專利名稱：手持工作器械的手柄的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一個具有如權(quán)利要求1前序部分所述特征的手持工作器械的手柄以及一個具有一個相應手柄的工作器械。
背景技術：
在一個手持工作器械如電動鏈鋸、手持割刀或類似器械運行時產(chǎn)生機械振動，它們可能由于一個驅(qū)動電機或一個被驅(qū)動的切割刀具的旋轉(zhuǎn)所引起。所述工作器械固定在一個手柄上并在運行期間握住手柄。該工作器械的質(zhì)量與可彈性變形的手柄一起形成一個振動系統(tǒng)，它可以通過電機或切割刀具的激振而激發(fā)。這種振動可以通過一個操作人員的握住手柄的抓握手上作為振動感覺到。過度的振動可能導致操作人員提前疲勞或者也可能導致不令人滿意的工作結(jié)果。
已知大量的減振措施實施例，通過它們將手柄減振地安置在工作器械的外殼上。由此能夠衰減并減小在手柄上可感覺到的振動。由JP09037635 A已知一個手持茶葉收獲機的手柄，其中該手柄具有一個U形形狀。該U形的兩個自由的側(cè)腿由碳素纖維制成，它們通過一個彎曲的鋁管相互連接。為了衰減所產(chǎn)生的振動該彎曲的鋁管通過一個減振軟管覆蓋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，設計一個手持工作器械的手柄，使得在工作器械運行中在手柄上產(chǎn)生更微小的振動。
這個目的通過一個具有權(quán)利要求1特征的手柄得以實現(xiàn)。
本發(fā)明的目的還在于，提供一種在手柄上具有更微小運行振動的工作器械。
這個目的通過一個具有權(quán)利要求19特征的工作器械得以實現(xiàn)。
在此建議一個手持工作器械的一個手柄，其中所述抓握管在具有較高潛在的、由振動引起的變形能的位置上通過至少一個局部安置在抓握管上的加固部件提高剛性。在一個振動激勵時在抓握管上出現(xiàn)一個動力變形線，它具有振幅和振動節(jié)點。在這個部位由于彎曲變形、橫向力變形和扭轉(zhuǎn)變形形成一個高的變形能。一個和多個加固部件在這些部位上的布置正好使這些部位有針對性的提高剛性，而在具有更微小變形能的部位則可以放棄加固部件的附加質(zhì)量。有針對性的提高剛性使固有頻率提高，其中在具有更微小變形能的部位放棄具有相應質(zhì)量的加固部件則進一步提高振動系統(tǒng)在固有頻率方面的效應。由工作器械與其手柄組成的振動系統(tǒng)總體上具有一個具有較高剛度的輕微質(zhì)量并因此具有一個高的固有頻率。該固有頻率可以有針對性地這樣調(diào)節(jié)，使得它位于離開工作器械運行中的主激振頻率。這樣實現(xiàn)該系統(tǒng)的有針對性的失諧，使得由于驅(qū)動電機和/或由于切割刀具產(chǎn)生的振動激勵在手柄上不導致或者只導致微小的動力的增加。該手柄具有一個微小的振動水平。
所述抓握管的提高剛性有利地這樣實現(xiàn)，使得由工作器械與手柄組成的振動系統(tǒng)的固有頻率在運行條件下位于工作器械激振頻率范圍以外并且尤其位于工作器械的一個驅(qū)動電機的運行轉(zhuǎn)數(shù)以上。可靠地避免工作器械例如在滿負荷下運行期間在手柄上產(chǎn)生諧振。
在優(yōu)選的改進方案中所述抓握管和/或加固部件由一種塑料材料制成。為此一種具有強化纖維塑料的層合塑料材料或者一種熱塑性塑料是適宜的。通過層合、擠出、壓鑄或其組合可以實現(xiàn)幾乎任意適配的形狀，通過它們以微小的重量實現(xiàn)具有較高局部形狀剛度和材料剛度的局部提高剛性。通過一個適當?shù)膶雍辖Y(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)材料的一個高的特殊剛性?；谧ノ展艿闹亓靠梢詫崿F(xiàn)一個彎曲剛度和抗剪剛度，其結(jié)果是能夠?qū)崿F(xiàn)在運行狀態(tài)以上的振動系統(tǒng)失諧。必要時可以將振動系統(tǒng)調(diào)節(jié)到一個高的超臨界的固有頻率。在有利的改進方案中所述層合材料包括碳素纖維并且尤其由一種僅具有碳素纖維的塑料制成。因此對于具有一個相應高的固有頻率的質(zhì)量得到一個最有利的剛度特性。
