DE102019001552B4

DE102019001552B4 - Garden tool with a plant pruning device

Info

Publication number: DE102019001552B4
Application number: DE102019001552.5A
Authority: DE
Inventors: Norman Perner
Original assignee: Solvo GmbH
Current assignee: Solvo GmbH
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2039-03-08
Also published as: DE102019001552A1

Abstract

Gartengerät umfassendeine Pflanzenschnittvorrichtung (50);ein Griffstück (51) zur Führung der Pflanzenschnittvorrichtung (50);eine Antriebseinheit zur Betätigung der Pflanzenschnittvorrichtung (50); undeine Energieversorgung (65) für die Antriebseinheit;dadurch gekennzeichnet,dass die Antriebseinheit eine Formgedächtnisaktoranordnung (9) umfasst, und wobei die Formgedächtnisaktoranordnung (9) einen thermisch aktivierbaren FGL-Draht (14.1, ...,14.n; 15.1, ...,15.n) umfasst und in einem Stiel (42) des Gartengeräts angeordnet ist.Gardening implement comprising a plant cutting device (50); a handle (51) for guiding the plant cutting device (50); a drive unit for actuating the plant cutting device (50); andan energy supply (65) for the drive unit; characterized in that the drive unit comprises a shape memory actuator arrangement (9), and wherein the shape memory actuator arrangement (9) comprises a thermally activatable SMA wire (14.1, ..., 14.n; 15.1, .. ., 15.n) and is arranged in a handle (42) of the garden tool.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gartengerät mit einer Pflanzenschnittvorrichtung mit den oberbegrifflichen Merkmalen von Anspruch 1.The present invention relates to a gardening tool with a plant pruning device with the preamble features of claim 1.

Händisch geführte Gartengeräte mit Pflanzenschnittvorrichtungen, die Scherenklingen oder linear oszillierende Sägen, insbesondere für Ast- oder Rebscheren, aufweisen und die eine der Pflanzenschnittvorrichtung zugeordnete Antriebseinheit zur Schnittkraftunterstützung oder zur vollständig motorischen Betätigung umfassen, sind bekannt. Beispielhaft wird auf DE 102015206424 A1 , DE 19815009 A1 und EP 3103598 A1 verwiesen.Manually operated garden tools with plant-cutting devices, which have scissor blades or linearly oscillating saws, in particular for pruning or pruning shears, and which include a drive unit assigned to the plant-cutting device for cutting force support or for fully motorized actuation, are known. Exemplary is on DE 102015206424 A1 , DE 19815009 A1 and EP 3103598 A1 referenced.

Werden Elektromotoren zum Antrieb einer Pflanzenschnittvorrichtung verwendet, stellen die häufigen Ein- und Ausschaltvorgänge und die ständige Richtungsumkehr eine energieintensive und hohe Motorbelastung dar, sodass eine mit einer entsprechenden Leistungsreserve ausgelegte elektromotorische Antriebseinheit notwendig ist. Dieses Erfordernis steht im Widerspruch zur Forderung, eine leichte und kleinbauende Antriebseinheit zu verwenden, die so energieeffizient arbeitet, dass eine tragbare Energieversorgung mit geringem Gewicht verbaut werden kann.If electric motors are used to drive a plant pruning device, the frequent switching on and off and the constant reversal of direction represent an energy-intensive and high motor load, so that an electric motor drive unit designed with a corresponding power reserve is necessary. This requirement contradicts the requirement to use a light and compact drive unit that works so energy-efficiently that a portable power supply with low weight can be installed.

Sollen die Pflanzenschnittvorrichtungen für eine große Reichweite ausgelegt werden, ist ein vom Handgriff ausgehender und häufig teleskopierbar ausgebildeter Stiel zur Halterung der Pflanzenschnittvorrichtungen notwendig. Wird eine elektromotorische Antriebseinheit in der Nähe der Pflanzenschnittvorrichtungen angeordnet, resultiert ein vom Handgriff weit entfernter Schwerpunkt, der die Handhabung eines langstieligen Gartengeräts, insbesondere bei Überkopfarbeiten mit Astscheren, verschlechtert.If the plant-pruning devices are to be designed for a long range, a handle extending from the handle and often designed to be telescopic is necessary to hold the plant-pruning devices. If an electromotive drive unit is arranged in the vicinity of the plant pruning devices, the result is a center of gravity far removed from the handle, which makes the handling of a long-handled garden tool worse, especially when working overhead with pruning shears.

Eine Unterbringung der Antriebseinheit mit einer zugeordneten, tragbaren Energieversorgung im Bereich des Handgriffs eines händisch geführten Gartengeräts vermeidet zwar eine Kopflastigkeit. Allerdings bedarf es einer über eine längere Strecke wirkende, zusätzliche Vorrichtung zur Kraftübertragung von der Antriebseinheit zur Pflanzenschnittvorrichtung, wie beispielsweise eine Seil- oder Bowdenzuganordnung. Des Weiteren löst eine Gewichtsverteilung nicht die grundsätzliche Problematik eines für den längeren Gebrauch zu schweren Gartengeräts, wenn eine Pflanzenschnittvorrichtung für das Durchtrennen dickerer Äste eine großbauende elektromotorische Antriebseinheit aufweist.Placing the drive unit with an associated, portable power supply in the area of the handle of a manually operated garden tool avoids top-heaviness. However, an additional device for power transmission from the drive unit to the plant pruning device that acts over a longer distance is required, such as a cable or Bowden cable arrangement. Furthermore, a weight distribution does not solve the fundamental problem of a garden tool that is too heavy for longer use if a plant cutting device for cutting through thicker branches has a large electric motor drive unit.

DE 10 2015 212 077 A1 schlägt eine Hubsäge vor, die einen Bimetallwerkstoff und/oder einen Formgedächtniswerkstoff zur selbstregulierenden Korrektur einer Verlagerung oder Verdrehung des Sägeblatts verwendet. DE 10 2015 212 077 A1 proposes a reciprocating saw that uses a bimetal material and / or a shape memory material for self-regulating correction of a displacement or rotation of the saw blade.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein händisch geführtes Gartengerät mit einer Pflanzenschnittvorrichtung anzugeben, das eine kleinbauende und leichte Antriebseinheit aufweist, die zusätzlich eine einfache Ansteuerung ermöglicht.The invention is based on the object of specifying a manually operated gardening device with a plant pruning device which has a compact and lightweight drive unit which also enables simple control.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by the features of claim 1. Advantageous refinements result from the subclaims.

