DE69707784T2

DE69707784T2 - Werkzeug mit variabler Kraft

Info

Publication number: DE69707784T2
Application number: DE69707784T
Authority: DE
Inventors: Erkki Olavi Linden
Original assignee: Fiskars Garden Oy AB
Current assignee: Fiskars Garden Oy AB
Priority date: 1996-08-20
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2017-08-09
Also published as: TW352326B; US5689888A; DK0824999T3; NO311863B1; CA2210964A1; CA2210964C; MX9706320A; NO973804L; EP0824999A2; ZA976641B; JPH1157243A; EP0824999A3; KR19980018708A; EP0824999B1; AU3081297A; JP2947411B2; KR100245269B1; CN1176047A; NO973804D0; CN1115947C

Description

Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Werkzeuge mit variabler Kraft und insbesondere auf Schneidwerkzeuge, wie zum Beispiel Baumscheren.

Hintergrund der Erfindung

Das Schneiden von starken Gewächsen, wie zum Beispiel von Baumästen in der Größenordnung von 25 bis 50 mm (ein bis zwei Zoll) Durchmesser erfordert normalerweise eine beträchtliche Kraft. Baumscheren für das Schneiden solcher starken Gewächse weisen normalerweise ein Paar von länglichen Bauteilen auf, die angeordnet sind, um zusammenwirkend um einen Schwenkpunkt einzugreifen. Solche Baumscheren haben allgemein ein Paar von gegenüberliegenden Klemmbacken, wie zum Beispiel eine Klinge, die mit einem Amboß zusammenwirkt oder ein Paar von Klingen. Bei diesen Scheren haben die Klemmbacken, die normalerweise aus Formpreß- oder Schmiedemetall oder aus einem anderen geeigneten Material hergestellt sind, ein gegenüberliegendes, kraftaufbringendes Ende oder einen gegenüberliegenden kraftaufbringenden Schenkel, der mit einem langen Handgriff verbunden ist. Die Ausführung mit langem Handgriff stellt dem Benutzer eine zusätzliche Hebelwirkung zur Verfügung, die erforderlich ist, um den Schneidvorgang durchzuführen und sie erhöht die Reichweite, um entfernte Baumäste und ähnliches zu beschneiden. Baumscheren mit einem Amboß und einer Klinge werden bekannterweise als "Amboß-Baumscheren" bezeichnet, während die Scheren, die mit einem Paar von zusammenwirkenden Klingen versehen sind, als "Doppel-Baumscheren" bezeichnet sind. Um den Durchtrenn-Arbeitsgang zu bewirken, werden die Handgriffe um den Schwenkpunkt geschwenkt, wodurch die Klemmbacken zusammengedrückt oder, im Fall einer Doppel- Baumschere, sich aneinander vorbei bewegen.
Um den Kräften zu widerstehen, die beim Schneiden von starken Gewächsen auftreten, müssen die relativ langen Handgriffe der Baumscheren ausreichend kräftig sein. Obwohl diese Handgriffe oft aus Holz hergestellt sind, um die Unterarmermüdung zu verringern, haben neuere, dem Stand der Technik entsprechende, Baumscheren hohle Handgriffe, die aus Glasfaser oder anderem leichten, jedoch stabilen, Material hergestellt sind. In allen Fällen neigt man jedoch dazu, die Länge der Handgriffe aus praktischen oder Kostenerwägungen zu begrenzen.
Da das Abschneiden von stärkeren Gewächsen, wie zum Beispiel von Baumästen in der Größenordnung von 50 mm (etwa zwei Zoll) Durchmesser eine beträchtliche Kraft erfordert, um die erforderliche Schneidkraft zu erzeugen, ohne die Handgriffe übermäßig zu verlängern, haben Fachleute die Vorzüge, die durch Verwendung von Hebelwirkungsmechanismen zum Tragen kommen, auf Baumscheren- und Beschneidungswerkzeuge angewendet. Ein Beispiel für einen solchen Hebelwirkungsmechanismus ist im US-Patent Nr. 4,420,883, ausgegeben am 20. Dezember 1983 an Wallace u.a. veranschaulicht. In dem Patent 