DE1553665A1 - Kraftbetriebenes,elektronisch gesteuertes Werkzeug - Google Patents
Kraftbetriebenes,elektronisch gesteuertes WerkzeugInfo
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Description
(13a) REGENSBURG · ZOLLERSTRASSE
Named.Anm.: Arthur Briskman,
10 E-. 70th Street,
New York, New York, U.S.A.
Mein Zeichen: B 1122
L/Ma
Kraftbetriebenes, elektronisch gesteuertes Werkzeug
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, z.B. Schere mit Schneidklingen,- von denen eine im Verhältnis zur andern
beweglich ist, und enthält einen Motor und mechanische Getriebemittel für die bewegliche Klinge sowie ein Netzanschlußgerät
mit elektronischen Teilen zur Steuerung der Frequenz des Betätigungskreislaufs der Schere»
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf kraftbetriebene*
Handwei'kzeuge und besonders auf ? motorbetriebene Scheren»!
\ wie z.B, gewöhnliche Scheren, Zackenseheren, Metall-
: schneider oder dgl. Werkzeuge (aber ohne hierauf beschränkt
zu seifi), welche zwei zusammenwirkende unterbrechungsweise
bewegliche oder hin- und hergehende Klingen oder Glieder
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aufweisen, von denen eines ruhend ist, während das andere eine Scher- oder sonstige Betätigung re^enü
dem ersten Glied bzw. der ruhenden Klinge ausführt.
Motorbetriebene Schneidwerkzeuge sind schon vorgeschlagen
worden. Die bei solchen Werkzeugen auftretende Aufgabe besteht darin, daß Vierkzeuge dieser
Art wirkungsvoll, verhältnismäßig leichtgewichtig, sparsam und leicht und bequem mit einer Hand bedienbar
sein sollen. Sie sollen ferner in der Lage sein, eine große Anzahl verschiedener Stoffe zu schneiden und daher
ist es notwendig, die Möglichkeit zu haben, die Frequenz des Schneidkreislaufs solcher Scheren den verschiedenen
Erfordernissen der auszuführenden Arbeit anzupassen. Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Aufgaben
gelöst werden.
Die Erfindung besteht in neuen Merkmalen, baulichen
Anordnungen, der Kombination von Teilen und in VerVorrichtung besserungen, wie sie in Verbindung mit der/im folgenden
beispielsweise und zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt und beschrieben sind.
Ziele und Vorteile der Erfindung sind zu einem Teil im folgenden angegeben und werden zum andern Teil
daraus als naheliegend sich ergeben oder bei der
* 1»
praktischen Ausführung der Erfindung erkannt werden, ebenso wie das Gleiche für die Bauteile und Kombinationen gilt, die in den beigefügten Ansprüchen
hervorgehoben sind. 109882/0005
BAD ORIGINAL
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung
eines kraftbetriebenen Schneidwerkzeugs, z.B. einer Schere, welche vorzugsweise auswechselbare Klingen
oder ähnliche Glieder für verschiedene Schneid- oder sonstige Zwecke besitzt.
Weiterhin besteht ein Ziel der Erfindung in der Schaffung
einer motorisierten Schere mit einstellbarer elektronischer Steuerung zur Veränderung der Frequenz
•des Schneidkreislaufs.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines leichtgewiohtigen Schneidwerkzeugs der beschriebenen
Art, das bequem mit einer Hand bedient werden kann.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist
die Schaff tmp kraftbetriebener Scheren großer Wirksamkeit
und mit einfachem, kräftigem Aufbau.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Schaffung einer zweckmäßigen elektronisch gesteuerten motorgetriebenen,
hin- und hergehenden Schneidvorrichtung, die sehr wirtschaftlich hergestellt werden kann. Noch ein weiteres
Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Zeitverzögerungsmitteln in dem elektronischen Steuersystem zur Veränderung
der Schneidfrequenz.
