DE19838080C2 - Vorrichtung zur Bodenbearbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum manuellen Lockern von vor­ zugsweise Gartenböden.

In dem Bestreben, die körperliche Anstrengung zu vermindern, sind zum o. g. Zweck verschiedenste Vorrichtungen bekannt. Der der Erfindung nahe­ liegende Stand der Technik betrifft Vorrichtungen mit einem krallenartigen Arbeitskopf am Unterende und einem Doppelhebel am Oberende, wobei der Arbeitskopf mit dem Doppelhebel über eine Stange verbunden ist. Die Vorrichtung wird mit dem Arbeitskopf auf den zu lockernden bzw. zu be­ arbeitenden Boden aufgesetzt und anschließend mit beiden Händen an dem Doppelhebel verdreht. Nach den Angaben einiger Hersteller soll diese Tä­ tigkeit die Wirbelsäule des Menschen wenig belasten und die Arbeit er­ leichtern. Nach diesem Prinzip sind daher eine Reihe von Vorrichtungen entwickelt worden.

Die DE 196 02 202 offenbart ein Bodenvertikutier- und Jätegerät vorste­ hend beschriebener Art mit einer speziellen Geometrie des Arbeitskopfes. Die am Arbeitskopf vorgesehenen Zinken sind flach und so ausgebildet, daß ein guter Lockerungseffekt entsteht. Ein Zentralzinken soll ein seitli­ ches Auswandern des Arbeitskopfs während der Drehbewegung verhin­ dern. Eine ähnliche Vorrichtung ist auch in der EP 0 700 631 gezeigt.

Beide Vorrichtungen sind dadurch gekennzeichnet, daß die drehende Ar­ beitsbewegung über den Doppelhebel eingeleitet wird. Vom Hersteller die­ ser Geräte wird angenommen, daß die Drehbewegung vorzugsweise mit den Armen erzeugt wird und daher die Wirbelsäule kaum belastet wird. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß nach längerem Arbeiten die Wirbelsäule er­ heblich belastet wird, insbesondere dann, wenn bei Nachlassen der Arm­ kräfte der ganze Körper mitgedreht wird. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 3 gezeigt.

Der nächstliegende Stand der Technik ist in der FR 2 720 890 offenbart. Offensichtlich hat der Erfinder vorstehend erläuterte Probleme erkannt und versucht deren Beseitigung mittels eines Fußantriebs. Dieses Gartenwerk­ zeug hat einen waagerechten, doppelseitigen Haltegriff, an dem ein Ver­ bindungsrohr befestigt ist. In dem Verbindungsrohr ist eine mit dem Ar­ beitskopf verbundene Stange mit einem Bewegungsgewinde drehbar an­ geordnet. Das Bewegungsgewinde ist eine Spiralnut, in der ein am Innen­ umfang des Verbindungsrohres befestigtes Eingriffselement im Eingriff steht. Am unteren Endabschnitt des Verbindungsrohres ist eine Fußraste zum Aufstellen des Fußes angeordnet. Zur Benutzung dieser Vorrichtung wird der Haltegriff mit beiden Händen festgehalten und mit dem Fuß die Vorrichtung in den Boden gedrückt, wobei sich der Arbeitskopf drehen soll.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Funktion dieses nächstliegenden Standes der Technik weiter zu verbessern.

Die Aufgabe wird mit der Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst.

Nach Anspruch 1 wird eine Vorrichtung zur Bodenbearbeitung bereitge­ stellt, die einen Haltegriff, eine Teleskopstange, einen drehbaren Arbeits­ kopf zur Bodenbearbeitung und einen Fußantriebsmechanismus aufweist. Erfindungsgemäß ist eine Abstützvorrichtung in naher Lagebeziehung zu einem krallenartigen Arbeitskopf vorgesehen, die in Wirkverbindung mit dem zu bearbeitenden Boden das Drehmoment, das bei einer Arbeitsbewegung des Arbeitskopfes entsteht, aufnimmt. Die Abstützvorrichtung ist mit dem unteren Endab­ schnitt der inneren Teleskopstange fest verbunden.

