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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug im Allgemeinen
und Heckenscheren im Besonderen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Herkömmliche
Hand-Heckenscheren, die meistens zum Schneiden von Sträuchern und
Hecken verwendet werden, umfassen zwei Handgriffe mit Klingen, die
als axiale Verlängerung
der Handgriffe angeordnet sind. Diese Kombination von Handgriff und
Klinge sind gemeinsam an einem Punkt drehbar gelagert, wobei der
Drehpunkt typischerweise an den Klingen angeordnet ist, nahe an
dem Punkt, an dem die Klingen an den Handgriffen angebracht sind.
Die Klingen sind angeordnet, um sich zu kreuzen, so dass eine schneidende
Scherbewegung erzeugt wird, wenn sie vor- und zurückbewegt
werden. Die Schneidkraft, die mit diesen herkömmlichen Heckenscheren auf
die zu schneidenden Zweige ausgeübt werden
kann, ist direkt proportional zu der Kraft, die aufgewendet wird,
um die Handgriffe zu einander zu bringen. Dies basiert auf einer
typischen Hebelkonstruktion, bei der die Schneidkraft durch das
Verlängern
der Länge
der Handgriffe, d. h. der Arbeitshebel, erhöht werden kann; dies ist jedoch
nur bis zu einem sehr begrenzten Ausmaß möglich, ohne dass die Schere
in der Anwendung übermäßig unhandlich wird.
Aufgrund der direkten Kraftübertragung
sind Hand-Heckenscheren relativ schwer anzuwenden, besonders an
Sträuchern
mit etwas dickeren Zweigen.
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Die
Druckschrift US-A-1 716 257 offenbart eine Baumschere, bei der eine
erhöhte
Schneidkraft erreicht wurde, ohne dass das Werkzeug übermäßig unhandlich
oder baulich kompliziert und unzuverlässig wurde. Dieses Schneidwerkzeug
umfasst ein erstes verlängertes
Handgriff-Element; ein zweites verlängertes Handgriff Element,
das drehgelenkig mit dem ersten Handgriff-Element an einem ersten
Drehpunkt verbunden ist; ein erstes Klingen-Element mit einer Schneidkante
und drehgelenkig mit dem ersten Handgriff-Element an einem zweiten
Drehpunkt verbunden; und ein zweites Klingen-Element mit einer Klemmbacke
und drehgelenkig mit dem zweiten Handgriff-Element an einem dritten
Drehpunkt verbunden, wobei das erste und das zweite Klingen-Element
miteinander an einem vierten Drehpunkt drehgelenkig verbunden sind,
wobei die Klingen-Elemente relativ zum vierten Drehpunkt drehbar
sind, so dass sie sich in einer scherenartigen Weise zwischen einer
offenen und einer geschlossenen Stellung bewegen, wobei der erste,
zweite, dritte und vierte Drehpunkt ein Viereck bilden, in dem sich
ein Winkel, dessen Scheitelpunkt durch den ersten Drehpunkt gebildet
wird, 180° nähert, aber
nicht erreicht, wenn sich die Klingen-Elemente in deren geschlossenen Stellung
befinden, wodurch die Arbeit, die verrichtet wurde, um die Schere
zu schließen,
eine Kraft erzeugt, die dazu neigt, die Klingen-Elemente zu schließen, und
die umso größer ist,
je näher
sich die Klingen in deren geschlossenen Stellung befinden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Der
Drehmechanismus nach US-A-1 716 257 könnte prinzipiell auch bei Heckenscheren
angewendet werden. Bei der Baumschere gemäß US-A-1 716 257 wurden die
Handgriff Elemente jedoch auf der Oberseite von einander im Bereich
des Drehpunkts angeordnet, der die Handgriff-Elemente zusammenfügt. Der
Drehzapfen an sich wird durch das Einführen eines Bolzens in Öffnungen
in beiden Handgriff-Elementen und durch das Schrauben einer Sicherungsmutter
auf den Bolzen auf der gegenüberliegenden
Seite der Handgriff-Elemente gebildet.
