![]() Handgeführtes Arbeitsgerät
专利摘要:
Ein handgeführtes Arbeitsgerät wie eine Motorsäge, ein Trennschleifer oder dgl. besitzt einen Verbrennungsmotor (2) zum Antrieb eines Werkzeugs und eine Griffanordnung (4) zum Führen des Arbeitsgeräts. Die Griffanordnung (4) ist mit dem Verbrennungsmotor (2) über ein Schwingungsdämpfungssystem verbunden, wobei das Schwingungsdämpfungssystem mindestens ein Antivibrationselement (20, 21, 22, 23, 24, 34, 44) umfaßt. Um in jedem Betriebsbereich eine gute Schwingungsdämpfung und eine ausreichende Führungssteifigkeit zu erzielen, ist vorgesehen, daß das Antivibrationselement (24, 34, 44) in mindestens einer Schwingungsrichtung (x, y, z) in einem vorgegebenen Frequenzbereich (13) in einem ersten Zustand (25, 35, 45) eine erste Kennlinie (54, 65) und in einem zweiten Zustand (26, 36, 46) eine zweite Kennlinie (55, 66) besitzt und das Antivibrationselement (24, 34, 44) zwischen dem ersten Zustand (25, 35, 45) und dem zweiten Zustand (26, 36, 46) umschaltbar ist. 公开号:DE102004021080A1 申请号:DE102004021080 申请日:2004-04-29 公开日:2004-12-30 发明作者:Helmut Lux;Johannes Menzel;Marc Schmid;Günter Wolf 申请人:Andreas Stihl AG and Co KG; IPC主号:B25F5-00
专利说明:
[0001] DieErfindung betrifft ein handgeführtesArbeitsgerätwie eine Motorsäge,einen Trennschleifer oder dgl. der im Oberbegriff des Anspruchs1 angegebenen Gattung. [0002] Ausder US 4,138,812 isteine Motorsägebekannt, deren Griffanordnung überAntivibrationselemente mit dem Gehäuse verbunden ist, in dem der Verbrennungsmotorangeordnet ist. Bei derartigen Arbeitsgeräten liegen die Eigenschwingungendes Schwingungssystems aus Griffanordnung und Motoreinheit im Bereichder Leerlaufdrehzahl von 40 Hertz bis 50 Hertz. Hierdurch werdenerhöhteGriffvibrationen erzeugt. Da eine ausreichende Führungssteifigkeit beim Arbeitenmit dem Arbeitsgerätgewährleistetwerden muß,könnendie Antivibrationselemente nicht weicher gestaltet werden, um soniedrigere Eigenfrequenzen zu erzielen. Die Antivibrationselementekönnenjedoch auch nicht härtergestaltet werden, da dies zu einer Verschiebung der Eigenfrequenzenin dem Bereich der Erregung eines Werkzeugs oder in den Arbeitsbereichder ersten Ordnung führenwürde.Hierdurch würdeeine insgesamt schlechtere Schwingungsdämpfung erreicht. [0003] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Arbeitsgerät der gattungsgemäßen Artzu schaffen, das eine gute Dämpfungswirkungbei ausreichender Führungssteifigkeitbesitzt. [0004] DieseAufgabe wird durch ein Arbeitsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs1 gelöst. [0005] Durchdie Möglichkeitdes Umschaltens des Antivibrationselements zwischen einer erstenund einer zweiten Kennlinie kann die Kennlinie so geschaltet werden,daß dieSchwingungsamplitude des Arbeitsgeräts in dem vorgegebenen Frequenzbereich gesenktwird, so daß dieVibration an der Griffanordnung vermindert wird. Durch das Umschaltendes Antivibrationselements beeinflußt die Änderung der Kennlinie in demvorgegebenen Frequenzbereich nicht die Schwingungsdämpfung inanderen Vibrationsbereichen. Die Umschaltbarkeit ermöglicht es, jeweilsden Zustand mit der günstigerenKennlinie zu wählen. [0006] DasAntivibrationselement ist vorteilhaft in Abhängigkeit der Motordrehzahlumschaltbar. Da die Eigenschwingungen des Arbeitsgeräts von dendrehzahlabhängigenMotorvibrationen erregt werden, läßt sich durch die Umschaltungdes Antivibrationselements in Abhängigkeit der Motordrehzahleine gute Anpassung der Kennlinie und damit der Feder- und Dämpfungswirkungauf die Eigenschwingung erreichen, so daß die entstehenden Vibrationenvorzugsweise in jedem Betriebsbereich des Arbeitsgeräts geringgehalten werden können.Der vorgegebene Frequenzbereich umfaßt dabei insbesondere die Schwingfrequenzdes Arbeitsgerätsim Leerlauf des Verbrennungsmotors. Hierdurch lassen sich die im Leerlaufentstehenden Eigenschwingungen erheblich reduzieren, ohne daß das Schwingungsverhalten desArbeitsgerätsin anderen Drehzahlbereichen verschlechtert wird. Das Antivibrationselementist dabei insbesondere so ausgelegt, daß es im ersten Zustand weitgehendkraftlos angekoppelt ist und so das Schwingungsdämpfungsverhalten des Schwingungsdämpfungssystemsnur unwesentlich beeinflußt. [0007] Invorteilhafter Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Antivibrationselementeinen elastisch verformbaren Unterdruckbehälter umfaßt, dessen Innenraum an eineUnterdruckquelle angeschlossen ist. Der Unterdruckbehälter wirktdabei als Aktuator zum Wechsel zwischen den beiden Kennlinienzuständen desjeweiligen Antivibrationselementes. In einer zweckmäßigen Ausführung istder Unterdruckbehälterals Balg ausgeführt.Unter einem Balg ist hierbei ein Bauelement zu verstehen, das eineHüllwandaus einem nachgiebigen oder flexiblen Werkstoff besitzt, die einenvorzugsweise luftgefülltenInnenraum umgibt. Die hohe Elastizität des Balges erfordert nurgeringe