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Verschiedene weitere und mehr ins einzelne gehende Zwecke, Merkmale und Vorteile werden klar ersichtlich
aus der unten gegebenen Einzelbeschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, welche die
Darstellung ergänzen und die nur als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung veranschaulichen.
Die Erfindung enthält ein kraftbetriebenes, elektronisch gesteuertes von Hand zu betätigendes Werkzeug wie z.B.
eine Schere, einen Metallschneider oder ein ähnliches Werkzeug (aber ohne Beschränkung hierauf), das zwei
zusammenwirkende Klingen oder Glieder enthalt, von denen eines auf einem Tragkörper ruhend befestiget ist
und das andere schwenkbar und unterbrechungsweise beweglich oder hin- und hergehend gegenüber den ruhenden
Glied oder der Klinge befestigt ist und im Falle, daß die Glieder Klingen sind, eine Schertätigkedt zusammen
mit der ruhenden Klinge ausführt. Ein Motor sowie Antriebsmittel, welche den Motor und das schwenkbar
hin- und herbewegliche Glied oder die Klinge verbinden, sind angetrieben oder 4-s4- ndt ihnen verbunden.
Die bewegliche Klinge besitzt einen geschlitzten Fortsatz, der mit einem im Abstand befindlichen Vorsprung
auf den llockenmitteln in Eingriff kommen kann, wobei
die letzteren e5ne Nooke oder nockenartigen Vorsprung
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an ihrem Umfang aufweisen. Die Nockenmittel, der
Schlitz und die schwenkbar beweglich befestigte Klinge vollführen eine gleitende Kurbelarmbewegung.
Elektrische Schaltmittel (z.B. ein Mikroschalter) sind vorgeseh-en und geeignet^während der Drehung
der Nockenmittel unterbrechungsweise durch die Nocken betätigt zu werden. Der Motor empfängt seinen Kraftstrom
über Relaiskontakte und die bewegliche Klinge arbeitet hin- und hergehend oder unterbrechungsweise
infolge der Drehung der Nocken mit ihrem erwähnten Vorsprung bzw. Antriebszapfen, der in Eingriff mit
dem geschlitzten Klingenarm ist. Die elektronische Einrichtung enthält vorzugsweise eine Potentiometersteuerung
und eine Kapazität oder eine Mehrzahl von Kapazitäten verschiedenen Wertes, von denen irgendeiner
ausgewählt werden kann. Die Kapazität wird über" einen Gleichrichter (Diode) und einen Widerstand aufgeladen.
Wenn die Drehung der Nockeneinrichtung bewirkt, daß die Nooke den Mikroschalter öffnet, entlädt
sich die Kapazität in die Induktanz der Relaisspule, welche den Motorkreis unterbricht und den Motor anhält.
Die Zeit während der der Motor stromlos oder abgeschaltet ist, ändert sich mit dem Wert der Kapazität,
welche die Relaisspule speist. Bei Benutzung einer Kapazität und Steuerung eines Potentiometers besitzt
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das letztere vorzugsweise einen so hohen \-"iderstand,
daß, wenn der gesamte Widerstand benötigt wird, die
Kapazität sich nicht entladen kann und die Tf'tirVeit
fortlaufend ist. Ebenso ist, je ferin^er der L.'irlerstand
ist, um so schneller die Kapazitr'tsentladun^
und um so kürzer der Zeitkreislauf. Tin U^kehrschalter
ist vorgesehen, so daß, falls die Scherenklinrren infolge
von Überlastung klemmen, der Schalter augenblicklich
betätigt wird, den Strom umkehrt und demgemäß den Motor umkehrt, um die Klingen zu öffnen.
In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen v/erden die Teile aus Zweckmäßigkeitsgründen durch
besondere Namen bezeichnet, aber diese Kar.en sollen
bei ihrer Anwendung ganz allgemein auch ähnliche andere Teile bezeichnen, wie es der Stand der Technik
erlaubt. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche Teile in den einzelnen Figuren der Zeichnungen.