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Als
Folge der Konstruktion des Drehpunkts befinden sich die Handgriffe
der Schere nach US-A-1 716 257 nicht auf der gleichen Ebene. So
eine Konstruktion würde
bei einem Schneidwerkzeug wie einer Heckenschere unergonomisch sein,
bei der der Anwender die Schneidvorgänge normalerweise bei einem
beachtlichen Tempo über
einen längeren
Zeitraum zahlreiche Male wiederholt. Zusätzlich sind ein Bolzen und
eine Sicherungsmutter oder eine ähnliche
Konstruktion als der Drehpunkt nötig,
um die Handgriffe zusammen zu halten.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schneidwerkzeug,
insbesondere eine Heckenschere bereitzustellen, bei der die oben
erwähnten
Nachteile nicht vorhanden sind. Diese Aufgabe wird durch ein Schneidwerkzeug
erfüllt,
das dadurch gekennzeichnet ist, was im unabhängigen Anspruch angegeben ist.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen offenbart.
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Weitere
Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgend gegebenen,
ausführlichen
Beschreibung ersichtlich. Es sollte jedoch verständlich sein, dass die ausführliche
Beschreibung und die speziellen Ausführungsbeispiele nur mittels
einer Erläuterung
gegeben werden, da anhand dieser ausführlichen Beschreibung verschiedene Änderungen und
Modifikationen in Geist und Umfang der Erfindung für den Fachmann
ersichtlich werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Das
bevorzugte, exemplarische Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen,
und in denen zeigen:
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1 ein
exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines Schneidwerkzeugs der Erfindung in dessen geschlossenen Stellung;
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2 ein
Schneidwerkzeug von 1 in dessen offenen Stellung;
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3 ein
Schneidwerkzeug von 1 in einer leicht geöffneten
Stellung; und
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4 eine
teilweise Vergrößerung des
in 3 gezeigten Ausschnitts A.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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1 zeigt
eine Draufsicht eines exemplarischen Ausführungsbeispiels eines Schneidwerkzeugs,
insbesondere einer Heckenschere, der Erfindung in dessen ge schlossenen
Stellung. Die Schere umfasst einen ersten Handgriff 1 und
einen zweiten Handgriff 2. Die Handgriffe sind verlängert und
mit den Abschnitten 3 und 4 versehen, die nahe
an einem Ende der Handgriffe für
einen besseren Griff angeordnet sind. Die Handgriffe bestehen aus
einem formbaren Material, möglicherweise
mit Ausnahme der Abschnitte 3 und 4. Ein besonders
zu erwägendes,
formbares Material ist Kunststoff, obwohl einige Metallmaterialien,
besonders Leichtmetalle, ebenso möglich sein können. Die
Handgriffe 1 und 2 sind an einer ersten Klinge 5 bzw.
einer zweiten Klinge 6 an den Handgriff-Enden gegenüber von
den Griffabschnitten 3 und 4 angebracht. Mit Bezug
auf ihre Schnittbereiche sind die Klingen 5 und 6 denen
der herkömmlichen
Heckenscheren ähnlich
und werden daher in diesem Zusammenhang nicht ausführlicher beschrieben.
Die Klinge 5 ist mit dem Handgriff 1 an einem
Drehpunkt 7 drehgelenkig verbunden. Die Klinge 6 ist
entsprechend am Handgriff 2 an einem Drehpunkt 8 angebracht.
Ferner sind die Klingen 5 und 6 an einem Drehpunkt 9 gemeinsam
drehbar gelagert, wobei die Handgriffe 1 und 2 an
einem Drehpunkt 10 gemeinsam gelagert sind. Der Aufbau
und die Wirkungsweise der so ausgebildeten Drehkonstruktion werden
unten wesentlich ausführlicher
beschrieben.
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Die
oben genannte Drehkonstruktion, die vier Drehpunkte umfasst, wird
in 4 ausführlicher gezeigt.
Wie oben angegeben, sind die Klingen 5 und 6 so
geformt, dass sie hinter dem Punkt 9 die Abschnitte 11 und 12 umfassen,
die in Bezug auf die Symmetrieachse der Schere nach außen gebogen sind,
wobei die Abschnitte damit einen Winkel von etwa 55° zur Längsachse
der Klingen bilden, wenn man sie aus der Richtung der Klingen 5 bzw. 6 sieht. Mit
anderen Worten, hinter dem Drehpunkt 9 sind die Klingen
nicht mehr gerade, sondern sie befinden sich in einem Winkel zur
Längsachse
der Klingen, aufgrund dessen sich die Klingen am Drehpunkt 9 nicht kreuzen,
wie es bei den herkömmlichen
Scheren oder Heckenscheren der Fall ist.
