距离。

在本发明的优选的实施方案中，该联接区段是柔性轴区段、尤其柔性轴。

在空心轴端部之外的柔性轴区段具有一自由长度，其与刚性轴区段的长度的大约5%至100%、尤其地10%至20%相符。在一种作为可伸缩的驱动轴的实施形式中，刚性轴区段与可伸缩的驱动轴的内管相符。

在一种优选的实施形式中，柔性轴区段的自由长度大约为200mm至400mm。柔性轴区段的接合长度为可伸缩的驱动轴的内管或者刚性轴区段的超出连接区段测得的直径的有利地至少两倍、优选地至少三倍。有利地，联接区段的端部区段以柔性轴区段的至少十分之一自由长度的接合长度伸入到空心轴端部中。带有在其处不可松开地相连接的联接元件的刚性轴区段的总长度有利地为0.8至2.5m、尤其地1.5至2m。可伸缩的驱动轴的内管或者刚性轴区段的最大直径有利地小于15mm。

柔性轴区段在其端部处多角形地、尤其以多边形横截面的形式构造。联接区段的接合到空心轴端部中的端部相比在柔性轴区段的自由长度处的端部具有更多的棱角。

优选地，柔性轴区段处在刚性轴区段的面对旋转驱动器的端部处。驱动轴自身优选是可伸缩的驱动轴。

附图说明

本发明的另外的特征由另外的权利要求、说明书和在其中描绘了本发明的在下面具体描述的实施例的附图得出。对于各个实施例所提及的特征和优点可与其它实施例组合且彼此可自由更换。

其中：

图1显示了在可伸缩的保护管中的可伸缩的驱动轴的示意性图示，

图2显示了在图1中的箭头方向ii上的驱动轴的正视图，

图3显示了朝向在图2中的箭头方向iii上的不带有刀具的驱动轴的正视图，

图4显示了穿过在与内管旋转连接的旋转挺杆的区域中的根据图1的可伸缩的驱动轴的空心外管的截面，

图5以放大的图示和部分截面形式示意性地显示了被固定在内管处的旋转挺杆，

图6显示了沿着图5中的线vi-vi的截面，

图7显示了沿着图5中的线vii-vii的截面，

图8显示了在作为柔性轴区段的构造方案中的联接区段的侧视图，

图9显示了根据图8的轴区段的区段长度的放大图示，

图10显示了穿过在可伸缩的驱动轴的内管与柔性轴区段之间的连接区段的示意性的截面图示，

图11以放大图示形式显示了根据图10的连接区段，

图12显示了在联接元件的多边形端部处的空心轴端部的改型的一种备选的实施方案的沿着图11中的线xii-xii的截面，

图13以根据图12的示意性的图示形式显示了完全成形到联接区段的多边形横截面上的轴端部，

图14以放大的示意性图示形式显示了穿过在空心轴端部中的构造成柔性轴的联接区段的连接区段的纵截面，

图15显示了可伸缩的驱动轴的内管的示意性的侧视图，

图16显示了带有被推入的内管的可伸缩的驱动轴，

图17显示了沿着图15中的线a-a的截面，

图18显示了沿着图14中的线xviii-xviii的截面，

图19显示了带有在连接区段的区域中的空心轴端部的偏离于圆形的外轮廓的相应于图18的截面。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了在保护管2中的驱动轴1。这样的优选在保护管2中被引导的驱动轴1是一种手引导的工作器械、例如高枝剪、树篱剪、割灌机或类似工作器械的部分。在驱动轴1的一端部3处联接有旋转驱动器4，如在图1中示意性示出的那样。旋转驱动器4可以是混合润滑的两冲程发动机形式的两冲程发动机、四冲程发动机、电机或类似的旋转驱动器。

由旋转驱动器4所产生的转矩经由驱动轴1被传递到刀具5上，其被联接在驱动轴1的另一端部6处。刀具5可间接地或直接地被驱动轴1驱动；变速器或角传动装置在驱动轴1的端部6与刀具5之间的布置是适宜的。在驱动轴1的另一端部6与刀具5之间可尤其布置有另外的驱动元件、例如驱动小齿轮或偏心轮。

在该实施例中可伸缩的驱动轴1尤其由空心管制成。外管7和内管8一起构成作为驱动轴1的可伸缩的空心轴9。

与可伸缩的驱动轴1相符，驱动轴1的保护管2同样可伸缩。驱动轴1借助于轴承50,51被支撑在保护管中。外管7至少以轴承51被支撑在外部的保护管2中；驱动轴1的内管8以至少一个轴承50被支撑在内部的保护管2中。

