DE102015206424A1

DE102015206424A1 - Schneidvorrichtung umfassend zwei Klingen, von denen wenigstens eine über eine Antriebseinrichtung bewegbar ist

Info

Publication number: DE102015206424A1
Application number: DE102015206424.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Drescher
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2016-10-13
Anticipated expiration: 2035-04-11
Also published as: DE102015206424B4

Abstract

Schneidvorrichtung umfassend zwei Klingen (3, 4), von denen wenigstens eine über eine Antriebseinrichtung (5) bewegbar ist, welche Antriebseinrichtung (5) einen Antriebsmotor (6) mit einem nachgeschalteten Linearaktor (9) umfassend eine über den Antriebsmotor (6) drehangetriebene Gewindespindel (11) und eine auf dieser längslaufende Spindelmutter (12), die mit der bewegbaren Klinge (4) gekoppelt ist, umfasst, wobei der Linearaktor (9) ein Planetenwälzgewindetrieb (10) ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung umfassend zwei Klingen, von denen wenigstens eine über eine Antriebseinrichtung bewegbar ist, welche Antriebseinrichtung einen Antriebsmotor mit einem nachgeschalteten Linearaktor umfassend eine über den Antriebsmotor drehangetriebene Gewindespindel und eine auf dieser längslaufende Spindelmutter, die mit der bewegbaren Klinge gekoppelt ist, umfasst.
Eine solche Schneidvorrichtung mit zwei scherenartigen Klingen ist beispielsweise aus EP 0 291 431 B1 in Form einer Garten- oder Baumschere bekannt. Diese elektrische Schneidvorrichtung weist eine feststehende Klinge und eine bewegliche Klinge auf, deren Bewegung über einen Antriebsmotor erwirkt wird. Dem Antriebsmotor ist, über ein zwischengeschaltetes Reduktionsgetriebe, ein Linearaktor in Form eines Kugelgewindetriebes nachgeschaltet. Der Kugelgewindetrieb umfasst eine Gewindespindel, die mit der Ausgangswelle des Reduktionsgetriebes verbunden ist. Auf ihr läuft, über Kugeln geführt, eine axial bewegbare Spindelmutter, die über einen Schwenkhebel mit der bewegbaren Klinge gekoppelt ist. Je nach Drehrichtung des Antriebsmotors wird die Gewindespindel in die entsprechende Richtung gedreht, was dazu führt, dass die Gewindemutter auf ihr axial wandert. Je nach Bewegungsrichtung der Mutter kommt es dabei zu einer Schließbewegung der Klingen, das heißt dass die bewegbare Klinge zur feststehenden Klinge bewegt wird, oder zu einer Öffnungsbewegung, bei der die bewegbare Klinge von der feststehenden Klinge wegbewegt wird.
Sollen dickere Gegenstände wie stärkere Äste und Ähnliches geschnitten werden, sind die Klingen mit hoher Kraft zu schließen, um den Schnitt zu erwirken. Eine entsprechende Kraftübertragung vom Antriebsmotor zur Klinge ist jedoch über den in EP 0 291 431 B1 vorgesehenen Kugelgewindetrieb, der aufgrund des gegebenen, kleinen Bauraums nur relativ klein ausgelegt werden kann, nicht oder nur begrenzt übertragbar. Dies führt dazu, dass der Einsatzbereich der bekannten Schneidvorrichtung begrenzt ist.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Schneidvorrichtung anzugeben, die demgegenüber verbessert ist.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Linearaktor ein Planetenwälzgewindetrieb ist.
Die Erfindung sieht den Einsatz eines Linearaktors in Form eines Planetenwälzgewindetriebes vor. Bei einem Planetenwälzgewindetrieb erfolgt die Kraftübertragung über die Flanken der interagierenden Komponenten, hier der spindelmutterseitig integrierten Planetenrollen und der Gewindespindel, die mit ihren Profilen ineinandergreifen. Die Planetenrollen weisen eine entsprechende Länge auf, so dass sich insgesamt eine große Anzahl an Kontaktstellen zwischen den Planetenrollen und der Gewindespindel ergibt, woraus sich eine sehr hohe axiale Tragfähigkeit ergibt. Aufgrund der sehr kleinen Steigung des Gewindes der Gewindespindel lassen sich mit einem kleinen Antriebsmotor, insbesondere ohne zwischengeschaltetes Getriebe, sehr hohe axiale Betriebskräfte erzeugen. Diese hohen Betriebskräfte ermöglichen es nun, die Klingen mit hoher Kraft zu schließen, so dass es möglich ist, auch dicke oder feste Gegenstände ohne weiteres schneiden zu können.
Dabei interagiert der Linearaktor entweder nur mit einer Klinge, wenn von dem Klingenpaar nur eine Klinge bewegbar ist. Denkbar ist es aber auch, beide Klingen bewegbar zu lagern und ihre Bewegung gegengleich zu koppeln, so dass über den Linearaktor eine synchrone Bewegung beider Klingen für den Schnitt möglich ist.