Das Gartengerät umfasst eine Pflanzenschnittvorrichtung, ein Griffstück zur Führung der Pflanzenschnittvorrichtung, eine Antriebseinheit zur Betätigung der Pflanzenschnittvorrichtung und eine Energieversorgung für die Antriebseinheit. Erfindungsgemäß umfasst die Antriebseinheit eine Formgedächtnisaktoranordnung, die aufgrund der vorteilhaft hohen Energiedichte einen kleinbauenden und leichten Antrieb ermöglicht, der im Bereich der Pflanzenschnittvorrichtung angeordnet werden kann, ohne dass ein zu kopflastiges Gartengerät entsteht. Zusätzlich kann eine Formgedächtnisaktoranordnung durch einen Temperaturwechsel aktiviert werden, der durch eine Bestromung eines Formgedächtniselements realisierbar ist. Dies vereinfacht die Ansteuerung der Antriebseinheit, da anstatt einer Motorsteuerung lediglich eine Vorrichtung zur Stromeinprägung benötigt wird. Ferner umfasst die Formgedächtnisaktoranordnung des erfindungsgemäßen Gartengeräts einen thermisch aktivierbaren FGL-Draht, wobei dieser in einem Stiel des Gartengeräts angeordnet ist.The gardening device comprises a plant cutting device, a handle for guiding the plant cutting device, a drive unit for actuating the plant cutting device and a power supply for the drive unit. According to the invention, the drive unit comprises a shape memory actuator arrangement which, due to the advantageously high energy density, enables a compact and lightweight drive which can be arranged in the area of the plant pruning device without creating a garden tool that is too top-heavy. In addition, a shape memory actuator arrangement can be activated by a temperature change that can be implemented by energizing a shape memory element. This simplifies the control of the drive unit, since instead of a motor control only a device for current injection is required. Furthermore, the shape memory actuator arrangement of the gardening device according to the invention comprises a thermally activated SMA wire, this being arranged in a handle of the gardening device.

Zur Ausführung von Stellbewegungen nutzt ein Formgedächtnisaktor einen Phasenumwandlungseffekt. Für ein Bauteil aus einer thermisch aktivierbaren Formgedächtnislegierung, beispielsweise TiNi, TiNiCu, CuZnNi oder CuAINi, erfolgt zunächst eine plastische Verformung in einer Tieftemperaturphase, für die ein Martensitgefüge vorliegt. Bei einer Erwärmung auf eine Temperatur, die ausreicht, um das Martensitgefüge in ein Austenitgefüge umzuwandeln, resultiert eine Formveränderung zum Zustand vor der plastischen Verformung. Eine nachfolgende Abkühlung, für die wieder ein Martensitgefüge eintritt, führt bei einer Einwegeffekt-Formgedächtnislegierung ohne zusätzlichen Kraftaufwand nicht zum ursprünglichen Verformungszustand zurück. Allerdings besteht die Möglichkeit, durch mehrere übereinstimmende plastische Umwandlungs- und Temperaturwechselzyklen das Material so zu trainieren, dass ein Zweiwegeffekt auftritt und ein aktorisches Bauteil geschaffen werden kann, das zwischen zwei definierten Formzuständen in Abhängigkeit der Temperatur wechselt.A shape memory actuator uses a phase change effect to carry out adjusting movements. For a component made of a thermally activatable shape memory alloy, for example TiNi, TiNiCu, CuZnNi or CuAINi, plastic deformation initially takes place in a low-temperature phase for which a martensite structure is present. When heated to a temperature that is sufficient to convert the martensite structure into an austenite structure, the result is a change in shape to the state before the plastic deformation. A subsequent cooling, for which a martensite structure occurs again, does not lead back to the original deformation state without additional effort in a one-way effect shape memory alloy. However, it is possible to train the material through several matching plastic transformation and temperature change cycles in such a way that a two-way effect occurs and an actuator component can be created that changes between two defined shape states depending on the temperature.

Zusätzlich zu einer thermischen Aktivierung des Formgedächtniseffekts sind Materialien bekannt, die aufgrund der Einwirkung eines elektrischen Feldes oder unter der Wirkung von UV-Strahlung einen Phasenwechsel ausführen, wobei die Gefügeänderung zu einem Formgedächtniseffekt führt. Beispiele solcher Materialien sind NiMnGa mit einem hohen Formveränderungsgrad oder Formgedächtnis-Polymere mit einer Zimtsäuregruppe.In addition to thermal activation of the shape memory effect, materials are known which, due to the action of an electric field or under the action of UV radiation, execute a phase change, the Structural change leads to a shape memory effect. Examples of such materials are NiMnGa with a high degree of shape change or shape memory polymers with a cinnamic acid group.

Für eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts ist die Pflanzenschnittvorrichtung scherenförmig ausgebildet und umfasst eine erste Klinge, eine relativ zur ersten Klinge drehbewegliche zweite Klinge und eine Klingenhalterung, wobei die zweite Klinge wenigstens mittelbar mit der Formgedächtnisaktoranordnung verbunden ist. Vorteilhaft ist eine Kopplung der Formgedächtnisaktoranordnung und der zweiten Klinge mittels eines Starrglieds. Für weitere bevorzugte Ausführungen erfolgt die Kraftübertragung von der Formgedächtnisaktoranordnung zur Pflanzenschnittvorrichtung über zwischengeschaltete Komponenten, wie einen Bowdenzug, ein Seilzugsystem, ein Flaschenzug oder ein mechanisches Getriebe zur Kraftübersetzung.For a preferred embodiment of the garden tool according to the invention, the plant cutting device is designed in the form of scissors and comprises a first blade, a second blade rotatable relative to the first blade and a blade holder, the second blade being at least indirectly connected to the shape memory actuator arrangement. A coupling of the shape memory actuator arrangement and the second blade by means of a rigid member is advantageous. For further preferred embodiments, the power is transmitted from the shape memory actuator arrangement to the plant cutting device via interconnected components, such as a Bowden cable, a cable pull system, a pulley system or a mechanical gear for power transmission.

Ferner ist eine Ausgestaltung der Formgedächtnisaktoranordnung mit einem als Agonist wirkenden ersten Formgedächtniselement und einem als Antagonist wirkenden zweiten Formgedächtniselement vorteilhaft, sodass eine oszillierende Bewegung durch entgegensetzt wirkende Zugelement, wie thermisch aktivierbare Formgedächtnis-Drähte (FGL-Drähte), bewirkt werden kann.Furthermore, an embodiment of the shape memory actuator arrangement with a first shape memory element acting as an agonist and a second shape memory element acting as an antagonist is advantageous, so that an oscillating movement can be brought about by oppositely acting tension elements, such as thermally activatable shape memory wires (SMA wires).

Für eine konstruktiv einfache Ausführung erzeugt die Formgedächtnisaktoranordnung eine Kraftwirkung nur in eine Richtung. Beispielsweise liegen nur gleichwirkende FGL-Drähte zwischen einem Fix- und einem Loslager vor. Entsprechend muss für das Bewegen der Formgedächtnisaktoranordnung in die Ausgangsstellung eine integrierte Rückstellfeder vorgesehen sein, die so dimensioniert ist, dass nicht aktivierte, erkaltete FGL-Drähte gelängt werden können. Anstatt eines Starrglieds wird dann bevorzugt die Betätigungskraft für die Pflanzenschnittvorrichtung mittels eines Zugelements auf die zweite, bewegliche Klinge übertragen, wobei die zweite Klinge mit einer Öffnungsfeder gegen die Klingenhalterung abgestützt ist, sodass eine elastische Vorspannung in Richtung der Scherenklingenöffnungsstellung vorhanden ist.For a structurally simple design, the shape memory actuator arrangement generates a force effect only in one direction. For example, there are only SMA wires with the same effect between a fixed and a floating bearing. Accordingly, an integrated return spring must be provided for moving the shape memory actuator arrangement into the starting position, which is dimensioned such that non-activated, cooled SMA wires can be lengthened. Instead of a rigid member, the actuating force for the plant pruning device is then preferably transmitted to the second, movable blade by means of a tension element, the second blade being supported against the blade holder with an opening spring, so that there is an elastic pretension in the direction of the scissor blade opening position.

