專利名稱：抗振元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗振元件，特別是可攜帶的、手工操作的機(jī)具如電動鏈鋸、自由切裁機(jī)等上用的抗振元件，它包含一個螺旋彈簧和至少一個導(dǎo)引件，在此，螺旋彈簧的一個端段固定在該導(dǎo)引件上。
背景技術(shù)：
US 5,368,107中公開了一種配有螺旋彈簧的抗振元件。螺旋彈簧是在其兩端利用一個壓合座而固定在一個有彈性的導(dǎo)向元件上。這種抗振元件的減振作用由于直線性的特性曲線而在任一種負(fù)荷狀態(tài)下都是相同的。出于各種振動原因，合乎希望的是抗振元件在未加載狀態(tài)下具有一個很小的彈簧常數(shù)，而在加載時該抗振元件盡可能地為剛性，也就是其彈簧常數(shù)應(yīng)盡可能的高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供按上述類型的抗振元件，它在不同的負(fù)荷狀態(tài)下具有不同的彈簧常數(shù)。
上述任務(wù)是通過一種具有權(quán)利要求1中所述特征的抗振元件加以解決的。
螺旋彈簧是在其端段上加以固定的。在未加載狀態(tài)下，在朝螺旋彈簧中點(diǎn)方向毗連著端段的邊緣區(qū)段為了導(dǎo)引而有一定的余隙。這種余隙可以是徑向的和/或軸向的。因此，該邊緣區(qū)段上的匝有助于彈簧作用。在加載條件下彈簧變形時，上述余隙便被克服了，而邊緣區(qū)段上的匝至少部分地貼靠在導(dǎo)向件上，從而不再有助于彈簧作用。因此，螺旋彈簧的彈簧剛性得以提高。通過導(dǎo)引件的不同構(gòu)形，便可獲得這樣一種配合于用途的、與負(fù)荷有關(guān)的減振效應(yīng)。彈簧剛性的匹配可以視方向?qū)崿F(xiàn)，例如這樣實(shí)現(xiàn)規(guī)定出軸向上和徑向上不同的余隙。
最好將端段形狀配合地固定在導(dǎo)引件上。做出了下述設(shè)定端段延伸經(jīng)過螺旋彈簧的一個3/4匝至2匝，特別是經(jīng)過螺旋彈簧的大約11/4匝。這樣，螺旋彈簧便充分地加以固定了。與此同時在預(yù)定的彈簧長度條件下，有彈性的匝的數(shù)目是相當(dāng)大的。邊緣段最好延伸經(jīng)過大約1至4匝。這樣，彈簧剛性可被充分地改變。與此同時可保證在不被導(dǎo)引的范圍內(nèi)彈簧的充分活動性。
為了在不同方向中獲得不同的彈簧剛性，而設(shè)定將螺旋彈簧的兩端彼此逆向地加以扭轉(zhuǎn)，特別是大約扭轉(zhuǎn)半匝。為了能夠?qū)崿F(xiàn)彈簧常數(shù)的足夠變化而設(shè)定螺旋彈簧在兩個端段帶有余隙地在邊緣段范圍內(nèi)被導(dǎo)引。
導(dǎo)引件最好設(shè)計(jì)構(gòu)成在一個伸入到螺旋彈簧內(nèi)部的栓塞上，該栓塞最好有一個用于固定機(jī)構(gòu)的容納部。當(dāng)然，在螺旋彈簧的外側(cè)也可有意地設(shè)定一個導(dǎo)引件。該導(dǎo)引元件最好設(shè)計(jì)成螺旋狀的槽，螺旋彈簧的匝在該槽中被導(dǎo)引。因此，通過簡單的旋入，便可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引件在螺旋彈簧上的安裝。這樣一個螺旋狀的槽是可以簡單地制成的，而且制造公差很小。符合目的的是，在邊緣段中槽底離螺旋彈簧的縱中軸線的距離隨著離端段的距離增大而減小。因此，邊緣段中的余隙沿著朝螺旋彈簧的中點(diǎn)的方向而不斷增大。在不斷增大負(fù)荷從而不斷增加變形的情況下，就會連續(xù)地有越來越多的匝貼靠在導(dǎo)引件上，所以彈簧常數(shù)相應(yīng)于距離的減小而增大。這樣，便獲得了機(jī)具的良好操作性能。