Die Spindelmutter, die hier relativ einfach gestaltet werden kann, beispielsweise aus zwei axial voneinander beabstandeten Mutterscheiben, die die Planetenrollen tragen und lagern, die aber auch als geschlossene Mutter ausgeführt sein kann, ist bevorzugt an einem oder mehreren an einer Innenwand eines den Linearaktor aufnehmenden Gehäuses ausgebildeten Linearführungsabschnitten längs der Gehäuselängsachse bewegbar geführt. Hierüber ist die Spindelmutter drehgesichert, gleichwohl aber axial bewegbar geführt. Als ein Linearführungsabschnitt kann beispielsweise eine an der Gehäuseinnenwand ausgebildete Führungsnut vorgesehen sein, in die ein Führungsvorsprung, der an der Spindelmutter ausgebildet ist, eingreift. Alternativ kann am Gehäuse als Linearführungsabschnitt ein radial nach innen ragender Vorsprung vorgesehen sein, der in eine entsprechende Führungsnut an der Spindelmutter eingreift.
Zur Übertragung der über den Linearaktor erwirkten Stellbewegung und damit der Kraft an die bewegbare Klinge ist gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung die Spindelmutter über einen Bowdenzug, eine Zugstange oder eine Zugkette mit der bewegbaren Klinge gekoppelt. Es kommt also ein längliches Zugelement zum Einsatz, das der Kraftübertragung dient. Neben der Bewegungskopplung und Kraftübertragung bietet ein solches längliches Zugelement ferner den besonderen Vorteil, dass der Antriebsmotor nebst Linearaktor und die Schneidklinge auch relativ weit voneinander beabstandet sein können. Dies ist insbesondere bei einer Ausführung der Schneidvorrichtung als Baum- oder Astschere besonders zweckmäßig, die relativ lang ist, um auch weit entfernte Äste erreichen zu können. Die Überbrückung eines Abstands zwischen Linearaktor und Klingen von einem oder mehreren Metern ist mit einem solchen länglichen Zugelement ohne weiteres möglich, bei gleichzeitiger Sicherstellung der Übertragung der hohen Kräfte.
Hinsichtlich der Kopplung des Zugelements an der Spindelmutter sind unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar. Nach einer ersten Erfindungsausgestaltung kann der Bowdenzug, die Zugstange oder die Zugkette direkt an der Spindelmutter befestigt sein. Das heißt, dass mutternseitig eine entsprechende Befestigungsschnittstelle ausgebildet ist, beispielsweise ein Einhängeabschnitt, in den respektive an den der Bowdenzug, die Zugstange oder die Zugkette mit einem entsprechenden Verbindungsabschnitt eingehängt werden kann. Alternativ kann auch eine Gewindebohrung an der Spindelmutter vorgesehen sein, in die das Zugelement mit einem entsprechenden Gewindeabschnitt eingeschraubt werden kann.
Alternativ zur direkten Befestigung dieses Zugelements an der Spindelmutter ist es auch denkbar, an der Spindelmutter ein sich in Richtung der Klingen erstreckendes gabel-, stab- oder rohrförmiges Verlängerungselement anzuordnen, an dem der Bowdenzug, die Zugstange oder die Zugkette befestigt ist. Dieses Verlängerungselement, das über geeignete Befestigungsmaßnahmen fest mit der Spindelmutter verbunden ist, kann bereits ein Teilstück des Abstands zwischen Linearaktor und Klinge überbrücken, so dass das jeweilige Zugelement etwas kürzer ausgelegt werden kann.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist die Antriebseinrichtung insgesamt in einem rohrartigen Gehäuse aufgenommen, an dessen Enden die beiden Klingen angeordnet sind, wobei der Bowdenzug, die Zugstange oder die Zugkette im Inneren des Gehäuses von der Spindelmutter oder dem Verlängerungselement zur Klinge läuft. Gemäß dieser Erfindungsausgestaltung ist folglich die komplette Antriebseinrichtung umfassend Antriebsmotor, Linearaktor, gegebenenfalls Verlängerungselement, sowie Zugelement komplett in einem rohrartigen Gehäuse aufgenommen, das heißt, dass keine Bauteile insofern frei liegen, was eine Verletzungsgefahr im Betrieb ausschließt. Auch sind die entsprechenden Elemente vollständig gegen Verschmutzung oder Beschädigung beispielsweise durch herabfallende Äste oder Ähnliches geschützt.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse teilbar ist und durch Einsetzen wenigstens eines Gehäuseverlängerungsteils verlängerbar ist, oder dass das Gehäuse teleskopierbar ist. Wie bereits ausgeführt ist beispielsweise beim Baumschneiden ein zu schneidender Ast mitunter relativ weit von der Position des Benutzers beabstandet, beispielsweise wenn im Bereich einer Baumkrone geschnitten wird. Um dem Benutzer nun die Möglichkeit zu geben, die Schneidvorrichtung an die gegebene Aufgabenstellung anpassen zu können, ist erfindungsgemäß die Möglichkeit vorgesehen, die Schneidvorrichtung bei Bedarf verlängern oder verkürzen zu können. Hierzu kann entweder das Gehäuse teilbar sein und durch Einsetzen eines oder mehrerer Gehäuseverlängerungsteile in seiner Länge variierbar. Das heißt, dass der Anwender die Länge der Schneidvorrichtung durch Einsetzen oder Entnehmen eines solchen Gehäuseverlängerungsteils bei Bedarf anpassen kann. Alternativ zum Einsetzen eines separaten Verlängerungsteils ist es auch denkbar, das Gehäuse teleskopierbar auszulegen, so dass die Schneidvorrichtung durch Auseinanderziehen oder Ineinanderschieben des Gehäuses ebenfalls in ihrer Länge angepasst werden kann.