Von diesen zeigen:
Fig. 1 ein kraftbetrieberies Schneidwerkzeug genäß der Erfindung, bei diesem Beispiel als Zackenschere
dargestellt, und den zugehörigen Kraftteil, nach Entfernung des Gehäusedeckels,
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Fit*. 2 eine Draufsicht auf die Schere gemäß- Fig. 1
mit entfernten* Deckel,
Fir. 3 die mechanische Antriebsvorrichtung in Explosivdarstellung, ■
Fig. M- ein auswechselbares Paar von Zackenscherenklingen,
Fif7. 5 ein auswechselbares Paar von geraden Scherenklingen,
Fi-7. 6 ein auswechselbares Paar von Metallschneideklingen, Fig. 7 das elektrische S ehalt schema des Kraftteils
gen<"ß Fig. 1,
Fir· 8 das Scha]tschena des Kraftantriebs der Vorrichtung
Fir· 8 das Scha]tschena des Kraftantriebs der Vorrichtung
nach Fig. 1,
Fig. 9 eine Abwandlung der Relais- und Induktanzspeisung.
Fig. 9 eine Abwandlung der Relais- und Induktanzspeisung.
Pezurnehnend mehr im einzelnen auf die Zeichnungen, die
ein bevorzugtes Ausfvhrungsbeispiel zur Verwirklichung der Erfindung darstellen, ist in Hg. 1 eine kraffbetriebene
Schere durch das allgemeine Bezugszeichen 10 p-ekennzeichnet. Auf einer Grund- oder Tragplatte 11 ist
eine ruhende Klinge 12 befestigt, welche durch Schrauben
13 oder dgl. derart gehalten wird, daß sie bequem gegen
eine andere Klinge der in den Fig. M-, 5 und 6 dargestellten
Art oder irgendein sonstiges gewünschtes V?erkzeug oder Glied auswechselbar ist. Eine bewegliche Klinge
14 ist schwenkbar auf einen Stift 15 zum Betätigungseinrriff
mit Klinge 12 gelagert. Die bewegliche Klinge int ebenfalls benuen auswechselbar. Die bewegliehe
llinge IM ho^itzt ninen. Arn oder Fortsatz IB9 der sich
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von dem Schwenkzapfen 5 wegerstreckt. Der Fortsatz 16
besitzt einen Schlitz 17 an seinem Ende.
Ein Getriebegehäuse 18 ist ferner auf der Grundplatte 11 in solcher Weise angeordnet, daß ein Zwischenraum zwischen
der Grundplatte 11 und der Rückwand des Gehäuses 18 verbleibt. Eine waagerechte Welle 19 ist im Gehäuse 18 untergebracht
und erstreckt sich durch die Rückwand des Gehäuses 18 in den Zwischenraum zwischen der Grundplatte 11 und
der Rückwand des Gehäuses 18. Ein Schneckenrad 20 ist auf der Welle 19 im Gehäuse 18 befestigt. Eine Nockenvorrichtung
ist vorgesehen, die als Scheibe 21 mit einem nockenartigen Vorsprung 22 an ihrem Umfang dargestellt ist.
Die Scheibe 21 ist auf der Welle 19 im Zwischenraum zwischen der Grundplatte 11 und der Rückwand des Gehäuses 18 befestigt.
Ferner ist ein Vorsprung oder Zapfen 23 vorgesehen, der sich seitwärts von der Scheibe 21 erstreckt und auf ihr
in einem bestimmten Radius, d.h. im Abstand vom Mittelpunkt, befestigt ist. Der Zapfen 23 greift in den Schlitz 17 des
Armes oder Fortsatzes 16 der beweglichen Klinge 14. Die Scheibe 21, der Antriebsstift 23, Schlitz 17 und die schwenkbar
beweglich gehaltene Klinge 14 bilden ein Kurbelgetriebe. Eine Welle 24 ist im Gehäuse 18 in einer Richtung senkrecht
zur Welle 19 gelagert. Eine Schnecke 2 5 ist auf der Welle 24 angeordnet und greift antreibend in das Schneckenrad 20.
