DE2553668A1

DE2553668A1 - Schneidvorrichtung

Info

Publication number: DE2553668A1
Application number: DE19752553668
Authority: DE
Inventors: John E Jones; Lynn D Lineback
Original assignee: DISSTON Inc
Current assignee: DISSTON Inc
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1975-11-28
Publication date: 1977-06-02

Description

Schneidvorrichtung
Die Erfindung betrifft allgemein Schneidvorrichtungen in der Art großer Scheren und genauer maschinell betätigte Scheren bzw.
eine Schneidmesserkanten-Konstruktion für solche machinellbetätigten Scheren. Speziell ist die Erfindung auf maschinell betätigte große Scheren einer solchen Art gerichtet, bei der die Klingen oder Messer von Natur aus allgemein flach oder eben sind und ein Paar in einer Winkelbeziehung zusammenwirkender Kanten sich relativ zueinander bewegt und mit einer scherenähnlichen Wirkung schneidet. Große Scheren oder Schneider dieser Art umfassen schnurlose Grasscheren, auf die sich die Erfindung insbesondere bezieht.
Es sind sowohl handbetätigte Schneidvorrichtungen, z.B. Scheren, Baumscheren und ähnliches, als auch maschinenbetätigte Schncidvorrichtungen, z.B. wechselstrom- oder batteriebetriebene Graischeren scheren bekannt. Es ist auch bekannt, mit im wesentlichen parallelen Schneidkanten zu schneiden, die sich relativ zueinander bewegen, z.b. wie in einer Maschinenblechschere. Andererseits führen sowohl hand- als auch maschinenbetätigte Scheren, Gras scheren, Heckenscheren und ähnliches die Schneidwirkung in einer Scherenwirkung zu nennenden At aus. Die scherenartige Schneidwirkung kann dadurch charakterisiert werden, daß bei einem Paar von Klingen oder Messern deren zusammenwirkende Schneidkanten ihre Schneidwirkung dadurch ausüben, daß die Kanten in irgendeiner Winkelbeziehung zusammen bewegt werden, und zwar derart, daß der Schneidkantenschnittpunkt, d.h. der Schneidpunkt sich nach außen bewegt. Diese Wirkung kann man bei einer gewöhnlichen Handschere beobachten, bei der die sich verschwenkenden Messer gewöhnlich am Schneidpunkt gegeneinander schleifen.
Eine Art scherenähnliche Wirkung kann man außerdem bei einer gewöhnlichen Heckenschere bzw. einem gewöhnlichen Heckenstutzer beobachten, bei der sich dlo dreieckig geformten Zähne eines Schermessers in bezug auf die Zähne des anderen Schermessers bewegen und zwischen jedem Paar zusammenwirkender Schneidkanten sich der Schneidpunkt mit irgendeiner Geschwindigkeit nach außen bewegt, während sich die Kanten in Schneidbewegung befinden.
Die Verbesserung der Form und Art von Schneidkanten, die mit scherenähnlicher Winkung schneiden, ist sowohl in bezug auf maschinell betätigte als auch in bezug auf handbetätigte Schneidvorrichtungen Gegenstand früherer Patente. So ist beispielsweise aus der US-PS 636 473 eine Messerkantenkonstruktion für eine handbetätigte Schere bekannt, während die US-PS 3 316 636 ein maschinell betätigtes Messerpaar offenbart, das mehr in linearer als scherenähnlicher Wirkung arbeitet. Aus den Formen von Baumscheren, Saum- oder Musterscheren, chirurgischen Scheren und anderen manuell betätigten scherenähnlichen Schneidvorrichtungen kann man erkennen, daß die Messer- oder Klingenform sowohl die Fähigkeit, etwas zu erfassen, als auch die Fähigkeit, bestimmte Materialien zu schneiden, deutlich beeinflußt. Aus den zahlreichen reichen bekannten Schneidvorrichtungen, die in scherenähnlicher Weise arbeiten, kann man außerdem sehen, daß die für handbetatigten Schneidbetrieb geeigneten Messerformen nicht notwendigerweise auch für eine maschinelle Betätigung und insbesondere bei relativ hohen Geschwindigkeiten geeignet sind. Außerdem müssen unterschiedliche Materialien bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten geschnitten werden, wie die Verwendung von Bohrmaschinen veränderlicher Drehzahl zeigt.
Verschiedene elektrisch betätigte große Scheren,wie elektrische Heckenscheren und ähnliches,sind seit langem bekannt. In der US-PS 432 433 wird eine batteriebetriebene große Schere der Vibratorart beschrieben. Was den Schermesseraufbau betrifft, so ist es ebenfalls bekannt, ein festes Messer mit einem Satz von Zähnen in Verbindung mit einem beweglichen Messer zu verwenden, das einen Satz entsprechender Zähne besitzt, so daß Gras ergriffen und zwischen den Zahnkanten geschnitten wird. Diese grundsätzliche Messerkonstrukton findet sich in Mähmaschinen für die Schaffung von Heu und zum Mähen von hohem Gras sowie in Heckenscheren. Für die Bewegung dieser Messer wird jedoch eine beträchtliche Leistung benötigt, und die Messerfinger sind allgemein fest, unbiegsam und schwer. Diese Eigenschaften sind erforderlich, wenn das Gras für Heu, oder hohes schweres Gras und ähnliches geschnitten werden. Die Messerkanten wurden allgemein während vieler Jahre als gerade Kanten ausgebildet. Da große Leistungen, z.B. Benzinmotoren, Wechselstrommotoren, zur Verfügung standen, bestand kein besonderes Interesse an einer Verfeinerung des Messerwirkungsgrads, der Messerleistung, der Schnittgeschwindigkeit oder ähnlichem. Beim modernen Vorstadthaus gibt es jedoch viele kleine Bereiche und schmale Kanten im wesentlichen leichten Grases um Bäume, Blumengärten, Büsche, Wege, Tiereinzäunungen, angrenzende Stufen und ähnliches. In dieser Umgebung ist die Leistungsquelle begrenzt, da viele dieser Bereiche und Kanten von elektrischen Steckdosen entfernt liegen und bislang keine zuverlässigen, leichten, schnurlosen Scheren speziell speziell zum Schneiden kleiner Flächen mit zartem Gras und Kanten, um diese sauber und ordentlich zu halten, bekannt sind.
