DE4212725C2 - Hydraulisch betriebene Baum- und Rebenschere - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betriebene Baum- und Rebenschere mit einer Betätigungsvorrichtung und mit zwei relativ gegeneinander bewegbaren Messern sowie einem im Griff angeordneten und mit wenigstens einem Messer in Verbindung stehenden Kolben, der mittels einer Betätigungsvorrichtung entgegen einer Rückstellkraft in einem Zylinder bewegbar ist, der durch ein hydraulisches Druckmedium angetrieben und der über eine hydraulische Leitung mit einem Druckerzeugungssystem mit Pumpe in Verbindung steht.

Jedermann geläufig sind Scheren, die in ihrem ein­ fachsten Aufbau bei handbetätigter Arbeitsweise aus zwei um einen gemeinsamen Drehpunkt bewegbaren Schenkeln bestehen, die jeweils über in eine Öse eingreifende Finger relativ gegeneinander bewegt werden. Hierbei vollführen beide Schenkel, die je­ weils an ihren Innenkanten zusammenarbeiten, jene Bewegung, die den Schnitt erzeugen. Im Rahmen pro­ fessioneller Anwendungen und/oder beim Zertrennen von Gegenständen erheblicher Festigkeit sind Sche­ ren mit Antrieben bekannt. Für den Einsatz an wech­ selnden Orten ist die Verwendung elektromotorisch getriebener Scheren geläufig, bei denen der die elektrische Energie liefernde Akku vom Benutzer ge­ tragen und in der Schere der Motor untergebracht ist. Aus diesem Grunde ist die durch eine Hand er­ faßte und getragene Schere in gewichtsmäßiger Hin­ sicht relativ schwer, so daß sich die Handhabung als rasch ermüdend und umständlich erweist, wobei die Bedienungsperson zusätzliche Belastungen durch das Tragen des ein nicht unerhebliches Gewicht auf­ weisenden Akkus erfährt.

Ein wesentlich leichteres und ermüdungsfreies Ar­ beiten gestatten demgegenüber pneumatisch angetrie­ bene Scheren, deren Nachteil in der Notwendigkeit eines als Druckluftquelle dienenden stationären Kompressors zu sehen ist, zudem eine Verbindungs­ leitung geführt ist, die der Benutzer beispiels­ weise durch Einhängen in den Gürtel bei Wechsel des Standortes hinter sich herzieht. In der Schere selbst befindet sich lediglich der durch die beauf­ schlagte Druckluft bewegte Zylinder, durch den ei­ ner der Schenkel entgegen einer Rückstellkraft eine Bewegung erfährt. Als entscheidender Nachteil des pneumatischen Antriebs ist zu sehen, daß bei größe­ rem Trennwiderstand, das heißt bei Ästen größeren Durchmessers, die durch den Zylinder entwickelte Kraft aufgrund der Kompressibilität der Druckluft auch bei größeren Stirnflächen des Zylinders nicht zur gewünschten Kraftentwicklung in der Lage ist.

Des weiteren sind hydraulisch angetriebene Werk­ zeuge bekannt, bei denen die Regelung des Drucks auf den Zylinder mechanisch geschieht (DE-OS 14 82 979 und US 25 43 109). Der Druck der pneumatischen Flüssigkeit wirkt entgegen einer Federkraft, wo­ durch bei Nachlassen des pneumatischen Drucks sich der Kolben wieder zurückbewegt. Die Druckabnahme geschieht dadurch, daß die Hydraulikflüssigkeit nicht mehr an den Zylinder herangeführt wird, son­ dern frei zirkuliert (DE-OS 14 82 979). Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Zuführschlauch durch ein Ventil abgesperrt wird und die sich noch im Kolben befindliche Flüssigkeit über den Rücklei­ tungsschlauch abfließt (US 25 43 109). Nachteilig wirkt sich aus, daß bei dem zuerst genannten Werk­ zeug die Flüssigkeit ständig zirkuliert, also die Pumpe ständig arbeiten muß, was zu einer Vergeudung von Energie führt. In beiden Fällen geschieht die Beeinflussung des Drucks auf den Kolben mechanisch, wodurch eine komplexere Regelung des Drucks nicht möglich ist. Außerdem ist sowohl ein Hinleitungs- als auch ein Rückleitungsschlauch zum Betrieb not­ wendig.

