DE19600311A1 - Schnittwerkzeug mit Messerbalken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnittwerkzeug, insbesondere ein handgeführtes Schnittwerkzeug wie eine Heckenschere oder dergleichen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Schnittwerkzeug ist in der US-A 2,964,845 beschrieben. Im Umkehrpunkt der Hubbewegung liegen die Zähne eines schneidenden Zahnpaares zueinander nur teil­ weise deckungsgleich. Lediglich die in Bewegungsrichtung vorne liegende Schneidkante überfährt den Gegenzahn; die der Bewegungsrichtung abgewandte Schneidkante liegt der Eintrittsöffnung zugewandt. Mit dieser Ausgestaltung soll bei gleicher Antriebsleistung ein besseres Schnittergeb­ nis zu erzielen sein.

Aus der DE-A 39 28 853 ist ein Schnittwerkzeug bekannt, bei der im Umkehrpunkt der Hin- und Herbewegung die quer zur Bewegungsrichtung liegenden Längsmittelachsen der Zähne eines schneidenden Zahnpaares mit Abstand zueinan­ der liegen, sich also nur teilweise überdecken. Die sich aus dieser Anordnung ergebende Steigerung der Schnittlei­ stung wird damit begründet, daß der Schnitt selbst nun­ mehr kurz vor dem Umkehrpunkt ausgeführt ist, also in ei­ nem Punkt des Kurbeltriebes, in dem die Kraft besonders groß ist. Durch die Vorverlagerung des Umlenkpunktes ist somit bei ansonsten unverändertem Antrieb eine höhere Schnittkraft zur Verfügung gestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schnitt­ werkzeug der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß sowohl beim Trimmen als auch beim Dickholzschneiden trotz kleiner Antriebsleistung ein zufriedenstellendes Schnittergebnis möglich ist.

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

Die Wahl des Zahnabstandes kleiner als der Gesamthub des Antriebes bzw. als der Gesamthub eines schneidenden Paa­ res stellt sicher, daß sich die Zahnpaare während eines Hubes vor Erreichen des Umkehrpunktes vollständig über­ decken und im Umkehrpunkt nur noch mit teilweiser Über­ deckung zueinander liegen. Dies bedeutet, daß bei dicken Ästen von etwa 15 mm die aufeinander zubewegten Schneid­ kanten eines Zahnpaares bereits dann einen Schnitt aus­ führen, bevor die Längsbewegung des Messerbalkens zum An­ fahren des Umlenkpunktes verzögert wird. Durch die Aus­ bildung des Zahnabstandes kleiner als der Gesamthub kann der Schnitt in den Bereich nahe der größten Längsge­ schwindigkeit des Zahnes verlegt werden, so daß eine hohe kinetische Energie für den Schnitt zur Verfügung steht. Damit ist eine andere Schnittphilosophie ausgebildet als bisher im Stand der Technik beschrieben ist.

Für das erzielte gute Schnittergebnis ist eine hohe Schnittgeschwindigkeit erforderlich, die erfindungsgemäß durch die Verschiebung des Schnittbereichs im Messerge­ schwindigkeitsverlauf (Sinuskurve) erreicht wird. Durch diese Verschiebung wird die Messergeschwindigkeit beim Schnitt erhöht, ohne daß die mittlere Messergeschwindig­ keit anwächst. Probleme beim Schneiden von Dickholz sind so vermieden. Die erfindungsgemäße Schnittphilosophie führt daher zu einer hohen Schnittleistung, die auch nach mehrfachem Nachschleifen der Messer noch höher ist als bei bekannten Schnittwerkzeugen.

Bevorzugt sind beide Messerbalken des Schnittwerkzeugs mit gleichem Hub hin- und hergehend angetrieben, so daß sich die schneidenden Zähne eines Zahnpaares mit hoher Geschwindigkeit zum Ausführen des Schnittes aufeinander zubewegen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend im einzelnen beschriebene Ausführungsbei­ spiele der Erfindung dargestellt sind.

Es zeigen:

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

Fig. 1b eine schematische Darstellung eines Schnitt­ werkzeugs gemäß Fig. 1a in einer Mittelstel­ lung,

Fig. 1c eine schematische Darstellung des Schnittwerk­ zeuges nach Fig. 1a im zweiten Umkehrpunkt,

Fig. 2a eine schematische Darstellung eines Schnitt­ werkzeugs mit zwei translatorisch gegenläufig bewegten Messerbalken in einem ersten Umlenk­ punkt,

Fig. 2b eine schematische Darstellung des Schnittwerk­ zeugs gemäß Fig. 2a in einer Mittelstellung,

Fig. 2c eine schematische Darstellung eines Schnitt­ werkzeugs nach Fig. 2a in einem zweiten Umkehr­ punkt.