Daher werden Verbesserungen an bekannten Schnittmethoden wichtiger.
Obwohl dies vorher offenbar nicht erkannt wurde, besitzt ein maschinell betriebener Trommelrasenmäher mit einem schraubenförmigen und flachen Messer die Eigenschaft, daß sich der Schneidpunkt mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt, wenn das schraubenförmige Messer mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetrieben wird.
Um die Anforderungen bei einem modernen Vorstadthaus oder -haushalt zu befriedigen, wurden den vergangenen Jahren eine verbesserte, leichte, tragbare, batteriebetriebene Grasschere auf den Markt gebracht, die in der US-PS 3 623 223 beschrieben ist. Die Art der dort offenbarten schnurlosen Schere hat sich als äußerst populär insbesondere zum Schneiden kleiner schmaler Grasflächen und Kanten, wie sie bei Vorstadthäusern vorhanden sind, erwiesen. Die bekannte Scherenart verwendet als Messer ein Paar dünner Metallplatten, an deren einem Ende die Schneidzähne ausgebildet sind. Dadurch, daß das untere Messer fest angeordnet wird und ein batteriebetriebener Motor das obere Messer auf einer Schwenkbefestigung hin- und herbewegt, schleifen die einzelnen Zähne des unteren Messers auf den Zähnen des oberen Messers, und es ergibt sich eine scherenartige Schneidwirkung. Die Zähne wurden mit geraden Schneidkanten ausgebildet. Bei dieser Art von Schere bewegen sich die hin- und hergehenden Zähne des oberen Messers bei ihrer Hin- und Herbewegung während jedes Schneidzyklus von der Geschwindigkeit Null zu einer maximalen Geschwindigkeit und dann zurück zur Geschwindigkeit Null. Daher bewegen sich die Schneidkanten der Zähne des oberen Messers mit einer ungleich förmi gen Geschwindigkeit, und der Leistungsbedarf für den Antrieb des hin-und herbeweglichen oberen Messers ändert sich während eines Schneidzyklus wesentlich. Dies bedeutet auch, daß sich, wenn die zusammenwirkenden Kanten der jeweiligen Zähne als gerade Linien ausgebildet ausgebildet sind und das obere Messer mit einer ungleich förmi gen Geschwindigkeit angetrieben wird, der Kontaktschneidpunkt zwischen jedem Paar zusammenwirkender Kanten von Zähnen des oberen und des unteren Messers mit einer ungleichförmigen Geschwindigkeit bewegt. Daher ist die Energie, die dafür erforderlich ist, das gleiche Material an einem Schneidpunkt zu schneiden, wesentlich anders oder kann wesentlich anders sein, als die Energie, die an einem anderen Schneidpunkt erforderlich ist.
Allgemein gesagt ist bisher nicht die Wichtigkeit der Messer form in bezug auf das Schneiden mit scherenähnlicher Wirkung erkannt worden, wenn die Messer maschinell in einer Weise betätigt werden, daß sich der Kontaktschneidpunkt zwischen jedem Paar zusammenwirkender Kanten mit einer in weitem Bereich variierenden Geschwindigkeit anstatt mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Form einer Klingen oder Schermesserkante für eine scherenähnliche Schneidwirkung zu schaffen. Insbesondere soll ein verbesserter Schermesseraufbau für schnurlose Schneidvorrichtungen wie schnurlose Grasscheren, Randschneidemaschinen und ähnliches geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.
Die Erfindung erstreckt sich in weitem Sinn auf die Formen von Schneidklingen- oder Messerkanten und auf Paare maschinell betätigter Schneidmesser, die sich relativ zueinander bewegen sollen und in scherenähnlicher Wirkung schneiden sollen und deren Kanten so geformt sind, daß sich, wenn die Schneidmesser wiederholt unter maschinellem Antrieb schneiden, der berührende Schneidpunkt zwischen den zusammenwirkenden Kanten jedes Paares mit gleichförmiger Geschwindigkeit während jeder Schneidwirkung bewegt, und zwar auch dann, wenn sich die Klingenkanten mit ungleichförmiger Geschwindigkeit bewegen.
Die Die erfindungsgemäße Klingenkantenkonstruktion eignet sich besonders für schnurlose große Scheren, bei denen die Batterielebensdauer, der Schneidwirkungsgrad und die Fähigkeit, bestimmte Materialien zu schneiden, wesentlich wichtiger werden als dies der Fall ist, wenn Schneidklingen von im wesentlichen großen und effektiv unbegrenzten Leistungsquellen mit Energie versorgt werden. Die spezielle beschriebene Ausführungsform der Erfindung stellt eine Verbesserung der in der US-PS 3 623 223 offenbarten Scherenart dar.
Bei dieser Schere ist die untere Klinge oder das untere Messer fest angeordnet, während die obere Klinge oder das obere Messer auf der oder dem unteren schwenkbar ist und über eine getriebegesteuerten Nockeneinrichtung von einem batteriebetriebenen Motor vor und zurückbewegt wird. Obwohl sich der Nocken mit einer relativ gleichförmigen Geschwindigkeit dreht, bewegen sich die Zahne des oberen Messers mit einer ungleichförmigen Geschwindigkeit.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß dies notwendigerweise bedeutet, daß sich bei den bekannten geraden Zahnkanten der Schneidpunkt während jeder Schneidwirkung mit einer ungleichförmigen Geschwindigkeit bewegt.