上述的槽最好具有一種梯形橫斷面。這種橫斷面可以簡單制得。該槽的側(cè)面最好與螺旋彈簧的縱中軸線構(gòu)成一個小于90°的角，特別是大約30°至80°的角。這樣，隨著螺旋彈簧不斷增大的變形，余隙則沿軸向不斷減小。不過，下述情況也可能是合適的，就是該槽在橫斷面上是呈圓弧狀伸延的。這樣便可獲得另一種彈簧剛性曲線。通過槽的橫斷面的變化，可相應(yīng)于變形行程和變形方向?qū)崿F(xiàn)不同的彈簧剛性曲線。


下面將參照附圖對本發(fā)明的幾個實(shí)施例加以說明。附圖表示圖1在未加載狀態(tài)下的抗振元件，圖2圖1所示的抗振元件的縱剖面圖，圖3在未加載的螺旋彈簧條件下，圖2所示抗振元件的導(dǎo)引元件，圖4在加載的螺旋彈簧條件下圖3所示的導(dǎo)引件，圖5在單軸變形條件下圖1所示抗振元件的透視圖，
圖6圖5中的抗振元件的一個斷面圖，圖7在雙軸變形條件下圖1所示的抗振元件，圖8圖7所示抗振元件的一個斷面圖，圖9在沿縱向變形和有彈簧壓縮時圖1所示抗振元件的透視圖，圖10圖9所示抗振元件的一個斷面圖，圖11在變形和延伸條件下圖1所示的抗振元件，圖12圖11所示抗振元件的一個斷面圖，圖13帶有一螺旋彈簧2的栓塞的一個截面圖，圖14用于圖13所示栓塞的力/行程曲線圖，圖15用于圖13所示栓塞變形的剛性曲線圖，圖16至圖23以截面圖表示的導(dǎo)引件實(shí)施變體。
具體實(shí)施例方式
在圖1中以透視圖表示的抗振元件1具有一個螺旋彈簧2，該螺旋彈簧兩頭分別在一個栓塞3、4上被導(dǎo)引。如圖2中的斷面圖所表示的，栓塞3、4伸入到螺旋彈簧2的內(nèi)部。每個栓塞3、4都有一個螺旋狀的槽9、10，這個槽形成螺旋彈簧2的導(dǎo)引件。螺旋彈簧2在它的兩個端段7、8上形狀配合地在槽9、10中被導(dǎo)引。兩個端段7、8有目的地延伸經(jīng)過螺旋彈簧2的3/4匝至2匝，特別是經(jīng)過1 1/4匝。匝的數(shù)目是從圖1中所示螺旋彈簧2的端頭5和6測算出來的。在端段7和8上連接著邊緣段11和12，這兩個邊緣段最好延伸經(jīng)過1至4匝。在邊緣段11和12上，螺旋彈簧2有余隙地在槽9或10中被導(dǎo)引。
設(shè)計(jì)在栓塞3上的槽9具有梯形橫斷面。槽底15大致平行于螺旋彈簧2的縱軸線13延伸。槽的側(cè)面16和17沿縱軸線13的方向限制著槽9。側(cè)面16和17對置于縱軸線13傾斜一個角α。相應(yīng)地，在栓塞4上形成的槽10具有一個平行于縱軸線13延伸的槽底18，以及對于縱軸線13傾斜一個角α的側(cè)面19和20。角α小于90°，特別是大約為30°至80°。槽底15或18都為螺旋彈簧2而具有余隙b。余隙b隨著離端段7或8的距離不斷增大而加大。如圖2中所示，在螺旋彈簧2的半匝的走向中，余隙b增大到b’。在此，圖3中所示的槽底15離螺旋彈簧的縱軸線13的距離a縮小至距離a’。由邊緣段11上的槽底15的走向所形成的線23因此朝向螺旋彈簧2的中點(diǎn)呈錐形地收攏。
沿軸向，螺旋彈簧2對側(cè)面16有余隙c，對側(cè)面17有余隙d。因此，螺旋彈簧2在邊緣段11中對栓塞3在徑向和軸向上都有余隙。螺旋彈簧2對邊緣段12中的栓塞4具有相應(yīng)的余隙。當(dāng)然，栓塞3和4也可以有不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，以便邊緣段11和12在軸向和/或徑向上對栓塞3和4可具有不同的余隙。