Für eine weitere Ausführung der Erfindung treibt eine Formgedächtnisaktoranordnung eine Pflanzenschnittvorrichtung mit einer Säbelsäge an, die eine Sägeblatthalterung und ein relativ zur Sägeblatthalterung längsbewegliches Sägeblatt umfasst. Wird die Formgedächtnisaktoranordnung mit langen FGL-Drähten ausgeführt, die vorteilhaft in einem Stiel des Gartengeräts angeordnet sind, kann der resultierende große Aktorhub mittels eines Flaschenzugs kraftübersetzt auf das Sägeblatt übertragen werden.For a further embodiment of the invention, a shape memory actuator arrangement drives a plant cutting device with a reciprocating saw, which comprises a saw blade holder and a saw blade that is longitudinally movable relative to the saw blade holder. If the shape memory actuator arrangement is designed with long SMA wires, which are advantageously arranged in a handle of the gardening device, the resulting large actuator stroke can be transmitted to the saw blade by means of a pulley block.

Zur Unterbringung einer langgestreckten Formgedächtnisaktoranordnung mit einem kleinbauenden Querschnitt weist eine vorteilhafte Ausführung eine starre Verbindung zwischen der Pflanzenschnittvorrichtung und einem Griffstück auf. Dann können FGL-Drähte im Innern eines die Pflanzenschnittvorrichtung und das Griffstück verbindenden Stiels des Gartengeräts verlaufen, der zusätzlich zur Abstützung der Aktorkräfte dient.To accommodate an elongated shape memory actuator arrangement with a small cross-section, an advantageous embodiment has a rigid connection between the plant pruning device and a handle. SMA wires can then run inside a stem of the gardening tool that connects the plant pruning device and the handle, and which also serves to support the actuator forces.

Für eine alternative Ausführung liegt zwischen der Pflanzenschnittvorrichtung und dem Griffstück eine Gelenkanordnung vor, die insbesondere für weitreichende Astscheren bevorzugt wird. Eine Weitergestaltung der Erfindung sieht eine motorische Nachstellung der Gelenkanordnung mittels eines Formgedächtnisstellers vor, wobei der Formgedächtnissteller bevorzugt in der Gelenkanordnung oder im Stiel des Gartengeräts angeordnet ist. Des Weiteren wird für eine mögliche Ausführung des Formgedächtnisstellers eine Agonist-Antagonist-Paarung mit FGL-Drähten verwendet.For an alternative embodiment, there is a joint arrangement between the plant pruning device and the handle, which is particularly preferred for long-range pruning shears. A further development of the invention provides for a motorized readjustment of the joint arrangement by means of a shape memory plate, the shape memory plate preferably being arranged in the joint arrangement or in the handle of the gardening tool. Furthermore, an agonist-antagonist pairing with SMA wires is used for a possible design of the shape memory plate.

Für eine weitere bevorzugte Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Gartengerät einen teleskopierbaren Stiel, wobei die Formgedächtnisaktoranordnung und/oder der Formgedächtnissteller zumindest zum Teil im Teleskopelement angeordnet sind. Dabei wird eine Ausführung bevorzugt, für die eine Verstellung des Teleskopelements die wirksame Länge der Formgedächtnisaktoranordnung nicht beeinflusst, sodass eine Stiellängenverstellung nicht durch eine Aktornachführung kompensiert werden muss.For a further preferred embodiment, the garden tool according to the invention comprises a telescopic handle, the shape memory actuator arrangement and / or the shape memory plate being at least partially arranged in the telescopic element. In this case, an embodiment is preferred for which an adjustment of the telescopic element does not influence the effective length of the shape memory actuator arrangement, so that an adjustment of the stem length does not have to be compensated for by an actuator tracking.

Für eine Weitergestaltung der Erfindung umfasst die Formgedächtnisaktoranordnung und/oder der Formgedächtnissteller eine Stellkraftbegrenzungseinrichtung, sodass die Bewegung der Pflanzenschnittvorrichtung bei einem Eingriff in nicht schneidbares Material stoppt. Bevorzugt ist die Stellkraftbegrenzungseinrichtung zu einer Stellkraftregelung erweitert, die eine Sensoranordnung zur Bestimmung der Temperatur und/oder des Widerstands des FGL-Drahts umfasst. Damit lässt sich aus einer eingemessenen Spannungs-Dehnungskurve der Verlauf der Aktorkraft bestimmen und entlang einer Sollkurve führen.For a further development of the invention, the shape memory actuator arrangement and / or the shape memory plate includes an actuating force limiting device, so that the movement of the plant-pruning device stops when it intervenes in non-cuttable material. The actuating force limiting device is preferably expanded to form an actuating force control which comprises a sensor arrangement for determining the temperature and / or the resistance of the SMA wire. In this way, the course of the actuator force can be determined from a measured stress-strain curve and guided along a target curve.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausgestaltungsbeispiele der Erfindung in Zusammenhang mit Figurendarstellungen erläutert. Diese stellen Folgendes dar:

1 zeigt eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts in Teilschnittansicht.
2 zeigt eine zweite Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts in Teilschnittansicht.
3 zeigt eine dritte Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts in Teilschnittansicht.
4 zeigt eine vierte Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts in Teilschnittansicht.
5 zeigt eine fünfte Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts in Teilschnittansicht.
6 zeigt eine sechste Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts in Teilschnittansicht.
7 zeigt eine siebte Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts in Teilschnittansicht.
8 zeigt eine achte Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts in Teilschnittansicht.
9 zeigte eine erste Ausführung einer Gelenkanordnung mit einem Formgedächtnissteller für ein Gartengerät.
10 zeigt eine zweite Ausführung einer Gelenkanordnung mit einem Formgedächtnissteller für ein Gartengerät.
11 zeigt eine neunte Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts mit einem teleskopierbaren Stiel in Teilschnittansicht.
12 zeigt die Temperaturabhängigkeit der Gefügeumwandlung eines Formgedächtnismaterials.
13 zeigt den Einfluss der mechanischen Spannung auf die Umwandlungstemperaturen eines Formgedächtnismaterials.
14 zeigt die Spannungs-Dehnungskurve eines Formgedächtnismaterials.
15 zeigt eine zehnte Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts mit einer Regelungseinrichtung für die Formgedächtnisaktoranordnung in Teilschnittansicht.

Preferred configuration examples of the invention are explained below in connection with figure representations. These represent the following:

1 shows a first embodiment of the garden tool according to the invention in a partial sectional view.
2 shows a second embodiment of the garden tool according to the invention in a partial sectional view.
3 shows a third embodiment of the garden tool according to the invention in a partial sectional view.
4th shows a fourth embodiment of the garden tool according to the invention in a partial sectional view.
5 shows a fifth embodiment of the garden tool according to the invention in a partial sectional view.
6th shows a sixth embodiment of the garden tool according to the invention in a partial sectional view.
7th shows a seventh embodiment of the garden tool according to the invention in a partial sectional view.
8th shows an eighth embodiment of the garden tool according to the invention in a partial sectional view.
9 showed a first embodiment of a joint arrangement with a shape memory plate for a garden tool.
10 shows a second embodiment of a joint arrangement with a shape memory plate for a garden tool.
11 shows a ninth embodiment of the garden tool according to the invention with a telescopic handle in a partial sectional view.
12th shows the temperature dependence of the structural transformation of a shape memory material.
13th shows the influence of mechanical stress on the transformation temperatures of a shape memory material.
14th shows the stress-strain curve of a shape memory material.
15th shows a tenth embodiment of the garden tool according to the invention with a control device for the shape memory actuator arrangement in a partial sectional view.

