DE2506448B2 - Von Hand betätigte Rundeisenschere - Google Patents

Description

, Die Erfindung betrifft eine Rundeisenschere entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Derartige Rundeisenscheren dienen zum Zertrennen von beispielsweise Metalldrähten, Schrauben, Gewindestangen, Kabel u.dgl. Derartige Teile können beispielsweise auch aus gehärtetem Stahl bestehen, so daß ganz erhebliche mechanische Widerstandskräfte beim Zertrennen zu überwinden sind.

Die bekannten Rundeisenscheren gemäß Gattungsbegriff haben einen Kniehebelantrieb, wobei die beiden Betätigungsarme auf einer gemeinsamen Achse schwenkbar gelagert sind, die unabhängig von irgendeinem Träger ist Das Erfordernis, die beiden Betätigungsarmc auf ein und derselben Achse ohne sonstige Verbindung zu lagern sowie die Notwendigkeit, die Scherenblätter mit einer Einrichtung zu versehen, die eine symmetrische Öffnungsbewegung steuert, zwingt

ίο zum Einsatz unsymmetrischer Teile, was nicht nur den Herstellungspreis derartiger Rundeisenscheren erhöht, sondern darüber hinaus auch zu einer ungünstigen Kinematik führt, die zur Folge hat, daß entsprechend der nachfolgenden detaillierten Erläuterung anhand entsprechender Kurven der Benutzer gerade dann eine besonders große Kraft aufzubringen hat, wenn seine Arme weit auseinanderliegen, für ihn die Kraftaufbringung also besonders ungünstig ist
Bei einer per Fuß betätigbaren Schere (DE-GM 68 02 610), bei der einer der Arme mit dem Scherblatt einen einstückigen, unbeweglichen Block bildet, ist zwischen dem bewegbaren Arm und dem bewegbaren Scherblatt ein Gelenkhebel vorgesehen, wobei aber dieser Gelenkhebel gesehen vom Fußpedal vor dem Drehpunkt des betroffenen Armes liegt und die Schneide etwa mittig zwischen den beiden Gelenkpunkten des beweglichen Scherblattes sitzt Die Widerstandskraft wirkt also jeweils im Zwischenbereich zwischen der Schwenkachse und dem die antreibende Kraft aufnehmenden Arm-bzw. Hebelende. Die hiermit verbundene Kinematik führt wiederum dazu, daß die Scherblätter bei entsprechend wachsender Widerstandskraft durch Auseinanderpreizen der Arme aneinander angenähert werden, die höhere Kraft bei, übertragen auf eine von Hand zu betätigende Rundeisenschere, im für den Benutzer ungünstigen Armstellungsbereich aufzubringen wäre.

Es ist ferner eine feststehenden Schere (US-PS 26 65 755) mit nur einem Arm und einem Scherblatt bekannt, bei der ein Gelenkhebel als Verbindungsglied vorgesehen ist. Dieses ist jedoch so ausgestaltet, daß die Widerstandskraft im mittleren Bereich zwischen der Schwenkanlegung des Betätigungsarmes einerseits und dem die Kraft aufnehmenden Armende andererseits einwirkt wobei darüber hinaus das vordere Armende auf dem Niveau des vorderen Endes des Scherblattes liegt und insbesondere vor dessen Anlsnkpunkt am Träger. Die hieraus resultierende Kinematik führt bei Absenken des Betätigungsarmes zu einer Verlagerung

so des Aufbringungsbereiches der Schneidkraft längs des Scherblattes, die zu einem Abnehmen der Schneidkraft führt, so daß insoweit besonders günstige Verhältnisse vorhanden sind. Dabei ist es jedoch bekanntgeworden, zur Schaffung einer schwenkbeweglichen Verbindung zwischen einem Gelenkhebel und einem Teil der Schere am Gelenkhebelende eine zylinderförmige Erweiterung vorzusehen und diese in eine entsprechende Aussparung des entsprechenden Scherenteiles einzubetten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rundeisenschere der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß die Ausübung der Handkraft in einer günstigeren Hebelstellung ermöglicht wird.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

Die besonderen Vorteile dieser Lösung ergeben sich aus dem nachfolgenden, anhand der F i g. 1 bis 4 durchgeführten Vergleich zwischen den Kräfteverhältnissen an bisherigen Rundeisenscheren einerseits und

äiner Rundeisenschere gemäß der Erfindung andererseits.