在一個優(yōu)選的實施例中，所述加固部件是一個在抓握管管軸線方向上延伸的縱梁。在一個或多個縱梁的相應結(jié)構(gòu)中所述抓握管的縱向剛度和彎曲剛度可以有效地適配。尤其是多個縱梁這樣分布地設置在抓握管的圓周上，使得該抓握管在一個高動力彎曲負荷的方向上比在與其垂直的方向上更剛性。由此能夠只以微小的質(zhì)量增加在彎曲方向上實現(xiàn)一個有針對性地提高剛性。
在一個有利的變型中，所述加固部件是一個垂直于抓握管管軸線延伸的骨架。通過一個或多個骨架的結(jié)構(gòu)可以使抓握管的橫截面有效地提高剛性并且避免在運行負荷下橫截面展平。尤其是在一個由縱梁和骨架組成的系統(tǒng)中所述骨架支持縱梁的有效性。例如在彎曲的抓握管處縱向作用力在縱梁中導致一個垂直或徑向延伸的管橫截面負荷。通過骨架的提高剛性防止一個橫截面展平。所述縱梁不會徑向上削弱并且保持其規(guī)定的剛度。
在一個優(yōu)選的實施例中，高變形能的位置配有一個在抓握管圓周上均勻分布的加固部件。因此沒有局部應力峰值地得到一個平面的支持效果。該加固部件只需一個微小的壁厚，它避免抓握管過度地橫截面變化。
所述加固部件最好外側(cè)設置在抓握管上，由此在只微小的增加質(zhì)量的情況下實現(xiàn)一個明顯提高的表面慣性矩。由此得到一個具有較高振動系統(tǒng)固有頻率的相應突出的提高剛性效果。安置在外側(cè)的加固部件也可以通過其形狀有助于增加把握性。
也可以適宜地選擇使結(jié)構(gòu)部件安置在抓握管內(nèi)側(cè)。尤其是在管軸線明顯彎曲的部位例如在一個熱塑管彎曲時得到一個有效的橫截面支撐。該抓握管的外輪廓受到加固部件的干擾。
所述加固部件與抓握管的一個有利的平面粘貼導致一個內(nèi)部連接，它除了提高剛性以外也提高強度。
使所述加固部件集成到抓握管里面也是適宜的。這一點例如可以通過一個適當?shù)膶雍辖Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)，其中所述加固部件從層合塑料層兩側(cè)鑲嵌。在壓鑄時也可以壓鑄一個獨立的加固部件或者作為集成的加固部件在外側(cè)或內(nèi)側(cè)成形在管壁上。
在有利的實施例中所述抓握管具有明顯彎曲的區(qū)段以及固定段，它們分別通過相應的加固部件提高剛性。已經(jīng)證實，上述部位處于高動力彎曲負荷、橫向力負荷和扭轉(zhuǎn)負荷下，由于其有針對性的提高剛性可以有針對性地提高振動系統(tǒng)的固有頻率。所述抓握管的其它部位可以不提高剛性。與放棄橫截面加粗一樣可以放棄在這個部位的附加質(zhì)量。該抓握管在這個保留的部位可以保持其有利于人因工程的圓截面。尤其是固定段的提高剛性超過這個區(qū)段導引到抓握管的繼續(xù)延伸方向上。這種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)考慮到這種狀況，即，所述固定段的附近部位由于螺栓作用力或類似作用力和相鄰的部位由于彎曲負荷、橫向力負荷和扭轉(zhuǎn)負荷使負荷增加。因此有針對性地對增加負荷的部位提高剛性。


下面借助于附圖詳細描述本發(fā)明的一個實施例。
圖1以一個具有抓握管的電動鏈鋸為示例示出一個手持工作器械的立體圖；圖2以側(cè)視圖示出在動態(tài)負荷下的圖1中的抓握管；圖3以正視圖示出圖2中的抓握管，它具有局部設置的骨架和縱梁；圖4以一個簡化視圖示出按照圖2和3的抓握管在骨架和縱梁處的橫截面；圖5示出抓握管的一個示意橫截面圖，它具有一個組合到抓握管里面的加固部件；圖6為具有一個內(nèi)側(cè)的加固部件的變化；圖7為具有一個外側(cè)的加固部件的變化；圖8為一個加粗的手柄部位的局部示意圖，它具有一個外側(cè)的提高剛性織物；圖9為按照圖8結(jié)構(gòu)的一個變化，它具有一個外側(cè)的成形無紡織物作為加固部件；圖10示出另一實施例，它具有一個外側(cè)的有孔的成形部件；圖11示出一個具有一個外側(cè)的提高剛性格柵的變化；圖12示出另一按照本發(fā)明的實施例，它具有單獨的、內(nèi)側(cè)設置的加固部件。
