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Die Erfindung betrifft ein handhaltbares Arbeitsgerät, insbesondere eine Baumschere.
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Baumscheren mit einem an einem dem Benutzer abgewandten Ende eines Stiels
angeordneten Scherenkopf als Werkzeug sind insbesondere in Verbindung mit einem Zugseil und
einem Flaschenzug am Scherenkopf bekannt, z. B. EP 0 754 404 B1, DE 36 40 390 A1 oder
EP 0 485 518 B1.
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Aus der EP 0 895 712 A1 ist eine Baumschere bekannt, bei welcher mittels eines auf einem
Stielrohr verschiebbaren Griffs über ein Zugseil ein im Rohr geführtes Verbindungsteil
verschiebbar ist. An dem Verbindungsteil ist ein Zugband befestigt, welches um eine erste
Umfangsfläche einer am Stielende angeordneten Scheibe gewickelt ist. Auf einer zweiten
Umfangsfläche der Scheibe mit anderem Außenradius läuft eine Kette, welche mit einem
Schenkel einer Schere verbunden ist.
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Bei den bekannten Baumscheren wird jeweils durch Zug am Zugmittel die Schere entgegen
einer Rückstellfeder mit Kraftübersetzung der Zugkraft geschlossen und nach dem
Schneidvorgang durch die Rückholfeder wieder geöffnet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Handhabung von handhaltbaren,
zugmittelbetätigten Arbeitsgeräten, insbesondere Baumscheren, zu verbessern.
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Erfindungemäße Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben. Die
abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele noch eingehend
veranschaulicht. Dabei zeigt
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Fig. 1 ein Schnittbild in einer Ansicht senkrecht zur Achse der Schneidmesser,
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Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines umschaltbaren Getriebes aus Fig. 1,
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Fig. 3 eine bevorzugte Ausführung eines umschaltbaren Getriebes.
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Die Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführung eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts in Form
einer Amboss-Baumschere, welche eine auf einen Amboss AM zu bewegbare, um eine
Messerachse MA schwenkbare Schneide SN aufweist. Die Schneide SN ist über die
Messerachse MA hinaus in Form eines Messerhebels MH verlängert. Im Messerhebel ist ein
Ausschnitt AU vorhanden, in welchen ein Mitnehmerzapfen ZA eingreift. Der Mitnehmerzapfen
ZA ist auf einer Kurbelscheibe KS, welche um eine Kurbelachse KA drehbar ist, befestigt.
Die Ausführung als kurbelgetriebene Amboss-Schere ist lediglich als ein Beispiel
angegeben. Scherenform und Antrieb der beweglichen Schneiden können an sich eine beliebige,
aus dem Stand der Technik bekannte Form aufweisen. Kurbeltrieb und Messerachse können
vorteilhafterweise in einem Scherenkopfgehäuse SK verkleidet untergebracht sein.
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Zwischen Scherenkopf SK und einem nur ansatzweise skizzierten Stiel ST ist ein
Schaltgetriebe SG in einem Getriebegehäuse GE eingefügt. Die Betätigung der Schere erfolgt
mittels eines Zugmittels, beispielsweise eines Zugseils ZS, oder vorzugsweise einem
vorgeformten, nach Wegfall der Zugkraft selbst auf die Trommel aufwickelnden
Federstahlbandes, welches innerhalb und/oder außerhalb des Stiels ST im Wesentlichen parallel zu
diesem laufen kann und entweder vom Benutzer direkt mit der Hand, vorzugsweise über
einen Griff, gegriffen wird oder mit einer entlang des Stiels verschiebbaren Hülse in an sich
bekannter Weise bewegt werden kann. Ein Zug am Zugmittel bewirkt ein Schließen der im
Ruhezustand geöffneten Schere. Ein Öffnen der Schere erfolgt vorzugsweise mittels einer
Rückholfeder FE, welche auf die Kurbelscheibe KS rückdrehend einwirkt, wenn die Zugkraft
auf das Zugmittel ZS nachlässt oder wegfällt. Die Federkraft kann auch direkt am Messer
angreifen oder in der Trommel untergebracht sein.