Die bekannten Baum- und Rebenscheren mit elektri­ scher Auslösung verfügen ebenfalls nicht über eine Steuerung der Scherenbewegung (FR 21 61 430).

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Ent­ wicklung einer Baum-, Stich- und Rebenschere für professionelle Einsätze zur Aufgabe gemacht, die sich durch handlichen Aufbau und maximaler Kraft­ entwicklung auszeichnet und bei der sich durch ein­ fache Handhabung die Schere entweder ganz oder auch teilweise öffnen läßt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß das Druckerzeugungssystem in der Hydraulik­ leitung ein Zuführungsventil und ein Entlastungs­ ventil sowie ein hydraulisches Druckreservoir, das über die Pumpe auf einem im wesentlichen konstanten Druck gehalten wird, umfaßt, daß die hydraulische Leitung unmittelbar an den Zylinder angeschlossen ist, daß die Betätigungsvorrichtung aus einem Betä­ tigungsknopf, der mit dem elektrischen Schalter verbunden ist, besteht, der sowohl mit dem Zufüh­ rungsventil als auch dem Entlastungsventil über eine elektrische Leitung verbunden ist, daß bei Be­ tätigung des Schalters sich das Zuführungsventil öffnet und sich das Entlastungsventil schließt oder geschlossen leibt, daß beim Lösen des Schalters eine vorgegebene konstante Zeitspanne zu laufen be­ ginnt, sich das Zuführungsventil schließt und das Entlastungsventil öffnet, wodurch eine mittlere Öffnungsweite des Messers bestimmt wird, daß nach Ablauf der Zeitspanne bei gelöstem Schalter das Entlastungsventil schließt und das Zuführungsventil geschlossen bleibt und daß bei Antippen des Betä­ tigungsknopfes während der Öffnungsbewegung des Messers die vorgegebene konstante Zeitspanne von neuem zu laufen beginnt, wodurch die Öffnungsweite des Messers vergrößert wird.

Weitere Ausbildungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im Unterschied zum Stande der Technik besteht die Erfindung im Kern darin, daß die Hydraulikleitung aus nur einem Schlauch besteht und daß die Ventile elektrisch betätigt werden und der auf den Kolben wirkende Druck so geregelt wird, daß sich die Schere wahlweise nur teilweise öffnet. Dies wird durch zwei hydraulische Ventile erreicht: durch das Zuführungsventil und das Entlastungsventil. Die Zeit, in der sich die Schere öffnet, ist durch eine vorgegebene konstante Zeitspanne begrenzt. Nach Ab­ lauf dieser Zeitspanne wird (nach bereits geschlos­ senem Zuführungsventil) das Entlastungsventil ge­ schlossen, wodurch der Druck am Kolben nicht weiter abnimmt und die Öffenbewegung der Schere zum Still­ stand kommt.

Die gesamte Funktionsweise der Schere stellt sich folgendermaßen dar: Bei Betätigen des Schalters öffnet sich das Zuführungsventil und schließt sich das Entlastungsventil. Dadurch steigt der Druck am Kolben und demzufolge schließt sich die Schere. Bei geöffnetem Schalter schließt sich das Zuführungs­ ventil und öffnet sich das Entlastungsventil, so daß die Hydraulikleitung entlastet wird. Durch den sich vermindernden Druck am Kolben wird er durch die Federkraft zurückgeführt und die Schere öffnet sich. Nach Überschreiten der Zeitschranke schließt sich jedoch auch das Entlastungsventil, wodurch die Öffenbewegung der Schere zum Stillstand kommt. Wenn die Schere weiter geöffnet werden soll, ist nur ein kurzes Antippen des Betätigungsknopfes notwendig, weil dadurch das Zeitintervall neu gestartet wird und sich die Schere wieder weiter bis zum erneuten Erreichen der Zeitgrenze öffnet. So kann also durch kurzes Betätigen des Schalters die Schere weiter geöffnet werden oder durch anhaltendes Betätigen die Schere erneut zu einem weiteren Schnitt ge­ schlossen werden.