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Die
Klingenabschnitte 11 und 12 sind im Vergleich
mit der Länge
der Klingen 5 und 6 relativ kurz. Es wird darauf
hingewiesen, dass die Klingen 5 und 6 am bevorzugtesten
vollkommen identisch sind. Solche Klingen bestehen am häufigsten
aus Stahl und sind drehgelenkig am Drehpunkt 9 durch einen
Achsstumpf, einen Stift oder eine Niete 13 aus Metall verbunden.
Komplizierter könnten
natürlich
auch Edelsteinkon struktionen möglich
sein, werden in gewöhnlichen
Heckenscheren aber nicht benötigt.
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Das
freie Ende des Abschnitts 11 der Klinge 5 ist
drehgelenkig mit dem Ende des Handgriffs 1 am Drehpunkt 7 verbunden.
Entsprechend ist der Abschnitt 12 der Klinge 6 in
einer völlig
gleichartigen Weise an seinem freien Ende mit dem Handgriff 2 am Drehpunkt 8 drehgelenkig
verbunden. Die Drehpunkte 7 und 8 werden durch
das Anfertigen einer Nut oder eines Schlitzes in den Handgriffen 1 und 2 gebildet,
wenn sie geformt werden, wobei die freien Enden der Klingenabschnitte 11 und 12 in
die Nut oder den Schlitz platzierbar sind. An den freien Enden der Klingenabschnitte 11 und 12 werden
kreisförmige Öffnungen
durch die Klingenabschnitte angefertigt. Entsprechend werden die
Punkte in den Wänden,
die die an den Enden der Handgriffe 1 und 2 ausgebildeten
Schlitze definieren, die mit den Öffnungen an den freien Enden
der Klingen übereinstimmen,
ebenfalls mit kreisförmigen Öffnungen
versehen. Die Achsstümpfe 14 bzw. 15 werden
dann in diese übereinstimmenden Öffnungen
eingeführt,
wobei die Klingen 5 und 6 drehgelenkig mit den
Handgriffen 1 und 2 verbunden werden. Die Achsstümpfe 14 sind
am bevorzugtesten Metallzapfen. Sie werden an den Klingen 1 und 2 angeordnet,
indem man sie durch die für
sie reservierten Öffnungen
an den Handgriffen schlägt, wobei
die Öffnungen
so eng gefertigt werden, dass sie die Stümpfe in Bezug auf die Handgriffe 1 und 2 passend
am Platz blockieren. Der Durchmesser der Öffnungen an den freien Klingen-Enden,
der etwas größer als
der Durchmesser der Achsstümpfe 14 und 15 gefertigt
ist, ermöglicht
es, dass die Klingen sich in Bezug auf die Achsstümpfe 14 und 15 frei
drehen, ohne dass die Drehbewegung auf die Achsstümpfe selbst
einwirkt, was die Verbindung an den Handgriffen 1 und 2 schwächen könnte.
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Die
Drehverbindung 10, die die Handgriffe 1 und 2 gemeinsam
verbindet, ist zwischen den Handgriffen 1 und 2 am
gleichen Ende der Handgriffe wie die Drehpunkte 7 und 8 angeordnet,
die sich am äußeren Rand
der Handgriffe befinden. Der Drehpunkt 10 ist in einer
geeigneten und gleichen Entfernung von den beiden Drehpunkten 7 und 8 durch
das Formen der Handgriffe so, angeordnet, dass die Vorsprünge 19 bzw. 20,
die seitwärts
von den Handgriffen vorstehen, zwischen den Handgriffen angeordnet sind.
Der Drehpunkt 10 wird dadurch erzeugt, dass das Ende des
Vor sprungs 19 am Handgriff 1 mit zwei flanschartigen,
parallelen Teilen versehen wird, von denen nur das obere, mit der
Bezugsziffer 16 bezeichnete Teil sichtbar ist. Entsprechend
wird der Vorsprung 20 am Handgriff 2 mit einem
flanschartigen Teil versehen, das zwischen den flanschartigen Teilen 16 des
Handgriffs 1 eingebaut ist. 4 zeigt nur
ein kleines Stück
dieses Teils, das mit der Bezugsziffer 17 gekennzeichnet
ist. Die Flansche 16 und 17 sind beide mit einer
kreisförmigen Öffnung versehen,
in die der Achsstumpf 18 eingeführt wurde. Dieser fügt die Handgriffe 1 und 2 zusammen,
wobei der Drehpunkt 10 dadurch zwischen den Handgriffen angeordnet
ist. Die Öffnungen
der Flansche 16 und 17 können so bemessen sein, dass
der Achsstumpf entweder in Hinsicht auf die Flansche 16 oder
in Hinsicht auf den Flansch 17, der zwischen den Flanschen 16 angeordnet
ist, blockiert. Bei dieser Anordnung dreht sich der Achsstumpf vorzugsweise
nur in Hinsicht auf einen der Handgriffe, nicht aber auf den anderen.