在按圖4中所示螺旋彈簧2的變形條件下，螺旋彈簧2離彎曲外側(cè)21上的導(dǎo)引件9的距離縮小了。如圖4所示，螺旋彈簧2貼靠在槽底15上。貼靠著的匝不再有助于彈簧作用。有彈性的匝的數(shù)目減少了，因而螺旋彈簧2的剛性提高了。在彎曲內(nèi)側(cè)22，槽底15中的余隙增大到余隙b”。螺旋彈簧2貼靠在第一個側(cè)邊16上；而與未加載的狀態(tài)相比較，對于第二個側(cè)邊17的余隙d’則加大了。
為了固定在例如一種可攜帶的、手工操作的機(jī)具上，將螺旋彈簧的一端固定在一個第一外殼部分上、將螺旋彈簧的第二個端固定在一個第二外殼部分上。為了將螺旋彈簧固定在圖中未示出的外殼部分上，栓塞3、4具有用于容納固定機(jī)構(gòu)的縱向孔14。這種固定機(jī)構(gòu)例如可以是一個伸入縱向孔14中的銷釘。當(dāng)然下述做法也是合適的，就是使縱向孔14配有內(nèi)螺紋，而為了固定的目的將一個螺釘擰入栓塞3或4中。第一個外殼部分例如可以是同該機(jī)具的驅(qū)動電機(jī)相連的結(jié)構(gòu)部分；而第二個外殼部分則最好同該機(jī)具的操作手柄相連。
在圖5和6中，抗振元件1是垂直于栓塞3的縱中軸線24和栓塞4的縱中軸線25變形的。按圖5和6中所示，沿X軸線方向的變形為7mm。因此，栓塞4的縱中軸線25相對于栓塞3的縱中軸線24沿X軸線方向錯開了7mm。如圖6中所示，Z軸線沿著縱中軸線24和25延伸，Y軸線則垂直地伸入到圖面中。通過上述變形，在彎曲內(nèi)側(cè)22，螺旋彈簧2離槽底上栓塞3和4的距離增大了。螺旋彈簧2貼靠在槽9的側(cè)邊16上，而對側(cè)邊17則有余隙。相應(yīng)的情況也適用于栓塞4上的彎曲內(nèi)側(cè)22。在彎曲外側(cè)21，螺旋彈簧2分別貼靠在栓塞3和4上。螺旋彈簧2的有彈性的匝的數(shù)目因此減小了；而相對于未加載的狀態(tài)而言，剛性則提高了。
如圖7和8中所示，抗振元件1沿X方向的變形為7mm，沿Y方向的變形為-7mm。因此，栓塞3的縱中軸線24離栓塞4的縱中軸線25無論是在X方向上還是在Y方向上都有一個7mm的距離。即使在這里，在彎曲外側(cè)21的匝分別貼靠在栓塞3和4上，所以相對于未加載的狀態(tài)而言有彈性的匝的數(shù)目減小了，而彈簧常數(shù)則提高了。
如圖9和10中所示，抗振元件1附帶地為了在X方向有7mm和Y方向有-7mm的變形，而沿Z軸線方向縮短5mm，在圖11和12中則附帶地延長5mm。如在圖10中所示，在抗振元件有大的變形和縮短的情況下，螺旋彈簧2的彈簧常數(shù)將進(jìn)一步減小。這由此達(dá)到在螺旋彈簧2的毗連邊緣部位11的范圍54中，螺旋彈簧2的匝都擠成一堆。匝自始至終貼靠在栓塞3和4上。與上述情況不同的是，在圖11和12中所示抗振元件1延長的情況下，螺旋彈簧2的匝就在邊緣段11和12中有徑向余隙b和軸向余隙c和d。因此，螺旋彈簧2在圖11和12中所示變形狀態(tài)下的彈簧常數(shù)比在圖9和10中所示變形狀態(tài)下的小。
圖13中繪出一個帶有槽27的栓塞26，螺旋彈簧2在該槽中被導(dǎo)引。槽27具有略成圓弧形的橫斷面，這種橫斷面在螺旋彈簧2的一個邊緣部位11中沿軸向和徑向都有一個用于螺旋彈簧2的余隙e。圖14中繪出了用于一個帶有一栓塞26的抗振元件的力/行程曲線圖；圖15中繪出了在行程S上彈簧常數(shù)C的曲線。在范圍30內(nèi)，力F相對于行程S如以曲線28所示那樣大致是走向穩(wěn)定的。在變形的這一范圍內(nèi)，螺旋彈簧2的邊緣段11和12中的匝相對于導(dǎo)引件都是活動的，也就是對槽27具有余隙。在毗連的區(qū)域32中，螺旋彈簧2的匝從端段7和8出發(fā)，在邊緣段11和12中越來越多地貼靠到導(dǎo)引件上。螺旋彈簧2的變形所需要的力在范圍32中超比例地增大。彈簧常數(shù)C的走向在圖15中以曲線29表示。如在圖15中所示，彈簧常數(shù)C在范圍31中的走向大致是穩(wěn)定的其與圖14中的范圍30相當(dāng)。在不斷增加變形時，范圍33中的彈簧常數(shù)C增大，其與圖14中的范圍32相當(dāng)。如果所有在邊緣區(qū)域內(nèi)的匝都貼在導(dǎo)引件上，則范圍35中的彈簧常數(shù)C保持恒定。在曲線28的相應(yīng)范圍34中，變形所需的力F與變形行程S保持成比例。