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Die Kraftübertragung von dem Zugmittel über das schaltbare Getriebe SG auf die
Kurbelscheibe KS ist anhand der detaillierteren Skizze der Fig. 2 erläutert. Eine Trägerplatte TP ist
vorzugsweise durchgehend von einer Verbindung mit dem Stiel ST bis zum Scherenamboss
AM vorgesehen und bildet eine mechanisch stabile Verbindung zwischen Stiel und Schere,
welche auch günstigerweise Achsen und Wellen der verschiedenen Elemente des
Kraftübertragungswegs in fester gegenseitiger Anordnung hält.
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Das Zugmittel ZS ist unter Einwirkung der Zugkraft auf das Zugmittel durch den Benutzer
von einer Trommel TR abwickelbar. Die Trommel TR ist um eine Getriebehauptachse GH
des Schaltgetriebes SG drehbar gelagert. Mit der Drehung der Trommel TR fest gekoppelt ist
eine Mitnehmerhülse MH, ein erstes Zahnrad R1 und ein zweites Zahnrad R2.
Mitnehmerhülse MH, Zahnrad R1 und Zahnrad R2 sind auf einer gemeinsamen Welle WE gemeinsam
axial in Richtung der Getriebehauptachse GH verschiebbar und drehfest um die
Getriebehauptachse GH mit einander gekoppelt. Eine Verschiebung der Welle mit Mitnehmerhülse
MH, Zahnrad R1 und Zahnrad R2 weist vorzugsweise drei Raststellungen auf, von welchen
die eingezeichnete Stellung einen Leerlauf des Schaltgetriebes ohne Kraftübertragung von
der Bewegung des Zugmittels auf den Scherenkopf bedeutet und wenigstens zwei weitere
Stellungen eine Kraftübertragung zwischen Zugmittel und Scherenkopf bewirken, aber mit
unterschiedlichem Drehmoment-Übersetzungsverhältnis. Die Einrastung der Welle bei der
Verschiebung in Richtung der Getriebehauptachse GH in definierten Positionen ist für den
Benutzer günstig und stabilisiert zugleich die Welle gegen unbeabsichtigtes Verschieben in
axialer Richtung. Die rastenden Positionen der Welle WE sind beispielsweise dadurch
gegeben, dass ein in axialer Richtung an bestimmter Position festliegender Federring FR in
Nuten N0, N1, N2 der Welle unter der eigenen Federringspannung einliegen kann. Andere
Rastmöglichkeiten sind an sich bekannt. Im skizzierten Beispiel nimmt die Welle die Position
des Kraftübertragungs-Leerlaufs des Schaltgetriebes ein und der Federring liegt in der
Ringnut N0 der Welle. In dieser Position kann auch die Ruhelage des Zugmittels verändert
werden, wenn eine separate Rückholfeder auf der Seiltrommel vorgesehen ist. Durch Druck
auf die Taste TA1 in Richtung U1 rückt der Federring FR an den schrägen Flanken der Nut
N0 radial nach außen aus, wird aber in seiner axialen Position bezüglich des
Getriebegehäuses gehalten und die Welle mit den gekoppelten Elementen wird axial verschoben, bis
der Federring in die Nut N1 einrückt, was für den Benutzer spürbar ist und das stabile
Einnehmen einer Getriebeposition signalisiert. Bei Druck auf die Taste TA2 in Richtung U2 wird
in entsprechender Weise die Welle in entgegengesetzter Richtung verschoben und kann
dann beispielsweise in eine Position gebracht werden, in welcher der Federring FR in die Nut
N2 der Welle einrückt, was einer zweiten Kraftübertragungsposition des Getriebes entspricht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Getriebes mit einer Leerlaufposition und zwei
Kraftübertragungspositionen liegt vorzugsweise die Leerlaufposition in einer mittleren
Position der Welle und die Kraftübertragungsstellungen in zur Leerlaufposition
entgegengesetzten Wellenposition. Die Verschiebung der Welle ist dann vorzugsweise durch
Flächenanschläge so begrenzt, dass in der Raststellung mit Einliegen des Federrings in den Nuten N1
bzw. N2 die Anschlagflächen nicht aneinander liegen, aber eine axiale Verschiebung über
die Rastposition lediglich in dem Umfang möglich ist, dass der Federring noch an den
Flanken der Nuten anliegt und somit automatisch die Welle wieder in die rastende Position bringt.
