WO2003000036A1 - Umschaltgetriebe für baumschere - Google Patents

Abstract

Für ein handhaltbares Werkzeug, insbesondere eine zugmittelbetätigbare Baumschere, wird eine Anordnung vorgeschlagen, bei welcher zwischen ein von dem Zugmittel (ZS) unmittelbar gedrehtes Element (TR) und das Werkzeug ein zwischen wenigstens zwei Getriebestellungen (SG) umschaltbares Getriebe in den Kraftübertragungsweg eingefügt ist.

Description

Umschaltgetriebe für Baumschere

Die Erfindung betrifft ein handhaltbares Arbeitsgerät, insbesondere eine Baumschere.

Baumscheren mit einem an einem dem Benutzer abgewandten Ende eines Stiels angeordneten Scherenkopf als Werkzeug sind insbesondere in Verbindung mit einem Zugseil und einem Flaschenzug am Scherenkopf bekannt, z.B. EP 0 754 404 B1 , DE 36 40 390 A1 oder EP 0 485 518 B1.

Aus der EP 0 895 712 A1 ist eine Baumschere bekannt, bei welcher mittels eines auf einem Stielrohr verschiebbaren Griffs über ein Zugseil ein im Rohr geführtes Verbindungsteil verschiebbar ist. An dem Verbindungsteil ist ein Zugband befestigt, welches um eine erste Umfangsfläche einer am Stielende angeordneten Scheibe gewickelt ist. Auf einer zweiten Umfangsfläche der Scheibe mit anderem Außenradius läuft eine Kette, welche mit einem Schenkel einer Schere verbunden ist.

Bei den bekannten Baumscheren wird jeweils durch Zug am Zugmittel die Schere entgegen einer Rückstellfeder mit Kraftübersetzung der Zugkraft geschlossen und nach dem Schneid- Vorgang durch die Rückholfeder wieder geöffnet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Handhabung von handhaltbaren, zugmittelbetätigten Arbeitsgeräten, insbesondere Baumscheren, zu verbessern.

Erfindungemäße Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Schnittbild in einer Ansicht senkrecht zur Achse der Schneidmesser Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines umschaltbaren Getriebes aus Fig. 1 Fig. 3 eine bevorzugte Ausführung eines umschaltbaren Getriebes Die Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführung eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts in Form einer Amboss-Baumschere, welche eine auf einen Amboss AM zu bewegbare, um eine Messerachse MA schwenkbare Schneide SN aufweist. Die Schneide SN ist über die Messerachse MA hinaus in Form eines Messerhebels MH verlängert. Im Messerhebel ist ein Aus- schnitt AU vorhanden, in welchen ein Mitnehmerzapfen ZA eingreift. Der Mitnehmerzapfen ZA ist auf einer Kurbelscheibe KS, welche um eine Kurbelachse KA drehbar ist, befestigt. Die Ausführung als kurbelgetriebene Amboss-Schere ist lediglich als ein Beispiel angegeben. Scherenform und Antrieb der beweglichen Schneiden können an sich eine beliebige, aus dem Stand der Technik bekannte Form aufweisen. Kurbeltrieb und Messerachse können vorteilhafterweise in einem Scherenkopfgehäuse SK verkleidet untergebracht sein.

Zwischen Scherenkopf SK und einem nur ansatzweise skizzierten Stiel ST ist ein Schaltgetriebe SG in einem Getriebegehäuse GE eingefügt. Die Betätigung der Schere erfolgt mittels eines Zugmittels, beispielsweise eines Zugseils ZS, oder vorzugsweise einem vorgeformten, nach Wegfall der Zugkraft selbst auf die Trommel aufwickelnden Federstahlbandes, welches innerhalb und/oder außerhalb des Stiels ST im Wesentlichen parallel zu diesem laufen kann und entweder vom Benutzer direkt mit der Hand, vorzugsweise über einen Griff, gegriffen wird oder mit einer entlang des Stiels verschiebbaren Hülse in an sich bekannterWeise bewegt werden kann. Ein Zug am Zugmittel bewirkt ein Schließen der im Ruhezustand geöffneten Schere. Ein Öffnen der Schere erfolgt vorzugsweise mittels einer Rückholfeder FE, welche auf die Kurbelscheibe KS rückdrehend einwirkt, wenn die Zugkraft auf das Zugmittel ZS nachlässt oder wegfällt. Die Federkraft kann auch direkt am Messer angreifen oder in der Trommel untergebracht sein.