Die Form der Zähne des unteren Grasscherenmessers ist bei der beschriebenen Ausführungsform so ausgelegt, daß das Gras mit einer gleichförmigen Schneidgeschwindigkeit geschnitten wird. Grundsätzlich wird die Form dadurch bestimmt, daß die Längen von Segmenten einer Linie gleichgesetzt werden, die durch Fortschreitung des Berührungspunktes zwischen dem oberen und dem unteren Schneidmesser gebildet wird, und daß diese gleichen Längen von Segmenten in Beziehung zu gleichen Motor- und Getriebegeschwindigkeiten gesetzt werden, welche in Bogenwinkeln pro Zeiteinheit gemessen werden. Die Form der Schneidkante der Grasscherenmesser ist so, daß die Rate oder Geschwindigkeit des Schneidens (definiert als Rate oder Geschwindigkeit, mit der der Berührungspunkt der Schneidkanten von oberem und unterem Teil der Messer- oder Klingenkomponenten Klingenkomponenten entlang den Schneidkanten des unteren Messers voranläuft) gleichförmig ist, so daß der inkrementale Spitzenleistungsbedarf zum Schneiden verringert wird, daß die Spitzeneingangs leistung verringert wird und daß die Benutzungsdauer für eine bestimmte Vorwärtsrate des Voranlaufens erhöht wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Figuren. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine bekannte schnurlose Schere einer Art, die sich für den Einsatz der erfindungsgemäßen verbesserten Messerkonstruktion eignet, Fig. 2 eine Seitenansicht der Schere mit gestrichelt dargestellter Handposition, Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 1, Fig. 4 eine Bodenansicht der Schere, Fig. 5 eine auseinandergezogene Darstellung der Messer und der Messerzahnradantriebsanordnung, Fig. 6 eine Bodenansicht des Messerantriebszahnrads, Fig. 7 einen Aufriß des Messerantriebszahnrads, Fig. 8 einen vergrößerten Aufriß des oberen Messers, um dessen Krümmung darzustellen, Fig. 9 eine verallgemeinerte Kurve zur Darstellung, wie sich die Winkelgeschwindigkeit der Zähne des oberen Messers bei der in Fig. 1 gezeigten bekannten Schere ändert, Fig. lo Fig. 10 in verallgemeinerten Kurven einen Vergleich der Geschwindigkeit des schneidenden Kontaktpunktes bei bekannten Messern, wie sie bei Scheren der in Fig. 1 dargestellten bekannten Art zu finden sind, mit der Geschwindigkeit des schneidenden Kontaktpunktes, wenn die gleiche Schere mit erfindungsgemäßen Messern ausgestattet wird, Fig. 11 in verallgemeinerten Kurven einen Vergleich des Verhaltens bekannter Schermesser in Verwendung mit einer Schere der in Fig. 1 dargestellten Art mit dem Verhalten der verbesserten erfindungsgemäßen Messer, und zwar im Hinblick auf die Fähigkeit, eine Vorwärts-Schneidegeschwindigkeit beizubehalten, wenn Material zunehmender Dichte, z.B.
Gras, geschnitten wird, und Fig. 12 eine vergrößerte Darstellung eines Zahnteils eines gemäß der Erfindung hergestellten unteren Messers und seiner Beziehung zum Zahn eines oberen Messers. Das obere Messer ist schwach dargestellt, und die gestrichelten Linien geben die Position des oberen Messers in bezug auf das untere Messer bei verschiedenen gleichen Zeitintervallen an.
Obwohl die Erfindung grundsätzlich sowohl auf manuell als auch auf mechanisch bzw. maschinenbetätigte Messer jener Art anwendbar ist, bei der mit scherenähnlicher Wirkung geschnitten wird, hat sich die Erfindung als besonders nützlich bei schnurlosen Grasscheren der in der US-PS 3 623 223 gezeigten Art erwiesen.
Bei den in Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsformen der Erfindung wird von einer schnurlosen Grasschere dieser bekannten Art ausgegangen. Obwohl sich die Erfindung in erster Linie auf die Messer und die Messerschneidkantenformen bezieht, wird es für das volle Verständnis des Einflusses der verbesserten Messerkonstruktion auf eine solche Schere für erforderlich gehalten,den Aufbau und die die Wirkungsweise der bekannten Schere zu erläutern. Bei dieser Scherenart ist ein rechtes Gehäuseteil 20 mittels Schrauben 22 mit einem linken Gehäuseteil 21 verbunden. Die Schrauben sind in Schraubeneinsätze 23 im rechten Gehäuseteil 20 eingelassen. Das aus leichtem Plastik geformte Gehäuse bildet eine vordere vertikale röhrenförmige Abteilung M, in der vertikal ein Gleichstrommotor 25 sehr hoher Drehzahl angeordnet ist. Auf der Welle des Gleichstrommotors ist ein gegossenes oder gepreßtes Ritzel 26 starr befestigt. Das Gehäuse enthält ferner eine im wesentlichen horizontale röhrenförmige Abteilung S, die, wie man am besten in Fig. 2 erkennt, einen Handgriff bildet und Platz für die innere Befestigung eines Steuerschalters 27 und der zugehörigen Verschaltung 28 schafft. Unter der Abteilung S und hinter der Abteilung M befindet sich eine dritte im wesentlichen horizontalc röhrenförmige Abteilung B, in der ein wiederaufladbarer und normalerweise langgestreckter Batteriensatz aus zwei Batterien 30 angeordnet ist, die am hinteren Teil des Gehäuses einen Anschluß 31 besitzen, der sich über eine geeignete Ladeschaltung an eine Wechselstromquelle anschließen läßt. Vor dem von der Abteilung S gebildeten Handgriff bildet das Gehäuse eine Platte 34, in der ein Handschalterdruckknopf 35 und eine Schaltersperre 36 angeordnet sind, mittels welcher der Druckknopf 35 in der Aus-Stellung, wenn das Gerät nicht benutzt wird, verriegelt werden kann.