具體實施例方式
圖1以立體圖示出一個以電動鏈鋸為示例的手持工作器械11。該工作器械11具有一個電機外殼14，在其中設置一個未詳細示出的驅(qū)動電機12。從電機外殼14中突出一個導軌16，用于環(huán)繞地導引一個由驅(qū)動電機12驅(qū)動的切割鏈17。在導軌16對面在電機外殼14的后端處設置一個后手柄15。一個前手柄10包括一個抓握管1，它在重心附近圍卡電機外殼14。所述抓握管1在電機外殼14的一個側(cè)面上和在工作器械11底面處具有兩個固定段9，在這些部位所述抓握管1通過螺栓13固定在電機外殼14上。
圖2以側(cè)視圖示出按照圖1的抓握管1的細節(jié)。該抓握管1在一個抓握部位通過一個抓握軟管18覆蓋。在工作器械11重心附近的抓握軟管18處(見圖1)所述抓握管1在運行期間被固定，其中由于驅(qū)動電機12和/或由于切割鏈17(見圖1)的振動激勵出現(xiàn)一個動力振動的抓握管1變形。該抓握管1的振動變形的第一局部形狀通過虛線23表示，其中該抓握管1具有高動力的、由于振動引起的不同的變形能的位置3。這些位置3在抓握管1的明顯彎曲的部位和在具有螺栓13的固定段9處構(gòu)成。
圖3以正視圖示出按照圖2的抓握管1，因此該抓握管1在高動力的、由于振動引起的變形能的位置3上分別通過局部設置在抓握管1上的加固部件4提高剛性。這些位置3由兩個固定段9以及由兩個明顯彎曲的區(qū)段8構(gòu)成。這些固定段9在一個具有定位面19的部位上延伸，這些定位面在裝配狀態(tài)頂靠在電機外殼14上(見圖1)。
所述加固部件由一個由縱梁5和骨架6構(gòu)成的系統(tǒng)提高剛性，其中所述縱梁5和骨架6外側(cè)設置在抓握管1上并且與抓握管1平面地粘接。通過骨架6和縱梁5的提高剛性超出固定段9導引到抓握管1的繼續(xù)延伸方向上，其中下固定段9的縱梁5穿過鄰近的彎曲部位8。這些縱梁5在抓握管1的一個管軸線7的方向上延伸，而骨架6垂直于抓握管1的管軸線7設置。
所述抓握管1在高動力的、由于振動引起的變形能的位置3上通過加固部件4局部地提高剛性，而保留的抓握管1部位通過未提高剛性的抓握管1構(gòu)成。
圖4以示意圖示出按照圖3的抓握管1的一個橫截面，在此所述骨架6由設置在抓握管1外側(cè)的骨架環(huán)構(gòu)成?？偣簿哂兴膫€沿著管軸線7延伸的縱梁5，5’，其中一對縱梁5，5’分別相互靠近地設置。通過成對地布置縱梁5或5’在通過圍繞一個橫截面軸X的彎矩M引起的負荷下提高抓握管1的抗彎強度，這個彎矩大于與其垂直的彎矩。所述抓握管1以及外側(cè)設置的縱梁5和骨架6由一種塑料材料制成。在所示實施例中對于抓握管1、縱梁5和骨架6具有一個由強化纖維塑料制成的層合塑料2，其中強化纖維塑料在所示實施例中僅包括碳素纖維。也可以使用具有其它纖維材料如玻璃纖維和/或芳香尼龍纖維的混合層合塑料或單一層合塑料。適宜的是，對于縱梁5和骨架6的層合塑料2優(yōu)選使用各向異性的纖維層。所述抓握管1也可以是一個鋁管和類似部件。所述抓握管1和/或在這里例如由縱梁5和骨架6構(gòu)成的加固部件4(見圖3)由一種具有或沒有纖維組分的熱塑性塑料制成，也是適宜的。
提高按照圖1至4的抓握管1的剛性這樣實施，使由工作器械11與手柄10組成的振動系統(tǒng)(見圖1)具有例如約230Hz的固有頻率。按照圖1的驅(qū)動電機12的運行轉(zhuǎn)數(shù)在滿負荷下并且在切割鏈17浸入切割物體時對應于一個約200Hz的激振頻率，其中約230Hz的振動系統(tǒng)的固有頻率位于驅(qū)動電機12的運行轉(zhuǎn)數(shù)或者固有頻率以上。