Das in den Ausführungsbeispielen schematisch dargestellte Schnittwerkzeug ist zum Beispiel ein handgeführtes Schnittwerkzeug wie eine Heckenschere oder dergleichen. Es besteht aus zwei länglichen Messerbalken 1 und 2, die in Längsrichtung relativ zueinander bewegbar aufeinander­ liegen und eine Schnittebene definieren. Auf mindestens einer Längsseite der Messerbalken 1 und 2 sind Zähne 3, 4 angeordnet, wobei - abhängig von der Bewegungsrichtung - zur Bildung eines schneidenden Zahnpaares jeweils zwei Zähne 3.1, 4.1; 3.2, 4.2 einander zugeordnet sind. Im ge­ zeigten Ausführungsbeispiel sind auf beiden Längsseiten der Messerbalken 1 und 2 einander jeweils gegenüberlie­ gend Zähne 3, 4 angeordnet; es kann zweckmäßig sein, die Zähne der einen Längsseite versetzt zu den Zähnen der an­ deren Längsseite vorzusehen.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1a bis 1c ist der Messerbalken 2 feststehend, während der Messerbalken 1 in und entgegen Pfeilrichtung 6 von einem Kurbeltrieb 5 an­ treibbar ist. Dadurch führen die Zähne 3.1, 4.1; 3.2, 4.2; 3.3, 4.3 einen Gesamthub H aus, welcher durch den Kurbeltrieb 5 bestimmt ist.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1a bis 1c sind die Zähne 4 des bewegten Messerbalkens 1 in beiden Bewegungs­ richtungen mit Schneidkanten 7 versehen. Die Schneidkan­ ten liegen zur Längsmittelachse 8 des Zahns 4 geneigt, wobei sie zur Spitze des Zahns aufeinander zulaufen. Die einander zugewandten Schneidkanten 7 benachbarter Zähne 4.1 und 4.2 bzw. 4.2 und 4.3 begrenzen eine Eintrittsöff­ nung 10, in welche das Schnittgut eintreten kann. Die den Zähnen 4 des bewegten Messerbalkens 1 zugeordneten Gegen­ zähne 3 des feststehenden Messerbalkens 2 sind im Ausfüh­ rungsbeispiel stumpf ausgebildet. Sie haben eine größere Höhe als die Zähne 4 des bewegten Messerbalkens 1, wobei ihre Längskanten 11 parallel zu ihrer Längsmittelachse 9 liegen. Die Längsmittelachsen 8 und 9 der Schneidzähne 3 und 4 liegen quer zur Längsachse 12 der Messerbalken; be­ vorzugt liegen die Achsen 8 und 9 genau rechtwinklig zur Längsachse 12.

In Richtung der Längsachse 12 haben die Zähne 4 des Mes­ serbalkens 1 einen Zahnabstand Z1, der erfindungsgemäß kleiner als der Hub H des Kurbeltriebes 5 ist. Der Zahn­ abstand Z1 ist von Längsmittelachse 8 zur Längsmittelach­ se 8 gemessen. In gleicher Weise haben die Zähne 3 des feststehenden Messerbalkens 2 einen von Längsmittelachse 9 zu Längsmittelachse 9 gemessenen Zahnabstand Z2, wel­ cher kleiner als der Hub H des Kurbeltriebes ist. Der Hub des Kurbeltriebes 5 entspricht dem Gesamthub H, den ein schneidendes Zahnpaar 3.1, 4.1; 3.2, 4.2 ausführt. Der Gesamthub H ist dabei größer als der Zahnabstand Z1 und der Zahnabstand Z2, welche bevorzugt gleich sind.