Weiterhin ist ein Antriebsmechanismus mit folgenden Merkmalen vorgese­ hen: Ein Kragarm ist am unteren Endabschnitt der inneren Teleskopstange befestigt und erstreckt sich seitwärts. An seinem äußeren Endabschnitt ist ein Gelenkpunkt vorgesehen. Ein Winkel-Schwenkhebel mit einem langen und einem kurzen Schenkel ist an dem Gelenkpunkt drehbar angeordnet, wobei der Gelenkpunkt des Winkel-Schwenkhebels näherungsweise im Schenkelschnittpunkt liegt. Am Endabschnitt des kurzen Schenkels ist ein Anlenkpunkt für eine Koppelvorrichtung vorgesehen, die mit dem Arbeits­ kopf in Wirkverbindung steht. Wenn der lange Schenkel mit dem Fuß nie­ dergedrückt wird, schwenkt der kurze Schenkel aus und wirkt auf die Koppelvorrichtung, die den Arbeitskopf um einen vorbestimmten Winkel dreht. Damit der Winkel-Schwenkhebel nach einem Arbeitshub wieder in seine Ausgangslage zurückgedrückt wird, ist eine Rückstellfeder vorgese­ hen.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Drehmoment des Arbeits­ kopfes nicht wie bei herkömmlichen Vorrichtungen auf den Haltegriff über­ tragen wird. Damit muß die Bedienperson keine Gegenkraft aufbringen, wodurch eine Torsionsbelastung der Wirbelsäule vermieden wird. Ein wei­ terer Vorteil besteht auch darin, daß die Vorrichtung durch die Gewichts­ kraft der Bedienperson angetrieben wird. Somit werden lediglich Muskel­ gruppen beansprucht, die beim Menschen ohnehin gut ausgebildet sind.

Nach Anspruch 2 ist die Abstützvorrichtung zinkenförmig ausgebildet. Das ermöglicht das Eindrücken der Abstützvorrichtung ohne großen Kraftauf­ wand.

Nach Anspruch 3 weist der Antriebsmechanismus einen Sperrklinkenme­ chanismus mit einer einseitigen Freilaufeigenschaft auf, dessen Funktion nachfolgend erläutert wird. Wenn der Schwenkhebel mit dem Fuß nieder­ gedrückt ist, wurde der Arbeitskopf um einen vorbestimmten Winkel ver­ schwenkt. Wird der Fuß angehoben, drängt die Rückstellfeder den Schwenkhebel in die Ausgangsstellung, ohne daß sich der Arbeitskopf bewegt. Damit wird es möglich, mehrere Arbeitshübe hintereinander aus­ zuführen, ohne die Vorrichtung aus dem Boden entfernen zu müssen. Dem Fachmann sind eine Reihe geeigneter äquivalenter Vorrichtungen bekannt, die anstelle des Sperrklinkenmechanismus einsetzbar sind, so daß je nach Anforderung ohne erfinderische Tätigkeit eine geeignete Vorrichtung aus­ gewählt werden kann.

Nach Anspruch 4 ist die Koppelvorrichtung als Zugstange ausgebildet und am Umfang des Arbeitskopfes angelenkt. Diese Ausführungsform ist be­ sonders leicht herstellbar, kostengünstig und robust.

Nach Anspruch 5 weist der Antriebsmechanismus eine nichtlineare Kraft- Weg-Kennlinie auf, wodurch folgende positive Wirkung erzielt wird: Wenn die Vorrichtung zur Bodenbearbeitung in einem festen Boden eingestochen ist, wird eine relativ große Kraft benötigt, um das Losbrechmoment zu überwinden, d. h. bis sich der Arbeitskopf um einen kleinen Winkelbereich gedreht hat. Es ist daher vorteilhaft, wenn beim Niederdrücken des Winkel- Schwenkhebels am Anfang ein großes Übersetzungsverhältnis vorliegt, d. h., wenn der Hebel einen vorbestimmten Weg niedergedrückt wird, dreht sich der Arbeitskopf nur um einen sehr kleinen Winkel, jedoch mit einer großen Kraft bzw. mit einem großen Drehmoment. Wenn der Boden bereits etwas gelockert ist, kann der Schwenkhebel tiefer getreten werden. In die­ sem Bereich wird das Übersetzungsverhältnis zunehmend kleiner, d. h. der Drehwinkel des Arbeitskopfes wird bei vorbestimmter Weglänge am Schwenkhebel größer. Dadurch wird gewährleistet, daß auch Personen mit geringeren oder nachlassenden Körperkräften einen festen Boden bearbei­ ten können. Es bedarf für den Fachmann keiner weiteren Erläuterung, daß vorstehend beschriebene nichtlineare Übersetzungen durch unterschiedli­ che Maßnahmen erzeugt werden können, die lediglich durch konstruktives fachmännisches Tun bereitgestellt werden können.