Ist das Gehäuse teilbar, so kann die Schnittstelle bevorzugt im Bereich zwischen dem Linearaktor und den Klingen vorgesehen sein, das heißt, dass das Gehäuse in diesem Abschnitt teilbar ist. In diesem Fall ist auch der Bowdenzug, die Zugstange oder die Zugkette teilbar und durch Einsetzen wenigstens eines Zugverlängerungsteils verlängerbar. Hierüber ist also die Möglichkeit gegeben, auch das Zugelement in der Länge entsprechend der variierenden Gehäuselänge anzupassen. Denkbar ist es beispielsweise, im Bereich der Gehäuseschnittstelle auch eine Schnittstelle am Zugelement vorzusehen. An dieser kann das Zugelement, das in diesem Fall aus zwei Abschnitten besteht, beispielsweise auseinandergeschraubt werden und zwischen die Zugelementhälften ein Zugverlängerungsteil eingesetzt werden, wobei natürlich die Länge des Zugverlängerungsteils im Wesentlichen der Länge eines Gehäuseverlängerungsteils entspricht. Werden mehrere Gehäuseverlängerungsteile eingesetzt, so können entweder mehrere Zugverlängerungsteile eingesetzt werden, oder entsprechend unterschiedlich lange Zugverlängerungsteile vorgesehen sein. Zur Ermöglichung des Einsetzens eines Zugverlängerungsteils ist es denkbar, dass die Spindelmutter in eine Position fährt, in der das Zugelement leicht entlastet ist und entsprechend geteilt werden kann.
Alternativ zur Integration der Schnittstelle im Bereich zwischen dem Linearaktor und den Klingen ist es denkbar, dass das Gehäuse in einem Bereich vor dem Antriebsmotor teilbar ist, wobei ein den Betrieb des im einen Gehäuseteil aufgenommenen Antriebsmotors schaltendes, manuell zu betätigendes und am anderen Gehäuseteil angeordnetes Schaltelement über eine ausziehbare Kabelverbindung oder eine trennbare und durch Einsetzen eines Kabelverlängerungsteils verlängerbare Kabelverbindung mit dem Antriebsmotor verbunden ist. Bei dieser Erfindungsausgestaltung ist also die Schnittstelle am den Klingen gegenüberliegenden Ende des Gehäuses vorgesehen. In diesem Bereich, an dem der Anwender angreift, befindet sich ein Schaltelement, über das der Betrieb des Antriebsmotors gesteuert wird. Dieses Schaltelement kann beispielsweise ein Wippschalter sein, der drei Positionen hat, wobei zwei Positionen den unterschiedlichen Motordrehrichtungen und damit Klingenbewegungsrichtungen zugeordnet sind, während die dritte Position eine Nullstellung oder Aus-Position ist. Die Schnittstelle befindet sich nun zwischen dem Schaltelement und dem Antriebsmotor, wobei das Schaltelement über eine Kabelverbindung mit dem Antriebsmotor gekoppelt ist. Diese Kabelverbindung kann entweder ausziehbar sein, das heißt, dass ein Kabelspeicher vorgesehen ist, aus dem das Kabel gezogen wird, wenn die Gehäusehälften voneinander getrennt werden. Ein einsetzbares Gehäuseverlängerungsteil weist in diesem Fall beispielsweise einen schmalen Längsschlitz auf, durch den es über die Kabelverbindung geschoben werden kann. Alternativ dazu kann die Kabelverbindung eine Schnittstelle aufweisen, also selber trennbar sein, so dass ein Kabelverlängerungsteil eingesetzt werden kann.