Messungen an bislang bekannten Rundeisenscheren haben gezeigt, daß die an den Scherenblättern entwickelte Schneidkraft Fa unter Zugrundelegung eines konstanten Anwachsens der vom Benutzer aufgebrachten Kraft gemäß der konkaven Kurve A in F i g. 1 in etwa konkavem Verlauf bei Verringerung des Abstandes zwischen den Armen der Rundeisenschere anwächst Ferner haben die Messungen gezeigt, daß die Widerstandskraft Fr, die aus der Reaktion des zu zertrennenden Materials resultiert, in dem Maß, wie das Scherenblatt in das Material eindringt, ausgehend von Null schneller bis zu einem Maximalwert entsprechend dem Bruch des Materials anwächst und einer konvexen Kurve B, wie in F i g. 1 dargestellt ist, folgt, wobei die Kurve B die Kurve A in den beiden Punkten a und b schneidet

Die Kurve D in F i g. 2 zeigt die Veränderungen der menschlichen Kraft Fh, die auf dar Ende der Rundeisenscherenarme aufgebracht werden müßte, um die von der Kurve B dargestellte Kraft zu erreichen. Die Kurve D ist konkav und schneidet an zwei Punkten a\ und b\ eine Kurve C, die die Veränderungen der mittleren menschlichen Kraft Fm darstellt die vom Benutzer in Abhängigkeit vom Abstand e (F i g. 5) der Arme der Rundeisenschere voneinander aufgebracht werden kann. Soll ein Werkstück hoher Widerstandskraft zertrennt werden, stößt der Benutzer schnell auf einen erheblichen Widerstand entsprechend dem Punkt a\ (F i g. 2), von dem ab es für ihn erforderlich wäre, eine sehr viel größere Kraft bis zum Bruch aufzubringen, die schnell die menschliche Kraft übersteigt so daß man dann zu den üblichen Hilfsmaßnahmen greift, beispielsweise dergestalt daß man der Rundeisenschere während der Kraftaufbringung und bezogen auf ihre Längsachse eine hin- und hergehende Drehbewegung erteilt, was zu einem umgehenden Verschleiß der Schneiden und der Zerstörung des Rundeisenscherenmechanismus führt. Aus F i g. 2 ist ferner ersichtlich, daß der Materialbruch im Punkt b\ stattfindet, wenn also die menschliche Kraft gleich und anschließend größer wird als die Widerstandskraft. Der Bruch tritt also schon ein, wenn die Arme der Rundeisenschere und damit die des Benutzers noch in einem relativ großen Abstand voneinander liegen.

Damit ist dargelegt, daß bei den bislang bekannten Rundeisenscheren der Benutzer eine beträchtliche Kraft dann aufbringen muß, wenn seine Arme weit auseinanderliegen, während die Durchtrennung des Materials in einem Augenblick geschieht in dem der Abstand der Rundeisenscherenarme voneinander eine nennenswert größere Kraftaufbringung des Benutzers begünstigen würde.

