DE3928853A1 - Schnittwerkzeug mit zwei relativ zueinander bewegten messerbalken, insbesondere heckenschere - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnittwerkzeug insbesondere ein handgeführtes Schnittwerkzeug wie Heckenschere oder der­ gleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Heckenscheren werden ein oder beide Messerbalken zum Beispiel durch einen Kurbeltrieb, Kulissentrieb oder der­ gleichen hin- und hergehend angetrieben. In den jeweiligen Umkehrpunkten der hin- und hergehenden Bewegung liegen die Schneidzähne des einen Messerbalkens mit den jeweiligen Ge­ genzähnen des anderen Messerbalkens deckungsgleich. Vom Zeitpunkt dieser vollen Zahnüberdeckung bis zu dem Zeitpunkt der beginnenden Zahnüberdeckung mit dem benach­ barten Gegenzahn kann das Schnittgut - Äste und dergleichen - in die durch den Abstand der Zähne vorgegebene Öffnung eintreten. Mit dem Beginn der Längsbewegung aus einem Um­ kehrpunkt heraus wird die Eintrittsöffnung für das Schnitt­ gut verkleinert, um das Schnittgut zu verdichten und am Schluß der Verdichtungsphase zu schneiden. Nach dem Schnitt erfolgt die Längsbewegung bei überlappenden Zähnen weiter bis hin zur vollen Zahnüberdeckung, um dann in Gegenrich­ tung umzukehren.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß ein Verklemmen der Messerbalken meist im Bereich zwischen der Verdichtungspha­ se und der Schnittphase auftritt. Die dann aufgebrachte Schnittkraft ist oft nicht groß genug, das eingetretene und verdichtete Schnittgut zu durchtrennen.

Die Bereitstellung einer höheren Schnittkraft erfolgt in der Regel durch einen Antriebsmotor höherer Leistung, wo­ durch jedoch das Schnittwerkzeug deutlich schwerer wird, was insbesondere bei handgeführten Arbeitsgeräten wie Heckenscheren von großem Nachteil ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsge­ mäßes Schnittwerkzeug derart auszubilden, daß bei unverän­ derter Antriebsleistung die Gefahr eines Verklemmens der Messer am Ende der Verdichtungsphase vermindert ist.

Diese Aufgabe wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Da sich die Messer in den Umkehrpunkten nur noch teilweise überdecken, erfolgt das Durchtrennen des Schnittgutes - bei unverändertem Hub der Längsbewegung - näher am Umkehrpunkt. Bezogen auf den Kurbelwinkel eines z. B. Kurbel- oder Kulis­ senantriebs erfolgt der Schnitt um einige Grad Kurbelwinkel später, das heißt, mit erheblich kürzerem Kurbelwinkelab­ stand zum Umkehrpunkt. Da die über den Kurbelwinkel aufge­ tragene Kraft eines Kurbeltriebs zum Umkehrpunkt (0°, 180°) stark ansteigt, ergibt sich für den Schnitt eine höhere Schnittkraft bei unveränderter Antriebsleistung. Eine höhe­ re Schnittkraft senkt aber die Gefahr eines Messerklemmens am Ende der Verdichtungsphase bzw. in der Schnittphase selbst. Das Schnittwerkzeug hat bei unverändertem Gewicht eine höhere Schnittleistung. Von weiterem Vorteil ist auch, daß - bei unverändertem Hub - zur Erzielung der erfindungs­ gemäßen Lage der Schneidzähne und Gegenzähne im Umkehrpunkt der in Längsrichtung der Messerbalken gemessene Abstand der Schneidzähne wie der Gegenzähne vergrößert werden muß. Hierdurch ergibt sich eine größere Eintrittsöffnung zwi­ schen den Zähnen, die bei unverändertem Antrieb die Ein­ trittsphase für das Schnittgut verlängert. Das erfindungs­ gemäße Schneidwerkzeug ist leistungsfähiger; es kann - quer zur Längsrichtung der Messerbalken - mit einem schnelleren Vorschub - bewegt werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, den Abstand von Schneidzahn und Gegenzahn im Umkehrpunkt der Längsbewe­ gung etwa der halben Breite der Zähne entsprechend auszu­ bilden. Setzt man die volle Zahnüberdeckung im Umkehrpunkt beim Stand der Technik zu 100% an, so ergibt sich bei dem gewählten Abstand der Mittelachsen von Schneidzahn und Gegenzahn eine Zahnüberdeckung von etwa 50%. Durch die erfindungsgemäße Verminderung der Zahnüberdeckung läßt sich eine Steigerung der Schnittkraft um ca 33% erzielen. Da diese Schnittkraftsteigerung am Ende der Verdichtungsphase zur Verfügung steht, ist ein Verklemmen der Messerbalken weitgehend verhindert.

Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen 50%igen Zahnüber­ deckung ü im Umkehrpunkt ergibt sich ferner bei unveränder­ ter Antriebsleistung und unverändertem Hub h ein Öffnungs­ faktor Ö, der um ca 28% größer ist als bei einer 100%-igen Zahnüberdeckung. Der Öffnungsfaktor Ö pro Zahn­ paarung ist dabei definiert zu

Durch die Steigerung des Öffnungsfaktors ergibt sich auch eine Vergrößerung der Zeitspanne, in der Schnittgut eintre­ ten kann. Normiert auf eine Zeit, in der ein Ast von 10 mm Durchmessern zwischen ein Zahnpaar eintreten kann, ergibt sich eine Erhöhung der Eintrittszeit von ca 15%.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weite­ ren Ansprüchen der Beschreibung und der Zeichnung, in der schematisch ein im folgenden im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zei­ gen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schnitt­ werkzeugs in einem ersten Umkehrpunkt eines Messerbalkens,

Fig. 2 eine Darstellung des Schnittwerkzeugs nach Fig. 1 mit in Mittelstellung befindlichem Messerbalken,

Fig. 3 eine Darstellung des Schnittwerkzeugs nach Fig. 1 mit einer Stellung des Messerbalkens im zweiten Umkehrpunkt,

Fig. 4 eine Darstellung der Schnittkraft in Abhängig­ keit des Kurbelwinkels eines den Messerbalken antreibenden Kurbeltriebs,

Fig. 5 eine Darstellung des Messerhubs über dem Kur­ belwinkel.

Das schematisch dargestellte Schnittwerkzeug ist z. B. ein handgeführtes Schnittwerkzeug wie eine Heckenschere oder dergleichen. Es besteht aus zwei in einer Schnittebene auf­ einander liegende Messerbalken 1, 2, die auf mindestens ei­ ner ihrer Längsseiten zum Schneiden vorgesehene Zähne 3 und 4 aufweisen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind auf je­ weils beiden Längsseiten der Messerbalken 1, 2 Zähne 3 und 4 angeordnet, wobei die Zähne 3 bzw. 4 der einen Längsseite zu den Zähnen 3 bzw. 4 der anderen Längsseite versetzt lie­ gen.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Messerbalken 1 von einem Kurbeltrieb 5 in Pfeilrichtung 6 hin- und hergehend angetrieben, während der zweite Messerbalken 2 feststehend ist. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, beide Messerbal­ ken 1 und 2 in Pfeilrichtung 6 hin- und hergehend anzutrei­ ben, wobei der Kurbeltrieb 5 mit zwei Kurbelarmen zum An­ trieb beider Messerbalken 1,2 ausgebildet sein kann. We­ sentlich ist, daß die Messerbalken 1 und 2 eine Relativbe­ wegung zueinander ausführen.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der bewegte Messer­ balken 1 Schneidzähne 3 auf, die in beiden Bewegungsrich­ tungen eine Schneidkante 7a bzw. 7b aufweisen. Die Schneid­ kanten 7a bzw. 7b liegen quer zur Längsmittelachse 8 der Messerbalken 1 und 2. Sie bilden die quer zur Längsmittel­ achse 8 liegenden Längsseiten des Schneidzahns 3, der zu seinem Ende verjüngt ausgebildet ist.

Jedem Schneidzahn 3.1 bis 3.3 ist im Umkehrpunkt des beweg­ ten Messerbalkens 1 (Fig. 1, Fig. 3) ein Gegenzahn 4.1 bis 4.3 zugeordnet, der bevorzugt stumpf oder schneidend ausge­ bildet ist. Jeder Gegenzahn 4.1 bis 4.3 liegt - wie die Schneidzähne 3.1 bis 3.3 - quer zur Längsmittelachse 8 der Messerbalken und hat eine Länge, die geringfügig größer als die der Schneidzähne 3.1 bis 3.3 ist.