1 stellt ein erfindungsgemäßes Gartengerät in Form einer Astschere in schematisch vereinfachter Teilschnittansicht dar. Gezeigt ist ein Griffstück 51 und eine daran anschließende Pflanzenschnittvorrichtung 50, die mittelbar mit einer Formgedächtnisaktoranordnung 9 verbunden ist. Die Pflanzenschnittvorrichtung 50 weist eine erste Klinge 1 und eine relativ zur ersten Klinge 1 drehbewegliche zweite Klinge 2 auf, wobei die zweite Klinge 2 mittels eines Drehgelenks 3 an einer Klingenhalterung 4 befestigt ist und die erste Klinge 1 und die Klingenhalterung 4 einstückig verbunden sind. Zur Führung der zweiten Klinge 2 dient ein Starrglied 5, das am ersten Schubstangengelenk 7 auf den vom Drehgelenk 3 ausgehenden Hebel 6 der zweiten Klinge 2 wirkt und über ein zweites Schubstangengelenk 8 mit der Formgedächtnisaktoranordnung 9 verbunden ist, die einen leichten und kompakt bauenden Klingenantrieb mit einer hohen Kraftdichte bildet, der im Kopf der Astschere angeordnet werden kann. Innerhalb des Griffstücks 51 befinden sich eine Energieversorgung 65 und ein mit dieser verbundenes Steuergerät 66 für die Formgedächtnisaktoranordnung 9. 1 shows a garden tool according to the invention in the form of loppers in a schematically simplified partial sectional view. A handle is shown 51 and an adjoining plant pruning device 50 indirectly with a shape memory actuator arrangement 9 connected is. The plant pruning device 50 has a first blade 1 and one relative to the first blade 1 rotatable second blade 2 on, with the second blade 2 by means of a swivel joint 3 on a blade holder 4th is attached and the first blade 1 and the blade holder 4th are integrally connected. For guiding the second blade 2 serves a rigid link 5 , the one on the first push rod joint 7th on that of the swivel 3 outgoing leverage 6th the second blade 2 acts and via a second push rod joint 8th with the shape memory actuator arrangement 9 is connected, which forms a light and compact blade drive with a high power density, which can be arranged in the head of the pruning shears. Inside the handle 51 there is an energy supply 65 and a control unit connected to it 66 for the shape memory actuator arrangement 9 .

Für die Erzeugung einer Schub- und Zugwirkung auf das Starrglied 5 umfasst die Formgedächtnisaktoranordnung 9 zwei in einem Aktorgehäuse 12 angeordnete Stellglieder, die als Agonist 10 und als Antagonist 11 auf ein im Aktorgehäuse 12 längsbewegliches Element 13 wirken. Ferner sind die Befestigung des zweiten Schubstangengelenks 8 am längsbeweglichen Element 13 und die Starrverbindung zwischen dem Aktorgehäuse 12 und der Klingenhalterung 4 ersichtlich.For generating a pushing and pulling effect on the rigid member 5 includes the shape memory actuator assembly 9 two in one actuator housing 12th arranged actuators acting as an agonist 10 and as an antagonist 11 on one in the actuator housing 12th longitudinally movable element 13th works. Furthermore, the attachment of the second push rod joint 8th on the longitudinally movable element 13th and the rigid connection between the actuator housing 12th and the blade holder 4th evident.

Der Agonist 10 umfasst thermisch aktivierbare FGL-Drähte 14.1,...,14.n, die zwischen dem ersten Fixlager 16 am Aktorgehäuse 12 und dem ersten Loslager 18 am längsbeweglichen Element 13 aufgespannt sind. Die elektrische Verbindung zwischen dem Steuergerät 66 und den FGL-Drähten 14.1,...,14.n ist im Einzelnen nicht dargestellt. Der spiegelbildlich aufgebaute Antagonist 11 weist vom zweiten Fixlager 17 zum zweiten Loslager 19 verlaufende thermisch aktivierbare FGL-Drähte 15.1,...,15.n auf. Durch die Anordnung des ersten und des zweiten Loslagers 18, 19 an gegenüberliegenden Axialflächen 20, 21des längsbeweglichen Elements 13 und die Verbindung des ersten und des zweiten Fixlagers 16, 17 mit entgegengesetzten Endflächen 22, 23 des Aktorgehäuses 12 erfolgt bei einer Aktivierung und damit einer Verkürzung der FGL-Drähte 14.1,...,14.n des Agonists 10 eine Bewegung der zweiten Klinge 2 in Richtung der ersten Klinge 1. Die Bewegung in die Gegenrichtung zur Klingenöffnung wird durch die Kontraktion der FGL-Drähte 15.1,..., 15.n des Antagonists 11 erreicht.The agonist 10 includes thermally activated SMA wires 14.1 , ..., 14.n that between the first fixed bearing 16 on the actuator housing 12th and the first floating bearing 18th on the longitudinally movable element 13th are stretched. The electrical connection between the control unit 66 and the SMA wires 14.1 , ..., 14.n is not shown in detail. The mirror image of the antagonist 11 points from the second fixed bearing 17th to the second floating bearing 19th running, thermally activated SMA wires 15.1 , ..., 15.n on. Due to the arrangement of the first and the second floating bearing 18th , 19th on opposite axial surfaces 20th , 21 of the longitudinally movable element 13th and the connection of the first and the second fixed bearing 16 , 17th with opposite end faces 22nd , 23 of the actuator housing 12th occurs when the SMA wires are activated and thus shortened 14.1 , ..., 14.n of the agonist 10 a movement of the second blade 2 towards the first blade 1 . The movement in the opposite direction to the blade opening is caused by the contraction of the SMA wires 15.1 , ..., 15.n of the antagonist 11 achieved.

Für die in 1 gezeigte Ausführung umfasst das Aktorgehäuse 12 eine rotationssymmetrische Form mit einem zylindrischen Mantelgehäuse 24, das das längsgeführte Element 13 umschließt. Bevorzugt sind die Innenwandung des zylindrischen Mantelgehäuses 24 und die Außenwandung des längsbeweglichen Elements 13 so komplementär ausgebildet, dass eine Schublageranordnung entsteht. Zwischen dem zylindrischen Mantelgehäuses 24 und dem längsbeweglichen Element 13 vorgesehene Gleit- oder Wälzlagerelemente sind im Einzelnen nicht dargestellt. Zusätzlich oder alternativ kann die Abstützung des längsbeweglichen Elements 13 gegen das Aktorgehäuse 12 an den durch die Axialflächen 21, 20 geführten und von den gehäuseseitigen Endflächen 22, 23 zu den Fixlagern 16, 17 reichenden Verbindungsstiften 25, 26 erfolgen.For the in 1 The embodiment shown includes the actuator housing 12th a rotationally symmetrical shape with a cylindrical casing 24 , which is the longitudinal element 13th encloses. The inner walls of the cylindrical casing are preferred 24 and the outer wall of the longitudinally movable element 13th so designed complementary that a thrust bearing arrangement is created. Between the cylindrical shell 24 and the longitudinally movable element 13th provided sliding or roller bearing elements are not shown in detail. Additionally or alternatively, the support of the longitudinally movable element 13th against the actuator housing 12th at the through the axial surfaces 21 , 20th guided and by the housing-side end faces 22nd , 23 to the fixed bearings 16 , 17th reaching connecting pins 25th , 26th take place.

