DE10228160A1

DE10228160A1 - Pneumatisch betätigbares Schneid-, Klemm- oder Preßwerkzeug

Info

Publication number: DE10228160A1
Application number: DE2002128160
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Donner
Original assignee: Tcg Norte Werkzeugmaschin GmbH; Tcg Norte Werkzeugmaschinen GmbH
Current assignee: Tcg Norte Werkzeugmaschin GmbH; Tcg Norte Werkzeugmaschinen GmbH
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-22

Abstract

Ein solches Werkzeug, wie eine Baumschere, hat am Ende einer Stange eine Arbeitsvorrichtung, wie eine Schneidvorrichtung, die ein bewegliches Arbeitsglied, wie ein Scherenblatt, aufweist. Mittels eines pneumatischen Aktors, der an eine Druckluftquelle anschließbar und mit dem Arbeitsglied mechanisch verbunden ist, lässt sich die Arbeitsvorrichtung betätigen. Um mit dem Zugaktor hohe Zugkräfte erzeugen und ihn an der Stange günstig plazieren zu können, hat der pneumatische Aktor als Zugelement eine dehnfähige, schlauchförmige Membran, deren Innenraum mit der Druckluftquelle verbindbar ist und die sich bei innerem Überdruck unter radialer Ausdehnung in axialer Richtung zusammenzieht. Ein solcher Zugaktor lässt sich an der Stange benachbart der Arbeitsvorrichtung anordnen, wobei seine Membran mit dem einen Ende an der Stange festgelegt sowie mit dem anderen Ende mit dem beweglichen Arbeitsglied der Arbeitsvorrichtung verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisch betätigbares, von Hand bedienbares Schneid-, Klemm- oder Preßwerkzeug der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.

Als Werkzeuge dieser Art sind Baumscheren bekannt, die auch als "Hochentaster" bezeichnet werden. In einfacher Ausführung wird die Schneidvorrichtung der Schere mittels eines Seilzugs von Hand betätigt, entsprechend müssen die Schneidkräfte mit menschlicher Kraft aufgebracht werden. Zur Erzielung höherer Schneidkräfte sind Baumscheren bekannt, deren Schneidwerkzeuge pneumatisch oder hydraulisch angetrieben sind. Als pneumatischer Aktor wird hierbei ein Druckluftzylinder eingesetzt, der im unteren Endstück der das Schneidwerk tragenden Stange angeordnet ist. Ein derartiger Druckluftzylinder ist ein relativ schweres Bauteil, weshalb dessen Anordnung am unteren Stangenende zwecks Erleichterung der Handhabung des gesamten Gerätes erforderlich ist. Mittels einer Zugstange wird die Schneidkraft vom Druckluftzylinder auf das Scherenblatt der Schneidvorrichtung übertragen, dieses entlang der das Schneidwerk haltenden Stange angeordnete Bauteil sorgt für eine zusätzliche Gewichtserhöhung. Außerdem macht dieses Kraftübertragungsglied eine Längenverstellbarkeit der Stange nicht möglich. Ähnliche Probleme bestehen auch bei hydraulischer Betätigung der Schneidvorrichtung, hinzu kommt noch, daß im Falle von Leckagen beträchtliche Umweltbeeinträchtigungen vorkommen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pneumatisch betätigbares Werkzeug der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem ein pneumatischer Aktor vorgesehen wird, der bezogen auf seine Baugröße sehr hohe Zugkräfte erzeugen und der an der die Arbeitsvorrichtung tragenden Stange günstiger plaziert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem pneumatisch betätigbaren Werkzeug der gattungsbildenden Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß mit dem an sich