Druckdifferenzen, um entsprechende Verformungen herbeizuführen. Miteinem nur geringen Unterdruck läßt sichder Balg so weit zusammenziehen, daß eine wirkungsvolle Dämpfung entsteht.In einer vorteilhaften Variante ist der Unterdruckbehälter alsinsbesondere flache Unterdruckdose ausgeführt, die zweckmäßig ausKunststoff ist, aber auch aus Blech oder dgl. gebildet sein kann.Die Unterdruckdose ist unter Einwirkung einer Druckdifferenz imwesentlichen nur in einer Richtung verformbar, während sie in allen weiterenräumlichenRichtungen im wesentlichen steif ist. Es ist eine gezielte und veränderlicheDämpfungin der Verformungsrichtung einstellbar, während durch die Steifigkeitin den übrigenräumlichenRichtungen das Antivibrationselement entsprechend starr ist. Indiesen verbleibenden Richtungen ist eine hohe Führungsgenauigkeit gegeben. [0008] Insbesonderebesitzt der Verbrennungsmotor einen Ansaugkanal, in dem ein Drosselelement angeordnetist, wobei die Unterdruckquelle der Ansaugkanal stromab des Drosselelementsist. Im Leerlauf des Verbrennungsmotors ist das Drosselelement geschlossen,so daß stromabdes Drosselelements ein Unterdruck entsteht. Dieser Unterdruck wirdgenutzt, um aus dem Innenraum des Balgs Luft zu saugen. Die abgesaugteLuft führtdazu, daß dieHüllwanddes Balgs zusammengezogen wird, wobei sich insbesondere die Faltendes Balgs aneinander anlegen. Die aneinander anliegenden Faltenführenje nach konstruktiver Ausführungzu einer erhöhten Reibungund damit zu einer höherenDämpfungswirkungund/oder zu einer Erhöhungder Elementsteifigkeit. Vorzugsweise ist ein Ende des Balgs mitdem Verbrennungsmotor und das andere Ende des Balgs mit der Griffanordnungverbunden. [0009] Eskann vorteilhaft sein, daß dasAntivibrationselement ein Federelement umfaßt. Es ist vorgesehen, daß ein Endedes Federelements mit einem Ende des Balgs und das jeweils andereEnde von Federelement und Balg mit dem Verbrennungsmotor bzw. derGriffanordnung verbunden ist. Im ersten Zustand, wenn im Ansaugkanalkein Unterdruck herrscht, ist die Griffanordnung über denBalg mit dem Verbrennungsmotor weich gekoppelt. In diesem Zustandbesitzt das Antivibrationselement eine erste Kennlinie. Die Feder-und Dämpfungswirkungdes Antivibrationselements ist dabei sehr gering. Beim Schließen derDrosselklappe wird Luft aus dem Balg abgesaugt, wodurch sich derBalg zusammenzieht. Dieser Weg wird von dem Federelement ausgegli chen.Ist das Federelement an beiden Seiten fest eingespannt, so ergibtsich eine Reihenschaltung des Balgs mit dem Federelement, die zueiner erhöhten Dämpfungswirkungführt.In diesem Zustand besitzt das Antivibrationselement eine zweiteKennlinie. Das Federelement ist dabei zweckmäßig eine Schraubenfeder, eineGummifeder und/oder eine Blattfeder. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein,daß dasFederelement ein Riegel ist. Der Riegel ist in Bewegungsrichtungdes Balgs insbesondere beweglich gelagert. Vorteilhaft ist das Antivibrationselementin einem Spalt zwischen einem mit dem Verbrennungsmotor verbundenenBauteil und einem mit der Griffanordnung verbundenen Bauteil angeordnet,wobei der Riegel den Spalt im zweiten Zustand des Antivibrationselements überbrückt. DieDämpfungswirkung wirddadurch im zweiten Zustand in Längsrichtung desRiegels von dem Balg und in einer Ebene quer zum Riegel durch denRiegel selbst bewirkt. Hierdurch lassen sich in unterschiedlichenBewegungsrichtungen unterschiedliche Dämpfungswirkungen erzielen. [0010] Ineiner vorteilhaften Ausführungist der Innenraum des Unterdruckbehälters mit einem Dämpfungsmaterialgefüllt.Beim Anlegen des Unterdruckes verkleinert sich der Innenraum desUnterdruckbehälters,in dessen Folge das Dämpfungsmaterial zusammengedrückt wird.Im losen Zustand weist das Dämpfungsmaterialkeine oder nur eine geringe Dämpfungswirkungauf. Mit steigender Verformung des Unterdruckbehälters und damit steigendem Kompressionsgraddes Dämpfungsmaterialssteigt dessen Dämpfungswikrung,wodurch mit einfachen Mitteln eine wirkungsvolle Dämpfungssteuerunggegeben ist. Das Dämpfungsmaterialist zweckmäßig alsGranulat ausgeführt.Die Dämpfungswirkungentsteht im wesentlichen durch Reibung zwischen den Granulat körnern. DieReibungs- und damit Dämpfungswirkungder Granulatkörnerist übereinen langen Betriebszeitraum zuverlässig gegeben. [0011] Ineiner vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen dem Innenraum desUnterdruckbehältersund der Unterdruckquelle, insbesondere zwischen dem Innenraum undeinem in den Innenraum mündenden Anschluß ein Filterelementangeordnet. Abrieb des Dämpfungsmaterials,welcher beispielsweise durch Reibung zwischen den Granulatkörnern entstehen kann,wird zuverlässigvon der Unterdruckquelle ferngehalten. Eine Verschmutzung ist vermieden. [0012] Ineiner zweckmäßigen Weiterbildungist innenseitig des Unterdruckbehälters ein linear geführtes Führungselementvorgesehen, wobei