图2显示了在根据图1的箭头方向ii上朝向驱动轴1的正视图。四边形11设置用于联接到旋转驱动器4处。四边形11是联接区段10的尤其构造成柔性轴区段12的部分。四边形11构成构造成柔性轴区段12的联接区段10的第一端部13。构造成柔性轴区段12的联接区段10以其第二端部15被插入到内管8中地保持。刚性轴区段28或者内管8在空心轴端部31的区域中(图11)在连接区段30中在其周缘上均匀地被密封且被如此地变形，使得联接区段10的端部区段32传递转矩地且尤其轴向不可脱落地与刚性轴区段28或者与内管8相连接。

刚性轴区段28或者内管8在另一端部处构造成空心轴端部21且不可脱落地承载旋转挺杆16，其具有轴向轮廓17。轴向轮廓17与外管7的对应的轴向槽18共同起作用。

空心轴9的外管7的轮廓在图3中被描绘。外管8具有内部的轴向槽18和外部的光滑的外周缘19。

外管8在其外周缘19处被支撑在保护管2的轴承51中；相应地，由外管7伸出的内管8被可转动地支撑在保护管2的轴承50中。

如在图4中的截面图示描绘的那样，旋转挺杆16以其轴向轮廓17在外管7的内部的轴向槽18中滑动。空心轴9的内管8在面对旋转挺杆16的空心轴端部21处被固定在旋转挺杆16的联接区段10处。旋转挺杆16的联接区段10由轮廓突起22构成，其被推入到空心轴端部21中。

旋转挺杆16在箭头方向23上沿着外管7可被轴向移动。在旋转挺杆16在外管7中的任意轴向位置中，在驱动轴1的外管7与内管8之间的转矩传递的连接被确保。

旋转挺杆16在内管8的空心轴端部21中的固定在图5至7中进行描绘。

旋转挺杆16的轮廓突起22具有至少一个轴向延伸的呈口袋状的凹处24。凹处24短于轮廓突起22构造且具有相对轮廓突起22的端部25的间距。该凹处尤其相对轮廓突起22的端部25在端部区域14中被封闭。在轮廓突起22的周缘上可布置有多个凹处24。凹处24尤其均匀地分布在轮廓突起22的周缘上。

轮廓突起22以接合长度e(图4)接合到刚性轴区段28或者内管8的空心轴端部21中。内管8和外管7由铝合金构成。接合到刚性轴区段28或者内管8中的联接区段10优选由钢或弹簧钢构成。联接区段10由比刚性轴区段28或者内管8、优选地还有外管7更硬的材料来构造。

刚性轴区段28的空心轴端部21和轮廓突起22作为联接区段10的接合的端部区段32彼此重叠。在重叠的区域中构造有连接区段30。为了在该连接区段30内获得旋转挺杆16的联接区段10与刚性轴区段28的紧密的、抗扭的连接，空心轴端部21的材料在其整个周缘上被密封且被如此地变形，使得内管8的空心轴端部21的材料29流动到轮廓突起22的轴向延伸的类似槽的凹处24中且因此被径向转移。内管8的空心轴端部21的以该方式被转移的材料29旋转连接地接合到联接区段10的轮廓突起22的凹处24中。空心轴端部21的外周缘26在该变形的情形中保持环形。尤其地，空心轴端部21的材料29总地在周缘的大于300°、尤其大于330°上变形。在优选的构造方案中，空心轴端部21的材料29在360°的周缘上尤其在降低外径d0的情形下环形地变形。空心轴端部21被旋转连接地成形、优选按压、尤其塑形到联接区段10的接合的、构造成轮廓突起22的端部区段32上。

尤其地，为了连接空心轴端部21,31与联接区段10，空心轴端部21在轴向长度v上被变形，该轴向长度大于联接区段10的接合长度e。空心轴端部21还在这样的区域中被变形，在该区域中在内部中不再存在联接区段10。

如图5显示的那样，通过材料变形轴端部21在该实施例中由外径d0被降低到降低的外径d1。该直径降低处在0.2mm至3mm的范围中。刚性轴区段28的直径在环形凸肩27中由外径d0降低到减少的外径d1上。直径下降尤其恒定地实现。

环形凸肩27有利地处在恒定的外径d0和d1的区域之间。在内管8的外周缘26中，在整个周缘上得出以环形凸肩27形式的阶梯。

内管8的另一端部同样构造成空心轴端部31且用于容纳联接区段10的端部区段32，该联接区段10构造成柔性轴区段12。联接区段10经由接合的端部区段32连接旋转驱动器4与内管8的空心轴端部31。