Der Vorteil dieses einfach handhabbaren Mechanis­ musses ist vor allen Dingen darin zu sehen, daß beim Schneiden dünnerer Äste, bei denen keine voll­ ständige Öffnung der Schere notwendig ist, Energie und wegen der schnelleren Schrittfolgen auch Zeit eingespart wird. Ein weiterer Vorteil der erfin­ dungsgemäßen Baum- und Rebenschere ist, daß die Hydraulikleitung aus nur einem Schlauch besteht und somit leichter ist als Ausführungen, die auch eine Rückleitung benötigen.

Von den jedermann geläufigen handbetätigten Scheren her ist bekannt, daß die beiden während des Zer­ trennens zusammenarbeitenden Schenkel von dem Be­ nutzer weg nach vorne zu arbeiten. Die Schnittflä­ che verläuft demzufolge annähernd senkrecht zur Be­ dienungsperson. Aufgrund ergonomischer Überlegungen hat die Erfindung jedoch als vorteilhaft erkannt, wenn die Schnittkanten der Schere in einem rechten Winkel hierzu, das heißt etwa parallel zur Bedie­ nungsperson verlaufen, so daß die Schnittfläche etwa senkrecht zu der gleichzeitig die Symmetrie­ ebene darstellenden Mittelachse der Schere ver­ läuft. Zum Arbeiten kann dann die Schere von oben her auf das Werkstück gesetzt werden.

Die zum Schneiden erforderliche Relativbewegung beider Schenkel gegeneinander hat nicht zur Voraus­ setzung, daß beide Schneiden bewegt werden müssen. Vielmehr kann nur eine der Schneiden bewegt und die zweite, hierzu die Gegenkante bildende, raumfest gehalten werden. Der eine Schenkel bewegt sich nach Art eines Schiebers auf die Gegenkante zu.

Bei Ausführungsformen, bei denen gemäß vorteilhaf­ ter Weiterbildung die Schnittkanten senkrecht zur Scherenachse verläuft, ist besonders bevorzugt, den Schieber körpernah und die Gegenkante starr am äu­ ßeren Ende der Schere anzubringen.

Beim Arbeiten mit angetriebenen Scheren gewinnt der Sicherheitsaspekt allergrößte Bedeutung. Hier schlägt die Erfindung die Verwendung eines stromleitenden Hand­ schuhs vor, der zum Überstreifen auf der nicht die Schere führenden Hand bestimmt ist, die ihrerseits im allgemeinen dem Zuführen und Fixieren der das Werkstück darstellenden Äste und Zweige benutzt wird.

Dieser stromleitende Handschuh steht über ein Kabel mit einem auf das die Hydraulikleitung schaltende Ventil einwirkenden Steuerkreis in Verbindung, der dann das Ventil schließt, wenn der Widerstand zwi­ schen dem Handschuh und der Schere, die ihrerseits aus elektrisch leitendem Material nach Art eines Metalles aufgebaut ist, zu Null wird. Beim Berühren des Handschuhs mit der Schere tritt dieser Fall ein. Dann schaltet das Ventil, so daß mit soforti­ ger Wirkung die Bewegung der Schere unterbrochen wird. Damit ist ein auch nur teilweises Zertrennen von Finger oder Hand der Bedienungsperson bei vor­ herigem Überstreifen des stromleitenden Handschuhs mit Sicherheit ausgeschlossen. Im Gegensatz zur Verwendung pneumatischer Medien liegt hierin ein entscheidender Vorzug.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, zur Erhöhung der Reichweite der Schere ein Verlängerungsrohr vorzusehen, das zur Aufnahme der Schere am einen Ende geformt ist und welches am kompressorseitigen Ende mit einem Betätigungsknopf ausgerüstet ist. Beim Ausschneiden von Bäumen erweist es sich als entscheidender Vorzug, daß mit Hilfe dieses Verlän­ gerungsrohres nach dem Aufstecken der Schere auch weit entfernte Punkte problemlos erreicht und bear­ beitet werden können.