insbesondere das Führungselement durch das Filterelement gebildetist. Die nachgiebige Dämpfungswirkungdes entsprechend ausgeführtenAntivibrationselementes ist mit einfachen Mitteln auf eine Achsrichtungbeschränkbar,währendquer dazu eine im wesentlichen steife Führung gegeben ist. [0013] DasAntivibrationselement weist zweckmäßig mindestens zwei aneinanderangrenzende Reibflächenauf, wobei der Unterdruckbehälterzur Steuerung des Anpreßdruckesder Reibflächenangeordnet ist. Der Unterdruckbehälter wirkt dabei nicht selbst alsDämpfungselement,sondern dient als Aktuator zum variabeln Anpressen zweier Reibflächen. Esist eine gute Reproduzierbarkeit der reibenden Dämpfungswirkung in Abhängigkeitvom anliegenden Unterdruck gegeben. [0014] Ineiner vorteilhaften Ausführungsind die Reibflächendurch ein Zylinderelement und eine das Zylinderelement reibend umschließende Klemmschellegebildet, wobei der Unterdruckbehälter zwischen zwei Schenkelnder Klemmschelle angeordnet ist. Es ist eine dämpfende Beweglichkeit in Achsrichtungdes Zylinderelementes gegeben. Mittels der elastischen, das Zylinderelementallseitig umschließendenKlemmschelle ist eine hohe Reibungswirkung bei einer nur geringenStellkraft gegeben. Die Anordnung kann insgesamt platz- und kostensparendausgeführtsein. [0015] Ineiner zweckmäßigen Variantesind die Reibflächendurch mindestens zwei und insbesondere durch mehrere lamellenartiggeschichtete Reibplatten gebildet, wobei der Unterdruckbehälter zur Steuerungdes Anpreßdruckesder Reibplatten vorgesehen ist. Bei gegebenem, zur Verfügung stehendenUnterdruck und bei gegebener Größe und damit Wirksamkeitdes Unterdruckbehälterskann die gewünschteDämpfungswirkungin einfacher Weise durch die Anzahl der lamellenartig übereinandergeschichteten Reibplatten konstruktiv eingestellt werden. [0016] Esist vorteilhaft beidseitig des Antivibrationselementes je ein Gelenkund insbesondere ein Kugelgelenk angeordnet. Es ist eine Wirkungslinie zwischenden beiden Gelenken vorgegeben, in denen das Antivibrationselementwirkt. Querkräftewerden ferngehalten. Die Wirkung des Antivibrationselementes istpräziseauf eine vorgegebene Einbaurichtung beschränkbar. [0017] Ausführungsbeispieleder Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Eszeigen: [0018] 1 eine schematische Seitenansichteiner Motorsäge, [0019] 2 ein Diagramm, das dieAmplitude der Eigenschwingung überder Frequenz zeigt, [0020] 3 eine schematische Darstellungeines Antivibrationselements in einem ersten Zustand, [0021] 4 das Antivibrationselementaus 3 in einem zweitenZustand, [0022] 5 eine schematische Darstellungeines Antivibrationselements in einem ersten Zustand, [0023] 6 das Antivibrationselementaus 5 im zweiten Zustand, [0024] 7 eine schematische Darstellungeines Antivibrationselements im ersten Zustand, [0025] 8 das Antivibrationselementaus 7 im zweiten Zustand, [0026] 9 das Antivibrationselementaus 8 in Draufsicht, [0027] 10 und 11 schematische Darstellungen von Ausführungsvariantendes Antivibrationselements aus 7, [0028] 12 ein Diagramm, das dieAmplitude der Eigenschwingung überder Frequenz zeigt, [0029] 13 eine Variante des Antivibrationselementes 24 nachden 3 und 4 mit einer Granulatfüllung imentspannten Zustand, [0030] 14 die Anordnung nach 13 unter Einwirkung einesUnterdruckes, [0031] 15 in einer perspektivischenExplosionsdarstellung eine weitere Variante des Antivibrationselementesmit einem Zylinderelement und einer unterdruckgesteuerten Klemmschelle, [0032] 16 eine Querschnittsdarstellungdurch die Anordnung nach 15, [0033] 17 in einer perspektivischenExplosionsdarstellung ein Ausführungsbeispieleines Antivibrationselementes mit einer Unterdruckdose und lamellenartiggeschichteten Reibplatten, [0034] 18 die Anordnung nach 17 im montierten Zustand, [0035] 19 in einer Längsschnittdarstellungeine Variante der Anordnung nach 18 miteiner Druckfeder. [0036] In 1 ist als Beispiel für ein handgeführtes Arbeitsgerät eine Motorsäge 1 schematischdargestellt. Die Motorsäge 1 besitzteinen Verbrennungsmotor 2, der in einem Gehäuse 3 angeordnetist. Der Verbrennungsmotor 2 treibt über ein Ritzel 7 diein 1 nicht gezeigteSägekettean. Die Sägekette läuft dabeium die Führungsschiene 9 um.Die Führungsschiene 9 ist über Schrauben 10 amGehäuse 3 festgelegt.Zum Führender Motorsäge 1 dienteine Griffanordnung 4, die einen hinteren Handgriff 5 sowieein Griffrohr 6 umfaßt.Der hintere Handgriff 5 erstreckt sich an der der Führungsschiene 9 abgewandtenSeite des Gehäuses 3.Das Griffrohr 6 übergreiftdas Gehäuse 3.Das vordere Ende 14 des Griffrohrs 6 ist über eineStrebe 8 mit dem zweiten, hinteren Ende 60 desGriffrohrs 6 verbunden. [0037] ImBetrieb der Motorsäge 1 entstehendurch die bewegten Teile Vibrationen, die auf die Griffanordnung 4 übertragenwerden. Um die Vibrationen zu dämpfen,ist das Gehäuse 3 über Antivibrationselemente 20, 21, 22, 23 ander