Die Kraftübertragung von dem Zugmittel über das schaltbare Getriebe SG auf die Kurbelscheibe KS ist anhand der detaillierteren Skizze der Fig. 2 erläutert. Eine Trägerplatte TP ist vorzugsweise durchgehend von einer Verbindung mit dem Stiel ST bis zum Scherenamboss AM vorgesehen und bildet eine mechanisch stabile Verbindung zwischen Stiel und Schere, welche auch günstigerweise Achsen und Wellen der verschiedenen Elemente des Kraftüber- tragungswegs in fester gegenseitiger Anordnung hält.

Das Zugmittel ZS ist unter Einwirkung der Zugkraft auf das Zugmittel durch den Benutzer von einer Trommel TR abwickelbar. Die Trommel TR ist um eine Getriebehauptachse GH des Schaltgetriebes SG drehbar gelagert. Mit der Drehung der Trommel TR fest gekoppelt ist eine Mitnehmerhülse MH, ein erstes Zahnrad R1 und ein zweites Zahnrad R2. Mitnehmerhülse MH, Zahnrad R1 und Zahnrad R2 sind auf einer gemeinsamen Welle WE gemeinsam axial in Richtung der Getriebehauptachse GH verschiebbar und drehfest um die Getriebehauptachse GH mit einander gekoppelt. Eine Verschiebung der Welle mit Mitnehmerhülse MH, Zahnrad R1 und Zahnrad R2 weist vorzugsweise drei Raststellungen auf, von welchen die eingezeichnete Stellung einen Leerlauf des Schaltgetriebes ohne Kraftübertragung von der Bewegung des Zugmittels auf den Scherenkopf bedeutet und wenigstens zwei weitere Stellungen eine Kraftübertragung zwischen Zugmittel und Scherenkopf bewirken, aber mit unterschiedlichem Drehmoment-Übersetzungsverhältnis. Die Einrastung der Welle bei der Verschiebung in Richtung der Getriebehauptachse GH in definierten Positionen ist für den Benutzer günstig und stabilisiert zugleich die Welle gegen unbeabsichtigtes Verschieben in axialer Richtung. Die rastenden Positionen der Welle WE sind beispielsweise dadurch gegeben, dass ein in axialer Richtung an bestimmter Position festliegender Federring FR in Nuten NO, N1 , N2 der Welle unter der eigenen Federringspannung einliegen kann. Andere Rastmöglichkeiten sind an sich bekannt. Im skizzierten Beispiel nimmt die Welle die Position des Kraftübertragungs-Leerlaufs des Schaltgetriebes ein und der Federring liegt in der Ringnut NO der Welle. In dieser Position kann auch die Ruhelage des Zugmittels verändert werden, wenn eine separate Rückholfeder auf der Seiltrommel vorgesehen ist. Durch Druck auf die Taste TA1 in Richtung U1 rückt der Federring FR an den schrägen Flanken der Nut NO radial nach außen aus, wird aber in seiner axialen Position bezüglich des Getriebegehäuses gehalten und die Welle mit den gekoppelten Elementen wird axial verschoben, bis der Federring in die Nut N1 einrückt, was für den Benutzer spürbar ist und das stabile Einnehmen einer Getriebeposition signalisiert. Bei Druck auf die Taste TA2 in Richtung U2 wird in entsprechender Weise die Welle in entgegengesetzter Richtung verschoben und kann dann beispielsweise in eine Position gebracht werden, in welcher der Federring FR in die Nut N2 der Welle einrückt, was einer zweiten Kraftübertragungsposition des Getriebes entspricht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Getriebes mit einer Leerlaufposition und zwei Kraftübertragungspositionen liegt vorzugsweise die Leerlaufposition in einer mittleren Position der Welle und die Kraftübertragungsstellungen in zur Leerlaufposition entgegengesetz- ten Wellenposition. Die Verschiebung der Welle ist dann vorzugsweise durch Flächenanschläge so begrenzt, dass in der Raststellung mit Einliegen des Federrings in den Nuten N1 bzw. N2 die Anschlagflächen nicht aneinander liegen, aber eine axiale Verschiebung über die Rastposition lediglich in dem Umfang möglich ist, dass der Federring noch an den Flanken der Nuten anliegt und somit automatisch die Welle wieder in die rastende Position bringt. In axial festgelegter Position, aber um die Getriebehauptachse und um die Welle WE drehbar sind eine erste Zahnhülse ZH1 und eine zweite Zahnhülse ZH2 vorgesehen. Die erste Zahnhülse ZH1 zeigt eine Innenverzahnung IZ1 , in welcher das erste Zahnrad R1 in einer ersten Kraftübertragungsposition der Welle WE eingreift. Die erste Zahnhülse ZH1 zeigt ferner eine Außenverzahnung AZ1 , welche in Eingriff mit einer ersten Außenverzahnung RZ1 eines Stufenzahnrads ZR steht. Eine dritte Verzahnung RZ3 dieses Stufenzahnrades ZR steht in Eingriff mit der Verzahnung KZ der Kurbelscheibe KS. Die Kraftübertragung bei Einwirken einer Zugkraft auf das Zugmittel ZS läuft damit in der ersten Kraftübertragungs- position der Welle WE über die Trommel TR, die Mitnehmerhülse MH, die Welle WE, das erste Zahnrad R1 , die erste Zahnhülse ZH1 , das Stufenzahnrad ZR und die Kurbelscheibe KS. Die zweite Zahnhülse ist in dieser Wellenposition relativ zur Welle drehbar und wird über das Stufenzahnrad mitgedreht.