In die Grundfläche oder den Boden der Gehäuseteile 20 und 21 sind vorspringende Vorder- und Hinterränder 41, 42 eingeformt, die ein Aluminiummetallguß-Grundteil 40 mittels Grundteilkanten 40', 40" tragen. Das Grundteil 40 besitzt seinerseits vier einstückige nach unten vorspringende Stützen 45. Mittels vier von den StUtzen aufgenommenen Schrauben 46 ist das untere Messer 50 am Grundteil 40 befestigt und dient als Bodenabdeckung. Das Ritzel 26 dreht sich mit der relativ hohen Drehzahl des Motors 25 und treibt ein Kombinationszahnrad 51 an, das aus Nylon bestehen kann und sich auf einer fest angeordneten Stummelwelle 52 dreht.
Das Kombinationszahnrad 51 treibt seinerseits ein Spurrad 53 an, das aus Nylon oder ähnlichem bestehen kann und sich auf einer Stummelwelle Stummelwelle 54 dreht. Wie am besten aus den Fig. 5, 6 und 7 zu sehen, besitzt das Spurrad einen einstückigen Antriebsnocken 54, der an einem Plastiklagereinsatz 55 schleift. Der Einsatz 55 befindet sich im oberen beweglichen Messer 56, so daß dieses auf dem durch das feste Messer 50 gesteckten Stift 57 vor- und zurückgeschwenkt wird, wenn sich das Zahnrad oder Spurrad 53 dreht. Wie aus Fig. 5 erkennbar, ist auf den Stift 57 ein Sicherungsring 58 aufgesteckt, der es ermöglicht, daß das obere Messer 56 und das untere Messer 50, wenn sie einmal abgenutzt sind, als Baugruppe entfernt und ausgetauscht werden können, indem die vier Schrauben 46 entfernt und wieder eingesetzt werden. Wenn das mit der erfindungsgemäßen Schere zu schneidende Gras zwischen Zähnen 60 des festen unteren Messers 50 und Zähnen 61 des schwenkbaren oberen Messers 56 ergriffen wird, ergibt sich zwischen gegenüberliegenden Kanten der jeweiligen Zähne eine Schneidwirkung.
Um den Schleif- oder Zieheffekt am Schneidpunkt ähnlich dem bei einer Schere zu erzielen, sind die Zähne 61 des oberen Messers 56 an ihren vorderen Enden leicht nach unten gekrümmt, wie aus Fig. 8 zu ersehen. Ein Staubkissen oder -schutz 39 verhindert den Eintritt von geschnittenem Gras, Schmutz oder ähnlichem in den Getriebemechanismus.
Da ein Zweck der Erfindung darin besteht, eine relativ leichte und gewichtsmäßig ausbalancierte, tragbare, schnurlose Scherenart zu schaffen, die von einer Hausfrau für leichtes Grasschneiden an Stellen verwendet werden kann, die sich für die gewöhnlichen benzin- oder wechselstrombetätigten schweren Schneideinrichtungen nicht eignen, wurde davon ausgegangen, daß eine Abkehr von schweren, dicken und starren Messern erforderlich wäre. Insbesondere wird man feststellen, daß die Schere mit nur vier Zähnen 60 im unteren festen Messer 50 und drei Zähnen 61 im oberen schwenkbaren Messer 56 für einen relativ schmalen Schnitt ausgelegt ist, der notwendigerweise den Batterieleistungsbedarf verringert und die Betriebsdauer zwischen Aufladungen verlängert.
Außerdem sind die Messer 50 und 56, anstatt gegossen zu sein oder auf andere Weise relativ unbiegsam, dick und schwer hergestellt stellt zu sein, wie bei Hochleistungs-Heckenstutzern oder -scheren und ähnlichem, aus relativ dünnen Metallstreifen ausgestanzt, wobei das obere Messer 56 bei einer bevorzugten Ausführungsform wesentlich dünner als das untere Messer 50 ausgebildet ist und beide Messer mit einem die Reibung verringernden Material beschichtet sein können. Die Zähne des oberen Messers 56 sind dünner, länger und flexibler als die Zähne 60 des unteren Messers, und beide Messer sind leicht. Bei einem solchen Aufbau werden außerdem die Zähne des oberen Messers 56 unabhängig voneinander flexibel.
Die Zähne 60 des unteren Messers erstrecken sich vorzugsweise etwas vor die Zähne 61 des oberen Messers, so daß die hin- und hergehenden oberen Zähne 61 eine Mauer, einen Stein oder ähnliches nicht berühren, wenn die Bedienungsp.erson etwas derartiges streift.
Die Beschreibung in Verbindung mit den Fig. 1 bis 8 erstreckte sich bisher auf die Art der bekannten schnurlosen Grasschere, bei der die Erfindung angewendet und für nützlich befunden wurde. Bevor als nächstes zur Beschreibung der verbesserten Messerkonstruktion übergegangen wird, seien einige mit der Erfindung zusammenhängende Beobachtungen betrachtet, die die Art betreffen, in der eine solche Schere arbeitet. In Fig. 6 sind verschiedene radiale Linien gleichen Winkelabstands, z.B. 10°, dem Antriebsnocken 54 überlagert. Man erkennt, daß diese Abstände effektiv gleichen Zeitabständen entsprechen, wenn man annimmt, daß der Antriebsnocken 54 bei relativ gleichförmiger Geschwindigkeit kontinuierlich arbeitet.