Griffanordnung 4 festgelegt. Die Eigenschwingungender Motorsäge 1 liegen imBereich der Leerlaufdrehzahl, so daß sich im Leerlauf des Verbrennungsmotors 2 erhöhte Vibrationen ergebenkönnen.Dies kann durch eine Verstimmung und/oder durch Dämpfung derEigenschwingung vermieden werden. [0038] 2 zeigt ein Diagramm, indem die Schwingungsamplitude a überder Frequenz f aufgetragen ist. Die Eigenschwingung der Motorsäge 1 ist alserste Kennlinie 54 aufgetragen. Die maximale Amplitude 58 derersten Kennlinie 54 liegt bei einer Frequenz 56,die in einem Frequenzbereich 13 liegt. Der Frequenzbereich 13 entsprichtdabei insbesondere dem Frequenzbereich im Leerlauf. Um die Schwingungsamplitudeim Leerlauf zu verringern, wird die Eigenschwingung der Motorsäge 1 durchErhöhungder Federsteifigkeit des Antivibrationselements so verstimmt, daß sich diein 2 gestrichelt dargestelltezweite Kennlinie 55 ergibt. Die maximale Amplitude 58 wurdezu einer Frequenz 57 hin verschoben, die oberhalb des Frequenzbereichs 13 liegt.Im Frequenzbereich 13 ergibt sich bei der Frequenz 56 eineAmplitude 59, die wesentlich geringer als die Amplitude 58 ist.Dadurch, daß dieEigenschwingung nur dann verstimmt wird, wenn die Motorsäge 1 imFrequenzbereich 13 schwingt, also insbesondere wenn derVerbrennungsmotor 2 im Leerlauf läuft, ergeben sich keine größeren Schwingungsamplitudenbei höherenFrequenzen. [0039] 12 zeigt ein Diagramm derSchwingungsamplitude a überder Frequenz f bei einer Erhöhungder Dämpfungswirkung.Die erste Kennlinie 65 besitzt eine Amplitude 67 beieiner Frequenz im Frequenzbereich 13. Die erste Kennlinie 65 ergibtsich in einem ersten Zustand eines Antivibrationselements. DurchErhöhungder Dämpfungswirkungdes Antivibrationselementes bei gleicher Federsteifigkeit durch Umschaltenvom ersten in einen zweiten Zustand ergibt sich die zweite Kennlinie 66 unddie Amplitude sinkt auf die zweite Amplitude 68. Bei höheren Frequenzenergibt sich eine Verschlechterung der Isolationswirkung bei derzweiten Kennlinie 66, da die Amplituden höher alsdie sich bei der ersten Kennlinie 65 ergebenden Amplitudensind. [0040] EinAusführungsbeispielfür einAntivibrationselement, mit dem die Eigenschwingung in einem Frequenzbereich 13,insbesondere im Bereich des Leerlaufs, verstimmt werden kann, istin den [0041] 3 und 4 gezeigt. Das Antivibrationselement 24 istzwischen dem Gehäuse 3,in dem der Verbrennungsmotor 2 angeordnet ist, und derGriffanordnung 4 angeordnet. Das Antivibrationselement 24 besitzteinen elastisch verformbaren Unterdruckbehälter 69, der im gezeigtenAusführungsbeispiel alsBalg 17 ausgeführtist. Der Balg 17 besteht aus einem nachgiebigen oder flexiblenWerkstoff wie beispielsweise Gummi und ist vorteilhaft rotationssymmetrisch.Als Unterdruckbehälter 69 kannauch eine Unterdruckdose oder dgl. vorgesehen sein. Der Balg 17 besitztumlaufende Falten 27, die ein Zusammendrücken desBalgs 17 erlauben. Der Balg 17 ist mit einem erstenEnde 28 am Gehäuse 3 undmit seinem zweiten Ende 29 an der Griffanordnung 4 befestigt. DerInnenraum 18 des Balgs 17 ist über eine Leitung 16 mitdem Ansaugkanal 11 des Verbrennungsmotors 2 verbunden.Die Leitung 16 mündetdabei bezogen auf die Strömungsrichtung 15 voneinem Luftfilter zum Verbrennungsmotor 2 stromab einesim Ansaugkanal 11 gelagerten Drosselelements 12.Das Drosselelement 12 ist in einem Vergaser 19 angeordnet.Bei Vollast des Verbrennungsmotors 2 ist das Drosselelement 12 wiein 2 gezeigt etwa parallel zurStrömungsrichtung 15 angeordnetund behindert die Strömungim Ansaugkanal 11 nur unwesentlich. Im Ansaugkanal 11 herrschtim wesentlichen der gleiche Druck wie im Innenraum des Balgs 17.Das Antivibrationselement 24 befindet sich in seinem ersten Zustand 25,in dem es nur eine sehr geringe Feder- und Dämpfungswirkung besitzt. DieFeder- und Dämpfungswirkungresultiert lediglich aus der Dämpfungund Elastizitätder flexiblen Hüllwanddes Balgs 17. Im ersten Zustand 25 besitzt dasAntivibrationselement 24 eine erste Kennlinie, die beispielsweise derKennlinie 54 in 2 oderder Kennlinie 65 in 12 entsprechenkann. [0042] 4 zeigt das Antivibrationselement 24 in einemzweiten Zustand 26, in dem es eine höhere Versteifungs- und Dämpfungswirkungbesitzt. Das Drosselelement 12 des Vergasers 19 befindetsich in einer Stellung, in der es den Ansaugkanal 11 weitgehendverschließt.Der Verbrennungsmotor 2 läuft in dieser Stellung desDrosselelements 12 im Leerlauf. Im Ansaugkanal 11 herrschtstromab des Drosselelements 12 ein Unterdruck. Dieser Unterdruckbewirkt, daß über dieLeitung 16 aus dem Innenraum des Balgs 17 Luftgezogen wird. Der Balg 17 zieht sich zusammen, wodurchsich die Falten 27 eng aneinander anlegen. Durch die engeAnlage der Falten 27 entsteht eine erhöhte Reibung an den Falten 27 selbst.Hierdurch ergibt sich eine erhöhteDämpfungswirkungund je nach konstruktiver Ausführung aucheine Versteifung des Antivibrationselements im zweiten Zustand 26.Im zweiten Zustand 26 besitzt das Antivibrationselement 24 einezweite Kennlinie, die beispielsweise der Kennlinie 55 in 2 oder der Kennlinie 66 in 12 entsprechen kann. DieLeitung 16 kann beispielsweise als Schlauch ausgebildetsein. