-
Die
Erfindung betrifft ein Schneidgerät mit zwei relativ zueinander
oszillierend bewegten Messern, insbesondere eine Heckenschere.
-
Handgeführte motorisch
angetriebene Heckenscheren besitzen typischerweise zwei langgestreckte
Messer mit jeweils einer Zahnstruktur. Die beiden Messer sind in
Längsrichtung
oszillierend zwischen zwei Umkehrpunkten relativ zueinander bewegt,
wobei eines der beiden Messer feststehen kann oder beide Messer
gegenläufig
bewegt sind. Die oszillierende Bewegung wird durch einen Kurbeltrieb,
Kulissentrieb, Einfach- oder Doppelexzenter erzeugt. Der Hub der
oszillierenden Relativbewegung ist durch die Geometrie des Antriebs
bestimmt. Die Messer sind im allgemeinen linear zueinander geführt und
liegen an einer gemeinsamen Schneidebene aneinander an. Die Relativbewegung
erfolgt entlang dieser Schneidebene. Typischerweise überdecken
sich die Zähne
der Zahnstrukturen in beiden Umkehrpositionen vollständig. In
den Umkehrpositionen weisen die Öffnungen
zwischen benachbarten Zähnen
ihre maximale Öffnungsweite
auf.
-
In
der
DE 39 28 853 A1 ist
eine Heckenschere beschrieben, bei welcher der Gesamthub der oszillierenden
Bewegung kleiner ist als der bei beiden Zahnstrukturen übereinstimmende
Zahnabstand, so dass in beiden Umkehrpositionen keine vollständige Überdeckung
der Zähne
der beiden Zahnstrukturen erfolgt. Hierdurch soll bei gleicher Antriebsleistung die
wirksame Schneidkraft erhöht
werden. Eine ähnliche
Anordnung ist in der
US 2 964
845 beschrieben.
-
Bei
einer in der
DE 196
00 311 A1 beschriebenen Heckenschere ist der Gesamthub
der oszillierenden Bewegung größer als
der bei beiden Zahnstrukturen übereinstimmende
Zahnabstand, so dass in beiden Umkehrpositionen die Zähne sich über die
Position mit übereinstimmenden
Zahnmitten hinaus bewegt haben. Hierdurch soll eine verbesserte
Schneidleistung durch höhere
Messergeschwindigkeit erreicht werden.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaftes
solches Schneidgerät
mit verbesserter Schneidleistung bei gegebener Antriebsleistung
anzugeben.
-
Die
Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Lösung führt die oszillierende
Relativbewegung in den beiden Umkehrpositionen im Unterschied zu
den bekannten Schneidgeräten
nicht zu gleichen Überdeckungen der
Zähne der
beiden Zahnstrukturen, sondern die Überdeckung ist in den beiden
Umkehrpositionen verschieden. Der Gesamthub der oszillierenden Relativbewegung
ist vorzugsweise kleiner als der Zahnabstand der beiden Zahnstrukturen.
-
Vorteilhafterweise
sind die Öffnungsweiten der
sich zwischen benachbarten Zähnen
ergebenden Öffnungen
in den beiden Umkehrpunkten verschieden groß, wobei die Öffnungsweite
in einem Umkehrpunkt vorzugsweise gleich der bei der Messergeometrie
maximal möglichen Öffnungsweite
ist.
-
Bei
bevorzugter Ausführung
mit in an sich gebräuchlicher
Weise konstantem und bei beiden Zahnstrukturen gleichem Zahnabstand
zeigt die oszillierende Relativbewegung dann eine Unsymmetrie bezüglich der
Mitte der Öffnungen
zwischen benachbarten Zähnen
einer Zahnstruktur.
-
In
vorteilhafter Weiterbildung kann vorgesehen sein, die Zahnfolge
einer oder beider Zahnstrukturen mit nicht konstantem Zahnabstand
vorzunehmen.