Dies ermöglicht
es, das Lösen
der Drehverbindung zu verhindern und zu gewährleisten, dass der Achsstumpf 18 am
Platz bleibt.
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In
der Konstruktion der Erfindung bildet die gerade Linie, die durch
die Mittelpunkte der Drehpunkte 7 und 10 führt, d.
h. die der Achsbolzen 14 und 18, einen Winkel,
der sich relativ nahe an 90°,
in der Praxis zwischen 80 und 85°,
zur Längsachse
des Handgriffs 1 befindet. Dieser Winkel hat besonders auf
die Stellung der Handgriffe einen Einfluss, wenn die Klingen geschlossen
sind, was wiederum hinsichtlich der Ergonomie der Schere am wichtigsten ist.
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Die
Hauptaufgabe und Idee der Schere der Erfindung ist es, die oben
beschriebene Drehkonstruktion anzuwenden, um so die Schneidkraft
der Klingen erheblich zu erhöhen,
wenn sich die Klingen 5 und 6 ihrer geschlossenen
Stellung nähern,
ohne dass eine zusätzliche
Anstrengung vom Anwender erforderlich ist. Ein wesentlicher Aspekt
bei der Erfüllung
dieser Aufgabe ist es, dass in dem durch die Drehpunkte 7–10 gebildeten
Viereck, dem Winkel, der dem Drehpunkt 9 gegenüberliegt,
d. h. dem Winkel, dessen Scheitelpunkt sich am Drehpunkt 10 oder dem
Achsstumpf 18 befindet, und dessen Seiten, die durch die
Liniensegmente zwischen den Drehpunkten 10 und 7,
d. h. den Achsstümpfen 18 und 14 bzw. zwischen
den Drehpunkten 10 und 8, d. h. den Achsstümpfen 18 und 15 ausgebildet
sind, sich der Wert des Winkels 180° nähert, aber nicht erreicht,
wenn sich die Klingen 5 und 6 ihrer geschlossenen
Stellung nähern.
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Das
oben angegebene Grundprinzip kann mit Bezug auf 2,
in der die Schere in ihrer offenen Stellung gezeigt wird, überprüft werden.
In dieser Situation sind sowohl die Handgriffe 1 und 2 als
auch die jeweiligen Klingen 5 und 6 relativ wert
von einander entfernt und sind, wie bereits festgestellt, geöffnet. Wenn
die Handgriffe 1 und 2 dann um den Drehpunkt 10 zu
einander gedreht werden, bewegen sich die Drehpunkte 7 und 8 weiter
von einander weg, und bewirken damit, dass sich die Klingen 5 und 6 einander
nähern. 3 zeigt
diese Zwischenstellung, die erreicht wird, wenn man von der in 2 gezeigten Ausgangsstellung
beginnt. Die Änderung
des oben beschriebenen Winkels, d. h. dessen Scheitelpunkt sich
an Drehpunkt 10 befindet und dessen Seiten durch die Liniensegmente
zwischen den Drehpunkten 10 und 7 bzw. 10 und 8 gebildet
wird, ist als eine Funktion der Entfernung zwischen den Drehpunkten 7 und 8 gedacht,
wobei die folgende Formel gebildet werden kann, in der der Winkel α und die
Entfernung zwischen den Drehpunkten 7 und 8 s
ist, wobei der Abstand zwischen den Drehpunkten 7 und 10 bzw. 8 und 10 c
ist.