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein,daß dieLeitung 16 in die Struktur von Gehäuse und Vergaser integriertist. [0043] Inden 5 und 6 ist ein Ausführungsbeispieleines Antivibrationselements 34 gezeigt. Das Antivibrationselement 34 istin einem Spalt 43 zwischen dem Gehäuse 3 und der Griffanordnung 4 angeordnet.Das Antivibrationselement 34 umfaßt einen Unterdruckbehälter 69 inForm eines Balges 37 und einen Riegel 42. DerRiegel 42 ist an der Griffanordnung 4 in einerFührung 32 inRichtung der Bewegungsrichtung 40 des Balgs 37 beweglichgelagert. Die Bewegungsrichtung 40 bezeichnet dabei dieRichtung, in der sich der Balg 37 bei Anlage eines Unterdrucksan der Leitung 16 zusammenzieht. Der Balg 37 istan seinem der Führung 32 gegenüberliegenden,ersten Ende 38 an einem Einsatz 31 fixiert. DerEinsatz 31 ist überein Dämpfungselement 30, dasinsbesondere ringförmigum den Einsatz 31 angeordnet ist, im Gehäuse 3 festgelegt.Am Einsatz 31 mündeteine Leitung 16 übereinen Anschluß 33.Die Leitung 16 verbindet dabei den Innenraum 18 des Balgs 37 mitdem Ansaugkanal des Verbrennungsmotors. An seinem zweiten Ende 39 istder Balg 37 übereine Kopplung 41 am Riegel 42 festgelegt. In demin 5 gezeigten erstenZustand 35 des Antivibrationselements 34, in demdas Antivibrationselement 34 eine geringe Feder- und Dämpfungswirkung besitzt,ragt der Riegel 42 lediglich in den Spalt 43,ist jedoch nicht mit der Griffanordnung 3 verbunden. Im Einsatz 31 isteine Aufnahme 61 fürden Riegel 42 ausgebildet, zu der der Riegel 41 einenAbstand besitzt. Die Feder- undDämpfungswirkungim ersten Zustand 35 wird somit lediglich durch den Balg 37 gebildet,so daß sichin jeder Richtung eine weiche Anbindung der Griffanordnung 4 andas Gehäuse 3 ergibt.Im ersten Zustand 35 besitzt das Antivibrationselement 34 eineerste Kennlinie. [0044] 6 zeigt das Antivibrationselement 34 im zweitenZustand 36, der insbesondere dem Leerlauf des Verbrennungsmotors 3 entspricht.Die Leitung 16 ist an eine Unterdruckquelle angeschlossenund hat Luft aus dem Innenraum 18 des Balgs 37 abgesaugt. Daszweite Ende 39 des Balgs 37 hat sich aufgrund derVerkürzungdes Balgs 37 in Bewegungsrichtung 40 zum Gehäuse 3 hinbewegt. Überdie Kopplung 41 wurde auch der Riegel 42 zum Einsatz 31 undin die im Einsatz 31 ausgebildete Aufnahme 61 geschoben. InSchwingungsrichtung z, die der Bewegungsrichtung 40 entspricht,ergibt sich aufgrund der Beweglichkeit des Riegels 42 eineweiche Anbindung von Gehäuseund Griffanordnung. [0045] Inallen Richtungen senkrecht zur Bewegungsrichtung 40, alsoauch in der in 6 gezeigtenSchwingungsrichtung x, ist das Gehäuse 3 über denRiegel 42 an die Griffanordnung 4 angebunden, sodaß sicheine vergleichsweise starre Kopplung und damit eine höhere Feder-und Dämpfungswirkungdurch die Verstimmung der Eigenschwingung der Motorsäge 1 imLeerlaufbereich ergibt. Im zweiten Zustand 36 besitzt dasAntivibrationselement 34 eine zweite Kennlinie. [0046] Einweiteres Ausführungsbeispielfür einAntivibrationselement 44 ist in den 7 bis 9 gezeigt. DasAntivibrationselement 44 umfaßt einen Balg 47 alselastisch verformbaren Unterdruckbehälter 69, der mit seinemersten Ende 48 am Gehäuse 3 und mitseinem zweiten Ende 49 an einem Federelement festgelegtist. Das Federelement ist als Blattfeder 50 ausgebildet.Das zweite Ende 49 des Balgs 47 ist dabei mitdem zweiten Ende 53 der Blattfeder 50 verbunden.Mit ihrem ersten Ende 52 ist die Blattfeder 50 ander Griffanordnung 4 festgelegt. Die Griffanordnung 4 istzusätzlich über eineSchraubenfeder 51, die ein weiteres Antivibrationselementdarstellt, am Gehäuse 3 festgelegt.In dem in 7 dargestellten erstenZustand 45 des Antivibrationselements 44 ist derBalg 47 entspannt und gewährleistet eine weiche Ankopplungder Griffanordnung 4 in jeder Schwingungsrichtung, so daß sich eineerste Kenlinie ergibt. Die Feder- und Dämpfungswirkung wird in diesem Zustandweitgehend überdie Schraubenfeder 51 erreicht. Der Innenraum des Balgs 47 ist über dieLeitung 16 mit dem Ansaugkanal 11 verbunden, indem aufgrund des geöffnetenDrosselelements 12 kein Unterdruck herrscht. [0047] 8 zeigt das Antivibrationselement 44 im zweitenZustand 46, in dem die Drosselklappe 12 den Ansaugkanal 11 weitgehendverschließtund durch den Unterdruck die Luft aus dem Balg 47 gezogen wirdund die Falten des Balgs 47 eng aneinander anliegen. Daszweite Ende 49 des Balgs 47 hat sich in Bewegungsrichtung 62 inRichtung auf das Gehäuse 3 zubewegt.Hierdurch hat sich auch das zweite Ende 53 der Blattfeder 50 zumGehäuse 3 hinbewegt. Die Blattfeder 50 ist vergleichsweise starr andas Gehäuse 3 angekoppelt.Aufgrund