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In axial festgelegter Position, aber um die Getriebehauptachse und um die Welle WE
drehbar sind eine erste Zahnhülse ZH1 und eine zweite Zahnhülse ZH2 vorgesehen. Die erste
Zahnhülse ZH1 zeigt eine Innenverzahnung IZ1, in welcher das erste Zahnrad R1 in einer
ersten Kraftübertragungsposition der Welle WE eingreift. Die erste Zahnhülse ZH1 zeigt
ferner eine Außenverzahnung AZ1, welche in Eingriff mit einer ersten Außenverzahnung
RZ1 eines Stufenzahnrads ZR steht. Eine dritte Verzahnung RZ3 dieses Stufenzahnrades
ZR steht in Eingriff mit der Verzahnung KZ der Kurbelscheibe KS. Die Kraftübertragung bei
Einwirken einer Zugkraft auf das Zugmittel ZS läuft damit in der ersten
Kraftübertragungsposition der Welle WE über die Trommel TR, die Mitnehmerhülse MH, die Welle WE, das
erste Zahnrad R1, die erste Zahnhülse ZH1, das Stufenzahnrad ZR und die Kurbelscheibe
KS. Die zweite Zahnhülse ist in dieser Wellenposition relativ zur Welle drehbar und wird über
das Stufenzahnrad mitgedreht.
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In der zweiten Kraftübertragungsposition der Welle WE mit in der Ringnut N2 einliegendem
Federring FR greift das zweite Zahnrad R2 in die Innenverzahnung IZ2 der zweiten
Zahnhülse ZH2 ein, deren Außenverzahnung AZ2 in Eingriff steht mit einer Verzahnung RZ2 des
Stufenzahnrades ZR, so dass in dieser Position der Welle WE die Kraftübertragung vom
Zugmittel ZS über die Trommel TR, die Mitnehmerhülse MH, die Welle WE, das zweite
Zahnrad R2, die zweite Zahnhülse ZH2, das Stufenzahnrad ZR und die Kurbelscheibe KS
erfolgt. In dieser Wellenposition ist die erste Zahnhülse ZH1 relativ zur Welle drehbar und
durch das Stufenzahnrad mitgedreht. Das Übertragungsverhältnis der
Drehmomentübertragung in den beiden unterschiedlichen Kraftübertragungspositionen der Welle WE ist
bestimmt durch die Durchmesser der verschiedenen Verzahnungen der Zahnräder R1, R2,
der Zahnhülsen ZH1, ZH2, des Stufenzahnrades ZR und der Kurbelscheibe KS und kann mit
hierüber über einen weiten Bereich voreingestellt werden.
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Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Variante eines umschaltbaren Getriebes, welches in soweit mit
dem zu Fig. 1 und Fig. 2 beschriebenen Getriebe übereinstimmt, als ein Stufenzahnrad ZR
mit zwei Zahnkreisen unterschiedlichen Durchmessers in zwei gezahnte Getriebeelemente
eines umschaltbaren Getriebes zwischen dem Stufenzahnrad und der das Zugmittel
aufnehmenden Trommel TR eingefügt ist.