Die Mittelachse 4a eines stumpfen Gegenzahns 4 liegt ebenso wie die Mittelachse 3a eines Schneidzahns 3 im rechten Win­ kel zur Linksmittelachse 8 der Messerbalken. Eine andere Anordnung der Mittelachsen 3a bzw. 4a kann vorteilhaft sein. Wesentlich ist, daß die Mittelachsen 3a und 4a in den Umkehrpunkten der Längsbewegung des Messerbalkens 1 gemäß Fig. 1 und Fig. 3 einen Abstand x voneinander aufweisen, so daß sich in den Umkehrpunkten bei 0° Kurbelwinkel und 180° Kurbelwinkel der Schneidzahn und der entsprechende Gegen­ zahn nur teilweise überdecken.

Bewegt sich der Antrieb in Pfeilrichtung 9, so bewirkt der Kurbeltrieb 5 ein Verschieben des Messerbalkens 1 derart, daß sich z. B. der Schneidzahn 3.1 des Messerbalkens 1 in Richtung auf den stumpfen Gegenzahn 4.2 des Messerbalkens 2 bewegt. Bei 0° Kurbelwinkel (Fig. 1) ist durch die in die­ ser Bewegungsrichtung vordere Schneidkante 7a des Schneid­ zahns 3.1 und den stumpfen Gegenzahn 4.2 eine Eintritts­ öffnung 10 für das Schnittgut gebildet. Diese Eintrittsöff­ nung 10 wird sich bei der Längsbewegung des Messerbalkens 1 verkleinern, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Das in die Ein­ trittsöffnung eingetretene Schnittgut wird dabei verdich­ tet, um dann mit Beginn der Überschneidung zwischen Gegen­ zahn 4.2 und Schneidzahn 3.1 den Schnitt auszuführen. Nach dem die vorlaufende Schneide 7a die ihr zugewandte Kante des stumpfen Gegenzahns 4.2 vollständig überfahren hat, ist der Schnitt beendet und der Schneidzahn 3.1 führt in Längs­ richtung des Messerbalkens seinen Resthub aus, bis er bei 180° Kurbelwinkel den Umkehrpunkt erreicht hat. In diesem Umkehrpunkt liegt - wie Fig. 3 zeigt - die Mittelachse 4a des stumpfen Gegenzahns 4.2 mit Abstand x zur Mittelachse 3a des Schneidzahns 3.1. Der von 0° Kurbelwinkel bis 180° Kurbelwinkel ausgeführte Hub h ist durch die Auslegung des Kurbeltriebs 5 bestimmt.

Aufgrund des erfindungsgemäß vorgesehenen Abstands x der Mittelachsen 3a und 4a im Umkehrpunkt 0° Kurbelwinkel und 180° Kurbelwinkel (Fig. 1, Fig. 3) ergibt sich eine höhere auf den Messerbalken 1 wirkende Schubkraft, die als erhöhte Schnittkraft an den jeweiligen Zahnpaarungen auf­ tritt. In Fig. 4 ist die theoretisch mögliche Kraft des Kurbeltriebes 5 dargestellt. Daraus ergibt sich, daß bei 0° Kurbelwinkel und 180° Kurbelwinkel die auszuübende Kraft theoretisch am größten ist. Hieraus folgt im Umkehrschluß, daß die an den jeweiligen Zahnpaarungen wirkende Schnitt­ kraft um so größer ist, je näher das Ende der Verdichtungs­ phase und der beginnende Schnitt am Umkehrpunkt 0° Kurbel­ winkel bzw. 180° KW liegt.

Bei voller Zahnüberdeckung im Umkehrpunkt, d.h., wenn die Mittelachsen 3a, 4a der Zähne 3 und Gegenzähne 4 im Umkehr­ punkt deckungsgleich liegen, ergibt sich am Ende der Ver­ dichtungsphase eine maximale Schnittkraft F_max1. Wird gemäß der Erfindung vorgesehen, daß sich die Zähne 3 und 4 im Um­ kehrpunkt nur teilweise überdecken, deren Mittelachsen 3a und 4a also einen Abstand x voneinander aufweisen sollen, ergibt sich bei z. B. nur 50%iger Zahnüberdeckung eine Schnittkraft F_max2, die deutlich größer als F_max1 ist. Bei gleicher Antriebsleistung und somit gleichem Gewicht des Schnittwerkzeugs ergibt sich eine höhere Schnittkraft, wodurch ein Verklemmen bzw. Blockieren der Messerbalken vermieden ist. Das Schnittwerkzeug hat bei unverändertem Hub und unverändertem Kurbeltrieb eine deutlich höhere Schnittleistung.