der Längeder Blattfeder 50 ergeben sich jedoch in Schwingungsrichtungx und Schwingungsrichtung z geringere Feder- und Dämpfungswerteals in der senkrecht dazu liegenden, in 9 gezeigten Schwingungsrichtung y, in derdie Blattfeder 50 ein größeres Widerstandsmoment besitzt.Aufgrund der Anbindung überdie Blattfeder 50 ergeben sich für die Schwingungsrichtungen x,y und z unterschiedliche Verstimmungen der Eigenschwingung der Motorsäge 1,so daß sichfür die Schwingungsrichtungenx, y, z unterschiedliche zweite Kennlinien ergeben. Hierdurch kanneine optimale Abstimmung der Eigenschwingungen auf die Drehzahlerreicht werden. [0048] Anstattder Blattfeder kann auch eine Schraubenfeder, eine Gummifeder oderein anderes Federelement zum Einsatz kommen. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Antivibrationselements 44,bei dem der Balg 47 anstatt über die Blattfeder 50 über eineGummifeder 63 an der Griffanordnung 4 festgelegtist. In 11 ist die Anbindungdes Balgs 47 an der Griffanordnung 4 über eineSchraubenfeder 64 gezeigt. Bei der Schraubenfeder 64 undder Gummifeder 63 ergeben sich im zweiten Zustand 46 inden Schwingungsrichtungen x und y gleiche Dämpfungswirkungen. Auch andereDämpfungselementekönnenvorteil haft sein. Unter Dämpfungselementwird dabei nicht nur ein reines Dämpfungselement verstanden,sondern jedes Element, das durch eine Verstimmung der Eigenfrequenzzu einer Reduzierung der Amplitude in einem vorgegebenen Frequenzbereichführt. [0049] Anstattdes Drucks stromab des Drosselelements können auch andere Unterdruckquellen,beispielsweise der schwankende Kurbelgehäusedruck, genutzt werden. [0050] 13 zeigt in einer schematischenSchnittdarstellung eine Variante des Antivibrationselementes 24 nachden 3 und 4. Der Unterdruckbehälter 69 istals Balg 17 ausgeführt.Es kann auch eine Ausführungals Unterdruckdose zweckmäßig sein.Ein Ende des Balges 17 ist mit einem Führungszylinder 84 verbunden,an dem sich außenseitigein als Kugelgelenk ausgeführtesGelenk 75 anschließt.Das gegenüberliegendeEnde des Balges 17 ist mit einem Anschluß 33 zurVerbindung des Innenraumes vom Balg 17 mit einer Unterdruckquelleverbunden. Auch der Anschluß 33 trägt ein Gelenk 75 inForm eines Kugelgelenkes Innenseitig an den Anschluß 33 schließt sichein zylindrisches Filterelement 73 an, welches näherungsweisespielfrei in den Führungszylinder 84 eintaucht. [0051] DerFührungszylinder 84 weisteine Anzahl von Öffnungen 85 auf,wodurch er ebenso wie das Filterelement 73 luftdurchlässig ist.Der Innenraum 18 des Balges 25 ist zwischen derWandung des Balges 25 und dem Filterelement 73 bzw.dem Führungszylinder 84 miteinem Dämpfungsmaterial 71 gefüllt, welchesim gezeigten Ausführungsbeispiel alsein Granulat 72 ausgeführtist. Es kann auch ein anderes, beispielsweise viskoses oder elastischfederndes Dämpfungsmaterialvorgesehen sein. In der gezeigten Anordnung liegt das Filterelement 73 zwischendem befülltenInnenraum 18 und dem in den Innenraum 18 mündendenAnschluß 33. [0052] DasFilterelement 73 ist in dem Führungszylinder 84 inRichtung ihrer gemeinsamen Längsachse linearverschieblich geführt,wodurch mittels des Filterelementes 73 ein Führungselement 74 gebildetist. Die beiden Gelenke 75 sind damit gegeneinander in Richtungder durch sie hindurchlaufenden Achse verschieblich geführt. Querdazu ist die Anordnung im wesentlichen starr. Durch die Ausbildungder Gelenke 75 als Kugelgelenke ist die Einleitung vonQuerkräftenvermieden. Das Antivibrationselement 24 ist dabei nach 13 im ersten Zustand 25 gezeigt,bei dem kein Unterdruck im Innenraum 18 anliegt. Der Balg 17 istentspannt, in dessen Folge das Granulat 72 lose und ohneVorspannung mit geringer Dämpfungswirkungim Innenraum 18 liegt. [0053] 14 zeigt die Anordnung nach 13 im zweiten Zustand 26,bei der überden Anschluß 33 einUnterdruck in den Innenraum 18 des Balges 17 eingeleitetist. Das Führungselement 24 inForm des Filterelementes 33 ist vollständig in den Führungszylinder 84 eingetaucht,wobei das Granulat 72 durch die unterdruckbedingte Anlagedes Balges 17 zusammengepreßt ist. Der Anpreßdruck desGranulates 72 bewirkt eine gegenüber dem Zustand 25 nach 13 erhöhte Dämpfung der Relativbewegungbeider Gelenke 75. Ein durch die Reibung im Granulat 18 möglicherweiseentstehender Abrieb wird zuverlässigdurch das Filterelement 73 von dem Anschluß 33 ferngehalten. [0054] 15 zeigt in einer perspektivischenExplosionsdarstellung ein Ausführungsbeispieleines Antivibrationselementes 24, welches ein Zylinderelement 78,eine Klemmschelle 79 und einen Unterdruckbehälter 79 inForm eines Balges 17 umfaßt. Anstelle des Balges 17 kannauch eine Unterdruckdose zweckmäßig sein.Durch die Innenseite der Klemmschelle 79 und die Außenseitedes Zylinderelementes 78 sind Reibflächen 76, 77 gebildet,die eine reibende Dämpfungbei einer axialen Relativbewegung des Zylinderelementes 78 gegenüber derKlemmschelle 