4,420,883, welches eine Vorrichtung offenbart, die allgemein als eine an einer Stange angebrachte Baum-Gartenschere bezeichnet wird, wirkt die Klinge mit einem Haken zusammen, der dazu ausgestaltet ist, einen Abschnitt des durchzutrennenden Zweiges aufzunehmen. Ein Gestängemechanismus, der mit der Schneidklinge verbunden ist, bewirkt eine Schwenkbewegung der Klinge im Verlaufe des Schneidhubes in Reaktion auf das Ziehen eines Betätigungsseils durch den Benutzer. Es ist leicht erkennbar, daß Baum-Gartenscheren, wie die in dem Patent 4,420,883 offenbarte, viele Komponenten enthalten und relativ mühsam zu verwenden sind.
Ein dem Stand der Technik entsprechender Verbundmechanismus ist auch bei den Gartenscheren verwendet worden, wie sie in dem US- Patent Nr. 147,868, ausgegeben am 24. Februar 1874 an Seger u.a., in dem US-Patent Nr. 2,384,822, ausgegeben am 18. September 1945 an Drmic, in dem US-Patent Nr. 3,372,478, ausgegeben am 12. März 1968 an Wallace u.a. und im US-Patent Nr. 5,020,222, ausgegeben am 4. Juni 1991 an Gosselin u.a. beschrieben sind. Das an Wallas ausgegebene Patent 3,372,478 offenbart Verbundwirkung-Baumscheren, bei denen der Schwenkpunkt der Klemmbacken hinter dem Schwenkpunkt der Handgriffe liegt, wodurch der zwischen den Klemmbacken gebildete eingeschlossene Winkel verringert wird. Wenn auch diese Doppelschwenkpunkt-Ausführung das Umfassen des Werkstückes durch die Klemmbacken verbessert, scheint es jedoch, daß der mechanische Vorteil eines solchen Werkzeuges nicht erhöht wird.
Fachleute für das Baumbeschneiden haben festgestellt, daß, wie in Fig. 1 dargestellt, der mit F bezeichnete Schneidwiderstand, der durch ein im allgemein rundes, faseriges Gewächs, wie zum Beispiel einem Baumast L wirksam ist, nicht gleichförmig ist, sondern als eine Funktion des Eindringens der Schneidklinge B in das Gewächs variiert. Der maximale Widerstand wird normalerweise an einem Punkt P erreicht, der bei etwa sechzig Prozent des Schneidhubes liegt. Das ist deswegen so, weil bis zu diesem Punkt die Eindringwirkung der Klinge B in den Ast L in dem Zusammendrücken einer Anzahl von Fasern resultiert, wenn die Klinge B weiter in den Ast L eindringt, wodurch die Dichte des Astes L erhöht wird. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, stellt C den Bereich der Kompression der Fasern des Astes L dar, während F die Reibungskräfte darstellt, die der durch einem Benutzer aufgebrachten Schneidkraft entgegenwirken. Über den Punkt P hinaus, welcher der Punkt der maximalen Faserkompression ist, nimmt der Widerstand gegen die Schneidwirkung ab, da die Klinge mit dem Durchschneiden der Fasern beginnt (dargestellt als Bereich 5, in dem das Durchtrennen des Gewächses beginnt und im Ergebnis dessen der Widerstand, welcher der Schneidwirkung entgegenwirkt, geringer wird, bis der Ast L vollständig durchgetrennt ist). Es ist daher für ein Schneidwerkzeug von Vorteil, daß es mit einem Mechanismus mit variabler Kraft versehen ist, der an dem Punkt in dem Schneidhub, der dem maximalen Schneidwiderstand entspricht, die maximale Hebelwirkung zur Verfügung stellt. Gosselin offenbart eine Verbundwirkung-Baumschere, bei der ein zusätzliches Hebelbauteil, das mit einer der Klemmbacken verbunden ist, die Schneidkraft erhöht, die auf die Klemmbacken übertragen wird und dadurch den Schneidarbeitsgang erleichtert. Eine solche Konstruktion stellt die gewünschte zusätzliche Hebelwirkung zur Verfügung, ohne die Länge der Handgriffe übermäßig zu vergrößern.