Neben der Integration eines Gehäuseverlängerungsteils ist wie beschrieben die Möglichkeit gegeben, das Gehäuse auch teleskopierbar auszugestalten. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise das Gehäuse im Bereich zwischen dem Antriebsmotor und einem den Betrieb des Antriebsmotors schaltenden, manuell zu betätigenden Schaltelement teleskopierbar ausgebildet, wobei das Schaltelement mit dem Antriebsmotor über eine ausziehbare Kabelverbindung verbunden ist. In diesem Fall ist zwangsläufig ein Kabelspeicher vorgesehen, aus dem das Kabel gegen eine Rückstellkraft gezogen wird, wenn das Gehäuse teleskopierend verlängert wird. Wird das Gehäuse wieder zusammengeschoben, so wird das Kabel automatisch durch die erzeugte Rückstellkraft in dem Kabelspeicher eingezogen. Alternativ kann das Gehäuse auch im vorderen Bereich teleskopierbar sein, wobei dann auch eine Längenvariierbarkeit des Bowdenzugs oder der Zugkette gegeben sein muss, z.B. indem dieser bzw. diese um mehrere Umlenkrollen im Inneren des Gehäuses geführt ist.
Die beschriebenen Ausgestaltungen, bei denen die Schnittstelle oder Verlängerungsstelle im Bereich zwischen dem Schaltelement und dem Antriebsmotor liegt, führen dazu, dass sich der Abstand zwischen Antriebsmotor bzw. Linearaktor und Klingen nicht verändert, das heißt, dass die Länge des jeweils vorgesehenen Zugelements stets gleich bleibt.
Die Bewegungskopplung des Zugelements zur bewegbaren Klinge kann ebenfalls auf unterschiedliche Weise realisiert sein. Der Bowdenzug, die Zugstange oder die Zugkette kann beispielsweise mit einem drehbar gelagerten Ritzel verbunden sein, das mit einem an der bewegbaren Klinge ausgebildeten Verzahnungsabschnitt kämmt. Durch Ziehen des Zugelements wird das Ritzel gedreht, so dass es automatisch zu einer Bewegung der Klinge kommt und diese sich schließt. Alternativ kann der Bowdenzug, die Zugstange oder die Zugkette auch mit einem Schwenkhebel, der mit der bewegbaren Klinge verbunden ist, verbunden sein. Wird auch hier das Zugelement gezogen, so wird der Schwenkhebel verschwenkt und mit ihm die bewegbare Klinge geschlossen.
Ein besonderer Vorteil der Verwendung eines Zugelements in Form eines Bowdenzugs, einer Zugstange oder einer Zugkette ist, dass über diese Zugelemente nicht nur aktiv der Schließvorgang erwirkt werden kann, sondern auch ein aktiver Öffnungsvorgang der Klingen erwirkt werden kann. Denn sowohl der Bowdenzug als auch die Zugstange als auch die Zugkette ermöglichen es, nicht nur auf Zug, sondern auch auf Druck zu belasten, mithin also die bewegbare Klinge durch Zug zu schließen als auch durch Druck bei entgegengesetzter Arbeitsrichtung des Antriebsmotors aktiv zu öffnen. Dies ist insbesondere zweckmäßig, wenn ein Schnitt durch einen stärkeren Ast nicht vollständig gelingt und sich die bewegbare Klinge im Ast verklemmt. Durch Umsteuern des Antriebsmotors kann folglich die bewegbare Klinge wieder aktiv aufgeschwenkt werden und folglich aus ihrer Klemmstellung gelöst werden.
Unterstützt werden kann die grundsätzliche Öffnungsbewegung ferner dadurch, dass die bewegbare Klinge gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung aus der Offenstellung in die Schließstellung gegen die Rückstellkraft eines Federelements bewegbar ist. Wird also die Klinge zum Schnitt geschlossen, so baut sie automatisch eine Rückstellkraft auf, die die Klinge nach dem Schnitt und Umsteuern des Antriebsmotors wieder unterstützend in die Offenstellung führt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung einer Schneidvorrichtung in Form einer Astschere gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine Prinzipdarstellung einer Schneidvorrichtung in Form einer Astschere einer zweiten Ausführungsform,
3 eine Prinzipdarstellung einer Schneidvorrichtung in Form einer Astschere einer dritten Ausführungsform, und
4 eine Prinzipdarstellung einer Schneidvorrichtung in Form einer Astschere einer vierten Ausführungsform.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Schneidvorrichtung 1 in Form einer Ast- oder Baumschere 2 umfassend zwei Klingen 3, 4, wobei die Klinge 3 eine feststehende Klinge ist und die Klinge 4 eine bewegbare Klinge. Zur automatischen Bewegung der Klinge 4 für eine Schließbewegung ist eine Antriebseinrichtung 5 vorgesehen, umfassend einen Antriebsmotor 6, der im gezeigten Beispiel aus einer Batterie oder einem Akkumulator 7 gespeist wird. Der Motorbetrieb wird über ein Schaltelement 8, das manuell zu betätigen ist und beispielsweise als 3-Stufen-Wippschalter ausgeführt ist, vom Bediener gesteuert.