79 hervorruft. Der gegenseitige Anpreßdruck derReibflächen 76, 77 wirddurch einen einstellbaren Unterdruck im Balg 17 eingestellt.Der Balg 17 ist derart verstärkt ausgeführt, daß ein Unterdruck eine im wesentlichenaxiale Verformung erzeugt, während radialeVerformungen vermieden sind. Der Balg 17 wirkt dabei aufzwei Schenkel 80, 81 der Klemmschelle 79,wodurch der Aufweitungs- bzw. Klemmzustand der Klemmschelle 79 einstellbarist. Zur Einstellung der Elastizität der Klemmschelle 79 weist dieseoptional eine Anzahl von Längsschlitzen 86 auf.An je einem Ende der Klemmschelle 79 und des Zylinderelementes 78 istjeweils ein Gelenk 75 in Form eines Kugelgelenkes angeordnet.Kräftekönnennur in Längsrichtungder Anordnung eingeleitet werden. [0055] 16 zeigt eine Querschnittsdarstellung derAnordnung nach 15 immontierten Zustand. Der Balg 17 ist in die beiden Schenkel 80, 81 der Klemmschelle 79 inentsprechende, in 15 dargestellte Öffnungenformschlüssigeingeknöpft.Die Klemmschelle 79 umschließt zumindest näherungsweisevollständigdas Zylinderelement 78. Beim Aufbringen eines Unterdruckesin den Balg 17 werden die beiden Schenkel 80, 81 aufeinanderzu bewegt, womit sich die Klemmkraft zwischen der Klemmschelle 79 unddem Zylinderelement 78 erhöht. Die Dämpfungswirkung zwischen beidenBauteilen ist in Abhängigkeitvom Unterdruck einstellbar. Zur Vermeidung einer übermäßigen Dämpfungswirkung odereines Blockierens sind im Bereich der Schenkel 80, 81 jeweilseine Zunge 87, 88 angeordnet, die den Klemmwegbegrenzen. [0056] DieReibflächen 76, 77 nach 15 können eine reibwerterhöhende Oberflächenstrukturaufweisen und/oder sind aus einer Materialpaarung mit einem angepaßten Reibungskoeffizientengebildet. [0057] 17 zeigt eine Variante derAnordnung nach 15. Ineiner perspektivischen Explosionsdarstellung sind die wesentlichenKomponenten dieses Ausführungsbeispieleseines Antivibrationselementes 24 gezeigt. Der Unterdruckbehälter 69 istals flache, aus Kunststoff gebildete Unterdruckdose 70 ausgeführt, dieauf einen daran befestigten Zuganker 100 wirkt. Die Unterdruckdose 70 kannauch aus Blech oder dgl. gebildet sein. Zur Befestigung der Unterdruckdose 70 istein Halteblech 89 vorgesehen. [0058] Teildes Antivibrationselementes 24 ist ein Trägerkörper 94 miteinem in Längsrichtungsich erstreckenden Steg 97, in dem eine mittige Öffnung 95 angeordnetist. Eine U-förmiggebogene Blattfeder 91 weist ebenfalls eine mittige Öffnung 92 aufund ist zur Festlegung in dem Trägerkörper 94 vorgesehen. EinU-förmig gebogenesReibelement 90 weist in Überdeckung mit den Öffnungen 92, 95 einmittiges Langloch 93 auf und ist zur formschlüssigen Festlegungan einem separaten Halteelement 99 vorgesehen. Das Reibelement 90 kannbeispielsweise ein mit einem Reibbelag beschichtetes Blech oderKunststoffelement sein. Im montierten Zustand greifen die jeweiligenSchenkel der Blattfeder 91 und des U-förmig gebogenen Reibelementes 90 ineinander,wobei die Öffnungen 92, 95 unddas Langloch 93 von dem Zuganker 100 durchgriffenwerden. Im montierten Zustand liegt dabei das Halteblech 89 derUnterdruckdose 70 in einem Schlitz 96 des Trägerkörpers 94.Die Einzelteile der Anordnung werden gegeneinander durch eine Klemmscheibe 98 aufdem Zuganker 100 fixiert. [0059] InFolge des Langloches 93 ist das Reibelement 90 gegenüber derBlattfeder 91 in Längsrichtungdes Langloches 93 verschieblich. Die Schenkel der beidenU-förmiggebogenen Teile liegen dabei mehrschichtig lamellenartig aufeinanderund bilden geschichtete Reibplatten 82, 83 mitReibflächen 76, 77. [0060] AmGrundkörper 94 undam Haltelement 99 ist je ein Gelenk 75 in Formeines Kugelgelenkes angeordnet, wodurch im zusammengebauten Zustand nach 18 Kräfte nur in Achsrichtung zwischenden beiden Gelenken 75 eingeleitet werden können. Die Unterdruckdose 70 istmittels des Haltebleches 89 in dem Schlitz 96 desTrägerkörpers 94 gehalten.Wenn die Unterdruckdose 70 mit Unterdruck beaufschlagt wird,werden die Schenkel der Blattfeder 91 und des Reibelementes 90 über denZuganker 100 und die Klemmscheibe 98 gegeneinanderangepreßt,in dessen Folge bei einer axialen Relativverschiebung eine erhöhte Dämpfungswirkungeintritt. Das Halteelement 99 ist gegenüber dem Trägerkörper 94 in Richtungeines Doppelpfeiles 101 dämpfend verschieblich. [0061] 19 zeigt noch in einer Längsschnittdarstellungeine Variante des Antivibrationselementes 24 nach 18. Zwischen der Klemmscheibe 98 auf demZuganker 100 und dem Steg 97 des Trägerkörpers 94 isteine Feder 102 angeordnet, mittels derer die Anpreßwirkungder Unterdruckdose 70 auf die Blattfeder 91 unddas Reibelement 90 anpaßbar ist. Der gezeigten Darstellungist noch zu entnehmen, daß dieU-förmiggebogene Blattfeder in einer entsprechend geformten Aussparung desTrägerkörpers 94 formschlüssig gehaltenist, währenddas U-förmig gebogeneReibelement 90 in gleicher Weise im Halteelement 99 befestigtist.