Wegen der vor und zurück hin- und hergehenden Bewegung des oberen Messers 56 bewegen sich dessen Zähne 61 jedoch mit einer Geschwindigkeit zwischen Null und irgendeinem Maximum, wie in Fig. 9 dargestellt. Man erkennt auch, daß sich der Kontaktschneidpunkt der berührenden Schneidkanten jedes Paares mit irgendeiner ungleichförmigen Schneidgeschwindigkeit durch den Schneidbetricb bewegen wird, wie allgemein in Fig. lo dargestellt, wenn die Kanten der Schermesserzähne 60, 61 gemäß dem Stand der Technik als gerade Kanten ausgebildet werden.
Anders Anders ausgedrückt ist bei bekannten Messer-Konstruktionen, die bei Messerpaaren eingesetzt und verwendet wurden, um in scherenähnlicher Weise zu schneiden, die Wichtigkeit der Messerform in bezug auf die Geschwindigkeit des Schneidpunkts nicht beactltet worden. Aus diesem Grund wird das geschnittene Material in einem weiten Bereich von Geschwindigkeiten geschnitten, und zwar lediglich in Abhängigkeit davon, wo das Material mit den zusanmenwirkenden Schneidkanten während ihres Schließens im Schneidbetrieb in Eingriff kommt. Beispielsweise würde Gras bei einer schnurlosen Grasschere der beschriebenen Art, das zwischen einem Paar von Zähnen an dem Punkt ergriffen wurde, an dem sie sich gerade zu schließen beginnen, mit einer völlig anderen Geschwindigkeit geschnitten, als wenn es von demselben Zähnepaar nahe dem Ende ihres Schließens und des Schneidbetriebs erfaßt worden ware.
Bevor auf eine detaillierte Beschreibung der neuen Messerkonstruktion zurückgekommen wird, kann unter Bezug auf die Fig. 10 und 11 die Bedeutung der Erfindung dargestellt werden.
Aus Fig. 10 ist zu erkennen, daß sich der Kontaktschneidpunkt mit irgendeiner Geschwindigkeit bewegt, die während der tatsächlichen Zeit des Schneidens gleichförmig gehalten wird. Dies bedeutet natürlich, daß diese Schneidgeschwindigkeit für bestimmte Materialien ausgelegt werden kann, da es bekannt ist, daß verschiedene Materialien unterschiedliche Schneidgeschwindigkeiten benötigen. In Fig. 11 ist ein anderer grundsätzlicher Vergleich dargestellt, der zeigt, wie die bekannten und die verbesserten Messer auf die Grasdichte reagieren. Man sieht aus Fig. 11, daß bei einer bestimmten Gras dichte die verbesserten erfindungsgemäßen Messer mit einer Vorwärts-Schneidgeschwindigkeit B arbeiten, die höher als die Geschwindigkeit A der bekannten Messer ist. Außerdem sieht man, daß eine andere Eigenschaft der erfindungsgeniäßen Messer darin liegt, daß diese Gras höherer Dichte noch weiter schneiden, nachdem die bekannten Messer bereits den Punkt erreicht haben, an dem die Batterien entladen sind.
Unter erneutem Bezug auf die genaueren Einzelheiten der Erfindung sei auf Fig. 5 hingewiesen, aus der man ersieht, daß die Kanten der Zähne 60 und 61 der bekannten oberen und unteren Messer als schr'lue schräge, gerade Kanten ausgebildet sind, was bedeutet, daß sich der Schneidpunkt mit einer ungleichförmigen Geschwindigkeit (siehe Fig. 10) vorwärts bewegt. Im Gegensatz dazu ist erfindungsgemäß die Form der Schneidkante der Grasscherenmesser so, daß die Geschwindigkeit während eines Schneidvorgangs, definiert als Rate oder Geschwindigkeit, mit der sich der Berührungspunkt der zusammenwirkenden Schneidkanten von oberen und unteren Teilen der Messerkomponenten entlang der Schneidkante des unteren Messers vorwärts bewegt, gleichförmig oder im wesentlichen gleichförmig; daher sind die inkrementalen Leistungserfordernisse für das Schneiden in höherem Maß gleichgemacht, so daß der Spitzenleistungsbedarf zum Schneiden reduziert wird, daß der Spitzeneingangsleistungsbedarf verringert wird und daß für eine gegehne Vorwärtsrate des Voranbewegens des Messers die AusfUhrungszeiten vergrößert sind.
Grundsätzlich wird die Form dadurch bestimmt, daß die Längen von Segmenten einer Linie gleichgesetzt werden, die durch Fortschreiten des Berührungspunktes zwischen dem oberen und dem unteren Messer gebildet wird, und daß diese gleichen Längen von Segmenten in Beziehung zu gleichen Motor- und Zahnradgeschwindigkeiten gesetzt werden, wie sie durch Bogenwinkel pro Zeiteinheit gemessen werden. Da elektrische Motoren Maschinen mit wesentlich veränderlicher Drehzahl und veränderlichem Drehmoment sind, arbeiten die erfindungsgemäß ausgelegten und betriebenen Schneidmesser nicht notwendigerweise mit konstanter Leistung; jedoch kann der Spitzenleistungswert aus Gründen der Wirtschaftlichkeit der Anordnung merklich reduziert werden. Diese Messerkonstruktion kann auf irgendeine eins Anzahl von Schneidvorrichtungen einschließlich jenen angewendet werden, die von der US-PS 3 623 223 erfaßt werden und anderer, irgendwo anders genannter Arten.
Es sei nun speziell Bezug auf Fig. 12 genommen. Die Linien M, N, O, P und Q stellen loO;Drehinkremente des Antriebsnockens 54 dar, wenn sich dieser über den Teil seiner Drehung bewegt, in dem das obere Messer 56 und seine Zähne sich relativ zum unteren Messer 50 bewegen bewegen und eine scherenähnliche Schneidwirkung ausführen. Der Abstand zwischen den Linien M, N, O, P und Q stellt daher gleiche Zeitinkremente dar. Die Abstände zwischen M und N, N und 0, O und P und zwischen P und Q werden von den Eigenschaften des zuvor beschriebenen und am besten aus den Fig. 1 und 5 erkennbaren maschinellen Antriebs bestimmt. Obwohl die Grundsätze der Erfindung angewendet werden können, indem die Form sowohl der unteren als auch der oberen Messer zähne oder die Form der oberen Messerzähne geändert werden, beruht die in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform auf der Beibehaltung der geraden Kantenform der in Fig. 12 mit 61 bezeichneten Zähne des oberen Messers, während die Form der Zähne des unteren Messers, die in Fig. 12 mit 60' bezeichnet sind, verändert wird.