Bei der erfindungsgemäßen Rundeisenschere neigt sich zwar jeder der Gelenkhebel mit seiner Längsachse bezüglich der Längsachse mindestens eines der Teile, mit denen er verbunden ist, um die Lageunterschiede zwischen den beiden letzteren zu kompensieren, behält aber bezüglich der Rundeisenschere selbst insgesamt in etwa eine konstante Neigungslage während des öffnens und Schließens bei, was zu einer besonders günstigen Vervielfachung der Antriebskraft und der Gleichmäßigkeit der Kraftübertragung auf die Scherenblätter führt Es ergibt sich die in F i g. 3 gezeigte Kurve A\, die aufzeigt, daß auf diese Weise die Schneidkraft Fa\ sehr progressiv ansteigt, wobei sie immer oberhalb der Widerstandskraft Fn liegt, die in der Kurve B\ dargestellt ist Die Kraft Fa\, die vom Benutzer aufgebracht werden muß, um ein Zertrennen des Materials zu erreichen, ist in F i g. 1 durch die Kurve A aufgezeigt Die Kurve Q in F i g. 4 entspricht identisch der Kurve C der F i g. 2, da sie die für den Benutzer gegebenen menschlich mögliche Kraft in Abhängigkeit vom Abstand der Rundeisenscherenarme und damit dem Abstand seiner Arme voneinander darstellt. Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ist die Verlagerung der Kurve A auf der Abszissenachse, die auf einer Begrenzung der öffnung der Rundeisenscherenarme auf eine Größe entsprechend den menschlichen Möglichkeiten resultiert verbunden mit einer Kinematik für die erfindungsgemäße Rundeisenschere, die vom Beginn des Schließens der Rundeisenschere an eine Kraft zu erreichen ermöglicht die deutlich über der liegt wie sie bei den üblichen Rundeisenscheren erreicht werden kann, wobei insbesondere die Kurve A die Kurve Q nirgends schneidet die Widerstandskraft also nicht größer als die Antriebskraft wird. Die Fig.4 zeigt ferner, daß entsprechend der Kurve A die aufzubringende Kraft Fa\ die erforderlich ist um zur Zertrennung des Materials zu gelangen, im hinteren Kurvenbereich bis zum Bruch in etwa konstant verläuft, wobei der Bruch im Punkt Z>j eine Kraft erfordert, die nur halb so groß ist wie diejenige, die bei den bisherigen Rundeisenscheren zur Erreichung des Bruches benötigt ist Infolge der sehr begünstigten Aufbringungsmöglichkeit für die menschlische Kraft kann somit einerseits die menschliche Ermüdung deutlich herabgesetzt werden und es ist im Bedarfsfall andererseits bei gleichem Kraftaufwand wie bisher die Möglichkeit gegeben, sehr viel widerstandsfähigere Materialien doch noch zu trennen.

Die in Anspruch 2 gekennzeichnete Ausgestaltung führt zu einer besonders einfachen Bauweise bei leichter Auswechselbarkeit der den Mechanismus bildenden Teile der Rundeisenschere,

Die in Anspruch 3 gekennzeichnete weitere Ausgestaltung verhindert, daß die Betätigungsanne der Rundeisenschere unter Überbrückung der Gelenkhebel direkt mit den Scherenblättern in Anlage kommen können.

Die in Anspruch 4 gekennzeichnete Ausgestaltung trägt dazu bei, daß besonders genau der Punkt maximalen Widerstandes des zu zertrennenden Materials mit dem Betätigungsarmabstand zusammenfällt, der der maximal günstigere für die menschliche Kraftaufbringung ist.

Die in Anspruch 5 gekennzeichnete Ausgestaltung legt den öffnungswinkel der Betätigungsarme der Rundeisenschere auf den Maximalwert fest, der als Ausgangspunkt für die Scherenschließung für die menschliche Anatomie noch geeignet ist.

Die in Anspruch 6 gekennzeichnete Ausgestaltung trägt in besonderem Maße zu einer symmetrischen Belastung der Scherenblätter und damit der Arme des Benutzers im Sinne einer möglichst günstigen Kraftaufbringung bei.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiei des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 bis 4 Kurvendiagramme der verschiedenen Kraftverläufe bei den bislang üblichen Rundeisenscheren der gattungsgemäßen Art und bei einer Rundeisenschere gemäß der Erfindung,

Fig.5 eine Draufsicht auf eine Rundeisenschere gemäß der Erfindung,

Fig. 6 und 7 Teilquerschnittsdarstellungen der

Rundeisenschere nach F i g. 5 in vergrößertem Maßstab jeweils in der Öffnungs- und in der Schließstellung,

F i g. 8 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie 8-8 der F i g. 7.