Nach Anspruch 6 weist der Antriebsmechanismus ein veränderbares Über­ setzungsverhältnis auf, das durch einfache geometrische Veränderungen an den Kraftübertragungselementen bewirkt wird. So kann z. B. der An­ lenkpunkt der Zugstange am Arbeitskopf radial nach innen oder nach au­ ßen verlegt werden. Die entsprechenden Wirkungen sind dem Fachmann klar und werden daher nicht weiter beschrieben.

Nach Anspruch 7 ist der Arbeitskopf austauschbar befestigt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt die Vorderansicht einer Ausführungsform der Er­ findung.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Detailansicht von der Ausführungsform nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt ein herkömmliches Bodenbearbeitungsgerät.

Fig. 1 zeigt die Vorderansicht einer Ausführungsform der Erfindung. Die Vorrichtung zur Bodenbearbeitung hat einen Haltegriff 1, der am oberen Ende der Außenstange 2a einer zweiteiligen Teleskopstange 2a, b befestigt ist. Am unteren Ende der Innenstange 2b ist ein Arbeitskopf 3 drehbar an­ geordnet, der mit einem Antriebsmechanismus 4 um einen vorbestimmten Winkel geschwenkt wird. Eine aus zwei Zinken gebildete Abstützvorrich­ tung 5 ist in naher Lagebeziehung zum Arbeitskopf 3 an dem unteren En­ dabschnitt des Innenrohres 2b der Teleskopstange befestigt. Der An­ triebsmechanismus 4 besteht im wesentlichen aus einem Winkel- Schwenkhebel 6 mit einem langen Schenkel 6a und einem kurzen Schenkel 6b. Am unteren Endabschnitt der Stange 2b ist ein sich seitwärts erstrec­ kender Kragarm 7 befestigt, an dessen Außenende ein Gelenkpunkt 8 an­ geordnet ist.

Aus der Fig. 2 wird deutlich, wie der Schwenkhebel an dem Kragarm 7 z. B. mittels eines Bolzens schwenkbar befestigt ist. Am Ende des kurzen Schenkels 6b ist ein Anlenkpunkt für die Koppelstange 9 vorgesehen, die mit ihrem anderen Ende mit dem Arbeitskopf 3 über einen Sperrklinkenme­ chanismus 11 in Wirkverbindung steht. Damit der Winkel-Schwenkhebel beim Niederdrücken nicht seitlich verkantet, wird er an dem Außenrohr 2a geführt. Dazu ist der lange Schenkel 6a in dem Abschnitt, in dem er die Teleskopstange 2 schneidet, geteilt, so daß die Teleskopstange innerhalb des langen Schenkels verläuft und dadurch seitlich geführt wird. In der Teleskopstange ist eine Druckfeder zum Rückstellen des Winkel- Schwenkhebels angeordnet, der dadurch nach dem Arbeitshub wieder in seine Ausgangslage zurückgedrückt wird. Fig. 2 zeigt, daß der lange Schenkel 6a mittels eines am Außenrohr 2a befestigten Mitnehmers 12 aufwärts gedrückt wird, wenn die Druckfeder das Außenrohr 2a aufwärts drückt. Zur Verbesserung der Funktion und insbesondere zur Verminde­ rung von Reibung ist gegenüber dem Mitnehmer 12 am Außenrohr 2a ein Rollengegenhalter 13 vorgesehen. Durch diese Maßnahmen wird der Win­ kel-Schwenkhebel 6 optimal geführt, wodurch eine hohe Funktionssicher­ heit des ganzen Antriebsmechanismus bewirkt wird.