-
Das
Schneidgerät
ist in bevorzugter Ausführung
eine motorisch angetriebene Heckenschere, Strauchschere oder dergleichen.
-
Die
Erfindung ist nachfolgend anhand vorteilhafter Ausführungen
noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:
-
1 einen
Messerausschnitt einer bevorzugten Ausführung in einer ersten Umkehrposition,
-
2 die
Ausführung
nach 1 in der zweiten Umkehrposition,
-
3 einen
Messerausschnitt einer weiteren Ausführungsform in einer ersten
Umkehrposition,
-
4 die
Ausführung
nach 3 in der zweiten Umkehrposition.
-
In 1 und 2 ist
eine erste Heckenscheren-Messeranordnung mit Obermesser und Untermesser
mit Blickrichtung senkrecht gemeinsamen Schneidebene von Untermesser
und Obermesser skizziert. Das Obermesser mit einer ersten Zahnstruktur
mit Obermesserzähnen
OZ liegt in Blickrichtung für
den Betrachter vorn, das Untermesser mit einer zweiten Zahnstruktur
mit Untermesserzähnen
UZ in Blickrichtung hinten und teilweise durch das Obermesser verdeckt.
Die Richtung der relativen oszillierenden Bewegung von Obermesser
und Untermesser ist mit BR bezeichnet. Für die weiteren Erläuterungen
sei ohne Beschränkung
der Allgemeinheit das Untermesser als feststehend angenommen. Die Überlegungen
gelten analog für
Anordnungen mit feststehendem Obermessser oder Anordnungen mit gegenläufig bewegten
Obermesser und Untermesser. Typischerweise enthält eine Heckenscheren-Messeranordnung
Messer mit quer zur Bewegungsrichtung nach beiden Seiten von einem
Mittel steg abstehenden Zähnen.
Die Ausschnitte nach 1 bis 4 stellen
dann nur eine von zwei gegenüber
liegenden Seiten dar.
-
Im
Verlauf der oszillierenden relativen Bewegung von Obermesser und
Untermesser in Bewegungsrichtung BR treten insbesondere zwei entgegen
gesetzte Umkehrpositionen auf, welche bei einem Exzenterantrieb
zwei um 180° gegeneinander versetzten
Drehpositionen der Exzenterwelle entsprechen. Die Abbildungen stellen
diese Umkehrpositionen dar.
-
Bei
der in 1 und 2 skizzierten Messeranordnung
weisen Obermesser und Untermesser in an sich bekannter und gebräuchlicher
Weise eine regelmäßige Zahnfolge
mit konstantem Zahnabstand DZ, gemessen in Bewegungsrichtung BR
z.B. als Abstand von Zahnmittellinien ZMO, ZMU, auf. Die Ausdehnung
TU der Zähne
UZ des Untermessers quer zur Bewegungsrichtung von einer Zahngrundlinie
GL ist vorzugsweise, wie an sich bekannt, größer als die Ausrichtung TO
der Zähne
OZ des Obermessers. Als Breite BO der Zähne OZ des Obermessers und
als Breite BU der Zähne
UZ des Untermessers sei die Abmessung der Zähne in Bewegungsrichtung auf Höhe der äußeren Enden
der Schneidflanken SF der Zähne
OZ des Obermessers bezeichnet.
-
In 1 ist
eine erste der beiden Umkehrpositionen der Messeranordnung im Verlauf
der oszillierenden Bewegung skizziert. In dieser ersten Umkehrposition überdecken
sich die Zähne
OZ und UZ von Obermesser und Untermesser im wesentlichen vollständig. Insbesondere
weist die Weite W1 der quer zur Bewegungsrichtung nach außen offenen Öffnungen
ZO als Zahnzwischenräume
einen bei der gegebenen Messergeometrie maximal möglichen
Wert W1 auf. Schnittgut kann seitlich in die Öffnungen einrücken. Die
Umkehrbewegung in dieser Umkehrposition ist durch die eingezeichneten
geschwungenen Pfeile UB angedeutet.