Dem Antriebsmotor 6 nachgeschaltet ist ein Linearaktor 9 in Form eines Planetenwälzgewindetriebes 10. Der Planetenwälzgewindetrieb 10 umfasst eine Gewindespindel 11, die an der Ausgangswelle des Antriebsmotors 6 angebunden ist. Auf der Gewindespindel 11 ist eine Spindelmutter 12 geführt. Diese weist im gezeigten Beispiel zwei Mutternscheiben 13 auf, an denen mehrere Planetenrollen 14 drehgelagert sind. Hierzu können in den Mutternscheiben 13 entsprechende, die Planetenrollen 14 lagernde Wälzlager oder Ähnliches vorgesehen sein, wie an der unteren geschnitten gezeigten Planetenrolle 14 gezeigt. Die Planetenrollen 14 weisen in an sich bekannter Weise ein Rillenprofil an der Außenseite auf. Dieses Rillenprofil greift in das Außengewinde der Gewindespindel 11 ein. Die Planetenrollen 14 weisen eine längliche, zylindrische Grundform auf, so dass pro Planetenrolle 14 eine Vielzahl an Kontaktstellen über die jeweiligen Rillenflanken zu den Gewindeflanken der Gewindespindel 11 gegeben sind. Hieraus ergibt sich eine sehr hohe axiale Tragfähigkeit des Planetenwälzgewindetriebs 10.
Die natürlich in geeigneter Weise miteinander verbundenen Mutternscheiben 13 der Spindelmutter 12 sind an einem Linearführungsabschnitt 15 eines die gesamte Antriebseinrichtung 5 aufnehmenden Gehäuses 16 linear, jedoch drehgesichert geführt. Dieser Linearführungsabschnitt kann beispielsweise als Längsnut ausgeführt sein, in die die Spindelmutter 12 respektive die Spindelscheiben 13 über einen radialen längslaufenden Vorsprung eingreift. Alternativ kann auch der Linearführungsabschnitt 15 als radial nach innen gerichteter Vorsprung ausgeführt sein, der in eine entsprechende Führungsnut an der Spindelmutter 12 respektive den Spindelscheiben 13 eingreift. Je nach Drehrichtung des Antriebsmotors 6, gesteuert über die jeweilige Position des Schaltelements 8, dreht die Gewindespindel 11 nach links oder rechts, wobei je nach Drehrichtung die Spindelmutter 12 längs der Gewindespindel 11 in die eine oder in die andere Richtung wandert.
An der Spindelmutter 12 respektive der im Bild links gezeigten Mutternscheibe 13 ist ein Zugelement 17 hier in Form eines Bowdenzuges 18 befestigt. Der Bowdenzug 18 besteht in an sich bekannter Weise aus einer zug- und druckstabilen Hülle, in der ein in der Hülle verschiebbarer Draht oder Ähnliches aufgenommen ist. Die Hülle ist in nicht näher gezeigter Weise gehäuseseitig abgestützt, während der Zugdraht an der Spindelmutter 12 befestigt ist, mithin also über diese gezogen oder über die Hülle abgestützt geschoben wird.
Das andere Ende des Zugrades des Bowdenzuges 18 ist an einem Ritzel 19, das um die Achse 20 drehbar ist befestigt. Die nicht näher gezeigte Hülle ist auch an diesem Ende entsprechend gehäuseseitig abgestützt. Das Ritzel 19 kämmt mit seiner Außenverzahnung 21 mit einem Verzahnungsabschnitt 22 der bewegbaren Klinge 4, die über ein Federelement 23 zum Gehäuse 16 hin angefedert ist.
Wird durch Ansteuern des Antriebsmotors 6 die Gewindespindel 11 gedreht und wandert die Spindelmutter 12 nach rechts in Richtung des Antriebsmotors 6, so wird der Bowdenzug 18 ebenfalls mitgenommen, mithin also der Zugdraht gezogen. Dieser ist wie ausgeführt an dem Ritzel 19 befestigt, das daraufhin rotiert. Aufgrund des Eingriffs der Verzahnungen 21 und 22 kommt es dabei zu einer Verschwenkung der bewegbaren Klinge 4 um deren Schwenkachse 24 und mithin zu einer Schließbewegung der Klinge 4 mit der Klinge 3. Ein zwischen den Klingen 3, 4 aufgenommener Ast wird geschnitten.
Wird über das Schaltelement 8 nach Beendigung des Schnitts eine Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors 6 erwirkt, so dreht die Gewindespindel 11 in die andere Richtung. Die Spindelmutter 12 wandert vom Antriebsmotor 6 weg, sie bewegt sich also nach links. Hierbei wird der Bowdenzug 18 ebenfalls betätigt, das heißt, dass der Zugdraht nun geschoben wird. Das Ritzel 19 dreht in die entgegengesetzte Richtung, was dazu führt, dass aufgrund des Verzahnungseingriffs die bewegbare Klinge 4 wieder aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegt wird. Diese Rückstellbewegung wird über das Federelement 23 unterstützt. Denn das Federelement 23, das als Rückholfeder dient, wird während der Schließbewegung gespannt, baut also eine Rückstellkraft auf. Diese Rückstellkraft unterstützt nun die aktiv über den Linearaktor 9 erwirkte Öffnungsbewegung.