bekannten Zugaktor, der als Zugelement die dehnfähige, schlauchförmige Membran aufweist, ein muskelähnlicher Krafterzeuger zur Verfügung steht, der einen geringen baulichen Aufwand aufweist und gegenüber einem Druckluftzylinder gleichen Durchmessers eine um ein Vielfaches höhere Anfangskraft aufbringen kann und somit für die Betätigung eines Scheren-, Zangen- oder Preßwerkzeugs besonders gut geeignet ist. Das relativ geringe Gewicht ermöglicht es, den Zugaktor nahe der Arbeitsvorrichtung, also an demjenigen Ende der Stange anzuordnen, das bei üblicher Handhabung nach oben hin angehoben werden muß. Dadurch wird nur ein kurzer Weg der Kraftübertragung zwischen dem Zugaktor und der Arbeitsvorrichtung benötigt und man ist insbesondere hinsichtlich der Gestaltung der Stange im übrigen Bereich frei, weswegen die Stange insbesondere als verlängerbare Stange ausgeführt werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein pneumatisch betätigbares Schneidwerkzeug in Gestalt einer Baumschere in teilgeschnittener Seitansicht,
2 eine vergrößerte, teilgeschnittene Ansicht des oberen Bereichs der Baumschere mit der Schneidvorrichtung und dem zugehörigen Antrieb,
3 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt der die Schneidvorrichtung der Baumschere tragenden Stange,
4 einen Längsschnitt durch das untere Endteil der die Schneidvorrichtung tragenden Stange der Baumschere,
5 eine der 1 entsprechende Seitansicht einer Baumschere in zweiter Ausführung,
6 eine teilgeschnittene Ansicht des oberen Bereichs der Baumschere gemäß 5,
7 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt der die Schneidvorrichtung der Baumschere gemäß 5 tragenden Stange und
8 einen Längsschnitt durch das untere Endteil der die Schneidvorrichtung der Baumschere nach 5 tragenden Stange.
Die Baumschere, die in 1 in ihrer Gesamtheit dargestellt ist, weist eine Stange 1 auf, die auch als Gerätestiel bezeichnet werden kann. Die Stange 1 hat ein unteres Endteil 2, an dem das Gerät entweder von Hand getragen in einen Tragegurt eingesteckt oder auf einen Untergrund aufgesetzt werden kann, um beim Halten des Gerätes in die notwendige Richtung die vorzusehenden Schneidarbeiten, wie das Hochentasten oder Leitungsdurchtrennen, durchführen zu können.
An dem in der üblichen Gebrauchslage nach oben hin weisenden Ende trägt die Stange 1 eine Schneidvorrichtung 3, die aus einem fest mit der Stange 1 verbundenen ersten Scherenblatt und aus einem zweiten, beweglichen Scherenblatt 5 besteht, welches an dem ersten Scherenblatt 4 um eine Achse 6 schwenkbar gelagert ist. Die Schneidvorrichtung 3 ist in ihrer Offenstellung gezeigt, in die sich das bewegliche Scherenblatt 5 selbsttätig zurückschwenkt, sofern zwecks Auslösung des Schneidvorganges auf das Scherenblatt 5 eine in die Schneidkraft umzusetzende Schwenkkraft nicht ausgeübt wird.
Zur Durchführung des Schneidvorganges der Schneidvorrichtung 3 ist ein Zugaktor 8 vorgesehen, der mittels eines Zuggliedes 7 an einem Anlenkpunkt 16 des schwenkbaren Scherenblattes 5 angreift. Das Zugglied 7 ist am oberen Ende des Zugaktors 8 fest angesetzt, und das zweite aixale Ende des Zugaktors 8 ist mittels eines Halters 9 an der Stange 1 festgelegt. Von dem Unterende des Zugaktors 8 führt eine Druckluftleitung 10 zu einem Betätigungsventil 11, welches im unteren Endteil 2 der Stange 1 angeordnet ist.