Nicht nur die Schnittkraft steigt bei einer erfindungsge­ mäßen Ausbildung des Schnittwerkzeugs, sondern auch der in Längsrichtung der Messerbalken gemessene Eintrittsschlitz 10 für das Schnittgut. Dies deshalb, da bei unverändertem Hub und unverändertem Kurbeltrieb 5 zur Erzielung der er­ findungsgemäßen Teilüberdeckung der jeweiligen Zahnpaarun­ gen im Umkehrpunkt der Zahnabstand ZA vergrößert werden muß. Die Vergrößerung des Zahnabstandes ZA zwischen den Schneidzähnen 3 bzw. den Gegenzähnen 4 ergibt somit einen größeren Eintrittsschlitz 10, der somit auch länger offen ist als beim Stand der Technik. Während bei 100%iger Zahn­ überdeckung in den Umkehrpunkten eine Zeit t1 - Fig. 5 - zum Eintritt von Schnittgut zur Verfügung steht, ergibt sich aufgrund des größeren Zahnabstandes, der durch die nur teilweise Überdeckung der Zahnpaarungen im Umkehrpunkt mög­ lich wird - eine Eintrittszeit t2, die größer als t1 ist. Neben der erhöhten Schnittkraft steht dem Schnitt somit mehr Zeit zur Verfügung, in den Eintrittsschlitz 10 zwi­ schen Schneidzahn und Gegenzahn einzutreten.

Wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, ist ein Abstand x zwi­ schen den Mittelachsen 3a und 4a der jeweiligen Zahnpaarun­ gen vorgesehen, der einer etwa 50%igen Zahnüberdeckung in den Umkehrpunkten entspricht. Im Rahmen der Erfindung sind auch größere Abstände möglich, dergestalt, daß eine Über­ deckung der Schneide 7a mit der Gegenschneide des Gegen­ zahns 4 gerade dann auftritt, wenn der Umkehrpunkt erreicht ist. Bei einer derartigen Ausbildung wäre zwar eine maxi­ male Schnittkraft erzielt, jedoch würde die Funktionsfähig­ keit des Schnittwerkzeugs nach einem Nachschärfen der Schneidzähne infrage gestellt sein. Eine 50%-ige Zahnüber­ deckung in den Umkehrpunkten, die genügend Material zum Nachschärfen der Schneidzähne gewährleistet, ist daher vorzuziehen. Haben Schneidzahn 3 und Gegenzahn 4 etwa glei­ che Breite, ist zur Erzielung einer 50%-igen Zahnüber­ deckung ü vorgesehen, daß der Abstand x im Umkehrpunkt etwa der halben Zahnbreite entspricht.

Claims (3)

1. Schnittwerkzeug, insbesondere handgeführtes Schnitt­ werkzeug wie Heckenschere oder dergleichen, mit zwei in einer Schnittebene aufeinander liegenden Messerbalken (1, 2), die auf mindestens einer der Längsseiten ange­ ordnete Schneidzähne (3, 4) aufweisen und einer der Messerbalken (1) in seiner Längsrichtung (6) von einem Antrieb (5) hin- und hergehend antreibbar ist, wobei sich im Umkehrpunkt der Längsbewegung die Schneidzähne (3) des einen Messerbalkens (1) mit den entsprechenden Gegenzähnen (4) des anderen Messerbalkens (2) über­ decken, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Umkehrpunkt die quer zur Längsmit­ telachse (8) liegende Mittelachse (3a) des Schneidzah­ nes (3) des einen Messerbalkens (1) mit Abstand (x) zur quer zur Längsmittelachse (8) liegenden Mittelachse (4b) des Gegenzahnes (4) des anderen Messerbalkens (2) liegt.

2. Schnittwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidzähne (3, 4) in jeder Bewegungsrichtung (6) eine Schneidkante (7a, 7b) aufweisen und die Mittelachse (3a) des Schneidzahnes (3) in jedem Umkehrpunkt mit Ab­ stand (x) zur Mittelachse (4a) des jeweils zugeordneten Gegenzahns (4) liegt.

3. Schnittwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidzahn (3) und der Gegenzahn (4) in Längsrichtung des Messerbalkens (1, 2) etwa gleiche Breite haben und der Abstand (x) ihrer Mittelachsen (3a, 4a) im Umkehr­ punkt etwa ihrer halben Breite entspricht.