2 zeigt eine Ausführungsform einer Schneidvorrichtung 1, die der aus 1 weitgehend entspricht. Auch hier ist ein Antriebsmotor 6 mit zugeordneter Batterie oder Akkumulator 7 und ein Schaltelement 8 vorgesehen, denen ein Linearaktor 9 nachgeschaltet ist, der in gleicher Weise als Planetenwälzgewindetrieb ausgeführt ist. Die auch hier vorgesehene Spindelmutter 12, die wiederum die beiden Mutternscheiben 13 und die mehreren Planetenrollen 14 umfasst, ist hier an zwei am Gehäuse 16, das die gesamte Antriebseinrichtung 5 einschließlich des Zugelements 17 bzw. des Bowdenzugs 18 einhaust, ausgebildeten Linearführungsabschnitten 15 linear, jedoch drehfest geführt.
Bei der in 2 gezeigten Ausgestaltung ist an der Spindelmutter 12 respektive der links gezeigten Mutternscheibe 13 ein hier gabelförmiges Verlängerungselement 25 befestigt. An diesem Verlängerungselement 25 ist das Zugelement 17, im gezeigten Beispiel der Bowdenzug 18 mit seinem Zugdraht befestigt. Das andere Ende des Bowdenzugs 18 respektive des Zugdrahts ist wiederum an den Ritzeln 19 befestigt.
Die Hülle des Bowdenzugs 18 ist wie bereits zur Ausführung gemäß 1 beschrieben beidseits gehäuseseitig abgestützt, so dass der Zugdraht sowohl gezogen als auch geschoben werden kann.
Im Falle einer Spindelrotation und daraus resultierend einer Mutterbewegung wird das gabelförmige Verlängerungselement 25 zwangsläufig mitbewegt, worüber der Bowdenzug 18 respektive sein Zugdraht entweder gezogen oder geschoben wird. Je nach Bewegungsrichtung kommt es dabei zu einer aktiv erwirkten Schließbewegung oder zu einer aktiv erwirkten Öffnungsbewegung.
3 zeigt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung 1, die hier aus Übersichtlichkeitsgründen nur zum Teil gezeigt ist. Der Aufbau entspricht der Schneidvorrichtung 1 aus 1, insbesondere was die Antriebseinrichtung 5 angeht, von der der Linearaktor 9 gezeigt ist. In gleicher Weise ist dessen Gewindespindel 11 natürlich mit dem Antriebsmotor 6 gekoppelt, wie natürlich auch ein Akkumulator 7 und ein Schaltelement 8 vorgesehen sind, die hier aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt sind.
Auch hier ist die Spindelmutter 12 in Form zweier Mutternscheiben 13 sowie der Planetenrollen 14 vorgesehen, sie läuft auf der Gewindespindel 11.
Anders als bei den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen ist hier das Gehäuse 16 jedoch nicht einteilig, sondern teilbar ausgeführt. Es besteht aus zwei originären Gehäuseteilen 16a, 16b, wobei am Gehäuseteil 16a die beiden Klingen 3, 4 sowie das Ritzel 19 angeordnet sind, während im Gehäuseteil 16b die Antriebseinrichtung 5 umfassend Antriebsmotor 6, Akkumulator 7, Schaltelement 8 und Linearaktor 9 angeordnet ist. Die beiden Gehäuseteile 16a, 16b sind entlang einer Schnittstelle 26a, 26b voneinander trennbar. Zur Verlängerung der Schneidvorrichtung 1 respektive des Gehäuses 16 kann nun – wie in 3 gezeigt – zwischen die beiden Gehäuseteile 16a, 16b ein oder können mehrere Gehäuseverlängerungsteile 27 eingesetzt werden, die über entsprechende Schnittstellen 27a, 27b an die Schnittstellen 26a, 26b der Gehäuseteile 16a, 16b angebunden werden können.
Auch das Zugelement 17, exemplarisch wiederum ein Bowdenzug 18, ist teilbar ausgeführt. Er besteht aus zwei originären Bowdenzugabschnitten 18a, 18b, die am Ritzel 19 respektive an der Spindelmutter 12 angebunden sind. Auch sie sind über eine Schnittstelle 28a, 28b trennbar. Zwischen sie kann ein Zugverlängerungsteil 29 gesetzt werden, das über entsprechende Schnittstellen 29a, 29b verfügt, die mit den Schnittstellen 28a, 28b verbunden werden können. Bei den jeweiligen gehäuseseitig oder zugelementseitigen Schnittstellen kann es sich um einfache Gewindeverbindungen oder sonstige Steck- oder Rast-Verbindungen handeln.