圖5至7示出所述抓握管1在其提高剛性部位的橫截面圖。在按照圖5的實施例中所述加固部件4這樣集成到抓握管1里面，使得它在內(nèi)側(cè)和外側(cè)被抓握管1的塑料材料包圍。在此例如選擇一個由層合塑料2構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，其中所述加固部件4由附加的分布在整個圓周上的中間層合塑料層構(gòu)成。所述加固部件4作為附加的層合層相對于圓周與一個縱梁5相比較只區(qū)段式地設置。在另一有利的變化中所述抓握管由壓鑄成形部件構(gòu)成，其中集成的加固部件4被抓握管1的熱塑性塑料材料所圍鑄。
在按照圖6的實施例中所述加固部件4安置在抓握管1的內(nèi)側(cè)，而在按照圖7的實施例中所述加固部件4外側(cè)設置在抓握管1上。代替所示的圍繞圓周方向設置的加固部件4的實施例也可以使用非連續(xù)的結(jié)構(gòu)。同樣可以相互間任意組合地使用集成的、外側(cè)的和內(nèi)側(cè)的加固部件4結(jié)構(gòu)。
圖8至12以局部示意圖示出不同的按照本發(fā)明的抓握管1在明顯彎曲區(qū)段8處的實施例，它們具有設置在那里的加固部件4。在這些特征和標記符號方面按照圖8至12的實施例相互間都是一致的。相應的實施例對于固定段9(見圖3)或者其它適合的在高動力的、由振動引起的變形能的位置3(圖2和3)上的提高剛性位置也是適宜的。
在按照圖8的實施例中所述加固部件4與按照圖7的橫截面圖一致通過一個均勻分布在抓握管1圓周上的提高剛性織物構(gòu)成，它形成硬化樹脂層合塑料層或者由一種熱塑性塑料層圍鑄。代替所示的織物也可以使用由纖維構(gòu)成的編織軟管或者針織物。對應于按照圖9的實施例所述加固部件4通過一個纏繞抓握管1的成形無紡布構(gòu)成用于形成一個層合塑料層也是有利的。
在按照圖10的實施例中所述加固部件4由壓鑄的、外側(cè)的具有小孔的成形部件構(gòu)成。該成形部件可以事后粘貼到抓握管1上或者在壓鑄工藝中壓鑄。對于按照圖11的一個敞開格柵形式的加固部件也是適用的，它除了具有與按照圖10的成形部件一樣的提高剛性作用以外還由于其突出的表面結(jié)構(gòu)有助于提高把握性。
在圖8至10中所示的加固部件4對應于按照圖7的橫截面圖外側(cè)設置在抓握管1上并且在圓周上均勻分布地環(huán)繞抓握管1。也可以使用對應于按照圖5的橫截面圖的集成的實施例或者對應于按照圖6的橫截面圖的內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)。
在按照圖12的實施例中單獨的加固部件4以縱梁5的形式安置在抓握管1內(nèi)側(cè)上。一個內(nèi)側(cè)的管形的加固部件4結(jié)構(gòu)也是有利的。也可以使所示的加固部件4的不同實施例任意地相互組合。
所述抓握管1可以是一個鋼管或鋁管并且優(yōu)選由塑料材料制成。除了對應于圖4的附圖由層合塑料2構(gòu)成的結(jié)構(gòu)以外也可以使用由熱塑性塑料制成的結(jié)構(gòu)，熱塑性塑料可以擠出、拉伸、吹制或者壓鑄。這些對于不同的加固部件4實施例也是適用的。尤其在按照圖10和11的實施例中可以使抓握管1與附屬的加固部件4材料一致地由相同的熱塑性塑料制成，其中為了滿足視覺上的要求也可以在一個唯一的加工過程中例如通過壓鑄實現(xiàn)一致的顏色。在所有所示的實施例中，其中所述加固部件4內(nèi)側(cè)地或外側(cè)地安置在抓握管1上，這些加固部件直接位于那些管表面上。為了提高抗彎截面系數(shù)并由此提高抗彎強度也可以在抓握管1表面與那個加固部件4之間存在一個間隔墊。
權(quán)利要求
1.一種手持工作器械(11)，如一個電動鏈鋸等的手柄，具有一個抓握管(1)，其特征在于，所述抓握管(1)在高動力的、由振動引起的變形能的位置(3)上通過至少一個局部安置在抓握管(1)上的加固部件(4)提高剛性。
2.如權(quán)利要求1所述的手柄，其特征在于，所述抓握管(1)由塑料材料制成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的手柄，其特征在于，所述加固部件(4)由塑料材料制成。
4.如權(quán)利要求2或3所述的手柄，其特征在于，所述抓握管(1)和/或加固部件(4)由一種具有強化纖維塑料的層合塑料(2)制成。