Diese bekannten Scheren mit Verbundwirkung sind jedoch hinsichtlich einer Anzahl von Gesichtspunkten unvorteilhaft. So erfordert zum Beispiel bei Gosselin die Verbundwirkung, daß eine Gleitverbindung zwischen dem zweiten Scherbauteil und dem Hebelschenkel vorhanden sein muß. Weiterhin enthalten andere Verbundwirkung-Werkzeuge, die dem Stand der Technik entsprechen, normalerweise verschiedene Komponenten für die schwierige Einstellung der Klingenspannung und für das Abnehmen der Klinge zum Schärfen. Weiterhin neigen die Drehmomente, die auf die Handgriffe dieser dem Stand der Technik entsprechenden Baumscheren aufgebracht werden, dazu, auf die Scherenklingen übertragen zu werden, wodurch bewirkt wird, daß sich die Klingen gegeneinander verdrehen, wodurch ihre Schneidfunktion behindert wird und es zu einer Überlastung und Beschädigung des Klingenschwenkpunktes kommen kann.
Der Erfinder kennt auch andere dem Stand der Technik entsprechende Konstruktionen, die normalerweise verwendet werden, um hohe Drehmomente auf die Klemmbacken eines Schneidwerkzeuges zu übertragen. Beispiele solcher anderer Werkzeuge sind in dem US- Patent Nr. 1,689,648, ausgegeben am 30. Oktober 1928 an Voleske, in dem US-Patent Nr. 1,065,753, ausgegeben am 24. Juni 1913 an Whitney, in dem US-Patent Nr. 766,941, ausgegeben am 9. August 1904 an Eddleman, in dem US-Patent Nr. 107,577, ausgegeben am 20. September 1870 an Will und in der Patentanmeldung, laufende Einreichungsnummer 08/484,846, eingereicht am 7. Juni 1995 durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung, beschrieben sind. In allen diesen Fällen wird das Schwenkmoment von zumindest einem der Handgriffe durch das gegenseitige Kämmen konzentrischer Zahnradsegmente oder, wie es bei Eddleman erläutert ist, durch eine Zahnstangentrieb-Anordnung auf die Klemmbacken des Werkzeuges übertragen. Diese bekannten Schneidausführung vom Zahnradtyp enthalten jedoch keine Verbundwirkung-Mechanismen, die erforderlich sind, um die Schneidkraft zu maximieren, die auf ein Werkstück aufgebracht wird, welches in den Klemmbacken an einem bestimmten Punkt aufgenommen ist.
Unter Berücksichtigung der vorhergehenden Ausführungen erscheint es vorteilhaft, eine Baumschere zur Verfügung zu stellen, welche die Probleme verringert, die mit den herkömmlichen Ausführungen dieser Art verbunden sind, d.h. bei denen die Verbundwirkung einen erhöhten mechanischen Vorteil an einem bestimmten Punkt ergibt, die jedoch trotzdem so konstruiert sind, daß sie die Vorteile nutzen, die sich durch Zahnrad-Schneidwerkzeuge mit hohem Drehmoment anbieten.
US-A-5,020,222 offenbart eine Baumschere mit variabler Kraft mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Baumschere mit variabler Kraft, wie sie in Patentanspruch 1 beansprucht ist.
Spezifischer ausgedrückt weist eine Baumschere mit variabler Kraft gemäß der Erfindung eine Metallplatte mit einem ersten Schwenkpunkt auf, der von einem zweiten Schwenkpunkt mit einer bestimmten Distanz beabstandet ist, wobei die Platte eine sich nach vorn erstreckende Klinge und einen sich nach hinten erstreckenden Schenkel hat. Das Werkzeug weist ferner ein erstes längliches Bauteil auf, das mit der Platte an dem ersten Schwenkpunkt schwenkbar verbunden ist. Der vordere Abschnitt des ersten Bauteils ist als eine Klemmbacke ausgestaltet, die mit der Klinge zusammenwirkt, um ein Werkstück zu durchtrennen, das in einer Bucht aufgenommen