Soll also aufgrund der anstehenden Arbeitsaufgabe eine Verlängerung der Schneidvorrichtung 1 erfolgen, so wird zunächst das Gehäuse 16 geteilt, wonach der Bowdenzug 18 geteilt wird, so dass letztlich zwei Vorrichtungshälften vorliegen. Sodann wird das Gehäuseverlängerungsteil 27, durch das bereits das Zugverlängerungsteil 29 geführt ist, zwischen die Vorrichtungsteile gesetzt und zuerst das Zugverlängerungsteil 29 befestigt, wonach das Gehäuseverlängerungsteil 27 befestigt wird. Hierüber kann eine quasi beliebige Verlängerung der Schneidvorrichtung 1 auch um mehrere Meter erfolgen, wobei natürlich auch mehrere separate Gehäuseverlängerungsteile 27 und Zugverlängerungsteile 29 je nach Bedarf verbaut werden können.
Alternativ zur Ausbildung der gehäuseseitigen Schnittstelle im Bereich zwischen den Klingen 3, 4 und dem Linearaktor 9 ist es auch denkbar, diese Schnittstelle im Bereich zwischen dem Antriebsmotor 6 respektive dem Akkumulator 7 und dem Schaltelement 8 vorzusehen. Wird das Gehäuse in diesem Bereich getrennt, so kann in diesem Bereich ein Gehäuseverlängerungsteil eingesetzt werden. Da bei dieser Ausgestaltung dann die Entfernung zwischen dem Antriebsmotor 6 und dem Schaltelement 8 vergrößert wird, ist entweder eine aus einem Kabelspeicher ausziehbare Kabelverbindung zwischen Antriebsmotor 6 und Schaltelement 8 gegeben, oder die bestehende Kabelverbindung ist ebenfalls teilbar und kann durch Einsetzen eines Kabelverlängerungsteils entsprechend verlängert werden. Auch hierüber kann also eine beliebige Gehäuseverlängerung erreicht werden, das Zugelement 17 respektive der Bowdenzug 18 bleibt in diesem Fall natürlich unverändert.
Eine alternative Ausgestaltung einer verlängerbaren Schneidvorrichtung 1 zeigt 4. Auch dort ist die Schneidvorrichtung 1 nur teilweise mit den relevanten Komponenten gezeigt. Sie entspricht vom Aufbau her wiederum der Schneidvorrichtung 1 aus 1 und weist einen Antriebsmotor 6 mit zugeordnetem Akkumulator 7 sowie ein Schaltelement 8 auf. Diese Elemente sind in 4 gezeigt. Dem Antriebsmotor ist in Richtung der Klingen 3, 4 natürlich wiederum der hier nicht näher gezeigte Linearaktor 9 in Form des Planetenwälzgewindetriebs 10 nachgeschaltet, der über das Zugelement 17 mit dem Ritzel 19 gekoppelt ist.
Bei dieser Erfindungsausgestaltung ist das Gehäuse 16 im Bereich zwischen dem Akkumulator 7 und dem Schaltelement 8 teleskopierbar ausgebildet. Es besteht aus mehreren ineinander schiebbaren Gehäuseabschnitten 16c, 16d, 16e. Im gezeigten Beispiel sind die Gehäuseabschnitte 16c, 16d, 16e bereits auseinandergezogen und arretiert dargestellt. Um die Steuerverbindung zwischen dem Schaltelement 8 und dem Antriebsmotor 6 aufrechterhalten zu können, ist im gezeigten Beispiel ein Kabelspeicher 30 vorgesehen, aus dem eine Kabelverbindung 31, die den Antriebsmotor 6 mit dem Schaltelement 8 verbindet, gegen eine sich aufbauende Rückstellkraft herausziehbar ist, wenn das Gehäuse 16 teleskopierend verlängert wird. Auch hierüber kann eine beachtliche Verlängerung der Schneidvorrichtung 1 erwirkt werden. Hier bleibt jedoch der Abstand zwischen Antriebsmotor 6 respektive Linearaktor 9 und der bewegbaren Klinge 4 unverändert, das heißt, dass sich die Länge des Zugelements 17 nicht ändert. Vielmehr ändert sich hier lediglich der Abstand zwischen Schaltelement 8 und Antriebsmotor 6. Demgegenüber bleibt dieser Abstand bei der Ausführungsform gemäß 3 gleich, dort ändert sich jedoch der Abstand zwischen Linearaktor 9 und der bewegbaren Klinge 4.
Denkbar ist auch im Bereich zwischen dem Linearaktor und den Klingen die Teleskopierbarkeit zu realisieren. In diesem Fall wäre auch eine Längenveränderbarkeit des Bowdenzugs oder der Zugkette vorzusehen, z.B. durch Umlenkung um mehrere Umlenkrollen im Gehäuseinneren.
Als Zugelement 17 kann anstelle des beschriebenen Bowdenzugs auch eine Zugstange verwendet werden, die ihrerseits nicht in einer Hülle zu führen ist, sondern zugund drucksteif ist. Auch hierüber kann eine aktive Schließ- und Öffnungsbewegung erwirkt werden, da die Zugstange gezogen und gedrückt werden kann.