槽，即邊緣區(qū)的螺旋彈簧2在其中被導(dǎo)引的槽，可以具有極不同的配合于用途的槽斷面形狀。在圖16中以橫斷面圖表示的槽36在上部55具有垂直于螺旋彈簧2的縱軸線13而延伸的側(cè)面56和57。在一個與之相連的下部58內(nèi)，槽36具有一個圓弧形槽斷面。在很小變形時，螺旋彈簧2處在槽36的上部55中，并且對側(cè)面56和57具有軸向余隙f。一旦螺旋彈簧2處于槽的下部58中，在螺旋彈簧2變形及由此決定徑向余隙減小時，軸向余隙f也減小到一個值f’。因此，在螺旋彈簧2變形時剛性C則大大增加。
在圖17中繪出了一個具有梯形槽斷面的槽37。槽37的側(cè)面52和53對置于螺旋彈簧2的縱軸線13而傾斜一個角β，此角約相當(dāng)于45°。借助角β的變化可調(diào)節(jié)在螺旋彈簧2變形時剛性C的增量。
圖18中繪出一個槽38，它在其上部59中具有彼此平行延伸的側(cè)面61和62，這兩個側(cè)面垂直于螺旋彈簧2的縱軸線13伸展。在下部60中，槽38是設(shè)計(jì)成圓弧形的。螺旋彈簧2在槽38以徑向余隙而沒有軸向余隙地被導(dǎo)引。
圖19表示一個帶有略呈正方形橫斷面的槽39。螺旋彈簧2對槽的側(cè)面63和64及對槽底65具有余隙g。沿此，螺旋彈簧和槽之間的距離在所有方向中都是相等的，或者視方向而有所不同。矩形的槽橫斷面也可能是有利的。
圖20中繪出一個槽40，該槽在上部66中只有很小的軸向余隙。槽40的兩個側(cè)面在這一部位中垂直于螺旋彈簧2的縱軸線并彼此平行地延伸。螺旋彈簧2在兩個側(cè)面之間沿軸向緊貼地被導(dǎo)引。在下部67中，槽40沿軸向擴(kuò)大，從而在不斷增大變形時余隙亦沿軸向擴(kuò)大，而徑向中的余隙則由于不斷縮小的距離而減小。
圖21表示一個槽41，該槽在上部68有大的軸向余隙，在居中部位69有很小的軸向余隙，在下部70中有大的軸向余隙。此外，在居中部位69，槽41是收窄的。所以，一旦螺旋彈簧2處于下部70中，彈簧剛性便不是一直增大，反而是再次減小。
螺旋彈簧2在圖22所示的槽42中在上部71沿軸向緊貼地被引導(dǎo)。在上部71中未給出軸向余隙。在下部72，槽42首先擴(kuò)大，為的是然后再收窄。槽42在下部72具有略呈六角形的槽斷面。
圖23中所示的槽43具有略呈圓弧形的橫斷面。槽43的橫斷面當(dāng)然也可以設(shè)計(jì)成橢圓形的。視所希望的彈簧常數(shù)C的變化和所允許的最大變形而定，導(dǎo)引件的其它橫斷面也是可取的。在此，橫斷面要能配合所希望的抗振元件的特性曲線的漸進(jìn)過程。代替為了導(dǎo)引而配置一個栓塞，螺旋彈簧2也可以沿其圓周面加以導(dǎo)引。經(jīng)過槽螺旋的錐度同樣可以調(diào)節(jié)抗振元件的特性曲線的漸進(jìn)過程。一種與方向相關(guān)的漸進(jìn)過程可以由此達(dá)到，就是將螺旋彈簧的端頭5和6彼此逆向地加以扭轉(zhuǎn)。一個沿不同方向而有不同深度和/或?qū)挾鹊牟勐菪部赡苁怯欣摹?br> 權(quán)利要求
1.抗振元件，特別是用在一種可攜帶的、手工操作的機(jī)具上的抗振元件，它包含一個螺旋彈簧(2)和至少一個導(dǎo)引件，在此，螺旋彈簧(2)的一個端段(7，8)固定在該導(dǎo)引件上，其特征在于螺旋彈簧(2)具有一個與端段(7，8)相毗連的邊緣段(11，12)，該邊緣段貼靠該導(dǎo)引件有余隙地被導(dǎo)引。