In Ergänzung zu 1 zeigt 2 das Oberende der Baumschere mit der Schneidvorrichtung 3 und dem Zugaktor 8 in vergrößerter Darstellung. Das wesentliche Element des Zugaktors 8 ist eine schlauchförmige Membran 12, die ein Kontraktionssystem darstellt, indem sie sich bei Einbringen eines Überdrucks in das Membraninnere unter radialer Ausdehnung zusammenzieht. Die schlauchförmige Membran 12 ist an ihrem Oberende mittels einer Verschraubung 13 verschlossen, und diese Verschraubung 13 befindet sich an dem hubausführenden Ende der Membran 12 bzw. des Zugaktors 8 An der oberen Verschraubung 13 der Membran 12 ist das die Zugkraft auf das bewegliche Scherenblatt übertragende Zugglied 7 befestigt. Weiter weist die Membran 12 eine untere Verschraubung 14 auf, die an dem erwähnten Halter 9 festsitzend angeordnet ist. Bei dem Halter 9 handelt es sich um eine Konsole, die schwenkbar an der Stange 1 angeordnet ist, was an der in 2 dargestellten Schwenkachse 15 zu erkennen ist. Dadurch kann sich der gesamte Zugaktor 8 einschließlich dem Zugglied 7 in axialer Richtung auf den Anlenkpunkt 16 an dem beweglichen Scherenblatt 5 ausrichten, dessen Abstand zur Achsrichtung der Stange 1 sich mit der Schwenkung des Scherenblattes 5 ändert. Für den Anschluß der Druckluftleitung 10 (1) ist ein Nippel 17 in axialer Verlängerung an der unteren Verschraubung 14 der Membran 8 vorgesehen, um über die Druckluftleitung 10 das Innere der Membran 8 zwecks radialer Ausdehnung und entsprechender axialer Verkürzung mit Druckluft versorgen zu können.
Wie aus 1 weiter hervorgeht, kann die die Schneidvorrichtung 3 tragende Stange 1 aus mehreren Rohrabschnitten 18 bestehen, von denen einer in 3 wiedergegeben ist. Ein solcher Rohrabschnitt 18 hat an seinen Stirnenden Steckverbinder 19, die jeweils an ihrer einen Stirnseite einen zylinderischen Ansatz 20 und an ihrer gegenüberliegenden Stirnseite eine hohlzylindrische Aufnahme 21 aufweisen. Der Ansatz 20 ist mit seinem Außendurchmesser an den Innendurchmesser der Rohrabschnitte 18 und die hohlzylindrische Aufnahme 21 an den Außendurchmesser der Rohrabschnitte 18 angepaßt.
Das untere Endteil 2 der Stange 1, wie es bereits in 1 dargestellt ist, ist in 4 vergrößert wiedergege ben. Es hat eine Rohrwandung 22, die den gleichen Durchmesser wie die Rohrabschnitte 18 der Stange 1 hat. Die Rohrwandung 22 umschließt eine Druckluftspeicherkammer 23, in die der durch die Rohrwandung 22 hindurchgeführte Druckluftanschluß 31 mündet. Am Oberende des Endteils 2 sitzt ein Kopfstück 24, in welchem das Betätigungsventil 11 angeordnet ist. Bei seitlich an der Stange 1 verlegter Druckluftleitung 10 ist entsprechend der notwendige Anschluß 36 für die Druckluftleitung 10 seitlich aus dem Kopfstück 21 herausgeführt. Das Betätigungsventil 11 wird über einen Betätigungshebel 25 gesteuert, der außen an dem Endteil 2 der Stange 1 freiliegt. Zum einen kann über das Betätigungsventil 11 die von einem externen Aggregat über den Druckluftanschluß 31 und über die Druckluftspeicherkammer 23 gelieferte Druckluft über die Druckluftleitung 10 zu dem Zugaktor 8 hinleiten und von dort auch wieder freigeben, damit sich im letzteren Fall der Zugaktor entspannt und entsprechend bei radialem Zusammenziehen wieder längt.