权利要求:
Claims (23) [1] HandgeführtesArbeitsgerätwie eine Motorsäge,ein Trennschleifer oder dgl., mit einem Verbrennungsmotor (2)zum Antrieb eines Werkzeugs und mit einer Griffanordnung (4)zum Führendes Arbeitsgeräts,wobei die Griffanordnung (4) mit dem Verbrennungsmotor(2) überein Antivibrationselement (20, 21, 22, 23, 24, 34, 44)verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Antivibrationselement(24, 34, 44) in mindestens einer Schwingungsrichtung(x, y, z) in einem vorgegebenen Frequenzbereich (13) in einemersten Zustand (25, 35, 45) eine ersteKennlinie (54, 65) und in einem zweiten Zustand(26, 36, 46) eine zweite Kennlinie (55, 66)besitzt und das Antivibrationselement (24, 34, 44)zwischen dem ersten Zustand (25, 35, 45)und dem zweiten Zustand (26, 36, 46)umschaltbar ist. [2] Arbeitsgerätnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antivibrationselement(24, 34, 44) in Abhängigkeit der Motordrehzahlumschaltbar ist. [3] Arbeitsgerätnach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebeneFrequenzbereich (13) die Schwingfrequenz des Arbeitsgeräts im Leerlaufdes Verbrennungsmotors (2) umfaßt. [4] Arbeitsgerätnach einem der Ansprüche1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antivibrationselement(24, 34, 44) einen elastisch verformbarenUnterdruckbehälter(69) umfaßt,dessen Innenraum (18) an eine Unterdruckquelle angeschlossenist. [5] Arbeitsgerätnach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckbehälter (69)als Balg (17, 37, 47) ausgeführt ist. [6] Arbeitsgerätnach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckbehälter (69)als insbesondere flache Unterdruckdose (70) ausgeführt ist. [7] Arbeitsgerätnach einem der Ansprüche4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (2)einen Ansaugkanal (11) besitzt, in dem ein Drosselelement(12) angeordnet ist und die Unterdruckquelle der Ansaugkanal(11) stromab des Drosselelements (12) ist. [8] Arbeitsgerätnach einem der Ansprüche5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (28) des Balgs(17) mit dem Verbrennungsmotor (2) und das andereEnde (29) des Balgs (17) mit der Griffanordnung(4) verbunden ist. [9] Arbeitsgerätnach einem der Ansprüche1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antivibrationselement(34, 44) ein Federelement umfaßt. [10] Arbeitsgerätnach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (53) desFederelements mit einem Ende (49) des Balgs (47)und das jeweils andere Ende (48, 52) mit dem Verbrennungsmotor (2)bzw. der Griffanordnung (4) verbunden ist. [11] Arbeitsgerätnach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelementeine Schraubenfeder (64), eine Gummifeder (63) und/odereine Blattfeder (50) ist. [12] Arbeitsgerätnach einem der Ansprüche9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement ein Riegel(42) ist. [13] Arbeitsgerätnach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (42)in Bewegungsrichtung (40) des Balgs (37) beweglichgelagert ist. [14] Arbeitsgerätnach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Antivibrationselement(34) in einem Spalt (43) zwischen einem mit demVerbrennungsmotor (2) verbundenen Bauteil und einem mit derGriffanordnung (4) verbundenen Bauteil angeordnet ist undder Riegel (42) den Spalt (43) im zweiten Zustand(36) des Antivibrationselementes (34) überbrückt. [15] Arbeitsgerätnach einem der Ansprüche4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (18) desUnterdruckbehälters(69) mit einem Dämpfungsmaterial(71) gefülltist. [16] Arbeitsgerätnach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungsmaterial (71)ein Granulat (72) vorgesehen ist. [17] Arbeitsgerätnach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischendem Innenraum (18) und der Unterdruckquelle, insbesondere zwischendem Innenraum (18) und einem in den Innenraum (18)mündendenAnschluß (33)ein Filterelement (73) angebracht ist. [18] Arbeitsgerätnach einem der Ansprüche15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß innenseitig des Unterdruckbehälters (69)ein linear geführtesFührungselement(74) vorgesehen ist. [19] Arbeitsgerätnach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (74)durch das Filterelement (73) gebildet ist. [20] Arbeitsgerätnach einem der Ansprüche4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antivibrationselement(24, 34, 44) mindestens zwei aneinanderangrenzenden Reibflächen(76, 77) aufweist, wobei der Unterdruckbehälter (69)zur Steuerung des Anpreßdruckesder Reibflächen(76, 77) angeordnet ist. [21] Arbeitsgerätnach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächen (76, 77)durch ein Zylinderelement (78) und eine das Zylinderelement (78)reibend umschließendeKlemmschelle (79) gebildet sind, wobei der Unterdruckbehälter (69)zwischen zwei Schenkeln (80, 81) der Klemmschelle (79)angeordnet ist. [22] Arbeitsgerätnach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächen (76, 77)durch mindestens zwei und insbesondere durch mehrere lamellenartiggeschichtete Reibplatten (82, 83) gebildet sind,wobei der Unterdruckbehälter(69) zur Steuerung des Anpreßdruckes der Reibplatten (82, 83) vorgesehenist. [23] Arbeitsgerätnach einem der Ansprüche1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des Antivibrationselementes(24, 34, 44) je ein Gelenk (75) undinsbesondere ein Kugelgelenk angeordnet ist.
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同族专利:
公开号 | 公开日 DE102004021080B4|2015-10-01|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
2011-05-26| 8110| Request for examination paragraph 44| 2011-05-26| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110310 | 2014-10-16| R016| Response to examination communication| 2015-06-16| R018| Grant decision by examination section/examining division| 2016-07-02| R020| Patent grant now final| 2019-11-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
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申请号 | 申请日 | 专利标题 DE10325967.8||2003-06-07|| DE10325967||2003-06-07|| DE102004021080.2A|DE102004021080B4|2003-06-07|2004-04-29|Handgeführtes Arbeitsgerät|DE102004021080.2A| DE102004021080B4|2003-06-07|2004-04-29|Handgeführtes Arbeitsgerät| US10/861,839| US7152853B2|2003-06-07|2004-06-04|Manually operated implement| CNB2004100485244A| CN100443226C|2003-06-07|2004-06-07|手持工作器械| FR0406110A| FR2857897B1|2003-06-07|2004-06-07|Outil de travail guide manuellement| 相关专利
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