In Fig. 12 bezieht sich die Bezeichnung "A" auf die Form des unteren Messers gemäß der E findung, während sich die Bezeichnung "B" auf die Form des bekannten unteren Messers bezieht.
Wie zuvor erwähnt, stellen die Linien M, N, O, P und Q die vorlaufende Schneidkantenlinie des oberen Messers dar, und man kann davon ausgehen, daß die Ansicht in Fig. 12 so ist, als würde man auf die Messer in Fig. 1 runtersehen. Unter dieser Voraussetzung bezeichnet der 1A, 1B bezeichnete Schnittpunkt den ersten Kontaktschneidpunkt.2B stellt den Kontaktschneidpunkt dar, der durch Schnitt der Linie N mit der bekannten Messerform erhalten wird, während 2A den Kontaktpunkt darstellt, der sich aus dem Schnitt der Linie N mit der verbesserten, erfindungsgemäßen Messerform ergibt. 3A und 3B stellen einen zusammenfallenden Schneidpunkt dar, der sich aus dem Schnittpunkt der Linie O sowohl mit der bekannten als auch der verbesserten Form des unteren Messers ergibt. 4B stellt den Schnittpunkt der Linie P mit der bekannten Messerform dar, wohingegen 4A der Schneidpunkt derselben Linie P mit der erfindungsgemäßen Messerform ist. 5A stellt einen abschließenden Kontaktschneidpunkt mit der Linie Q dar.
Aus der vorangegangenen Beschreibung der Fig. 12 erkennt man, daß die durch Verbindung der Punkte 1A, 2A, 3A, 4A und 5A erhaltene Messer form Messerform eine solche ist, bei der die Abstände 1A-2A, 2A-3A, 3A-4A und 4A-5A gleich sind. Da die Zeitintervalle zwischen den Linien M und N, N und 0, 0 und P und P und Q gleich sind, ist die Schneidgeschwindigkeit, mit der sich der Kontaktschneidpunkt von 1A nach 2A, nach 3A, nach 4A und nach 5A bewegt, gleichförmig.
Der scharfe Gegensatz zum bekannten Messer mag beispielsweise daraus ersehen werden, daß der Abstand zwischen den Punkten 1B und 2B beim bekannten Messer wesentlich kürzer als zwischen den Punkten 2B und 3B ist, was notwendigerweise bedeutet, daß für die gleichen Zeitintervalle entsprechend dem Abstand zwischen den Linien M-N bzw. N-O die Kontaktschneidpunktgeschwindigkeit geändert wird und wegen des Unterschieds der in der gleichen Zeiteinheit zurückzulegenden Abstände ungleichförmig ist.
Obwohl sich die Beschreibung in erster Linie auf die Anwendung der Erfindung auf ein Messerpaar bezog, das eine Schwenkverbindung besitzt, wobei das eine Messer fest ist und das andere angetrieben wird, ist klar, daß die gewünschte Relativbewegung der zusammenwirkenden Schneidkanten entweder durch die Bewegung eines Messers oder beider Messer erzielbar ist. Auch können die Schneidkanten eines der Messer oder beider Messer entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre verändert oder ausgebildet werden. Es ist auch mit einbezogen, daß die Relativbewegung und die scherenähnliche Wirkung wie bei Heckenscheren oder -stutzern und ähnlichem dadurch erhalten werden kann, daß eines oder beide winklig gezahnte Messer auf einer linearen statt einer gekrümmten Bahn wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der schnurlosen Grasschere hin- und herbewegt wird bzw. werden.
wenn Obwohl sich besondere Vorteile ergeben,/die Erfindung auf schnurlose Schneidvorrichtungen angewendet wird, können die erfindungsgemäßen Messerformen auch auf wechselstrombetriebene, benzinmotorbetriebene und ähnliche Hochleistungsscheren und ähnliches angewendet werden, da die erfindungsgemäßen Messerformen eine Verringerung des Spitzenleistungsbedarfs ermöglichen und zu einer gleichförmigen gleichförmigen Schneidgeschwindigkeit wie bei schnurlosen Schwachleistungsvorrichtungen führen. Das Schneiden von Haar, Teppichbüscheln oder -schlingen, Wolle und anderen Materialien als Gras kann mit einem in hohem Maß verbesserten Gesamtschneidwirkungsgrad ausgeführt werden.
Die Erfindung ist auf eine breite Vielfalt besonderer Schneidvorrichtungen anwendbar. Bei der als Beispiel benutzten Ausführungsform der schnur losen Schere entsprechen die mechanischen und elektrischen Komponenten der US-PS 3 623 223, natürlich mit Ausnahme der Messerkonstruktion, die erfindungsgemäß ausgebildet ist. Maschinell betätigte Scheren, Heckenscheren, Buschschneider, Sichelstangenartmäher, Grasschneider, Metallscheren und ähnliche Einrichtungen, die zwei relativ bewegliche, zusammenwirkende Schneidkanten besitzen, die dadurch wiederholt schneiden, daß das z schneidende Material zwischen die Kanten geführt wird, um an einem sich bewegenden Schneidpunkt progressiv geschnitten zu werden, wenn sich eine Kante in bezug auf die andere in irgendeiner relativen Winkelstellung bewegt. Bei der Art der schnurlosen Schere mit einem Schwenkmesser, wie es zur Illustration diente, bei maschinell betätigten Scheren und ähnlichem ändert sich der Winkel zwischen den zusammenwirkenden Messerkanten natürlich, während sich der Schneidpunkt während des Schneidens bewegt, wohingegen sich der zwischen den zusammenwirkenden Messerkanten eingeschlossene Winkel bei Sichelstangen, Heckenschneidern und ähnlichem nicht ändert, obwohl sich der Schneidpunkt bewegt, wenn die Messer ihre wiederholten relativen Bewegungen ausführen.