Die Anordnung der Messerbalken 1 und 2 zueinander erfolgt derart, daß im linken Umkehrpunkt nach Fig. 1a bei 0° Kurbelwellenwinkel die Längsmittelachsen 8 und 9 der sich teilweise überdeckenden Zähne 3.0 und 4.1; 3.1 und 4.2; 3.2 und 4.3; 3.3 und 4.4 in Richtung der Längsachse 12 gemessen einen Abstand a voneinander aufweisen. Die je­ weilige Längsmittelachse 8 der Schneidzähne 4 liegt dabei in Bewegungsrichtung 6 gesehen vor den Längsmittelachsen 9 der Gegenzähne 3. Dies bedeutet, daß bei Drehung des Kurbeltriebes 5 in Pfeilrichtung 13 und der dadurch ein­ geleiteten Längsbewegung des Messerbalkens 2 in Pfeil­ richtung 6 die Längsmittelachse 8 der Schneidzähne 4 den Längsmittelachsen 9 der Gegenzähne 3 zunächst angenähert werden, bis die Längsmittelachsen 8 und 9 und damit die Zähne 3.0 und 4.1; 3.1 und 4.2; 3.2 und 4.3; 3.3 und 4.4 zueinander deckungsgleich liegen. Bei der weiteren Bewe­ gung des Messerbalkens 1 in Pfeilrichtung 6 durch Drehung des Kurbeltriebes 5 in Pfeilrichtung 13 überfahren die Zähne 4 des Messerbalkens 1 die Gegenzähne 3 des Messer­ balkens 2.

Wie Fig. 1b zeigt, bewegen sich die für einen folgenden Schnitt einander zugeordneten Zähne 3.1 und 4.1, 3.2 und 4.2 eines schneidenden Zahnpaares aufeinander zu, wodurch das in der Eintrittsöffnung 10 liegende Schnittgut ver­ dichtet und abschließend geschnitten wird. Wie der Fig. 1b zu entnehmen, beginnt der Schnitt mit beginnender Überdeckung der Schneidkante 7 des Schneidzahns 4.1 mit der Längskante 11 des Gegenzahns 3.1. Diese Überdeckung erfolgt bei etwa 100 bis 110°- Kurbelwellenwinkel, also etwa im Bereich der Maximalgeschwindigkeit der translato­ rischen Bewegung des Messerbalkens 1 bzw. der Zähne 4. Der Schnitt beginnt somit bei einer sehr hohen Zahnge­ schwindigkeit, wodurch ein sicheres Durchtrennen auch dicken Schnittgutes gewährleistet ist. Der Schnittbereich liegt bei etwa 80°KW bis 120°KW, vorzugsweise bei 130°KW.

Bei weiterer Drehung des Kurbeltriebes 5 in Pfeilrichtung 13 bewegt sich der Messerbalken 1 in Pfeilrichtung 6 auf seinen rechten Umkehrpunkt zu, der in Fig. 1c bei 180° Kurbelwellenwinkel dargestellt ist. Auf dem Wege zu die­ sem Umkehrpunkt über fährt die Längsmittelachse 8 der Schneidzähne 4 jeweils die Längsmittelachse 9 der Gegen­ zähne 3; im Umkehrpunkt liegt die Achse 8 mit einem Ab­ stand a jenseits der Achse 9. Das schneidende Zahnpaar 3.1 und 4.1; 3.2 und 4.2; 3.3 und 4.3 liegt im Umkehr­ punkt mit teilweiser Überdeckung zueinander, wobei auf dem Wege zu diesem Umkehrpunkt bei weniger als 180° Kur­ belwellenwinkel eine vollständige Überdeckung zwischen Schneidzahn 4 und Gegenzahn 3 aufgetreten ist.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2a bis 2c sind zwei relativ zueinander bewegte Messerbalken 1 und 2′ vorgese­ hen, die in Form und Größe jeweils gleich ausgebildete Schneidzähne 3′ und 4 tragen. Gemäß der Erfindung ist der Zahnabstand Z1 der Zähne 4 des Messerbalkens 1 und der Zahnabstand Z2 der Zähne 3′ des Messerbalkens 2′ kleiner als der Gesamthub H eines schneidenden Zahnpaares 3.1, 4.1. Der Gesamthub H ist die Summe des Hubes H1 (Fig. 2b) und des Hubes H2 (Fig. 2c). Den Hub H1 führt der Schneid­ zahn 4.1 aus, um von seinem linken Umkehrpunkt (Fig. 2a) zu seinem rechten Umkehrpunkt (Fig. 2c) in Pfeilrichtung 6 zu fahren. Der Hub H2 ist der Weg, den der Zahn 3′.1 des Messerbalkens 2′ in Pfeilrichtung 6′ von seinem rech­ ten Umkehrpunkt (Fig. 2a) zu seinem linken Umkehrpunkt (Fig. 2c) zurücklegt. Die Zahnabstände Z1 und Z2 der Zähne 3′ und 4 sind gleich.

Die translatorische Bewegung der Messerbalken 6 und 6′ des Schnittwerkzeugs nach dem Ausführungsbeispiel Fig. 2a bis 2c kann von einem gemeinsamen Kurbeltrieb erzeugt werden, wobei die Kurbelzapfen zur Ableitung der jeweili­ gen Balkenbewegungen einander zum Drehpunkt des Kurbel­ triebes diametral gegenüberliegen.