-
Bei
Fortsetzung der oszillierenden Bewegung aus der in 1 skizzierten
ersten Umkehrposition bewegen sich die Zähne OZ des Obermessers in die
Zahnzwischenräume
des Untermessers hinein und verengen die Weite der Öffnungen
ZO kontinuierlich. In den Öffnungen
ZO liegendes Schnittgut wird zwischen den aufeinander zu bewegten Schneidflanken
der Zähne
OZ und UZ des Obermessers bzw. des Untermessers abgeschnitten.
-
Die
Bewegung des Obermessers relativ zum Untermesser geht monoton in
eine Richtung bis zu einer zweiten Umkehrposition, welche in 2 skizziert
ist. In dieser zweiten Umkehrposition ist nun erfindungsgemäß die Überdeckung
der Zähne
OZ und UZ von Obermesser und Untermesser von der Überdeckung
nach 1 verschieden. Der Hub HZ der der oszillierenden
Bewegung ist geringer als der Zahnabstand DZ und die Zahnmittellinien
ZMO der Zähne
OZ des Obermessers sind um einen Versatz VZ in Bewegungsrichtung
BR von den Zahnmittellinien ZMU der Zähne UZ des Untermessers beabstandet.
Der Versatz VZ beträgt
vorteilhafterweise wenigstens 30 %, insbesondere wenigstens 50 %
der kleineren Zahnbreite aus BO und BU. Die Zähne OZ und UZ überdecken
sich aber im Bereich der äußeren Enden
der Schneidflanken FL der Zähne
OZ des Obermessers noch um ein Überdeckungsmaß P2, so dass
die Lücke
der sich im Bewegungsverlauf aufeinander zu bewegenden Schneidflanken
von Obermesser und Untermesser bis zur skizzierten zweiten Umkehrposition
vollständig
geschlossen und Schnittgut zwischen den Schneidflanken vollständig durchgetrennt
wird.
-
In
der zweiten Umkehrposition ist die Weite der Öffnungen zwischen in Bewegungsrichtung
beabstandet benachbarten Zähnen
mit einem Wert W2 im wesentlichen um den Versatz VZ geringer als
die Weite W1 in der ersten Umkehrposition. Dies bewirkt, dass typischerweise
in dieser Umkehrposition weniger Schnittgut in die Öffnungen
zugeführt
wird. Da beim nächsten
Erreichen der ersten Umkehrposition entsprechend 1 aber
wieder die größere Öffnungs weite
W1 zur Verfügung
steht und typischerweise 2000 bis 4000 Zyklen der oszillierenden
Bewegung pro Minute stattfinden, ist die in einer der Umkehrpositionen
gebremste Schnittgutzufuhr unkritisch. In der zweiten Umkehrposition
eventuell auf den Außenkanten
der Zähne
OZ des Obermessers anliegendes Schnittgut kann in der folgenden
ersten Umkehrposition ohne weiteres in die Zahnzwischenräume einrücken. In
Verbindung mit dem aus dem gegenüber
DZ reduzierten Hub HZ sich ergebenden Gewinn an Schneidkraft ergibt
sich vorteilhafterweise eine gesteigerte Schnittleistung.