柔性轴区段12在图8和9中被描绘。如图9显示的那样，柔性轴区段由多个彼此相叠的线匝(drahtwindung)33的结合构成，由此构成可弯曲的高柔性的轴。

如图10和11显示的那样，端部区段32在接合长度e上被推入到空心轴端部31中。在柔性轴区段12的端部区段32的接合长度e与空心轴端部31之间的相叠的区域中构造有连接区段30，其在接合长度e的至少部分、尤其接合长度e的至少50%上延伸且在图11中放大地示出。

连接区段30是相叠区域的轴向部分，在其中联接区段10(例如柔性轴)的外周缘和空心轴端部31的内轮廓39形状配合地连接。在连接区段30中，联接区段10的端部区段32的外轮廓35(图9)传递到空心轴端部31的内轮廓39上，如例如在图14和18中示出的那样。空心轴端部31的整个内轮廓39在连接区段30中被如此地变形，使得空心轴端部31环绕地贴靠在端部区段32的外轮廓35处。在外轮廓35处的贴靠同样被理解为当空心轴端部31的材料29被挤压到端部区段32的凹处24中时。在此，凹处24在径向上同样仅部分被填满，即不达到凹处24的底部。

如果空心轴端部31贴靠在柔性轴区段12的外部的线匝33处且至少部分填充由在匝33之间的缝隙构成的凹处24，在本发明的意义中贴靠就被环绕地构成。

在柔性轴区段12的端部区段32处，端部34构造成多角形的、尤其多边形的横截面。伸入到空心轴端部31中的构造在联接区段10的端部区段32处的端部34相比联接区段10的处在自由长度l处的另一端部13具有更多的棱角。联接区段10的处在自由长度l处的端部13尤其由四边形11构成。构造在联接区段10的端部区段12或者接合长度e处的端部34的外圆相比在联接区段10的另一自由端部13处的四边形11处的外圆具有较小的直径。

在将在端部区段32处的多边形端部34推入到空心轴端部31中之后，空心轴端部31重叠于接合长度e。空心轴端部31的材料在其外周缘26上被如此地变形，使得空心轴端部31的材料29被径向转移且被旋转连接地成形或者按压且/或塑形到联接区段10(也就是说柔性轴12)的接合的端部区段32的外轮廓35上。

为了连接空心轴端部31与联接区段10，空心轴端部31在大于柔性轴区段12的端部区段32的接合长度e的轴向长度v上被变形。空心轴端部31同样在这样的区域中被变形，在该区域中在内部中不再存在联接区段10。

柔性轴区段12的接合的端部区段32(如图9描绘的那样)指出了带有呈螺旋状环绕的凹处24的类似螺纹的外轮廓35。空心轴端部31的材料29接合地转移到凹处24中。

空心轴端部31经由带有第一改型程度42的第一部分区段40且在带有第二改型程度43的第二部分区段41中被变形。在部分区段40,41中的改型程度42,43是有利地恒定的。改型程度42,43在图11和14中以箭头的形式来描绘。第一改型程度42小于第二改型程度43，这通过箭头的长度来示出。特别有利地，第二部分区段41构成由内管8构成的刚性轴区段28的自由端部。第二部分区段41有利地构成连接区段30的自由端部。

如图10显示的那样，在第一部分区段40中内管8或者空心轴端部31的外径d0被降低到较小的直径d1上。在第二部分区段41中，直径d2降低另一量到最小的外径上。在此，连接区段30的外轮廓保持环形，如环形的周缘26在图12和13的截面图示中显示的那样。

端部区段32的端部34具有多角形的、尤其多边形的横截面。这样的横截面在截取柔性轴区段12之后通过变形被按压且确保，柔性轴区段的所截取的端部不张开。此外通过变形实现直径降低，因此所截取的端部被更容易地穿入到空心轴端部31中。柔性轴12的在接合长度e上接合到空心轴端部31中的联接区段10有棱角地构造。联接区段10的横截面尤其仅在接合长度e的部分上有棱角地构造。接合长度e的另一部分有利地具有类似螺纹的结构或者外轮廓35。

在根据图10和11的所显示的实施例中，连接区域30有利地仅在接合长度e的类似螺纹的部分长度上延伸。端部区段32的多边形的部分无须具有相对空心轴端部31的抗扭的接触。可适宜的是，通过改型程度的进一步提高同样至少部分塑造在空心轴端部31中的端部34的多边形的外轮廓，如例如图12显示的那样。端部区段32的类似螺纹的部分长度从空心轴端部12的转出可被中止。

在根据图12的横截面中，改型程度12选择得比在根据图13的横截面中的小。在根据图12的横截面中的较小的改型程度的情形中，空心轴端部31的材料29已被如此地在朝向端部区段32的方向上转移，使得构成传递转矩的连接。端部区段32被抗扭地保持在空心轴端部31中。