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Die Welle 24 ist durch Kupplungsmittel (angedeutet als
eine spiralige Federkupplung 26).mit der Welle 27 des
Elektromotors 28 gekuppelt, der auf der Grundplatte 11 befestigt ist. Ein Mikroschalter 37 ist über der Scheibe
derart angeordnet, daß die Mockenmittel 22 den Mikroschalter 37 betätigen können. Ein elektrischer Schalter
29 ist auf der Grundplatte 11 befestigt, um den Motor 28 ein und auszuschalten sowie die Drehrichtung des Motors
umzukehren. Ein geeigneter Deckel kann den Motor und mechanische und sonstige wünschenswerte Teile umschließen.
Die Betätigung des Motors 28 wird elektronisch gesteuert
durch eine Schalteinheit 30, die an irgendeine elektrische '-Jechselstromkraftquelle angeschlossen werden kann, z.B.
bei 117 an eine Spannungsquelle mit Hilfe eines Steckers (Fig. 7). Das IJetzanschlußgerät 30 enthält einen Abwärtstransformator
32, einen Vollweggleichrichter 33 oder andere vergleichbare Mittel, ferner ein Relais 34, eine Diode
oder andere vergleichbare Mittel, einen Widerstand 36 und vorzugsweise eine Kapazität 46 sowie einen einstellbaren
Widerstand oder eine Potentiometersteuerung 47 für die Steuerung des Arbeitskreislaufes der unterbrechungsweise
oder hin- und her beweglichen Klinge. In dem in Fig. 8 dargestellten Beispiel werden die folgenden Werte benutzt:
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Trans forma tor spannung sekundär: 0 Volt, r;li Verstand 36:
200 Ohm , Kapazität 46: 20 mf, Potentiometer 47, voller
Widerstand: 25 000 Ohr und Relaisinduktanz 44: 5000 ohr
Ferner sind ein elektrischer Schalter 41 für die Ein- und Ausschaltung des Netzanschlußgerätes 30 und eine
Überwachungslampe 42 vorgesehen. Das Netzansohlu-gerät
ist durch ein Kabel 43 an den Motor 28, Hikroschalte-r
und Umkehrsehalter 29 angeschlossen. Die Anschlüsse
v, w, x,. y, ζ des Netzanschlußgerätes 30 stellen über eine geeignete Steckbuchsenanordnung (nicht dargestellt)
elektrische Verbindungen mit den entsprechenden Anschlüssen v1, x1, yf, z1 (Fig. 8) her. An Stelle der Kapazität
und des Potentiometers 47 können auswählbare Kapazitäten 37, 38 und 39 verschiedener Vierte für die Einstellung
der Verzögerung bzw. der Laufzeit des Arbeitskreislaufes verwendet werden. Diese Kapazitäten können durch einen
Wahlschalter 40 geschaltet werden.
Wie vorher erwähnt, können die Klingen 12 und 14, die in den Figuren 1 und 2 als Zackenscherenklingen dargestellt
sind, bequem gegen Zackenscherenklingen geräß Fig. 4 oder mit geraden Klingen gemäß Fig. 5 oder mit
Metallschneiderklingen gemäß Fig. 6 ersetzt werden. Es ist naheliegend, daß auch andere Klingen oder Glieder
für verschiedene andere Zwecke bei der Vorrichtung
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entsprechend der Erfindung benutzt werden können, z.3. nietköpfe für kleine Mieten, welche kalt eingepreßt werden.