2.按權(quán)利要求1所述的抗振元件，其特征在于端段(7，8)以形狀配合方式固定在導(dǎo)引件上。
3.按權(quán)利要求1或2所述的抗振元件，其特征在于端段(7，8)延伸經(jīng)過螺旋彈簧(2)的3/4匝至2匝，特別是經(jīng)過大約11/4匝。
4.按權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的抗振元件，其特征在于螺旋彈簧(2)的邊緣段(11，12)延伸經(jīng)過約1至4匝。
5.按權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的抗振元件，其特征在于螺旋彈簧(2)的兩個端頭(5，6)是彼此逆向地加以扭轉(zhuǎn)的。
6.按權(quán)利要求5所述的抗振元件，其特征在于螺旋彈簧(2)的兩個端頭(5，6)彼此逆向地被扭轉(zhuǎn)大約半匝。
7.按權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的抗振元件，其特征在于螺旋彈簧(2)是貼著兩個端段(7，8)被導(dǎo)引的。
8.按權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的抗振元件，其特征在于導(dǎo)引件設(shè)計(jì)成形在一個伸入到螺旋彈簧(2)內(nèi)部的栓塞(3，4，26)上。
9.按權(quán)利要求8所述的抗振元件，其特征在于栓塞(3，4，26)具有一個用于一固定機(jī)構(gòu)的容納部。
10.按權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的抗振元件，其特征在于導(dǎo)引件是作為螺旋狀的槽(9，10，27，36-43)設(shè)計(jì)的，螺旋彈簧(2)的匝在該槽中被導(dǎo)引。
11.按權(quán)利要求10所述的抗振元件，其特征在于槽底(15，18，36-43)離螺旋彈簧(2)的縱中軸線(13)的距離(a，a’)在邊緣段(11，12)中隨離端段(7，8)距離的不斷增大而減小。
12.按權(quán)利要求10或11所述的抗振元件，其特征在于槽(9，10，37)具有一種梯形的橫斷面。
13.按權(quán)利要求12所述的抗振元件，其特征在于槽(9；10；37)的側(cè)面(16，17；19，20；52，53)同螺旋彈簧(2)的縱中軸線(13)形成一個角(α，β)，此角小于90°，特別是大約為30°至80°。
14.按權(quán)利要求10或11所述的抗振元件，其特征在于槽(27，43)在橫斷面上呈圓弧形地伸展。
全文摘要
一種抗振元件(1)，特別是用在一種可攜帶的、手工操作的機(jī)具如電動鏈鋸或自由切裁機(jī)上的抗振元件，它包括一個螺旋彈簧(2)和至少一個導(dǎo)引件。螺旋彈簧(2)的一個端段(7，8)固定在該導(dǎo)引件上。為了實(shí)現(xiàn)用簡單的方式達(dá)到螺旋彈簧(2)的一種漸進(jìn)特性曲線而設(shè)定螺旋彈簧(2)具有一個與端段(7，8)相毗連的邊緣段(11，12)，該邊緣段有余隙地貼著導(dǎo)引件被導(dǎo)引。
文檔編號F16F1/04GK1495372SQ03143689
公開日2004年5月12日 申請日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者J·門策爾, G·沃爾夫, H·盧克斯, J·庫茨巴赫, , J 門策爾, 慫, 陌禿 申請人:安德烈亞斯·斯蒂爾兩合公司, 安德烈亞斯 斯蒂爾兩合公司