在根据图13的横截面中，材料转移29被如此地挤压，使得柔性轴区段12的端部34的多边形横截面完全被包括在空心轴端部的经转移的材料29中。

在部分区段40的改型区域中且在部分区段41中，自由轴端部31的材料29有利地被如此地转移到柔性轴区段12的线匝33之间，使得线匝33彼此相对地占据不同的间距z。由此局部改变优选构造成柔性轴的柔性轴区段12的螺纹状的外轮廓35。由轴端部31的转出由于局部变化的外轮廓35通过被压入到线匝33之间的材料29来阻止。

除了提高间距z之外，被压入到线匝33之间的材料29同样可引起，线匝33.1的位置(图14)相对于另一线匝33.2的位置变化。在图14中，线匝33.1以角度38相比线匝33.2更平缓，从而在外轮廓35中得出不同的线圈斜率。通过外轮廓35的该局部变化同样反作用于柔性轴区段12的端部区段32从内管8的空心轴端部31的转出。

至少一个联接元件10不可松开地与刚性轴区段28相连接。尤其地，在刚性轴区段28的两个端部处构造有空心轴端部21,31，在其中各一个联接元件10被不可松开地保持。刚性轴区段28在降低其横截面的情形下以其空心轴端部21,31的内轮廓39被成形到两个被插入的联接元件的外轮廓35上。该横截面相对超出连接区段30的起始横截面在整个周缘上在径向上被变形。该变形有利地在整个周缘上是均匀的，从而使得横截面的形状有利地与起始横截面的形状相符。

可能适宜的是，空心轴端部31在连接区段30中具有带有通常彼此布置在周缘处的侧面44的不同于圆柱形形状的外形，如在图19中所显示的那样。侧面44切向地且以相对联接区段10的外周缘d0的相同的间距布置。

如图14显示的那样，在连接区段30的第一部分区段40中的较小的改型程度42的情形中线匝33的间距或者位置的变化相比在带有更强或更大的改型程度43的部分区段41中更不强地变化。

根据本发明对于空心轴端部21,31的材料29密封所适宜的技术提及“圆形塑形”。在此，空心轴端部21,31通过作用到空心轴端部21,31的整个周缘上的压钳60(图18)被密封。在圆形塑形的情形中，改型刀具(压钳60)围绕工件(空心轴端部21,31)同心地布置。有利地，刀具高频率地以较小冲程在箭头方向61(图18)上震荡。往复运动频率适宜地为在1500与10000min^-1之间，其中，总冲程在0.2mm与5mm之间实现。压钳60的刀具接合有利地同时实现。

为了防止材料流入到在压钳60之间的缝隙中，设置有在压钳60与工件(空心的轴端部21,31)之间的相对的旋转运动。这可由此实现，刀具(压钳60)围绕工件旋转或工件在刀具(压钳60)之间转动。

圆形塑形是一种步进的工艺，在其中材料的改型在许多小的单个步骤中完成。通过步进的改型，均质的材料改型被确保。

在图15中显示了带有面对旋转驱动器3的柔性轴区段12的驱动轴1的内管8。柔性轴区段12的自由长度l为内管8的长度f的大约5%至100%、尤其地10%至20%。在一种优选的实施形式中，自由长度l为大约200至400mm长。柔性轴区段12的接合长度e为超出连接区段30的刚性轴区段28或者内管8的直径d0的有利地至少两倍、优选地至少三倍。有利地，联接区段10的端部区段32以至少十分之一自由长度l的接合长度e伸入到空心的轴端部31中。由内管8以及在其处不可松开地相连接的联接元件的长度组成的总长度g有利地为0.8m至2.5m、尤其地1.5m至2.0m。内管的最大直径d0有利地小于15mm且大于6mm。连接区段30有利地具有大于三分之一的接合长度e的在轴向上连续的长度v。轴向长度v尤其地为大于15mm。

如图16勾画的那样，在该实施例中内管8在外管7中纵向可移动地引导地被保持。由此实现可伸缩的驱动轴1，其提供拉出长度t，其使得根据图15的内管8以50%至80%、优选地70%的延长成为可能。

图17显示了在图15中的截面a-a的方向上的视图。示意性地(夸大地示出)显示了被降低到最小外径d2上的自由的轴端部31。经由第一环形轴肩36，带有最小直径d2的部分区段42过渡到带有较大直径d1的另一部分区段40中。经由另一环形轴肩37，部分区段40过渡到空心轴端部31的未变形的外径d0中。

内管8的根据本发明的设计方案同样适用于不可伸缩的驱动轴1。不可伸缩的驱动轴1在其结构上与内管8的和尤其不可脱开地被保持在其处的联接元件的结构相符。