Die elektronische Steuerung wirkt folgendermaßen:
■Jenn das Netzanschlußgerät an eine übliche 110 Volt-Kraftquelle
angeschlossen und der Schalter 41 geschlossen wird, kann"der Motor 28 durch Schließen des Schalters
gespeist werden. Der Motor 28 nimmt eine niedrige Spannung und zwar f?ieichgerichteten Strom aus dem Vollweg oder
Brückengleichrichter 33 über das Relais 34 auf und die Scherenklinre 14 wird dadurch betätigt. Wenn die in Fig.
dargestellte Abwandlung benutzt wird, wird eine der drei Kapazitäten 37, 38, 39 durch den Auswahlschalter 40
eingeschaltet und über die Diode 35 und Widerstand 36 geladen. VIenn die Nockenscheibe 21 eine volle Umdrehung
ausgeführt hat, öffnet die Nocke 22 den Mikroschalter
und die Kapazität entlädt sich in die Induktanz 44 des
Relais 34, Vielehes dadurch öffnet und den Motorkreis
unterbricht. Nach Entladung des Kondensators kehrt Relais 34 in seine Anfangsstellung zurück und dadurch wird der
Motor 28 wieder angelassen. Wenn die Nocke 22 am Mikroschalter 31 vorbeikommt, wird die Kapazität erneut durch
die Diode 3 5 geladen und dadurch der Motor 28 gestoppt und der Kreislauf beginnt von neuem. Die Zeit während
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der der Motor 28 ausgeschaltet ist, rindert sich mit
den Wert der Kapazität, welche die Spule 14 des Feiais
34 speist. Bei Benutzung der bevorzugten Ausführungäbrm
der Fig. 8 besitzt das Potentiometer 4 7 e5.nen so hohen Widerstand, daß, wenn durch Bewegung des Schaltarms 4fi
der ganze Widerstand benutzt wird, die Kapazität 4 6 sich nicht entladen kann, der Motor läuft dann weiter
und Klinge 14 wird dauernd hin- und hergeführt. Je weniger Widerstand in das Potentiometer 47 einbezogen
ist, um so schneller wird die Kapazität 4 5 entladen und um so schneller ist der Arbeitskreislauf.
Demgemäß wird die bewegliche Klinge 14 in einem Kreislauf bzw. hin- und hergehend betätigt mit wechselweisem
Schneiden/Ruhen / Schneiden usw. Dabei kann die Ruhezeit durch die Einstellung der Kapazität-Potentiometersteuerung
(Fig. 8) oder durch Auswahl der Kapazität (Fig. 9) verändert werden. Wenn aus irgendeinem Grunde
eine Überlastung der Klingen eintritt oder die Klingen sich verklemmen, kann die Drehrichtung des Motors 28
durch Betätigung des Umkehrschalters 29 umgekehrt werden, wodurch die Klingen geöffnet werden und der Benutzer
das Hindernis entfernen kann.
Obwohl die Erfindung mit Bezugnahme auf ein bestimmtes bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben und erläutert
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wurde, das befriedigende Ergebnisse liefert, ist es für die Fachleute doch selbstverständlich, daß nach
Kenntnisnahme des erfinderischen Grundgedankens verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen
vierden können, ohne den Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung zu verlassen und es sollen daher
durch die anliegenden Ansprüche alle solche Änderungen und Abwandlungen mit umfaßt werden.
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Claims (14)
1. Kraftbetriebenes elektronisch gesteuertes r7erkzeu<7
mit einen ruhenden Glied und einen1 schwenkbar ^elarer
beweglichen Glied, dadurch gekennzeichnet, daß das
bewegliche Glied (I1O nit dem ruhenden Glied (12)
in zusammenwirkender. Eingriff ist und da?-, ein Motor
(28) sowie Getriebemittel (20, 25) zur Verbindung des Motors (28) mit dem beweglichen Glied (12) und
elektronische Mittel (30) für die Steuerung der hin- und hergehenden Bewegung des beweglichen Gliedes (14)
vorgesehen sind.
2. tJerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß durch die elektronischen Mittel (30) der Motor (28) ein- und ausgeschaltet wird, um die hin- und hergehenden
Bewerbungen des beweglichen Gliedes (14)
zu bewirken.
3. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das ruhende Glied (12) an einem Tragkörper (11) für die Gesamteinrichtung befestigt ist
bzw. einen Teil desselben bildet.
4. Werkzeug nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor (2R) an dem Tragkörper (11) befestigt ist.
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5. Werkzeup nach den Ansprüchen 1 - M-, dadurch gekennzeichnet,
dfiP mindestens eines der .'erkzeupplieder
(12, I1O zwecks Ersatz durch ein anderes f.lied
lösbar ist.
b. V'erlrseu^ nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet,
da0· eine Uockeneinrichtum; (21, 22) vorpe-Se1IeIi
ist, die nit der elektronischen Einrichtung (30) zusa:T enarbeitet, um die "in- und rierbeve^unp des beweqlichsn
C-'liedes (I1O zu steuern.
7. werkzeug nach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mockeneinrichtunp; (21, 22) mit der
eloktroni.schen Einrichtunp, (30) so zusammenwirkt,
dai der i'otor (2;5·) ein- und ausgeschaltet *ri.rd.
3. ',.erkzeup nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet,
dan eine erste Schalteinrichtung (31) für den Motor (20) vorgesehen ist und die Ilockeneinrichtun^
(21, 22) p.it den Schalter (31) und dieser mit den elektronischen mitteln (30) für die steuerung des
üotors (2'"O und die Hin- und Eerbeweguno, des beweglichen
Gliedes (IU) zusammenwirkt.
9. ''erkzeup nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet,
da" ein zweiter Schalter (29) für die Drehrichtun-.sunekehr
des Motors (23) vorgesehen ist.
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10. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 - 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nockeneinrichtung (21, 22) einen sich seitwärts erstreckenden Vorsprung (23) im Abstand
von ihrem Mittelpunkt Besitzt und das bewegliche Glied (14) einen Ansatz (16) aufweist, der mit der
Vorsprung (23) in Eingriff kommen kann.
11. Werkzeug nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (16) des beweglichen Gliedes
(14) einen Schlitz (17) aufweist, welcher den Vorsprung (23) der Nockeneinrichtung (21, 22) aufnimmt.
12. Werkzeug nach den Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einrichtung (30) ein
Netzanschlußgerät enthält, das an den Motor angeschlossen ist und ein Relais (34, 44) sowie einen ersten
Gleichrichter (33) aufweist, der mit dem Relais (34, 44) und dem Motor (28) verbunden werden kann sowie mindestens
"eine Zeitverzögerungskapazität (46), ferner einen zweiten
Gleichrichter (3 5) für die Ladung der Kapazität (46) und daß die Betätigung des ersten Schalters (31) durch
Einwirkung der Nockeneinrichtung (22) auf ihn bewirkt, daß das Relais (34) sich öffnet und den Motor (28) anhält,
bis die Kapazität (46) durch den zweiten Gleichrichter (35) wieder aufgeladen ist.
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13. Werkzeug nach den Ansprüchen 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe eine Welle (19) und ein
Schneckenrad (20) auf ihr sowie eine Schnecke (25) auf der Motorwelle (24) enthält und daß die Schnecke (25)
mit den Schneckenrad (20) im Antriebseingriff ist, daß ferner auf der Welle (19) eine Scheibe (21) und
ein Stift (23) auf dieser vorgesehen sind, der sich senkrecht zur Scheibenfläche (21) erstreckt und daß
die bewegliche Klinge (14) einen Fortsatz (16) mit einem Schlitz (17) aufweist, in welchen der Stift
(23) gleitend eingreift.
14. VJerkzeug nach den Ansprüchen 1 - 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektronische Steuereinrichtung (30) eine Mehrzahl von Zeitverzögerungskapazitäten (37, 38, 39)
und einen Auswählschalter (40) für das Ein- und Ausschalten der Kapazitäten enthält.
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