Um ein unbeabsichtigtes Niederdrücken oder Ziehen des Betätigungshebels 25 zu vermeiden, ist eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen, die einen den Betätigungshebel 25 blokkierenden Sperrstift 26 aufweist. Der Sperrstift 26 kann von dem Eingriff in den Betätigungshebel 25 zurückgezogen werden, indem ein am Unterende des Endteils 2 befindlicher Entsicherungsdrücker 29 in axialer Richtung zum Kopfstück 24 des Endteils 2 hin eingedrückt wird. Über einen Umlenkhebel 28 wird daraufhin der Sperrstift 26 in achsparalleler Richtung entgegengesetzt der Schubstange 27 bewegt und rückt vom Betätigungshebel 25 ab. Die Schubstange 27 ist durch ein stirnseitiges, unteres Verschlußstück 35 der Rohrwandung 22 hindurchgeführt, und der fest mit der Schubstange 27 verbundene Entsicherungsdrücker 29 stützt sich an diesem Verschlußstück 35 mittels einer Rückstellfeder 30 ab.
5 zeigt eine Baumschere in ähnlicher Ausführung wie die nach den 1 bis 4, jedoch sind hier der Zugaktor 8 und die Druckluftleitung 10 koaxial im Inneren der Stange 1 angeordnet. Soweit es die übereinstimmenden Merkmale betrifft, sind für diese Baumschere die gleichen Bezugsziffern verwendet wie für die Baumschere nach den 1 bis 4.
Die Baumschere nach 5 hat eine ebenfalls aus mehreren Rohrabschnitten 18 bestehende Stange 1, die als oberen, die Schneidvorrichtung 3 tragenden Abschnitt ein rohrförmiges Gehäuse 32 aufweist, welches den gleichen Durchmesser wie die Rohrabschnitte 18 hat. In diesem Gehäuse 32 ist koaxial der Zugaktor 8 angeordnet, und am Oberende des Gehäuses 32 ist zunächst das Zugglied 7 koaxial herausgeführt und wird über eine Umlenkrolle 33 zu dem Anlenkpunkt 16 hin abgelenkt, der sich an dem beweglichen Scherenblatt befindet. Dies geht im einzelnen auch aus der vergrößerten Darstellung von 6 hervor. Die obere Verschraubung 13 der Membran 12 des Zugaktors 8 ist im Inneren des rohrförmigen Gehäuses 32 geführt, so daß die Hubausführung dieser Verschraubung 13 nicht behindert ist.
Wie weiter in 5 dargestellt ist, hat jeder der Rohrabschnitte 18 der Stange 1 einen koaxial sich hindurcherstreckenden Abschnitt (10_1–n ) der Druckluftleitung 10. Dies erfordert im Bereich der Steckverbinder 19, über die die Rohrabschnitte 19 aneinander angesteckt sind, Leitungskupplungen 34, die, wie 7 deutlich macht, aus Stecknippeln 34₁ und aus Steckbuchsen 34₂ bestehen. Daran sind die Abschnitte der Druckluftleitung 10 jedes Rohrabschnittes 18 angeschlossen, womit beim Zusammenstecken benachbarter Rohrabschnitte 18 die darin befindlichen Abschnitte der Druckluftleitung 10 durchgängig verbunden sind.
Das Endteil 2 der Stange 1 des Gerätes nach 5 ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie das Endteil 2 der Baumschere gemäß 1. Die Anpassung besteht hier lediglich darin, daß im Kopfstück 24 des Endteils 2 ein koaxial angeordnetes Kupplungsstück 37 für den Anschluß der Druckluftleitung 10 des angrenzenden Rohrabschnittes 18 der Stange 1 vorgesehen ist.
Die Baumscheren können auch zu anderweitigen Zwecken als Schneidwerkzeuge verwendet werden. So kommt im Bedarfsfall das Durchtrennen elektrischer Leitungen in Betracht, und hierfür wird insbesondere vorgesehen, die Stange 1 elektrisch zu isolieren. So kann zumindest einer der Rohrabschnitte 18 und/oder der Steckverbinder 19 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff bestehen, um bei Kontakt der Schneidvorrichtung 3 mit einer elektrischen Leitung die Spannung nicht bis zu demjenigen Teil der Stange 1 zu führen, der bei der Bedienung von Hand angefaßt wird.