ist, die durch die Klemmbacke ausgebildet ist. Das erste Bauteil weist einen sich nach hinten erstreckenden Schenkel, an dem vorzugsweise ein Handgriff befestigt ist, und ein erstes Zahnradsegment zwischen der Klemmbacke und dem Schenkel auf. Ein zweites Zahnradsegment, das an dem vorderen Abschnitt des zweiten länglichen Bauteils ausgebildet ist, wirkt mit dem ersten Zahnradsegment zusammen, wenn das zweite Bauteil um den zweiten Schwenkpunkt zu der Platte geschwenkt wird. Das zweite Bauteil weist vorzugsweise auch einen Handgriff auf, der an einem sich nach hinten erstreckenden Abschnitt angebracht ist. Das erste und das zweite Zahnradsegment kämmen in einem ersten bzw. in einem zweiten Bereich miteinander, so daß die Distanz, mit der zweite Schwenkpunkt von dem zweiten Bereich beanstandet ist, variiert, wenn sich die Klinge über die Bucht verlagert.
In Übereinstimmung mit der Erfindung sind die Zahnradsegmente dazu ausgestaltet, daß die Distanz, mit der der zweite Schenkpunkt von dem zweiten Bereich beabstandet ist, an einem bestimmten Punkt der Klingenverlagerung über die Bucht am kleinsten ist.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist das mit Zahnradsegmenten versehene Werkzeug mit veränderlicher Kraft als Baumschere vom Amboß- oder Doppelklingentyp ausgestaltet.
Andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Es sollte jedoch so verstanden werden, daß die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Ausführungen nur zur Erläuterung dienen, da Fachleuten aus dieser ausführlichen Beschreibung viele Veränderungen und Modifikationen im Rahmen des Schutzumfangs der Erfindung erkennbar werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 in schematischer Form das Eindringen einer Schneidklinge in ein Gewächs, wobei der Punkt dargestellt ist, an dem normalerweise der größte Schneidwiderstand erreicht wird;
Fig. 2 eine Ansicht eines Werkzeuges mit variabler Kraft gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine bevorzugte Ausführung davon in vollständig geöffneter Position und das Aufnehmen eines Werkstückes in ihrer Bucht darstellt, von oben;
Fig. 3 eine Ansicht der Baumschere von Fig. 2 von unten;
Figur. 4 eine Ansicht der Baumschere von Fig. 2 von unten, dargestellt bei etwa sechzig Prozent des Schneidhubes;
Fig. 5 eine Ansicht der Baumschere von Fig. 2 von unten, dargestellt am Ende des Schneidhubes;
Fig. 6 eine Ansicht der Baumschere von Fig. 2 von oben, dargestellt am Ende des Schneidhubes;
Fig. 7 eine Vorderansicht der Baumschere von Fig. 2, dargestellt am Ende des Schneidhubes;
Fig. 8 eine Ansicht des ersten länglichen Bauteils der in Fig. 2 dargestellten Baumschere von oben;
Fig. 9 eine Ansicht der Klinge der in Fig. 2 dargestellten Baumschere von oben;
Fig. 10 eine Ansicht des zweiten länglichen Bauteils der in Fig. 2 dargestellten Baumschere von oben;
Fig. 11 eine Teilschnittansicht, geschnitten im wesentlichen entlang der Linie 11-11, die in Fig. 6 dargestellt ist;
Fig. 12 eine vergrößerte detaillierte Darstellung der Zahnausgestaltung des ersten Zahnradsegmentes des ersten, in Fig. 8 dargestellten, länglichen Bauteils;
Fig. 13 eine vergrößerte detaillierte Darstellung der Zahnausgestaltung des zweiten Zahnradsegmentes des zweiten, in Fig. 10 dargestellten, länglichen Bauteils; und
Fig. 14 ein schematisches Diagramm der Baumschere der vorliegenden Erfindung, das beispielhaft die Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnradsegment darstellt.