Das als Druckreservoir dienende Aggregat kann auf der Transportschiene eines Schleppers oder einer Zugmaschine angebracht sein. Um die mitunter ge­ wünschte einschränkungslose Anordnung des Aggrega­ tes zu ermöglichen, ist die Befestigung eines Fahr­ werkes bevorzugt.

Für den Einsatz an Ästen unterschiedlichster Durch­ messer ist die Erfindung aufgrund ihrer möglichen erheblichen Kraftentwicklung ohne weiteres ge­ eignet. Allerdings ist als Nachteil anzusehen, wenn die Schere sich mit Beendigung jedes Arbeitstaktes bis zur maximalen Scheren-/Maulweite öffnet. Dies bedeutet sowohl einen Zeit- als auch Energieverlust bei Werkstücken geringeren Durchmessers, da gerin­ gere Durchmesser schnellere Schnittfolgen und auf­ grund der geringeren Bewegung der Schere Energie­ einsparungen erlauben würden.

Die Erfindung sieht deshalb einen Zeitschalter vor, durch den die Rückstellung des Messers zeit­ lich begrenzt wird. Entsprechend einer konstant vorgegebenen Zeitschranke, die einer mittleren Öff­ nungsweite entspricht, wird die Rückwärtsbewegung des Messers nach erfolgtem Schnitt begrenzt. In me­ chanischer Hinsicht erfolgt die Rückwärtsbewegung dadurch, daß die Beaufschlagung des Ventils mit Hydraulikmedium beendet wird und über die Leitung abfließt, wobei sich der durch die Rückstellkraft bewegte Kolben im Sinne einer Öffnung bewegt. Bei Abschalten des im Rücklauf befindlichen Ventils stoppt die Bewegung des Kolbens sofort und das Ein­ leiten der nächsten Schnittbewegung kann beginnen.

Die vorgegebene Zeitspanne definiert und legt jene Zeit fest, die vom Zeitpunkt des Schnittes bis zum maximalen Öffnen des Messers vergeht und die hier­ durch die maximale Öffnungsweite bestimmt. Die Schaltung ist nun so eingestellt, daß bei einem An­ tippen während der Rückwärtsbewegung des Messers die vorgegebene konstante Zeitspanne von neuem zu laufen beginnt (= startet), so daß sich durch ein oder mehrmaliges Antippen nach erfolgtem Schnitt die Öffnungszeit und folglich auch die Öffnungs­ weite der Schere entsprechend erhöht. Es lassen sich dann ohne konkrete Maßnahmen der Anpassung in kürzester Zeit sowohl Werkstücke und Äste geringe­ ren Durchmessers als auch bei Bedarf solche mit großem Durchmesser problemlos bearbeiten.