Für die in 1 dargestellte genestete Gestaltung der Formgedächtnisaktoranordnung 9 verläuft das Starrelement 5 durch eine Schubstangenöffnung 27 in der Endfläche 22 des Aktorgehäuses 12. Weitere im Einzelnen nicht dargestellte Modifikationen betreffen eine koaxiale Anordnung der FGL-Drähte 14.1,...,14.n und 15.1,...,15.n, um die Einleitung eines Drehmoments auf das längsbewegliche Element 13 zu verhindern. Alternativ werden Drehmomente durch eine hinreichend lange, zylindrische Schubführung aufgefangen. Ferner kann für eine Weitergestaltung eine Schlittenführung für das längsbewegliche Element 13 auf einer Seitenfläche des Aktorgehäuses 12 vorgesehen sein, die eine Nebeneinanderanordnung ermöglicht, sodass die FGL-Drähte 14.1,...,14.n und 15.1,...,15.n für die Montage vereinfacht seitlich zugänglich sind.For the in 1 illustrated nested design of the shape memory actuator arrangement 9 the rigid element runs 5 through a push rod opening 27 in the end face 22nd of the actuator housing 12th . Further modifications, not shown in detail, relate to a coaxial arrangement of the SMA wires 14.1 , ..., 14.n and 15.1 , ..., 15.n in order to initiate a torque on the longitudinally movable element 13th to prevent. Alternatively, torques are absorbed by a sufficiently long, cylindrical thrust guide. Furthermore, a slide guide for the longitudinally movable element can be used for a further development 13th on a side surface of the actuator housing 12th be provided, which allows side-by-side arrangement, so that the SMA wires 14.1 , ..., 14.n and 15.1 , ..., 15.n are easily accessible from the side for assembly.

2 zeigt eine zweite Ausführung der Erfindung, wobei für die mit dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmenden Komponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Dargestellt ist eine konstruktiv vereinfachte Formgedächtnisaktoranordnung 9, die einen Agonist 10 mit den FGL-Drähten 14.1 - 14.n umfasst, der den Antrieb zum Schließen der Schere bildet. Im Unterschied zur ersten Ausführung, wird die Scherenöffnung durch eine in die Formgedächtnisaktoranordnung 9 aufgenommene Rückstellfeder 28 bewirkt, die sich zur Kraftbeaufschlagung des Loslagers 19 gegen einen vom Aktorgehäuse 12 ausgehenden, nach innen weisenden Flansch 29 abstützt. 2 shows a second embodiment of the invention, the same reference numerals being used for the components that correspond to the first embodiment. A structurally simplified shape memory actuator arrangement is shown 9 who have favourited an agonist 10 with the SMA wires 14.1 - 14.n includes, which forms the drive for closing the scissors. In contrast to the first embodiment, the scissor opening is made by an in the shape memory actuator arrangement 9 recorded return spring 28 causes the force to be applied to the floating bearing 19th against one of the actuator housing 12th outgoing, inward-facing flange 29 supports.

Eine dritte Ausführung mit einem an die Formgedächtnisaktoranordnung 9 anschließenden Getriebe 30 ist in 3 skizziert. Gezeigt ist eine mit dem Loslager 18 verbundene Schubstange 31, der eine Linearführung 32 zugeordnet ist. Am scherenseitigen Ende der Schubstange 31 ist ein Verzahnung 33 vorgesehen, die eine Gegenverzahnung 34 am mit der zweiten Klinge 2 einteilig verbundenen Hebel 6 kämmt.A third embodiment with a shape memory actuator arrangement 9 subsequent transmission 30th is in 3 outlined. One with the floating bearing is shown 18th connected push rod 31 holding a linear guide 32 assigned. At the scissor-side end of the push rod 31 is a gearing 33 provided, which has a counter-toothing 34 on with the second blade 2 one-piece connected lever 6th combs.

4 zeigte ein weiteres Ausführungsbeispiel, für das die Formgedächtnisaktoranordnung 9 mittels eines Zugseils 67 auf den Hebel 6 zum Bewegen der zweiten Klinge 2 in die Schließstellung wirkt. Da der Zugseil 67 nur Zugkräfte überträgt, ist zusätzlich eine externe Klingenöffnungsfeder 35 vorgesehen, die so zwischen einem Sporn 36 an der zweiten Klinge 2 und der Klingenhalterung 4 angeordnet ist, dass eine Vorspannung in Richtung der Klingenöffnungsstellung erzeugt wird. 4th showed a further embodiment for which the shape memory actuator arrangement 9 by means of a pull rope 67 on the lever 6th to move the second blade 2 acts in the closed position. Because the pull rope 67 only transmits tensile forces, there is also an external blade opening spring 35 provided that so between a spur 36 on the second blade 2 and the blade holder 4th is arranged that a bias is generated in the direction of the blade open position.

Die in 5 dargestellte Weitergestaltung verwendet zur Kraftübersetzung einen Flaschenzug 37, der von der Formgedächtnisaktoranordnung 9 mittels des Zugseils 67 angetrieben wird. Die Ausführung ist für hinreichend lang dimensionierte FGL-Drähte 14.1,...,14.n besonders geeignet, die bei einer thermischen Aktivierung bei einer relativen Längenänderung von 3 - 6 % eine große Stellbewegung von mehreren Zentimetern erzeugen können.In the 5 The further development shown uses a pulley block for power transmission 37 that of the shape memory actuator arrangement 9 by means of the pull rope 67 is driven. The design is for SMA wires of sufficient length 14.1 , ..., 14.n particularly suitable, which can generate a large adjustment movement of several centimeters with a thermal activation with a relative change in length of 3 - 6%.

6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Formgedächtnisaktoranordnung 9, die mit einem über Umlenkungen 38, 39 laufenden Zugseil 67 eine Antriebskraft auf den Außenumfang eines Wickelrads 40 ausübt, welches drehstarr mit dem kleineren Zahnrad 41 gekoppelt ist, das seinerseits über die am Hebel 6 vorgesehene Gegenverzahnung 33 kraftübersetzt auf die zweite Klinge 2 wirkt. 6th shows a further embodiment with a shape memory actuator arrangement 9 that with one over diversions 38 , 39 running pull rope 67 a driving force on the outer periphery of a winding wheel 40 exercises which rigidly rotates with the smaller gear 41 is coupled, which in turn via the lever 6th provided mating teeth 33 power translated to the second blade 2 works.

7 zeigt eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Gartengeräts, wobei die Pflanzenschnittvorrichtung 50 ein an einer Sägeblatthalterung 53 mittels einer Langlochführung 54 gehaltertes, längsbewegliches Sägeblatt 52 für eine Säbelsäge umfasst, das über das Starrglied 5 von der Formgedächtnisaktoranordnung 9 oszillierend angetrieben wird. 7th shows a further embodiment of the garden tool according to the invention, wherein the plant pruning device 50 one on a saw blade holder 53 by means of a slot guide 54 mounted, longitudinally movable saw blade 52 for a reciprocating saw that includes the rigid link 5 of the shape memory actuator arrangement 9 is driven in an oscillating manner.