Ausführliche Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

Bezug auf die Zeichnungen nehmend, weist eine Baumschere 10 gemäß der Erfindung ein erstes und zweites längliches Bauteil 12 bzw. 14 und eine Metallplatte 16 auf. Das erste längliche Bauteil 12 hat eine sich nach vorn erstreckende erste Klemmbacke 18 und einen sich nach hinten erstreckenden Schenkel 20. Ein erstes Zahnradsegment 22 ist in einem Bereich 24 zwischen der Klemmbacke 18 und dem Schenkel 20 ausgebildet. Zur Erhöhung der Bequemlichkeit für den Benutzer ist die Baumschere 10 mit einem Paar von Handgriffen versehen. Ein erster Handgriff 26 ist in geeigneter Weise dazu ausgestaltet, einen Abschnitt des Armes 20 aufzunehmen. Vorzugsweise hat der Handgriff 26 einen hohlen vorderen Bereich, in dem ein sich nach hinten erstreckender Abschnitt 28 des Armes 20 in einer Fachleuten allgemein bekannten Art und Weise im Preßsitz angebracht ist. Das erste Bauteil 12 weist auch eine erste Öffnung 30 auf, die in dem Bereich 24 des ersten Zahnradsegmentes 22 ausgebildet ist. In der bevorzugten Ausführung bildet die sich nach vorn erstreckende erste Klemmbacke 18 eine Bucht 32, die dazu ausgestaltet ist, ein durchzutrennendes Werkstück 34 aufzunehmen.
Die Baumschere TO weist auch eine Metallplatte 16 mit einer sich nach vorn erstreckenden zusammenwirkenden Klemmbacke 36 und einen sich nach hinten erstreckenden Schenkel 38 auf. Die zusammenwirkende Klemmbacke 36 ist vorzugsweise durch einen Schleifarbeitsgang, der eine Abschrägung 40 mit abnehmender Dicke erzeugt, die in einem Kantenschliff 42 endet, ausgebildet. Eine zweite Öffnung 44 ist zwischen der zusammenwirkenden Klemmbacke 36 und dem Schenkel 38 ausgebildet. Der Schenkel 38 ist ferner mit einer dritten Öffnung 46 versehen, die von der zweiten Öffnung 44 mit einer bestimmten Distanz beabstandet ist. Die Metallplatte 16 ist an einem ersten Schwenkpunkt 50 schwenkbar mit dem ersten Bauteil 12 verbunden. Der Schwenkpunkt 50 weist vorteilhafterweise einen Bolzen 52 auf, der mit der ersten und zweiten Öffnung 30 bzw. 44 eingreift.
Das zweite längliche Bauteil 14 weist ein zweites Zahnradsegment 54 und einen gegenüberliegenden Abschnitt 56 auf, an dem ein zweiter Handgriff 58 in der gleichen Weise wie der Handgriff 26 montiert ist. Das Bauteil 14 weist eine vierte Öffnung 60 auf, die zwischen dem zweiten Zahnradsegment 54 und dem Abschnitt 56 ausgebildet ist. Das zweite Bauteil 14 ist an einem zweiten Schwenkpunkt 62 schwenkbar mit der Platte 16 verbunden. Der zweite Schwenkpunkt 62 weist vorteilhafterweise einen Bolzen 64 auf, der mit der dritten und der vierten Öffnung 46 bzw. 60 eingreift.