Um durch zufälliges Berühren des Betätigungsknopfes einen unbeabsichtigten Schneidevorgang auszuschlie­ ßen, empfiehlt sich die Anbringung eines Siche­ rungsschalters, der im Griff angeordnet ist, durch Erfassen betätigt wird und eine Sperre aufhebt. Seine Aufgabe besteht darin, sicherzustellen, daß die Schere gegen unbeabsichtigtes Auslösen gesi­ chert ist. Eine Funktion wird erst dann ausgelöst, wenn Betätigungsknopf und Sicherungsschalter gleichzeitig aktiviert sind. Eine zusätzliche Si­ cherung gewährt ein im Sicherungsschalter unterge­ brachtes Zeitglied, das die Öffnungszeit der Sperre und damit die Betätigung des Sicherungsschalters auf ein vorgegebenes Zeitintervall begrenzt. Es wird dann nicht möglich, durch Umkleben des Griffes mit einem Klebeband den Sicherungsschalter perma­ nent zu aktivieren, d. h. die Sperre bleibend aufzu­ heben.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu­ tert wird.

Sie zeigt in schematisch gehaltener Seitenansicht die aus Schere (1), Druckreservoir (2) mit zugehö­ rigem Aggregat (3), stromleitendem Handschuh (4) mit den entsprechenden Leitungen (5, 6, 7, 8) sowie dem zugehörigen Schalter (9) versehene erfindungs­ gemäße Anordnung. Zur Verbesserung der Übersicht­ lichkeit sind die Leitungen (5, 6, 7, 8) nicht vollständig wiedergegeben.

Die Schere (1) besteht aus einem Gegenhalter (10), einem mit diesem zusammenarbeitenden Messer (11), das seinerseits über einen im Griff (12) angeordne­ ten Zylinder (13) in Achsenrichtung des Kolbens be­ wegt wird. Zum Schließen erfolgt eine Beaufschla­ gung des Kolbenraumes über die hydraulische Leitung (5), so daß sich das Messer (11) in Schließstellung bewegt und der Kolben die die Rückstellkraft dar­ stellende Feder (14) komprimiert.

Nach Beendigung des Schneidvorganges wird die hydraulische Leitung (5) über ein Ventil entlastet, so daß die Rückstellkraft den Zylinder (13) und folglich auch das Messer (11) in Öffnungsstellung bewegt.

Der Schneidvorgang wird mit Hilfe des Betätigungs­ knopfes (15) eingeleitet, durch den in speziellen Ausgestaltungen auch eine Vergrößerung der maxima­ len Öffnungsweite durch in kurzem Zeitintervall er­ folgendes mehrfaches Betätigen ermöglicht werden kann.

Das Herzstück für die gesamten Bewegungsabläufe stellt der Schalter (9) dar, der auch die in der Hydraulikleitung (5) angeordneten Ventile schaltet. Die Hydraulikleitung (5) wird über das Druckreservoir (2) beaufschlagt, das seinerseits über das Aggregat (3) stabilisiert und auf dem ge­ wünscht hohen Druck gehalten wird.

Die Ventile stellen nicht allein, wie zu Be­ ginn der Schnittphase, die Verbindung zwischen Druckreservoir (2) und dem Zylinder (13) her, son­ dern sie gestatten ebenfalls ein Entlasten und Ab­ lassen des im Griff (12) befindlichen hydraulischen Mediums während der Öffnungsphase. Der Betätigungs­ knopf (15) steht zu diesem Zweck über die beiden elektrischen Leitungen (6, 7) mit dem Schalter (9) in Verbindung.

Gezeigt ist in der Zeichnung eine Ausführungsform, die die in den Unteransprüchen angegebenen Sicher­ heitsvorkehrungen aufweist. Aus diesem Grunde ist ein elektrisch leitender Handschuh (4), der zum Überstreifen auf die nicht die Schere ergreifenden Hand der Bedienungsperson bestimmt ist, über ein Kabel ebenfalls mit dem Schalter (9) verbunden.

Sollte während des Arbeitens durch Berühren des Handschuhs (4) mit dem aus elektrisch leitendem Ma­ terial bestehendem Gehäuse der Schere (1) der nor­ malerweise unendliche Widerstand zu Null werden, unterbricht der Schalter (9) sofort die Zufuhr des hydraulischen Mediums, so daß das Messer (11) in seiner Bewegung stehenbleibt und nicht zu Verlet­ zungen führen kann.