8 zeigt eine Weitergestaltung der Erfindung, wobei die Formgedächtnisaktoranordnung 9 eine durch die Führung 71 abgestützte Schubstange 31 mit einer Kurvenbahn 69 bewegt. Der Hebel 6 der beweglichen zweiten Klinge 2 wird mittels einer Schnittfeder 68 so vorgespannt, dass ein Abrollelement 70 am Hebel 6 der Kontur der Kurvenbahn 69 folgt. Dabei ist die Kurvenbahn 69 so gestaltet, dass bei einer Aktivierung der FGL-Drähte 14.1,...,14.n die Formgedächtnisaktoranordnung 9 im ersten Teil des Bewegungsverlaufs der Schubstange 31 eine Schließbewegung der zweiten Klinge 2 bewirkt. 8th shows a further development of the invention, wherein the shape memory actuator arrangement 9 one through the guide 71 supported push rod 31 with a curved track 69 emotional. The lever 6th the movable second blade 2 is made by means of a cutting spring 68 so biased that a rolling element 70 on the lever 6th the contour of the curved path 69 follows. Here is the curved path 69 designed so that when the SMA wires are activated 14.1 , ..., 14.n the shape memory actuator arrangement 9 in the first part of the movement of the push rod 31 a closing movement of the second blade 2 causes.

Im zweiten Teil des Bewegungsverlaufs wird die zweite Klinge 2 wieder in Richtung der Offenstellung bewegt. Bei der Rückbewegung der Schubstange 31 bei einer Aktivierung der FGL-Drähte 15.1,...,15.n erfolgt wieder eine Bewegung der zweiten Klinge 2 von der Offenstellung zur Geschlossenstellung und zurück zur Offenstellung. Die Festlegung der Scherenklingenstellung mittels der Getriebekinematik führt zu einer Vereinfachung der Ansteuerung der Formgedächtnisaktoranordnung 9. Zusätzlich kann die Schnittfrequenz erhöht werden, da sowohl die Agonist- als auch die Antagonistaktivierung die Ausführung eines Schnitts zulässt.In the second part of the movement, the second blade is used 2 moved back towards the open position. When the push rod moves back 31 when the SMA wires are activated 15.1 , ..., 15.n the second blade moves again 2 from the open position to the closed position and back to the open position. The definition of the scissor blade position by means of the gear kinematics leads to a simplification of the control of the shape memory actuator arrangement 9 . In addition, the cutting frequency can be increased since both agonist and antagonist activation allow a cut to be made.

Für eine Weitergestaltung der Erfindung ist ein Formgedächtnissteller 59 als Stellantrieb einer Gelenkanordnung 55 zwischen dem Griffstück 51 und der Pflanzenschnittvorrichtung 50 vorgesehen. Mittels der Gelenkanordnung 55 kann der Kopf des Gartengeräts mit der Pflanzenschnittvorrichtung 50 gegenüber dem zu schneidenden Pflanzenteil ausgerichtet werden, ohne dass das Griffstück 51 vom Benutzer bewegt werden muss. Dies ist insbesondere für ein langstieliges Gartengerät, wie eine Astschere, vorteilhaft.A shape memory plate is a further development of the invention 59 as an actuator of a joint arrangement 55 between the handle 51 and the plant pruning device 50 intended. By means of the joint arrangement 55 can the head of the garden tool with the plant pruning device 50 opposite the part of the plant to be cut be aligned without the handle 51 must be moved by the user. This is particularly advantageous for a long-handled garden tool such as loppers.

Eine mögliche Ausführung einer Gelenkanordnung 55 als Drehgelenk ist schematisch vereinfacht in 9 dargestellt. Gezeigt ist eine durch eine Spiralfeder 58 vorgespannte Drehhülse 56, um deren Außenumfang ein FGL-Draht 57 des Formgedächtnisstellers 59 gelegt ist. Durch die Fixierung am Griffstück 51 und mantelseitig an der Drehhülse 56 erfolgt bei einer Bestromung und Kontraktion des FGL-Drahts 57 eine Rotationsbewegung der Drehhülse 56 relativ zur Längsachse 60 des Griffstücks 55, die zu einer Ausrichtung der im Einzelnen nicht in 9 dargestellten Pflanzenschnittvorrichtung 50 verwendet werden kann. Weitere nicht zeichnerisch dargestellte Ausführungen sehen zusätzliche Drehgelenke vor, insbesondere um den Neigungswinkel der Pflanzenschnittvorrichtung 50 relativ zur Längsachse 60 des Griffstücks 55 mithilfe eines Formgedächtnisstellers 59 einzustellen. Vorteilhaft ist ferner eine Gelenkanordnung 55 mit einem Kugelgelenk.One possible embodiment of a hinge arrangement 55 as a swivel joint is schematically simplified in 9 shown. One is shown by a spiral spring 58 prestressed rotating sleeve 56 around the outer circumference of a SMA wire 57 of the shape memory plate 59 is laid. By fixing it to the handle 51 and on the shell side of the rotating sleeve 56 occurs when the SMA wire is energized and contracted 57 a rotational movement of the rotating sleeve 56 relative to the longitudinal axis 60 of the handle 55 that lead to an alignment of the individual not in 9 illustrated plant cutting device 50 can be used. Further designs not shown in the drawing provide for additional swivel joints, in particular around the angle of inclination of the plant pruning device 50 relative to the longitudinal axis 60 of the handle 55 using a shape memory plate 59 to adjust. A joint arrangement is also advantageous 55 with a ball joint.

10 zeigt eine weitere Ausführung der Gelenkanordnung 55 mit einem Hexapod-Gelenk mit FGL-Stellantrieben 61.1 - 61.6, das zwischen dem Griffstück 51 und einem Kopfteil angeordnet ist. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel bilden die FGL-Stellantriebe 61.1 - 61.6 mit federvorgespannten Hubzylindern und diese bei einer Aktivierung komprimierende FGL-Drähte 57 den Formgedächtnissteller 59 der Gelenkanordnung 55. Zusätzlich ist im Kopf des Gartengeräts eine weitere Formgedächtnisaktoranordnung 9 zum Antrieb einer im Einzelnen nicht dargestellten Pflanzenschnittvorrichtung vorgesehen. 10 shows a further embodiment of the joint arrangement 55 with a hexapod joint with SMA actuators 61.1 - 61.6 that is between the handle 51 and a head part is arranged. The SMA actuators form the embodiment shown 61.1 - 61.6 with spring-loaded lifting cylinders and SMA wires compressing them when activated 57 the shape memory plate 59 the joint arrangement 55 . In addition, there is another shape memory actuator arrangement in the head of the garden tool 9 provided for driving a plant pruning device, not shown in detail.