Nun spezieller auf die Fig. 12 und 13 Bezug nehmend, weist ein erstes Zahnradsegment 22 eine Vielzahl von Zähnen 66 auf, die dazu ausgestaltet sind, um mit den gegenüberliegenden Zähnen 68 zu kämmen, die in dem zweiten Zahnradsegment 54 ausgebildet sind. Die spezielle Zahnauslegung der Zahnradsegmente 22 und 54 der bevorzugten Ausführung ist in den beiden nachfolgenden Tabellen dargestellt. In diesen Tabellen sind bestimmte Punkte der Zahnradsegmente 22, 54, die mit Pn bezeichnet sind, durch einen Satz von X, Y-Koordinaten festgelegt, die ihren Mittelpunkt im ersten Schwenkpunkt 50 bzw. im zweiten Schwenkpunkt 62 haben. Zum Beispiel auf Fig. 12 und Tabelle 1 Bezug nehmend (die erste Zahnradsegmenttabelle), hat P&sub2;&sub0; des ersten Zahnradsegmentes 22 die Koordinaten -29,516 mm/-30,793 mm in Bezug zu dem ersten Schwenkpunkt 50. Zusätzlich bezeichnet in diesen beiden Tabellen "R" den Radius einer Kurve, die sich zwischen zwei benachbarten Punkten erstreckt. So beträgt zum Beispiel und noch auf Fig. 12 und Tabelle 1 Bezug nehmend, zwischen den benachbarten Punkten P&sub2;&sub8; und P&sub3;&sub0; der Radius R 5,9 mm. Tabelle 1 Erstes Zahnradsegment Tabelle 2 Zweites Zahnradsegment
Fachleute werden leicht erkennen, daß, wenn auch die Koordinaten die er Punkte in Millimetern angegeben sind, andere Längeneinheiten, oder andere Maßsysteme gleichermaßen anwendbar sind.
Bezug auf die Fig. 4, 12 und. 13 nehmend, ist das zweite Bauteil 14 schwenkbar um den zweiten Schwenkpunkt 62 mit der Platte 16 verbunden, so daß das erste und das zweite Zahnradsegment 22, 54 in dem ersten und zweiten Bereich 70 bzw. 72 miteinander kämmt. Das erste und das zweite Zahnradsegment 22, 54 ist weiterhin durch die erste und zweite Wälzlinie 74 bzw. 76 gekennzeichnet. Wie aus Fig. 12 und 13 ersichtlich ist, ist die erste Wälzlinie 74, welche die imaginäre Linie darstellt, die ohne Schlupf zu der zweiten Wälzlinie 76 des eingreifenden Zahnradsegmentes 54 abrollt, nicht um den ersten Schwenkpunkt 50 konzentrisch. Vielmehr und auch auf Figur T4 Bezugnehmend, verändert sich d&sub3;, das die Distanz zwischen dem ersten Schwenkpunkt 50 und dem ersten Bereich 70 darstellt, wenn der erste und der zweite Handgriff 26, 58 um den ersten und zweiten Schwenkpunkt 50 bzw. 62 geschwenkt werden. Gleichermaßen ist die zweite Wälzlinie 76 des eingreifenden Zahnsegmentes 54 nicht um den zweiten Schwenkpunkt 62 konzentrisch. Statt dessen verändert sich d&sub2;, das die Distanz zwischen dem zweiten Schwenkpunkt 62 und dem zweiten Bereich 72 darstellt, ebenfalls bei der Scherenbewegung des ersten und des zweiten Handgriffes 26, 28.
Wie in den Fig. 12 und 13 und in den Tabellen 1 und 2 dargestellt ist, erreicht d&sub3; bei einem vorbestimmten Punkt, der zwischen P&sub2;&sub0; und P&sub2;&sub1; liegt, ein Maximum. Umgekehrt erreicht d&sub2; gezwungenermaßen an diesem Punkt ein Minimum, weil die Distanz zwischen dem ersten Schwenkpunkt 50 und dem zweiten Schwenkpunkt 62 (d.h. die Distanz zwischen der zweiten Öffnung 44 und der dritten Öffnung 46) unveränderlich ist. Die Wirkung dieser gleichen, jedoch entgegengesetzten, Veränderung der Distanzen d&sub2; und d&sub3; auf die Schneidkraft Fc, die auf das Werkstück 34 wirkt, wird in der folgenden Gleichung widergespiegelt, welche das Moment der Kräfte verwendet:
wobei
Darin ist, wie in Fig. 14 dargestellt:
Fu die von einem Benutzer an einem Angriffspunkt entlang dem zweiten Bauteil 14 aufgewendete Kraft;
d&sub1; die Distanz zwischen dem zweiten Schwenkpunkt 62 und dem Angriffspunkt; und
d&sub4; die Distanz zwischen dem ersten Schwenkpunkt 50 und dem Punkt, an dem Fc auf das Werkstück 34 aufgebracht wird.
Fc kann als wie folgt geschrieben werden:
Fc = K·Fu + K·Fu·d&sub1;/d&sub2;
Wie aus den vorhergehenden Gleichungen leicht erkennbar ist, sind K und d&sub1; konstant und bei derselben von dem Benutzer auf das Werkzeug 10 aufgebrachten Kraft erreicht Fc einen maximalen Wert, wenn d&sub2; minimal ist (d.h. wenn d&sub3; den Maximalwert hat). Das tritt, wie vorher erläutert ist, an dem Punkt auf, der zwischen P&sub2;&sub0; und P&sub2;&sub1; liegt. Daher ermöglicht es die vorliegende Erfindung, bei der die kämmende Ausgestaltung der Zahnradsegmente 22, 54 d&sub2; an einem vorbestimmten Punkt minimiert, der etwa sechzig Prozent des Schneidhubes entspricht, daß das Werkzeug 10 an dem Punkt eine maximale Hebelwirkung erzeugt, welcher sich an dem vorteilhaftesten Punkt des Schneidhubes befindet, an dem die Dichte des Werkstückes 34 am größten ist.
Es ist so zu verstehen, daß die vorhergehende Beschreibung die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist und daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen spezifischen Formen begrenzt ist. So könnten zum Beispiel mit der Erfindung in Übereinstimmung stehende Werkzeuge mit einem ersten und zweiten Zahnradsegment des Typs, der vorhergehend offenbart ist, anstatt einer mit einem Amboß zusammenwirkenden Klinge, wie es für die bevorzugte Ausführung beschrieben ist, ein Paar von gegenüberliegenden Schneidklingen aufweisen, wie es bei den Doppel-Baumscheren der Fall ist. Weiterhin können solche Baumscheren auf verschiedene Weise hergestellt sein. Sie könnten zum Beispiel aus gestanzten Platten oder aus Schmiedematerial hergestellt sein, oder sie könnten einige Komponenten aufweisen, die aus formbarem Material, wie zum Beispiel Kunststoff, bestehen, wobei in jedem Fall ihre funktionalen Kennwerte nicht beeinträchtigt werden. Weiterhin ist von Fachleuten erkennbar, daß, obwohl die bevorzugte Ausführung der Erfindung miteinander kämmende Zähne in einer speziellen Ausgestaltung aufweist, das die Kämmfunktion auf anderen Wegen zur Verfügung gestellt werden könnte, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Solche anderen Konstruktionen und Ausgestaltungen sind trotzdem als in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallend zu betrachten. Somit können diese und andere Substitutionen, Modifikationen, Austausche und Weglassungen in der Konstruktion und in der Anordnung der Elemente und bei den Herstellungsschritten, die hierin offenbart sind, ausgeführt werden, ohne vom Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche abzuweichen.