Im Ergebnis erhält man eine Schere, die sich durch kompakten und damit handlichem Aufbau bei geringem Eigengewicht und dennoch großer Schnittkraft zur Lieferung eines hohen Sicherheitsstandardes in der Lage ist.

Claims (9)

1. Hydraulisch betriebene Baum- und Rebenschere mit einer Betätigungsvorrichtung und mit zwei relativ gegeneinander bewegbaren Messern sowie einem im Griff angeordneten und mit wenigstens einem Messer in Verbindung stehenden Kolben, der mittels einer Betätigungsvorrichtung entgegen einer Rückstellkraft in einem Zylinder bewegbar ist, der durch ein hydraulisches Druckmedium angetrieben wird und der über eine hydraulische Leitung mit einem Druckerzeugungssystem mit Pumpe in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß

• - das Druckerzeugungssystem in der Hydraulikleitung (5) ein Zuführungsventil und ein Entlastungsventil sowie ein hydraulisches Druckreservoir (2), das über die Pumpe (3) auf einem im wesentlichen konstanten Druck gehalten wird, umfaßt,
• - die hydraulische Leitung (5) unmittelbar an den Zylinder (13) angeschlossen ist,
• - die Betätigungsvorrichtung aus einem Betätigungsknopf (15), der mit dem elektrischen Schalter (9) verbunden ist, besteht, der sowohl mit dem Zuführungsventil als auch dem Entlastungsventil über eine elektrische Leitung (6, 7) verbunden ist,
• - bei Betätigung des Schalters (9) sich das Zufüh­ rungsventil öffnet und sich das Entlastungsventil schließt oder geschlossen bleibt,
• - beim Lösen des Schalters (9) eine vorgegebene konstante Zeitspanne zu laufen beginnt, sich das Zuführungsventil schließt und das Entlastungsventil öffnet, wodurch eine mittlere Öffnungsweite des Messers bestimmt wird,
• - nach Ablauf der Zeitspanne bei gelöstem Schalter (9) das Entlastungsventil schließt und das Zuführungsventil geschlossen bleibt,
• - bei Antippen des Betätigungsknopfes (15) während der Öffnungsbewegung des Messers (11) die vorgegebene konstante Zeitspanne von neuem zu laufen beginnt, wodurch die Öffnungsweite des Messers vergrößert wird.

2. Schere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittfläche der Messer (11) etwa senk­ recht zu der durch den Griff (12) definierten Achse der Schere (1) verläuft.

3. Schere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die eine Schnittfläche der Schere (1) fest und die andere, das Messer (11), relativ hier­ gegen bewegbar ist.

4. Schere nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Messer (11) der auf den Griff (12) zu weisende Schenkel der Schere (1) ist.

5. Schere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Überstreifen auf die nicht die Schere (1) führende Hand des Benutzers bestimmter stromleitender Handschuh (4) elektrisch leitend mit dem Schalter (9) verbunden ist, die Schere (1) aus elektrisch leitendem Material be­ steht und der Schalter (9) bei einem von Kontakt zwischen Schere (1) und Handschuh (4) die hydrauli­ sche Leitung (5) schließt.

6. Schere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekenn­ zeichnet durch ein Verlängerungsrohr, das am einen Ende mit der Schere (1) bestückt ist und am anderen Ende einen auf den Schalter (9) wirkenden Betäti­ gungsknopf (15) aufweist.

7. Schere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckerzeugungssystem mit einem Fahrwerk ausgestattet ist.

8. Schere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Griffs (12) ein weiterer Sicherungsschalter angeordnet ist, der mit einer Sperre in Verbindung steht, die sich bei Er­ fassen des Griffs (12) über den Sicherungsschalter öffnet.

9. Schere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungszeit der Sperre durch ein vorgege­ benes Zeitintervall begrenzt ist.