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Bei dem bevorzugten Beispiel nach Fig. 3 ist aber die um die Getriebehauptachse GH
drehbare Welle WEZ nicht axial verschiebbar. Die Trommel TR treibt über eine ständig in Eingriff
befindliche Verzahnung ZM2 eine Mitnehmerhülse MH2, welche in Richtung der
Getriebehauptachse verschiebbar ist (Pfeil V2) und im skizzierten Beispiel drei funktional
verschiedene Stellungen einnehmen kann. In der gezeichneten Position der Mitnehmerhülse MH2 greift
diese mit einer ersten weiteren Verzahnung ZM21 in eine Antriebshülse AH1 ein, welche um
die Welle WE2 drehbar und fest mit einem ersten Zahnrad Z21 verbunden ist. Die Zahnung
dieses ersten Zahnrads Z21 greift in die erste Außenverzahnung RZ1 des Stufenzahnrads
ein, so dass die Drehung der Trommel TR über die Mitnehmerhülse MH2, die Antriebshülse
AH1 und das erste Zahnrad Z21 mit der Drehung des Stufenzahnrads gekoppelt ist.
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Die zweite Außenverzahnung RZ2 des Stufenzahnrad ZR steht ständig in Eingriff mit der
Außenverzahnung eines zweiten Zahnrads Z22, welches fest mit der Welle WE2 verbunden
ist. Die Welle WE2 wird daher in der in Fig. 3 skizzierten Position der Mitnehmerhülse MH2
bei Drehung der Trommel TR über das Stufenzahnrad mit gedreht, dreht sich dabei aber
relativ zur Trommel und zu Antriebshülse AH1 und erstem Zahnrad Z21. Mit der Welle fest
verbunden ist ein drittes Zahnrad Z23 an der dem zweiten Zahnrad abgewandten Ende der
Welle WE2.
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Bei Verschiebung der Mitnehmerhülse MH2 aus der gezeichneten Position in axialer
Richtung von der Antriebshülse AH2 weg rückt die erste weitere Verzahnung ZM21 aus der
Antriebshülse AH1 aus. Die Mitnehmerhülse MH2 befindet sich dann in einer Leerlaufposition,
in welcher die Trommel unabhängig vom Werkzeug drehbar ist, z. B. um eine andere
Ausgangsposition des Zugmittels einzustellen. Wird die Mitnehmerhülse noch weiter axial
verschoben, so greift eine Innenverzahnung ZM22 der Mitnehmerhülse in eine
Gegenverzahnung des dritten Zahnrads Z23 ein. In dieser Position der Mitnehmerhülse ist die Welle über
die Mitnehmerhülse und das dritte Zahnrad an die Trommeldrehung gekoppelt und treibt
über das zweite Zahnrad Z22 das Stufenzahnrad ZR über dessen zweite Außenverzahnung
R22. Das erste Zahnrad wird über das Stufenzahnrad mit angetrieben und dreht sich mit der
ersten Antriebshülse frei um die Welle WE2.
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Für die axiale Verschiebung der Mitnehmerhülse ist diese in einer Führungshülse FH
drehbar gelagert, indem der Rand einer radial nach außen weisenden Scheibe der
Mitnehmerhülse in einer Ringnut oder mehreren diskreten, um die Hauptachse GH verteilt
angeordneten Nuten der Führungshülse geführt ist. Die Führungshülse ist ihrerseits in axialer
Richtung verschiebbar und mit mehreren Nocken NO in Gewindegänge eines Steilgewindes GW
eines Drehknopfes DK eingehängt, welcher um die Hauptachse GH drehbar und axial fest in
einer Gehäuseaussparung eingesetzt ist. Die Gewindesteigung ist vorteilhafterweise so auf
den Verschiebeweg der Mitnehmerhülse abgestimmt, dass die maximale axiale
Verschiebung über eine Drehung des Drehknopfes von maximal 180°, vorzugsweise maximal 120°
erreicht wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im
Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar. Insbesondere können
die Verzahnungen der mehreren auf der Welle WE befestigten oder relativ zu dieser
drehbaren Elemente auch durch andere mit Drehbewegungen vermittelnde Passungen ersetzt
sein. Anstelle der Rückholung der Schneide in die Ausgangsposition mittels einer Feder
kann auch vorgesehen sein, dass das Zugelement bidirektional auf die Drehung der
Trommel oder eines entsprechenden Elementes wirken kann. Das umschaltbare Getriebe kann
insbesondere auch durch ein umschaltbares Planetengetriebe gegeben sein. Die Betätigung
kann u. U. auch motorisch angetrieben sein.