Die vorteilhafte Wirkung des Sperrklinkenmechanismus wird nachfolgend durch die Funktionsbeschreibung näher erläutert: Die Vorrichtung wird so weit in den Boden gesteckt, daß die Zinken 5 einen sicheren Halt finden. Dann wird der lange Schenkel 6a, an dessen Ende eine Fußraste montiert ist, mit dem Fuß niedergedrückt. Dabei schwenkt der kurze Schenkel 6b auswärts und zieht die Koppelstange 9 ebenfalls in diese Richtung. Die Koppelstange 9 ist mit dem oberen Zahnkranz des Sperrklinkenmechanis­ mus verbunden und bewirkt somit eine Mitnahme des unteren Zahnkran­ zes, der mit dem Arbeitskopf 3 verbunden ist. Wenn der lange Schenkel 6a nicht mehr belastet wird, drängt die Druckfeder - wie beschrieben - das Außenrohr 2a aufwärts und führt den Winkel-Schwenkhebel 6 mit. Das ist jedoch nur möglich, wenn der Sperrklinkenmechanismus bei der Rückdre­ hung entkuppelt, so daß der Arbeitskopf nicht bewegt wird. Wenn erneut ein Arbeitshub ausgeführt wird, dreht sich der Arbeitskopf erneut um einen vorbestimmten Winkel.

Es ist dem Fachmann klar, daß die beschriebenen Baugruppen und Funk­ tionen auch modifiziert werden können. So ist es z. B. für bestimmte Ein­ satzfälle wünschenswert, wenn der Arbeitskopf nach jedem Arbeitshub seine Drehrichtung wechselt. In diesem Fall ist ein Sperrklinkenmechanis­ mus mit einer Richtungsumkehrvorrichtung einzusetzen. Solche Vorrich­ tungen sind aus der Getriebetechnik bekannt und sind lediglich für diesen Anwendungsfall zu dimensionieren. Für besondere Einsatzfälle kann es auch zweckmäßig sein, nach zwei Vorwärtsdrehungen eine Rückwärtsdre­ hung durchzuführen. Auch diese Funktion kann der Fachmann der ein­ schlägigen Fachliteratur für Getriebetechnik und mechanische Baugruppen entnehmen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Bodenbearbeitung mit:

• - einem Haltegriff (1),
• - einer Stange (2),
• - einem krallenartigen, um die Achse der Stange (2) drehenden Arbeitskopf (3) zur Bodenbearbeitung und
• - einem Antriebsmechanismus (4) für Fußbetätigung zum Drehen des Arbeitskopfes (3), dadurch gekennzeichnet, daß
• - eine Abstützvorrichtung (5) in naher Lagebeziehung zum Arbeitskopf (3) vorgesehen ist, die an dem unteren Endabschnitt einer zweiteiligen Teleskopstange (2a, b) so angeordnet ist, um in Wirkverbindung mit dem zu bearbeitenden Boden das Drehmoment, das bei einer Arbeitsbewegung des Arbeitskopfes (3) entsteht, aufzunehmen und
• - der Antriebsmechanismus (4) folgende Merkmale aufweist:
• - einen Winkel-Schwenkhebel (6) mit einem langen Schenkel (6a) und einem kurzen Schenkel (6b),
• - einen sich seitwärts vom unteren Stangenende erstreckenden Kragarm (7), der in naher Lagebeziehung zum unteren Endabschnitt der Stange (2b) an dieser befestigt ist,

wobei an dem sich auswärts erstreckenden Endabschnitt des Kragarms (7) ein Gelenkpunkt (8) angeordnet ist, an dem der Winkel-Schwenkhebel (6) in der Nähe seines Schenkelschnittpunktes schwenkbar montiert ist,

• - eine Koppelvorrichtung (9), die mit dem kurzen Schenkel (6b) und dem Arbeitskopf (3) in Wirkverbindung steht, um diesen bei Betätigung des Winkel- Schwenkhebels (6) um einen vorbestimmten Winkelbereich zu verschwenken,
• - eine Rückstellfeder, die so angeordnet ist, daß der Winkel-Schwenkhebel (6) nach einem Arbeitshub wieder in seine Ausgangslage zurückgedrückt wird und
• - eine Führung (10) zum Führen des Winkel-Schwenkhebels (6), wobei die Führung (10) am unteren Endabschnitt der Stange (2a) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützvorrichtung (5) zinkenförmig ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus (4) einen Sperrklinkenmechanismus (11) oder einen gleichwirkenden Freilaufmechanismus aufweist, der so angeordnet ist, daß bei mehrfachen Arbeitshüben der Arbeitskopf (3) nur in eine Richtung gedreht wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelvorrichtung (9) des Antriebsmechanismus (4) als Zugstange ausgebildet und am Umfang des Arbeitskopfes (3) angelenkt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus (4) eine nichtlineare Kraft-Weg- Kennlinie aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus (4) ein veränderbares Übersetzungsverhältnis aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskopf (3) austauschbar befestigt ist.