In Fig. 2a ist der linke Umkehrpunkt des Messerbalkens 1 und der rechte Umkehrpunkt des Messerbalkens 2′ darge­ stellt. Bei Drehung des Kurbeltriebes werden die Schneid­ zähne 4.1 und 4.2 bzw. 3′.0 und 3′.1 aus ihren darge­ stellten Umkehrlagen in Pfeilrichtung 6 bzw. 6′ transla­ torisch bewegt. In ihren Umkehrpunkten haben die Längs­ mittelachsen 8 und 9 einen Abstand a zueinander, wobei durch die Bewegung der Messerbalken 1 und 2′ in den Pfeilrichtungen 6 und 6′ die Zähne 4.1 und 3′.0 bzw. die Zähne 4.2 und 3′.1 nach einem jeweiligen Hub entsprechend dem halben Abstand a deckungsgleich zueinander liegen (Fig. 2b).

Bei weiterer Bewegung der Messerbalken 1 und 2′ in Pfeil­ richtung 6 bzw. 6′ gemäß Fig. 2b wird der rechte Umkehr­ punkt des Messerbalkens 1 bzw. der linke Umkehrpunkt des Messerbalkens 2′ angefahren. Auf dem Weg zu den Umkehr­ punkten der Zähne 3′.1 und 4.1 nähern sich die Längsmit­ telachsen 8, 9 eines schneidenden Zahnpaares 3′.1, 4.1 zunächst an, liegen dann deckungsgleich zueinander (Fig. 2b), um sich dann wieder - vor Erreichen des Umkehrpunk­ tes - voneinander zu entfernen. Im Umkehrpunkt (Fig. 2c) haben sich die Längsachsen 8 und 9 überfahren und liegen - wie in der Ausgangslage nach Fig. 2a - mit einem vorge­ gebenen Abstand a zueinander.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2a bis 2c haben beide Messerbalken im Zeitpunkt des beginnenden, kreuzen­ den Schnittes eine maximale Geschwindigkeit, so daß sie mit hoher kinetischer Energie auf das Schnittgut auftref­ fen. Dadurch ist ein kräftiger Schnitt und ein sicheres Durchtrennen auch dicken Schnittgutes gewährleistet.

Die bevorzugte (positive) Überdeckung liegt im Bereich von 0 bis B-4 mm, wobei B die Zahnbreite im Zahnkopf ist. Im Umkehrpunkt haben die Längsmittelachsen 8, 9 der sich überdeckenden Zähne einen (positiven) Abstand a von 0 bis B-4 mm. Als Überdeckung kann allgemein definiert werden.

Claims (4)

1. Schnittwerkzeug, insbesondere handgeführtes Schnittwerkzeug wie Heckenschere oder dergleichen, mit zwei in einer Schnittebene aufeinanderliegenden Messerbalken (1, 2, 2′), die auf mindestens einer der Längsseiten Schneidzähne (3, 3′, 4) aufweisen und zur Relativbewegung der Schneidzähne (3, 3′, 4) zueinander zumindest einer der Messerbalken (1, 2′) in Längsrichtung (6, 6′) hin- und hergehend ange­ trieben ist, wobei im Umkehrpunkt der Längsbewegung die Schneidzähne (4) des einen Messerbalkens (1) die Gegenzähne (3, 3′) des anderen Messerbalkens (2, 2′) überdecken und die quer zur Längsachse (12) der Messerbalken (1, 2, 2′) liegende Mittelachse (8) des Schneidzahnes (4) des einen Messerbalkens (1) mit Abstand (a) zu der quer zur Längsachse (12) liegenden Mittelachse (9) des Gegenzahnes (3, 3′) des anderen Messerbalkens (2, 2′) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (3, 3′, 4) einen Zahnabstand (Z1, Z2) aufweisen, der kleiner als der Gesamthub (H) der Schnittbewegung eines Zahnpaares (3.1, 4.1; 3′.1, 4.1) ist.

2. Schnittwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Messerbalken (1, 2′) mit gleichem Hub (H1, H2) hin- und hergehend angetrieben sind.

3. Schnittwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Messerbalken (1, 2′) mit Schneidzähnen (3′, 4) versehen sind.

4. Schnittwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidzähne (3′, 4) in jeder Bewegungsrichtung eine Schneidkante (7) aufweisen und jeder Schneidzahn (3′, 4) in jedem Umkehrpunkt den jeweils zugeordneten Gegenzahn (3, 3′) überdeckt.