Die Rundeisenschere besteht aus zwei Scherenblättern 2 und zwei Armen 3, die, wie auch die Scherenblätter 2, frei drehbar auf Achsen 4 und 5 gelagert sind, die zwischen zwei Wangen 6 als Träger festgesetzt sind. Die vorderen Enden 3a der Betätigungsarme 3 sind mit den hinteren Enden 2a der Scherenblätter 2 durch eine Gelenkverbindung zur Kraftübertragung verbunden, die erfindungsgemäß aus Gelenkhebeln 7 bestehen. Jeder Gelenkhebel ist schwenkgelenkig zugleich mit dem Scherenblatt 2 und mit dem Betätigungsarm 3 verbunden und hat eine Dicke im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den beiden Wangen 6, die den Träger bilden und die zugleich die äußere Umhüllung des Mechanismus der Rundeisenschere bilden. Es resultiert daraus, daß jeder Gelenkhebel 7 frei zwischen den beiden Wangen 6 gleiten kann.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist jeder Gelenkhebel 7 an jedem seiner Enden eine zylindrische Erweiterung 7a auf, die in eine halbzylindrische Ausnehmung 8 bzw, 9 eingebettet werden kann, die sich am hinteren Ende 2a des Scherenblattes 2 sowie am vorderen Ende 3a des Armes 3 befinden. Infolge dieser Einpassung ist die Verbindung zwischen jedem der Arme 3 und seinem zugeordneten Blatt 2 stabil und auf Dauer widerstandsfähig.

Jeder Betätigungsarm 3 weist an seinem vorderen Ende 3a und gegenüberliegend dem anderen Arm eine Anschlagfläche 10 auf, die rückwärtig zu seiner Schwenkachse auf den Wangen 6 liegt, und andererseits eine Anschlagfläche 12, die vor der genannten Schwenkachse angeordnet ist Wie in Fig.7 gezeigt, arbeitet die Anschlagfläche 10 mit der entsprechenden Anschlagfläche 10 des gegenüberliegenden Betätigungsarmes 3 derart zusammen, daß der Schließwinkel i der beiden Arme auf einen Wert begrenzt wird, der der menschlichen Anatomie angepaßt ist. Die Anschlagflächen 12 begrenzen den maximalen öffnungswinkel j gemäß F i g. 6, damit der Maximalwert der Distanz e, die die beiden Handgriffe 13 voneinander trennt, die an den hinteren Enden der Arme 3 angeordnet sind, nicht über « das Maß hinausgerät, das im Bereich der menschlichen Reichweite liegt.

Es ist hervorzuheben, daß die Anschlagflächen 10 und 12 jeweils vermeiden, daß der vorderste Bereich eines jeden Armes 3 in Berührung mit den Scherenblättern 2 gerät und daß der hinterste Bereich der Scherenblätter 2 in Berührung mit den Betätigungsarmen 3 gelangt, was ein Herausdrücken der Gelenkhebel 7 zur Folge haben könnte.

Ferner trägt jedes der Scherenblätter 2, wie in den F i g. 6 und 7 dargestellt, in Höhe der Schwenkzone auf der Achse 4 eine halbzylindrische Aussparung 14, die seitlich mündet und einen zylindrischen Querzapfen 15 aufnimmt, der den beiden Scherenblättern 2 gemeinsam ist Der Querzapfen 15 hat eine Dicke entsprechend dem Abstand zwischen den beiden Wangen 6 und kann somit frei zwischen diesen gleiten. Er hat ausschließlich die Funktion, die Symmetrie der Bewegung der Scherenblätter 2 zu gewährleisten und damit auch die Symmetrie der Bewegung der Arme 3.