Anders als in der Zeichnung dargestellt, kann die Stange 1 auch so ausgeführt sein, daß sie Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Insbesondere kann der obere Abschnitt 18 der Stange 1, sofern er den Zugaktor 8 aufnimmt, einen größeren Durchmesser als die übrigen Stangenabschnitte haben, falls der Zugaktor 8 mit entsprechender Leistung dies erfordern sollte. Gleiches gilt grundsätzlich auch für das untere Endteil 2 der Stange 1, welches ebenfalls Funktionsteile aufnimmt.
Anstelle der Schneidvorrichtung 3 kann ein anderes vom Zugaktor 8 betätigtes Werkzeug am Oberende der Stange 1 vorgesehen werden. Hierfür kommen Zangen- oder Preßwerkzeuge in Betracht, die einen ähnlichen Aufbau wie die Schneidvorrichtung 3 haben, indem sie zum einen eine feststehende Zangen- oder Preßbacke und zum anderen eine bewegliche Zangen- oder Preßbacke aufweisen.

Claims

Pneumatisch betätigbares, von Hand bedienbares Schneid-, Klemm- oder Preßwerkzeug, wie Baumschere, mit einer am Ende einer Stange (1) angeordneten, entsprechenden Arbeitsvorrichtung (3), wie einer Schneid-, Zangen- oder Preßvorrichtung, die ein bewegliches, sich zwecks Öffnung der Arbeitsvorrichtung (3) selbstätig rückstellendes Arbeitsglied (5), wie ein Scherenblatt, eine Zangen- oder Preßbacke, hat, und mit einem pneumatischen Aktor (8), der sich an der Stange (1) befindet und mit dem beweglichen Arbeitsglied (5) der Arbeitsvorrichtung (3) mechanisch verbunden und der an eine Druckluftquelle anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Aktor (8) ein Zugaktor ist und als Zugelement eine dehnfähige, schlauchförmige Membran (12) aufweist, deren Innenraum mit der Druckluftquelle mittels einer Druckluftleitung (10) pneumatisch verbindbar ist und die sich bei innerem Überdruck unter radialer Ausdehnung in axialer Richtung, zusammenzieht, wobei der Zugaktor (8) an der Stange (1) benachbart der Arbeitsvorrichtung (3) angeordnet und dessen Membran (12) mit ihrem einen axialen Ende an der Stange (1) festgelegt sowie mit ihrem zweiten axialen Ende mit dem beweglichen Arbeitsglied (5) der Arbeitsvorrichtung (3) mechanisch verbunden ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem von der Arbeitsvorrichtung (3) wegliegenden Ende der Stange (1) ein Druckluftanschluß (31) und ein damit pneumatisch verbundenes Betätigungsventil (11) befinden, welches mittels der Druckluftleitung (10) mit der Membran (12) des Zugaktors (8) verbunden ist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugaktor (8) in die Stange (1) integriert und die Druckluftleitung (10) im Inneren der Stange (1) angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugaktor (8) von einem rohrförmigen Gehäuse (31) umgeben ist, welches einen Endabschnitt der Stange (1) bildet.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugaktor (8) an der Außenseite der Stange (1) angeordnet und die Druckluftleitung (10) außen entlang der Stange (1) geführt ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (1) zumindest über einen axialen Abschnitt hinweg aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (1) aus zwei oder mehreren in axialer Richtung aneinander ansteckbaren Rohrabschnitten (18) besteht.
Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Inneren der Stange (1) angeordneter Druckluftleitung (10) die Rohrabschnitte (18) entsprechende Leitungsabschnitte (10_1–n ) und an ihren Enden Steckverbinder mit Kupplungen (34) für die Druckluftüberleitung haben.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem von der Arbeitsvorrichtung (3) abliegenden Ende der Stange (1) ein das Betätigungsventil (11) aufnehmendes, rohrförmiges Endteil (2) koaxial angesetzt ist, an dem ein Betätigungshebel (25) des Ventils (11) und in einem Abstand dazu ein mit dem Betätigungshebel (25) zusammenwirkender Entsicherungsdrücker (29) außenliegend angeordnet sind.
Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Endstück (2) eine Druckluftspeicherkammer (23) umschließt und daran der Druckluftanschluß (31) angeordnet ist.