5.如權(quán)利要求4所述的手柄，其特征在于，所述層合塑料(2)含有碳素纖維并優(yōu)選僅通過碳素纖維構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求2至5中任一項所述的手柄，其特征在于，所述抓握管(1)和/或加固部件(4)由熱塑性塑料制成。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的手柄，其特征在于，所述加固部件(4)是一個在抓握管(1)的管軸線(7)方向上延伸的縱梁(5)。
8.如權(quán)利要求7所述的手柄，其特征在于，多個所述縱梁(5)分布在抓握管(1)的圓周上，使得所述抓握管(1)在一個高動力彎曲負荷的方向上比在與其垂直的方向上更剛性。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的手柄，其特征在于，所述加固部件(4)是一個垂直于抓握管(1)的管軸線(7)延伸的骨架(6)。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項所述的手柄，其特征在于，所述高變形能的位置(3)通過一個由縱梁(5)和骨架(6)組成的系統(tǒng)提高剛性。
11.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的手柄，其特征在于，所述高變形能的位置(3)設有一個均勻地分布在抓握管(1)圓周上的加固部件(4)。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的手柄，其特征在于，所述加固部件(4)外側(cè)設置在抓握管(1)上。
13.如權(quán)利要求1至1 2中任一項所述的手柄，其特征在于，所述加固部件(4)內(nèi)側(cè)設置在抓握管(1)里面。
14.如權(quán)利要求12或13所述的手柄，其特征在于，所述加固部件(4)與抓握管(1)平面地粘接。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項所述的手柄，其特征在于，所述加固部件(4)集成到抓握管(1)里面。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項所述的手柄，其特征在于，所述抓握管(1)具有明顯彎曲的區(qū)段(8)，其中至少一個彎曲的區(qū)段(8)通過加固部件(4)提高剛性。
17.如權(quán)利要求1至16中任一項所述的手柄，其特征在于，所述抓握管(1)具有一個固定段(9)，它通過加固部件(4)提高剛性。
18.如權(quán)利要求17所述的手柄，其特征在于，所述提高剛性超過固定段(9)導引到抓握管(1)繼續(xù)延伸方向上。
19.一種工作器械，具有一個如權(quán)利要求1至18中任一項所述的手柄(10)。
20.如權(quán)利要求19所述的工作器械，其特征在于，所述抓握管(1)的提高剛性這樣實施，使由工作器械(11)與手柄(10)組成的振動系統(tǒng)的固有頻率在運行條件下在工作器械(11)的激振頻率范圍以外失諧并且尤其位于工作器械(11)的一個驅(qū)動電機(12)的運行轉(zhuǎn)數(shù)以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種手持工作器械(11)如一個電動鏈鋸或類似器械的手柄(10)以及具有一個相應手柄(10)的工作器械(11)。所述手柄(10)包括一個抓握管(1)，它在高動力的、由振動引起的變形能的位置(3)上通過至少一個局部安置在抓握管(1)上的加固部件(4)提高剛性。
文檔編號B25F5/02GK1712194SQ200510079079
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月22日
發(fā)明者R·-R·凱姆勒, B·坎德茲奧拉 申請人:安德烈亞斯.斯蒂爾兩合公司