Auch bei jenen Arten von Drehmähern, Scheren und ähnlichem, bei denen ein Paar maschinell angetriebener Messer vorhanden ist, die durch Drehung des einen Messers bezüglich des anderen schneiden, bewegt sich der Schneidpunkt und ändert sich der zwischen den zusammenwirkenden Schneidkanten eingeschlossene Winkel wie bei den anderen oben erwähnten Beispielen. Bei allen diesen Beispielen kann die Erfindung nutzvoll angewendet werden, so daß die relativ beweglichen Messer so ausgelegt werden, daß sich der Schneidpunkt während jedes Schneidens mit gleichförmiger Geschwindicjkeit bewegt.
Ein Ein weites Feld tragbarer und nicht tragbarer, elektrisch betriebener,benzinbetriebener, pneumatisch und hydraulisch betriebener sowie traktorgezogener Schneidvorrichtungen eignet sich daher für die erfindungsgemäße Messerkonstruktion. Alle solche Vorrichtungen, die zwei zusammenwirkende Kanten auf Messern haben, welche mechanisch bzw. maschinell auf irgendeine Weise betätigt werden, um eine Relativbewegung und eine Schneidwirkung zu erhalten, bei der sich die Messerkanten wiederholt in irgendeiner Winkelbeziehung schließen, damit sich der Schneidpunkt bewegt oder voranläuft, wie beschrieben, können erfindungsgemäß ausgeführt werden. Es ist bekannt, daß die Grasdichte und die Gras zähigkeit oder der dem Schneiden entgegengesetzte Widrstand des Grases sehr unterschiedlich sind. Daher ändern sich die tatsächlichen Geschwindigkeiten des Schneidpunkts irgendeiner Vorrichtung von Vorrichtung zu Vorrichtung, und selbst die gleiche Vorrichtung kann eine Änderung der Schneidpunktgeschwindigkeit bei einem Wechsel der Art des zu schneidenden Materials aufweisen.
Daher sind die Beschreibung und die Zeichnungen als Illustration eines Entwurfs oder einer Auslegung und nicht irgendeines besonderen Betätigungszustands gedacht. Beispielsweise kann bei der dargestellten Ausführungsform die Schneidpunktgeschwindigkeit wegen der Grenzen aufgrund der schnurlosen Leistung von einer Grasart zur anderen variieren; bei einem bestimmten Grasmaterial jedoch, das in allen Beziehungen gleichartig ist, bleibt die Schneidpunktgeschwindigkeit gleichförmig auf einer besonderen Geschwindigkeit, die durch die tatsächlichen Arbeitsbedingungen vorgegeben wird. Auf jeden Fall ergeben sich für Fachleute leicht die vielen und verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten für die Erfindung, ob bei einer tatsächlichen scherenähnlichen Wirkung, wo ein Messer oder beide Messer gekrümmt sind, um ein Schleifen und einen wirklichen Kontaktpunkt wie bei der beschriebenen Ausführungsform hervorzurufen, oder bei anderen Ausführungsarten, die weniger mit einer scherenähnlichen Wirkung, sondern mit einem Paar ebener Messer arbeiten. Der Ausdruck eben" soll Messer einschließen, die von Natur aus allgemein flach oder eben sind, wie bei bei Grasscheren, Heckenschneidern und ähnlichem, unabhängig davon, ob sie aus Gründen des Schleifens gekrümmt sind, und soll nicht ebene Schneidmesser wie beispielsweise schraubenförmige Messer ausschließen, die in Walzenrasenmähern verwendet werden.
Zusammengefaßt werden erfindungsgemäß Paare ebener Schneidmesser oder Schneidklinken mit in Winkelbeziehung stehenden Schneidkanten, wie sie in Grasscheren und ähnlichem benutzt werden und die maschinell angetrieben werden, um sich relativ zueinander zu bewegen und mit einer scherenähnlichen Wirkung zu schneiden, so ausgebildet, daß sich der Kontaktschneidpunkt zwischen den zusammenwirkenden Kanten jedes Paares während jedes Schneidvorgangs mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt. Die verbesserte Messerkonstruktion ist in großen Scheren, insbesondere schnurlosen, d.h. Batteriegrasscheren, dadurch anwendbar, daß die inkrementalen Leistungsbedürfnisse nahezu gleich gemacht sind, daß der maximale Eingangsleistungsbedarf reduziert ist und daß bei gegebener Vorwärts-Vorlaufgeschwindigkeit der Schere die Benutzungsdauer zwischen Batterieaufladungen erhöht ist.
Patentanspreche L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Schneidvorrichtung mit einer maschinellen Antriebsquelle, mit einer Befestigungseinrichtung für die Antriebsquelle und mit einem Paar ebener Schneidmesser, die eine bestinunte Anzahl zusammenwirkender Schneidkanten besitzen, um von diesen erfaßtes Material zu schneiden, wobei die Messer auf der Befestigungseinrichtung so befestigt sind, daß sie wiederholt relativ zueinander beweglich sind und eine Antriebsverbindung zur Antriebsquelle besitzen und sich die jeweiligen zusammenwirkenden Kanten der Messer in sich wiederholender Winkelbeziehung bewegen und wiederholt Schnitte ausführen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die zusammenwirkenden Kanten so geformt sind, daß sich während jedes Schnitts der Kontaktschneidpunkt zwischen den zusammenwirkenden Kanten jedes Paares mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit bewegt.