Alternativ zur Zugstange kann auch eine Zugkette verwendet werden, die bei Bedarf in einer Hülle geführt ist, so dass sie sowohl zug- als auch drucksteif ist. Wenngleich die Ausführungsbeispiele eine Ast- oder Baumschere zeigen, kann die Schneidvorrichtung auch als andersartige Schere oder Schneidvorrichtung, z.B. zum Schneiden von Blech oder anderen Materialien ausgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1: Schneidvorrichtung
2: Baumschere
3: Klinge
4: Klinge
5: Antriebseinrichtung
6: Antriebsmotor
7: Akkumulator
8: Schaltelement
9: Linearaktor
10: Planetenwälzgewindetrieb
11: Gewindespindel
12: Spindelmutter
13: Mutternscheibe
14: Planetenrolle
15: Linearführungsabschnitt
16: Gehäuse
17: Zugelement
18: Bowdenzug
19: Ritzel
20: Ritzel
21: Außenverzahnung
22: Verzahnungsabschnitt
23: Federelement
24: Schwenkachse
25: Verlängerungselement
26: Schnittstelle
27: Gehäuseverlängerungsteile
28: Schnittstelle
29: Zugverlängerungsteil
30: Kabelspeicher
31: Kabelverbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0291431 B1 [0002, 0003]

Claims

Schneidvorrichtung umfassend zwei Klingen (3, 4), von denen wenigstens eine über eine Antriebseinrichtung (5) bewegbar ist, welche Antriebseinrichtung (5) einen Antriebsmotor (6) mit einem nachgeschalteten Linearaktor (9) umfassend eine über den Antriebsmotor (6) drehangetriebene Gewindespindel (11) und eine auf dieser längslaufende Spindelmutter (12), die mit der bewegbaren Klinge (4) gekoppelt ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktor (9) ein Planetenwälzgewindetrieb (10) ist.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (12) an einem oder mehreren an einer Innenwand eines den Linearaktor (9) aufnehmenden Gehäuses (16) ausgebildeten Linearführungsabschnitten (15) längs der Gehäuselängsachse bewegbar geführt ist.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (12) über einen Bowdenzug (18), eine Zugstange oder eine Zugkette mit der bewegbaren Klinge (4) gekoppelt ist.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowdenzug (18), die Zugstange oder die Zugkette direkt an der Spindelmutter (12) befestigt ist, oder dass an der Spindelmutter (12) ein sich in Richtung der Klingen (3, 4) erstreckendes gabel-, stab- oder rohrförmiges Verlängerungselement (25) angeordnet ist, an dem der Bowdenzug (18), die Zugstange oder die Zugkette befestigt ist.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (5) in einem rohrartigen Gehäuse (16) aufgenommen ist, an dessen Ende die beiden Klingen (3, 4) angeordnet sind, wobei der Bowdenzug (18), die Zugstange oder die Zugkette im Inneren des Gehäuses (16) von der Spindelmutter (12) oder dem Verlängerungselement (25) zur Klinge (4) läuft.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) teilbar ist und durch Einsetzen wenigstens eines Gehäuseverlängerungsteils (27) verlängerbar ist, oder dass das Gehäuse (16) teleskopierbar ist.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) im Bereich zwischen dem Linearaktor (9) und den Klingen (3, 4) teilbar ist, wobei auch der Bowdenzug (18), die Zugstange oder die Zugkette teilbar und durch Einsetzen wenigstens eines Zugverlängerungsteils (29) verlängerbar ist, oder dass das Gehäuse (16) in einem Bereich vor dem Antriebsmotor (6) teilbar ist, wobei ein den Betrieb des im einen Gehäuseteil aufgenommenen Antriebsmotors (6) schaltendes, manuell zu betätigendes und am anderen Gehäuseteil angeordnetes Schaltelement (8) über eine ausziehbare Kabelverbindung oder eine trennbare und durch Einsetzen eines Kabelverlängerungsteils verlängerbare Kabelverbindung mit dem Antriebsmotor (6) verbunden ist.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) im Bereich zwischen dem Antriebsmotor (6) und einem den Betrieb des Antriebsmotors (6) schaltenden, manuell zu betätigenden Schaltelement (8) teleskopierbar ausgebildet ist, wobei das Schaltelement (8) mit dem Antriebsmotor (6) über eine ausziehbare Kabelverbindung (31) verbunden ist.
Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowdenzug (18), die Zugstange oder die Zugkette mit einem drehbar gelagerten Ritzel (19) verbunden ist, das mit einem an der bewegbaren Klinge (4) ausgebildeten Verzahnungsabschnitt (22) kämmt, oder dass der Bowdenzug (18), die Zugstange oder die Zugkette mit einem Schwenkhebel, der mit der bewegbaren Klinge (4) verbunden ist, verbunden ist.
Schneidvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Klinge (4) aus der Offenstellung in die Schließstellung gegen die Rückstellkraft eines Federelements (23) bewegbar ist.