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Die Erfindung betrifft ein handhaltbares
Arbeitsgerät
in Form einer 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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1 ein
Schnittbild in einer Ansicht senkrecht zur Achse der Schneidmesser
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2 eine
vergrößerte Darstellung
eines umschaltbaren Getriebes aus 1
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3 eine
bevorzugte Ausführung
eines umschaltbaren Getriebes
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Die 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 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 NO, 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 NO
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 NO 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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3 zeigt
eine bevorzugte Variante eines umschaltbaren Getriebes, welches
in soweit mit dem zu 1 und 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 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 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 angeord neten
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.