2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Messer ein Paar von Messern (So, 56) umfassen, von denen jedes mit einer Vielzahl von Zähnen (60, 61) versehen ist und von denen eines an der Befestigungseinrichtung (40) starr befestigt ist, während das andere auf diesem hin- und herbeweglich angeordnet ist, wobei jeweils mehrere zusammenwirkende Kanten der Zähne Schnitte ausführen.
3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Zähne (60, 61) der Messer (50, 56) mit einer bestimmten jeweiligen Krümmung ausgebildet sind, um am Kontaktschneidpunkt während der Schneidvorgänge eine Schleifwirkung zu erzielen.
4. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Messer (50, 56) aus Blechmetallstreifen gebildet sind, wobei die Zähne (60, 61) an ihren jeweiligen zusammenpassenden Enden ausgebildet sind und eine Einrichtung (57) vorgesehen ist, um das bewegliche Messer (56) schwenkbar auf dem festen Messer (50) zu befestigen und die Antriebsverbindung (53, 54) das bewegliche Messer zur Ausführung der Schneidvorgäncje zu einer hin- und hergehenden Bewegung antreibt.
5. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebsquelle einen elektrischen Motor (25) und ein von -diesem angetriebenes Getriebe (26, 51, 53) enthält.
6. Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Messer (50, 56) aus Blechstreifen gebildet sind und daß die Zähne (60, 61) an entsprechend aufeinander abgestimmten Teilen von diesen ausgebildet sind.
7. Tragbare Schere zum Schneiden von wachsendem Material einschließlich Gras, Gebüsch und ähnlichem, mit einem Gehause und einem darin angeordneten elektrischen Motor, mit einem ersten Messer, das mehrere Zähne besitzt und sich aus dem Gehäuse nach vorn erstreckt, mit einem zweiten Messer, das mehrere Zähne besitzt und sich aus dem Gehäuse nach vorn erstreckt, wobei die Messer so angeordnet sind, daß die jeweiligen Zähne für eine Relativbewegung in einer sich wiederholenden Winkelbeziehung für den Scherenbetrieb einander entsprechen, und mit einer Antriebseinrichtung, die im Gehäuse angeordnet ist und den Motor zum Antrieb wenigstens eines der Messer anschließt, wodurch die Zähne des ersten Messers relativ zu denen des zweiten Messers hin- und herbewegt werden, damit die jeweiligen zusammenwirkenden Zahnkanten das oder die sich wiederholende Schneiden bzw. Scherwirkung ausführen, während die Relativbewegung bei einer ungleichförmigen Geschwindigkeit weitergeht, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die zusammenwirkenden Schneidkanten der Zähne (60, 61) so geformt sind, daß sich der Kontaktschneidpunkt zwischen den zusammenwirkenden Kanten der Zähne jedes Paares mit gleichförmiger Geschwindigkeit während jedes mit ihnen ausgeführten Schneidbetriebs bewegt, während die Relativbewegung mit der ungleichförmigen Relativgeschwindigkeit weitergeht.
8. Tragbare Schere nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die jeweiligen Schneidkanten der Zähne (61) des ersten Messers (56) als gerade Kanten ausgebildet sind, während die jeweiligen Schneidkanten der Zähne (60) des zweiten Messers (50) als gebogene Kanten geformt sind, um die gleichförmige Geschwindigkeit des Schneidpunkts zu liefern.
9. Tragbare Schere nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das erste Messer am Gehäuse (20, 21) befestigt ist und daß das zweite Messer auf diesem schwenkbar ist und daß die Antriebseinrichtung das zweite Messer hin- und herbewegt.
10. Tragbare Schere nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß beide Messer so befestigt sind, daß sie sich zur Erzielung der Relativbewegung hin- und herbewegen.
11. Tragbare Schere nach einem der AnsprUche 7 bis lo, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Motor ein batteriebetriebener Motor (25) ist und daß im Gehäuse (20, 21) eine Batterie (30) befestigt und zur Erregung des Motors angeschlossen ist.
12. Tragbare Schere nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Zähne (60, 61) auf jeweils einander entsprechenden Vorderenden der Messer (50, 56) ausqtebildet sind, daß das erste Messer (50) am Gehäuse (20, 21) befestigt ist, daß das zweite Messer (56) schwenkbar auf dem ersten Messer befestigt ist und daß die Antriebseinrichtung das zweite Messer mit einer ungleichförmigen Winkelgeschwindigkeit hin- und herbewegt, so daß sich eine ungleichförmige Geschwindigkeit der Relativbewegung ergibt.
13. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Schneidvorrichtung eine tragbare große Schere mit einem in einem Gehäuse (20, 21) angeordneten Motor (25) und einem am Gehäuse befestigten Handgriff (S) ist.
14. Schneidvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Motor (25) ein batteriebetriebener elektrischer Motor ist und daß in dem Gehäuse (20, 21) eine Batterieeinrichtung (30) angeordnet und zur Erregung des Motors angeschlossen ist.
15. Schneidvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n -z e i ch n e t , daß die Messer (50, 56) ein erstes hin-und hergehendes Messer und ein zweites festes Messer umfassen.
16. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15,-dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Messer (So, 56) mit mehreren einander entsprechenden zusammenwirkenden Zähnen (60, 61) versehen sind, die mehrere zusammenarbeitende. in Zusammenwirkung schneidende Kanten für die Ausführung der zusammenarbeitenden Schneid- oder Scherwirkungen besitzen.
17. Tragbare Schere nach Anspruch 16, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Zähne (61) auf dem einen Messer (56) mit geraden Schneidkanten ausgebildet sind, während die Zähne (60) auf dem anderen Messer (50) mit gebogenen Schneidkanten geformt sind, um die gleichförmige Kontaktschneidpunktgeschwindigkeit zu schaffen.