Zur Realisierung einer Formgedächtnisaktoranordnung 9, die in einem zwei- oder mehrteiligen Stiel eines Gartengeräts mit einem Teleskopelement untergebracht ist, verlaufen für eine konstruktiv einfache, im Einzelnen nicht dargestellte Ausführung die FGL-Drähte bevorzugt im Festelement des Stiels. Eine weitere bevorzugte Ausführung mit vorteilhaft langen FGL-Drähten im Stiel einer teleskopischen Astschere ist in 11 dargestellt. Gezeigt ist eine starre Verbindung zwischen der Klingenhalterung 4 und dem Festelement 43 eines Stiels 42 des Gartengeräts. Zur Betätigung der Pflanzenschnittvorrichtung 50 dient der FGL-Draht 45 der Formgedächtnisaktoranordnung 9, der an einem relativ zum Festelement 43 längsbeweglichen Teleskopelement 44 an einem ersten Fixpunkt 46 und an einem zweiten Fixpunkt 47 befestigt ist. Des Weiteren verläuft der FGL-Draht 45 über eine erste Umlenkung 48, die wenigstens mittelbar mit der zweiten Klinge 2 verbunden ist und die bei scherennaher Anordnung relativ zum Festelement 43 beweglich gelagert ist, und über eine zweite Umlenkung 49 am fußseitigen Ende des Festelements 43, die zwischen dem ersten und dem zweiten Fixpunkt 46, 47 liegt. Durch die gezeigte Drahtführung ergibt sich bei einer Teleskopbewegung des Stiels keine Lageänderung der ersten Umlenkung 48 relativ zur zweiten Klinge 2.For realizing a shape memory actuator arrangement 9 , which is housed in a two-part or multi-part handle of a gardening tool with a telescopic element, the SMA wires preferably run in the fixed element of the handle for a structurally simple design, not shown in detail. Another preferred embodiment with advantageously long SMA wires in the handle of a telescopic pruning shears is shown in FIG 11 shown. A rigid connection between the blade holder is shown 4th and the fixed element 43 of a stem 42 of the garden tool. For operating the plant pruning device 50 the SMA wire is used 45 the shape memory actuator arrangement 9 on a relative to the fixed element 43 longitudinally movable telescopic element 44 at a first fixed point 46 and at a second fixed point 47 is attached. The SMA wire also runs 45 via a first diversion 48 that at least indirectly with the second blade 2 is connected and relative to the fixed element when the scissors-close arrangement 43 is movably mounted, and a second deflection 49 at the foot end of the fixed element 43 that is between the first and second anchor points 46 , 47 lies. Due to the wire guide shown, there is no change in position of the first deflection during a telescopic movement of the handle 48 relative to the second blade 2 .

Für die Ansteuerung der Formgedächtnisaktoranordnung 9 ist die in den 12 und 13 gezeigte Hysterese der Phasenumwandlung eines thermisch aktivierbaren Formgedächtnismaterials zu berücksichtigen. 12 veranschaulicht den Martensitanteil des Gefüges in Abhängigkeit der Temperatur, wobei die Grenztemperaturen des Hystereseverlaufs, wie in 13 dargestellt, von der mechanischen Spannung im Material abhängig sind, die sich durch die äußere Belastung durch die Schnittkraftrückwirkung auf die Formgedächtnisaktoranordnung 9 ergibt. Die Kraftwirkung ergibt sich dann aus dem in 14 gezeigten Spannungs-Dehnungsdiagramm, das das pseudoplastische Verhalten der Martensitphase und das pseudoelastische Verhalten der Austenitphase zeigt. Aus den durchgezogen dargestellten Kurvenverläufen ist ersichtlich, dass eine vollständige Umwandlung von der Martensitphase in die Austenitphase zu einem sprunghaften Anstieg der Federhärte führt. Des Weiteren zeigt der gestrichelt dargestellte Kurvenverlauf das Spannungs-Dehnungsdiagramm für die Austenitphase für eine Temperatur, die höher als der Phasenumwandlungstemperatur Af liegt.For controlling the shape memory actuator arrangement 9 is the one in the 12th and 13th The shown hysteresis of the phase transition of a thermally activatable shape memory material must be taken into account. 12th illustrates the martensite content of the structure as a function of temperature, with the limit temperatures of the hysteresis curve, as in 13th shown, are dependent on the mechanical stress in the material, which is caused by the external load caused by the cutting force reaction on the shape memory actuator arrangement 9 results. The force then results from the in 14th shown stress-strain diagram, which shows the pseudoplastic behavior of the martensite phase and the pseudoelastic behavior of the austenite phase. The curves shown in solid lines show that a complete conversion from the martensite phase to the austenite phase leads to a sudden increase in the spring stiffness. Furthermore, the curve profile shown in dashed lines shows the stress-strain diagram for the austenite phase for a temperature that is higher than the phase transition temperature Af.

Zur thermischen Aktivierung der Formgedächtnisaktoranordnung 9 kann für den gesteuerten Betrieb eine Stromeinprägung verwendet werden, die zu einem zumindest für kleine Störungen stabilen Arbeitspunkt führt. Allerdings ist die Lage des Arbeitspunkts stark von äußeren Bedingungen wie der Umgebungstemperatur und der Aktorbelastung abhängig, sodass eine die Aktortemperatur verarbeitende Regelung bevorzugt wird.For thermal activation of the shape memory actuator arrangement 9 For controlled operation, a current injection can be used that leads to an operating point that is stable at least for small disturbances. However, the position of the operating point is heavily dependent on external conditions such as the ambient temperature and the actuator load, so that a regulation that processes the actuator temperature is preferred.

15 zeigt eine Ausführungsform für den geregelten Betrieb mit einem Regler 73, der eine Stellgröße an die Stromsteuerungseinrichtung 74 ausgibt. Dargestellt ist eine Ausgestaltung, für die die erzeugte Aktorkraft nicht direkt gemessen wird. Stattdessen wird über einen ersten Sensor 71 der Widerstand der bestromten FGL-Drähte 14.1-14.3 und mit einem zweiten Sensor 72 deren Temperatur ermittelt. Mit diesen Messdaten kann der Spannungs-Dehnungszustand indirekt ermittelt und mittels des Reglers 73 konstant gehalten werden. Bevorzugt wird eine Ausführung, für die durch den Regler 73 zusätzlich ein Überlastschutz realisiert wird, der dazu dient, eine Beschädigung der Pflanzenschnittvorrichtung 50 zu vermeiden, wenn die Klinge auf Metall oder Stein trifft. 15th shows an embodiment for controlled operation with a controller 73 , which sends a manipulated variable to the current control device 74 issues. An embodiment is shown for which the actuator force generated is not measured directly. Instead, a first sensor is used 71 the resistance of the powered SMA wires 14.1-14.3 and with a second sensor 72 their temperature is determined. With this measurement data, the state of stress-strain can be determined indirectly and by means of the controller 73 be kept constant. An embodiment is preferred for which the controller 73 In addition, an overload protection is implemented, which serves to prevent damage to the plant pruning device 50 avoid when the blade hits metal or stone.