Claims

1. Baumschere mit variabler Kraft, mit:

einer Metallplatte (16) mit einem ersten Schwenkpunkt (50), einer sich nach vorne erstreckenden Klinge (36) und einem sich nach hinten erstreckenden Schenkel (38), der mit einem zweiten Schwenkpunkt (62) versehen ist, der von dem ersten Schwenkpunkt (50) mit einer bestimmten Distanz beabstandet ist;

einem ersten länglichen Bauteil (12), das mit der Platte (16) an dem ersten Schwenkpunkt schwenkbar verbunden ist, wobei das erste Bauteil eine sich nach vorne erstreckende Klemmbacke (18), die dazu ausgestaltet ist, um mit der Klinge (3-6) zusammenzuwirken, um ein Werkstück (34) zu durchtrennen, das in einer Bucht aufgenommen ist, die durch die Klemmbacke ausgebildet ist, einen sich nach hinten erstreckenden Schenkel (20) und ein erstes Zahnradsegment (22) zwischen der Klemmbacke und dem Schenkel aufweist;

gekennzeichnet durch:

eine zweites längliches Bauteil (14) mit einem sich nach hinten erstreckenden Abschnitt und einem gegenüberliegenden zweiten Zahnradsegment (54), wobei das zweite Bauteil mit der Platte (16) an dem zweiten Schwenkpunkt (62) schwenkbar verbunden ist, so daß das erste (22) und das zweite (54) Zahnradsegment in einem ersten (70) bzw. einem zweiten (72) Bereich miteinander kämmen;

wobei das zweite Zahnradsegment (54) so ausgebildet ist, daß eine zweite Distanz, mit der der zweite Schwenkpunkt. (62) von dem zweiten (72) Bereich beabstandet ist, an einem bestimmten Punkt der Klingenverlagerung über die Bucht am kleinsten ist.

2. Baumschere nach Anspruch 1, bei der außerdem das erste Zahnradsegment (22) so ausgebildet ist, daß etwa an einen Punkt, an dem die Klinge (16) das Werkstück (34) durchtrennt, eine erste Distanz, mit der der erste Schwenkpunkt (50) von dem ersten Bereich beabstandet ist, am kleinsten ist.

3. Baumschere nach Anspruch 1, bei der außerdem das erste (22) und das zweite (54) Zahnradsegment so ausgebildet sind, daß der bestimmte Punkt bei etwa 60% der Verlagerung der Klinge über die Bucht liegt, wenn die Klinge das Werkstück durchtrennt.

4. Baumschere nach Anspruch 1, bei der die Klemmbacke (18) als eine zweite Klinge ausgestaltet ist, um mit der Klinge zusammenzuwirken.

5. Baumschere nach Anspruch 1, bei der das erste längliche Bauteil (12) aus Metall hergestellt ist.

6. Baumschere nach Anspruch 1, bei der das erste und das zweite längliche Bauteil (12; 14) aus Metall hergestellt sind.

7. Baumschere nach Anspruch 1, bei der das längliche Bauteil (12) aus Kunststoff hergestellt ist.

8. Baumschere nach Anspruch 1, bei der das erste und das zweite längliche Bauteil (12; 14) aus einem formbaren Material hergestellt sind.

9. Baumschere nach Anspruch 1, bei der bei dem ersten Bauteil (12) zumindest das erste Zahnradsegment (22) aus einem formbaren Material hergestellt ist.

10. Baumschere nach Anspruch 1, bei dem bei dem zweiten Bauteil (14) zumindest das zweite Zahnradsegment (54) aus einem formbaren Material hergestellt ist.

11. Baumschere nach Anspruch 1, bei der eine variable Kraft, die auf das Werkstück (34) aufgebracht wird, eine Funktion mit der Formel ist:

mit

wobei:

Fc die auf das Werkstück aufgebrachte Schneidkraft ist;

Fu die Kraft ist, die durch einen Benutzer auf einen Betätigungspunkt entlang des zweiten Bauteils aufgebracht wird;

d&sub2; der Abstand zwischen dem zweiten Schwenkpunkt und dem zweiten Bereich ist;

d&sub3; die Distanz zwischen dem ersten Schwenkpunkt und dem ersten Bereich ist;

d&sub1; der Abstand zwischen dem zweiten Schwenkpunkt und dem Betätigungspunkt ist; und

d&sub4; der Abstand zwischen dem ersten Schwenkpunkt und einem Punkt ist, bei dem Fc auf das Werkstück wirkt.

12. . Baumschere nach Anspruch 10, bei der Fc an einem bestimmten Punkt der Klingenverlagerung über die Bucht maximal ist.

13. Baumschere nach Anspruch 1, bei der die erste Klemmbacke (18) als ein Amboß ausgestaltet ist und die zusammenwirkende Klemmbacke als eine Klinge ausgestaltet ist.

14. Baumschere nach Anspruch 1, bei der der bestimmte Punkt etwa in der Mitte der Verlagerung der zusammenwirkenden Klinge liegt.