Vorzugsweise sind, wie aus F i g. 7 ersichtlich, wenn die Scherenblätter 2 sich in der Schließstellung befinden, deren Schneiden untereinander durch einen Abstand L getrennt, dessen Wert in der Größenordnung von 0,5 bis 2 mm liegt. Dieser Abstand vermeidet, daß die Schneiden der Scherenblätter am Ende der Wegbahn im Augenblick des Bruches des zu zertrennenden Gegenstandes in Berührung miteinander geraten, und dieser Abstand ermöglicht es insbesondere, den Abstand der Betätigungsarme im Verhältnis zu den bislang üblichen Rundeisenscheren, die auf einen gleichen Durchmesserbereich ausgelegt sind, zu reduzieren und demzufolge besser die menschliche Kraft zum Zertrennen eines metallischen Gegenstandes auszunutzen. Es ist zu präzisieren, daß dieser Abstand in keiner Weise hinderlich für das Trennen eines metallischen Werkstücks ist, da im Gegensatz zum möglicherweise ersten Anschein ein metallischer Gegenstand nicht dadurch zertrennt wird, daß er bis zum Ende im Scherenschnitt zerschnitten wird. Vielmehr erfolgt das Durchtrennen durch eine Streckung in Verbindung mit einer Einschnürung, und aufgrund dieser Tatsache findet der Bruch des Werkstücks statt, bevor die den Bruch hervorrufenden Scherenblätter in Kontakt miteinander getreten wären.

Es ist hervorzuheben, daß die Scherenblätter 2, die Gelenkhebel 7, der vordere Bereich 3a der Arme 3 und die Wangen 6 direkt durch Ausschneiden oder Ausstanzen aus einem Blech entsprechender Dicke hergestellt werden können, was den Herstellungspreis einer derartigen Rundeisenschere erheblich reduziert, ohne dabei ihre Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen.

Der vorstehend beschriebene Mechanismus wurde bei einer Rundeisenschere geschildert Ein solcher Mechanismus kann mit Vorteil auch bei anderen vergleichbaren Scheren, Zangen oder sonstigen Trennwerkzeugen eingesetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Von Hand betätigte Rundeisenschere mit zwei auf einem gemeinsamen aus sich gegenüberliegenden Wangen gebildeten Träger schwenkbar gelagerten Scherenblättern, zwei auf dem gleichen Träger gelagerten Betätigungsarmen sowie einer Kräfte und Bewegungen übertragenen Gelenkverbindung zwischen den Scherenblättern und den Betätigungsarmen, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Enden der Betätigungsarme (3) zwischen den rückwärtigen Enden der Scherenblätter (2) angeordnet sind, und als Gelenkverbindung jeweils einen Gelenkhebel (7) aufweisen, dessen beide Enden schwenkgelenkig einerseits mit dem rückwärtigen Ende des Scherenblattes (2) und andererseits mit dem vorderen Ende des B^tätigungsarmes (3) verbunden sind, wobei die Längsachse der Gelenkhebel (7) jeweils eine Neigungslage bezüglich der Mittellängsachse der Rundeisenschere hat und diese Neigungslage für alle Stellungen der Rundeisenschere in etwa gleich ist

2. Rundeisenschere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gelenkhebel (7) an seinen beiden Enden zylindrische Erweiterungen {7a) aufweist, die in einer Aussparung (8, 9) eingepaßt sind, die sich an dem entsprechenden Betätigungsarm (3) und dem entsprechenden Scherenblatt (2) befinden.

3. Rundeisenschere nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsarme (3) an ihrem vorderen Bereich, jedoch hinter den Schwenkachsen (5) liegend, einander gegenüberliegende Anschlagflächen (10) aufweisen, mit denen die Annäherung der beiden Betätigungsarme aneinander begrenzt ist.

4. Rundeisenschere nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Scherenblätter (2) in der maximalen Schließstellung im Schneidenbereich durch einen Abstand (L) voneinander getrennt sind.

5. Rundeisenschere nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (3) an ihren vorderen Enden, vor den Schwenkachsen (5) liegend, einander gegenüberliegend jeweils eine Anschlagfläche (12) aufweisen, mit denen der maximale Spreizwinkel zwischen den beiden Betätigungsarmen begrenzt ist.

6. Rundeisenschere nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Scherenblätter (2) auf den einander zugewandt liegenden Seiten mündende halbzylindrische Aussparungen (14) aufweisen, die zusammen die Aufnahme für einen den beiden Scherenblättern gemeinsamen, zylindrischen und gleitend zwischen den Wangen (6) geführten Querzapfen (15) bilden.