Des Weiteren wird ein Temperaturmanagement für die Formgedächtnisaktoranordnung 9 bevorzugt. Für den energieeffizienten Betrieb der FGL-Drähte 14.1-14.3 sollten diese von der Außenumgebung thermisch isoliert werden. Allerdings verlangt eine hohe Auslöserate eine möglichst schnelle Abkühlung der FGL-Drähte 14.1-14.3 nach dem Abschalten des Aktivierungsstroms. Da diese Forderungen einander widersprechen, erfolgt für eine bevorzugte Ausführung die Bestromung der FGL-Drähte 14.1-14.3 alternierend. Entsprechend wird die Formgedächtnisaktoranordnung 9 mit mehreren Drahtgruppen ausgeführt, die jeweils einzeln für die Aufbringung der Betätigungskraft der Pflanzenschnittvorrichtung 50 ausgelegt sind.Furthermore, a temperature management for the shape memory actuator arrangement 9 preferred. For the energy-efficient operation of SMA wires 14.1-14.3 these should be thermally isolated from the outside environment. However, a high release rate requires the SMA wires to cool down as quickly as possible 14.1-14.3 after switching off the activation current. Since these requirements contradict each other, the SMA wires are supplied with current for a preferred embodiment 14.1-14.3 alternating. The shape memory actuator arrangement is corresponding 9 executed with several wire groups, each individually for the application of the operating force of the plant pruning device 50 are designed.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den nachfolgenden Schutzansprüchen.Further refinements result from the following claims for protection.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: erste Klingefirst blade
22: zweite Klingesecond blade
33: DrehlagerPivot bearing
44th: KlingenhalterungBlade holder
55: StarrgliedRigid link
66th: Hebellever
77th: erstes Schubstangengelenkfirst push rod joint
88th: zweites Schubstangengelenksecond push rod joint
99: FormgedächtnisaktoranordnungShape memory actuator arrangement
1010: AgonistAgonist
1111: Antagonistantagonist
1212th: AktorgehäuseActuator housing
1313th: längsbewegliches Elementlongitudinally movable element
14.1,...,14.n14.1, ..., 14.n: FGL-DrahtSMA wire
15.1,...,15.n15.1, ..., 15.n: FGL-DrahtSMA wire
1616: erstes Fixlagerfirst fixed bearing
1717th: zweites Fixlagersecond fixed bearing
1818th: erstes Loslagerfirst floating bearing
1919th: zweites Loslagersecond floating bearing
2020th: AxialflächeAxial surface
2121: AxialflächeAxial surface
2222nd: EndflächeEnd face
2323: EndflächeEnd face
2424: zylindrisches Mantelgehäusecylindrical shell
2525th: VerbindungsstiftConnecting pin
2626th: VerbindungsstiftConnecting pin
2727: SchubstangenöffnungPush rod opening
2828: RückstellfederReturn spring
2929: Flanschflange
3030th: Getriebetransmission
3131: SchubstangePush rod
3232: LinearführungLinear guide
3333: VerzahnungInterlocking
3434: GegenverzahnungMating teeth
3535: KlingenöffnungsfederBlade opening spring
3636: Spornspur
3737: FlaschenzugPulley
3838: UmlenkungRedirection
3939: UmlenkungRedirection
4040: WickelradWinding wheel
4141: Zahnradgear
4242: Stielstalk
4343: FestelementFixed element
4444: TeleskopelementTelescopic element
4545: FGL-DrahtSMA wire
4646: erster Fixpunktfirst fixed point
4747: zweiter Fixpunktsecond fixed point
4848: erste Umlenkungfirst diversion
4949: zweite Umlenkungsecond diversion
5050: PflanzenschnittvorrichtungPlant pruning device
5151: GriffstückHandle
5252: längsbewegliches Sägeblattlongitudinally movable saw blade
5353: SägeblatthalterungSaw blade holder
5454: LanglochführungSlot guide
5555: GelenkanordnungJoint arrangement
5656: DrehhülseRotating sleeve
5757: FGL-DrahtSMA wire
5858: SpiralfederCoil spring
5959: FormgedächtnisstellerShape memory plate
6060: LängsachseLongitudinal axis
61.1 - 61.661.1 - 61.6: FGL-StellantriebSMA actuator
6262: FormgedächtnisaktoranordnungShape memory actuator arrangement
6363: FormgedächtnisaktoranordnungShape memory actuator arrangement
6464: KurvenbahnCurved path
6565: Energieversorgungpower supply
6666: SteuergerätControl unit
6565: Energieversorgungpower supply
6666: SteuergerätControl unit
6767: SeilzugCable
6868: SchnittfederCut spring
6969: KurvenbahnCurved path
7070: AbrollelementRolling element
7171: Führungguide
7272: erster Sensorfirst sensor
7373: zweiter Sensorsecond sensor
7474: ReglerRegulator
7474: StromsteuerungseinrichtungCurrent control device

Claims

A gardening implement comprising a plant pruning device (50); a handle (51) for guiding the plant cutting device (50); a drive unit for operating the plant cutting device (50); and a power supply (65) for the drive unit; characterized in that the drive unit comprises a shape memory actuator arrangement (9), and wherein the shape memory actuator arrangement (9) comprises a thermally activatable SMA wire (14.1, ..., 14.n; 15.1, ..., 15.n) and in a handle (42) of the garden tool is arranged.

Gardening tool after Claim 1 wherein the plant cutting device (50) comprises a first blade (1), a second blade (2) rotatable relative to the first blade (1) and a blade holder (4); and wherein the second blade (2) is at least indirectly connected to the shape memory actuator arrangement (9).

Gardening tool after Claim 2 wherein the shape memory actuator arrangement (9) is connected to the second blade (2) by means of a rigid member (5).

Gardening tool according to one of the Claims 2 or 3 , wherein the shape memory actuator arrangement (9) comprises a return spring (28).

Gardening tool according to one of the Claims 2 - 4th , wherein the shape memory actuator arrangement (9) is connected at least indirectly to the second blade (2) by means of a cable pull (67).

Gardening tool according to one of the Claims 2 - 5 wherein the second blade (2) is supported against the blade holder (4) with a blade opening spring (35).

Gardening tool after Claim 1 wherein the plant cutting device (50) comprises a saw blade holder (53) and a saw blade (52) which is longitudinally movable relative to the saw blade holder (53); and wherein the saw blade (52) is at least indirectly connected to the shape memory actuator arrangement (9).

Gardening tool according to one of the preceding claims, wherein the shape memory actuator arrangement (9) is connected to the plant cutting device (50) by means of a gear (30).

Gardening implement according to one of the preceding claims, wherein the plant cutting device (50) and the handle (51) are rigidly connected to one another.

Gardening tool according to one of the Claims 1 - 8th wherein the plant pruning device (50) and the handle (51) are connected to one another by a hinge arrangement (55).

Gardening tool after Claim 10 , wherein the joint arrangement (55) is assigned a shape memory plate (59).

Gardening tool after Claim 11 , wherein the shape memory plate (59) is arranged in the joint arrangement (55).

Gardening tool according to one of the preceding claims, wherein the shape memory plate (59) is arranged in a handle (42) of the gardening tool.

Gardening tool after Claim 13 wherein the stem (42) comprises a telescopic element (44) and the shape memory actuator arrangement (9) and / or the shape memory plate (59) is at least partially arranged in the telescopic element (44).

Gardening tool according to one of the preceding claims, wherein the Shape memory actuator arrangement (9) and / or the shape memory plate (59) comprises a first shape memory element acting as an agonist (10) and a second shape memory element acting as an antagonist (11).

Gardening tool according to one of the preceding claims, wherein the shape memory actuator arrangement (9) and / or the shape memory plate (59) comprises a force transmission element with a pulley block (37).

Gardening tool according to one of the preceding claims, wherein the shape memory actuator arrangement (9) and / or the shape memory plate (59) comprises a shape memory Bowden cable actuator.

Gardening tool according to one of the preceding claims, wherein the shape memory actuator arrangement (9) and / or the shape memory plate (59) comprises an actuating force limiting device and / or a controller (74) for the actuating force.

Gardening tool according to one of the preceding claims, wherein the shape memory plate (59) comprises a thermally activatable SMA wire (14.1, ..., 14.n; 15.1, ..., 15.n).

Gardening tool after Claim 19 , the shape memory actuator arrangement (9) and / or the shape memory plate (59) having a sensor (72, 73) for determining the temperature and / or the resistance of the SMA wire (14.1, ..., 14.n; 15.1, .. ., 15.n).