-
Bei
der in 3 in einer ersten Umkehrposition und in 4 in
einer zweiten Umkehrposition skizzierten Messeranordnung ist für das Untermesser
dieselbe Ausführung
wie in 1 und 2 mit gleichmäßiger Zahnfolge
in konstantem Zahnabstand DZ angenommen. Das Obermesser zeigt hier eine
Zahnstruktur mit in Bewegungsrichtung alternierend auftretenden
unterschiedlichen Zahnabständen DA
und DB mit DA < DB
und DA + DB = 2DZ. Hierdurch ergibt sich, dass in der in 3 skizzierten
ersten Umkehrposition der oszillierenden Relativbewegung von Obermesser
und Untermesser in jedem zweiten Zahn von Obermesser bzw. Untermesser eine
vollständige
Zahnüberdeckung
wie in 1 vorliegt. Zähne
des Obermessers, für
welche dies in der in 3 skizzierten ersten Umkehrstellung
zutrifft, sind mit ZO2 und ZO4 bezeichnet. Für die jeweils dazwischen liegenden
Zähne ZO1,
ZO3 des Obermessers ergibt sich nur eine teilweise Überdeckung
mit Zähnen
UZ des Untermessers bei einem Versatz VZ der Zahnmittellinien entsprechend
der Teilüberdeckung
von Zähnen
nach 2. Hieraus ergibt sich, dass die Öffnungsweiten
der Zahnzwischenräume
in Bewegungsrichtung BR alternierend einen größeren, maximalen Wert WA entsprechend
W1 in 1 und einen kleineren Wert WB entsprechend W2
in 2 aufweisen.
-
Im
weiteren Verlauf der oszillierenden Relativbewegung verschiebt sich
bei als feststehend angenommenem Untermesser das Obermesser aus der
Position der 3 nach links bis in die in 4 skizzierte
zweite Umkehrposition. In dieser zweiten Umkehrposition ist die
Situation nunmehr weitgehend gleich zu der in 3 skizzierten
ersten Umkehrposition, indem auch in der zweiten Umkehrposition
bei jedem zweiten Zahn eine vollständige Zahnüberdeckung vorliegt und bei
dazwischen liegenden Zähnen
nur eine Teilüberdeckung
mit Versatz VZ gegeben ist und indem ferner auch hier die Öffnungen in
den Zahnzwischenräumen
alternierend größere Werte
WA und kleinere Werte WB aufweisen, wobei aber eine Verschiebung
der vollständigen
bzw. teilweisen Zahnüberdeckung
und/oder der größeren bzw.
kleineren Öffnungsweiten
in Bewegungsrichtung vorliegt. Die vollständige Überdeckung ist jetzt für die Zähne ZO1
und ZO3 die teilweise Überdeckung
für die
Zähne ZO2
und ZO4 des Obermessers gegeben. Die Öffnung OA mit der in 3 kleineren Weite
WB weist nunmehr die maximale Öffnungsweite
WA auf, die Öffnung
OB die kleinere Weite WB statt der maximalen Weite WA in 3.
-
Die
zu 1 und 2 gemachten Ausführungen
gelten hier weitgehend analog. Bei den auf den Zahnabstand bezogenen
relativen Maßangaben ist
bei der Ausführung
nach 3 und 4 der gemittelte Zahnabstand
heranzuziehen. Bei der in 3 und 4 skizzierten
Ausführungsform
treten in beiden Halbzyklen der oszillierenden Bewegung, d. h. sowohl
beim Wechsel von der ersten in die zweite Umkehrposition als auch
von der zweiten in die erste Umkehrposition im wesentlichen identische
Belastungen auf, da jeweils sowohl maximale als auch kleinere Öffnungsweiten
gemischt vorliegen und jeweils vollständige und teilweise Zahnüberdeckungen gemischt
erreicht werden. Ein anhaltendes seitliches Aufliegen von Schnittgut
auf den Zähnen
des Obermessers tritt nicht auf, da für jeden Zahnzwischenraum in
einer der beiden Umkehrpositionen die maximale Öffnungsweite auftritt.
-
Anstelle
des konstanten Zahnabstands in der Zahnstruktur des Untermessers
und dem alternierenden Zahnabstand in der Zahnstruktur des Obermessers können unterschiedliche
Zahnabstände
auch nur im Untermesser oder im Untermesser und im Obermesser vorliegen.
Vorzugsweise ist der Zahnabstand in der Zahnstruktur mit der größeren Zahnlänge, hier
TU > TO, konstant
gewählt.
-
Die
vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen
sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln
als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern im Rahmen fachmännischen
Könnens
in mancherlei Weise abwandelbar.