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Wenn
sich der Winkel α der
oben genannten Gleichung 180° nähert, d.
h. der Winkel
nähert sich 90°, nähert sich
der Ausdruck
langsam 1. Wenn sich folglich
der Winkel α nahe 180° befindet,
wächst
die Entfernung zwischen den Drehpunkten
7 und
8 nur
ein wenig, wenn sich der Winkel α ändert. Daraus
folgt, dass, wenn die Arbeit, die über die Drehkonstruktion verrichtet
wird, während
der ganzen Zeit, in der die Schere geschlossen wird, konstant bleibt,
die Änderung
der Entfernung zwischen den Drehpunkten
7 und
8 und
dementsprechend die Entfernung, die durch die Klingen
5 und
6 in
Bezug auf die zwischen den Handgriffen
1 und
2 stattfindende
Bewegung abgedeckt wird, in der letzten Schneidphase sehr klein
ist. Folglich führt
dann, da die über
die Drehkonstruktion verrichtete Arbeit konstant bleibt, und Arbeit
als Kraft multipliziert mit der Entfernung ausgedrückt wird,
eine kurze Entfernung unver meidlich zu einer großen Kraft. Wenn der Drehpunkt
10 genau
in der Mitte der Drehpunkte
7 und
8 angeordnet
wäre, d.
h. der Winkel α 180° betragen
würde,
wäre die
Kraft, die die Drehpunkte
7 und
8 von einander
wegbewegt, unendlich. Aus praktischen Gründen ist es jedoch nicht vernünftig, diese Art
einer Konstruktion zu erzeugen, es ist aber besser, zu akzeptieren,
dass sich der Winkel α 180° nähert, aber
nicht erreicht, wenn die Klingen
5 und
6 geschlossen
sind.
1 veranschaulicht diese Situation, wobei der Winkel
im Ausführungsbeispiel
der Abbildung etwa 160° beträgt, wenn
die Klingen geschlossen sind.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist die Konstruktion der Schere der Erfindung
in Bezug auf ihre Längsachse
im Wesentlichen symmetrisch, wobei die Symmetrieachse der Konstruktion
durch die Drehpunkte 9 und 10 führt. Der
einzige Symmetrieunterschied liegt in der Konstruktion des Drehpunkts 10, wie
oben beschrieben wurde. Dies bedeutet, dass die Entfernung zwischen
den Drehpunkten 7 und 10 der zwischen den Punkten 8 und 10 entspricht,
genauso wie die Entfernung zwischen den Drehpunkten 7 und 9 der
zwischen den Punkten 8 und 9 entspricht. In der Praxis
ist die Entfernung zwischen den Drehpunkten 7 und 10 bzw.
den Punkten 8 und 10 hinsichtlich der Entfernung
zwischen den Handgriffen 1 und 2 hauptsächlich von
Bedeutung, wenn die Schere geschlossen ist. Natürlich hat die Länge des
Handgriffs im Verhältnis
zu den Drehpunkten 7 und 10 einen Einfluss auf
die Kraft, die vom Handgriff auf den Drehpunkt 10 ausgeübt wird.
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Die
Entfernung zwischen den Drehpunkten 7 und 9 bzw.
zwischen den Punkten 8 und 9 übt ebenfalls einen Einfluss
auf die Wirkungsweise der Heckenschere der Erfindung aus. Einerseits
sollte der Punkt 9 am bevorzugtesten relativ nahe am Drehpunkt 10 liegen,
um gute ergonomische Qualitäten
zu erzielen, so dass die Schere praktisch hergestellt werden kann,
wobei sie mit langen Klingen ausgerüstet sein kann, ohne deren
praktische Anwendbarkeit zu beeinträchtigen. Andererseits würde dadurch, dass
der Drehpunkt 9 von den Punkten 7 und 8 weiter weggeführt wird,
die Länge
der Hebel zwischen den Punkte 7 und 9 bzw. 8 und 9 erhöht werden,
was die Schneidkraft der Klingen weiter erhöhen würde. Die Drehkonstruktion der
Erfindung jedoch ermöglicht
es, dass die Hebel kurz hergestellt werden können, ohne die erzielte Schneidkraft
zu verringern. Wenn die Klingen geöffnet sind, welches die in 2 gezeigte Situation
ist, wird die Schneidkraft zwischen den Klingen 5 und 6 fast überhaupt
nicht benötigt,
da die Klingen nur die Strauchzweige zwischen den Klingen enger
zu einander bewegen, wobei es nur unmittelbar vor dem Schließen der
Klingen der Fall ist, d. h. in der in 3 gezeigten
Situation, dass die eigentliche Schneidkraft benötigt wird. Die Drehkonstruktion
der Erfindung ermöglicht
es, dass die bis zum Ende des Schneidvorganges benötigte Kraft, äußerst gut
bereitgestellt wird.
langsam 1. Wenn sich folglich der Winkel α nahe 180° befindet, wächst die Entfernung zwischen den Drehpunkten