In der zweiten Kraftübertragungsposition der Welle WE mit in der Ringnut N2 einliegendem Federring FR greift das zweite Zahnrad R2 in die Innenverzahnung IZ2 der zweiten Zahnhülse ZH2 ein, deren Außenverzahnung AZ2 in Eingriff steht mit einer Verzahnung RZ2 des Stufenzahnrades ZR, so dass in dieser Position der Welle WE die Kraftübertragung vom Zugmittel ZS über die Trommel TR, die Mitnehmerhülse MH, die Welle WE, das zweite Zahnrad R2, die zweite Zahnhülse ZH2, das Stufenzahnrad ZR und die Kurbelscheibe KS erfolgt. In dieser Wellenposition ist die erste Zahnhülse ZH1 relativ zur Welle drehbar und durch das Stufenzahnrad mitgedreht. Das Übertragungsverhältnis der Drehmomentübertragung in den beiden unterschiedlichen Kraftübertragungspositionen der Welle WE ist bestimmt durch die Durchmesser der verschiedenen Verzahnungen der Zahnräder R1 , R2, der Zahnhülsen ZH1, ZH2, des Stufenzahnrades ZR und der Kurbelscheibe KS und kann mit hierüber über einen weiten Bereich voreingestellt werden.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Variante eines umschaltbaren Getriebes, welches in soweit mit dem zu Fig. 1 und Fig. 2 beschriebenen Getriebe übereinstimmt, als ein Stufenzahnrad ZR mit zwei Zahnkreisen unterschiedlichen Durchmessers in zwei gezahnte Getriebeelemente eines umschaltbaren Getriebes zwischen dem Stufenzahnrad und der das Zugmittel aufnehmenden Trommel TR eingefügt ist. Bei dem bevorzugten Beispiel nach Fig. 3 ist aber die um die Getriebehauptachse GH drehbare Welle WEZ nicht axial verschiebbar. Die Trommel TR treibt über eine ständig in Eingriff befindliche Verzahnung ZM2 eine Mitnehmerhülse MH2, welche in Richtung der Getriebehauptachse verschiebbar ist (Pfeil V2) und im skizzierten Beispiel drei funktional verschiede- ne Stellungen einnehmen kann. In der gezeichneten Position der Mitnehmerhülse MH2 greift diese mit einer ersten weiteren Verzahnung ZM21 in eine Antriebshülse AH1 ein, welche um die Welle WE2 drehbar und fest mit einem ersten Zahnrad Z21 verbunden ist. Die Zahnung dieses ersten Zahnrads Z21 greift in die erste Außenverzahnung RZ1 des Stufenzahnrads ein, so dass die Drehung der Trommel TR über die Mitnehmerhülse MH2, die Antriebshülse AH1 und das erste Zahnrad Z21 mit der Drehung des Stufenzahnrads gekoppelt ist.

Die zweite Außenverzahnung RZ2 des Stufenzahnrad ZR steht ständig in Eingriff mit der Außenverzahnung eines zweiten Zahnrads Z22, welches fest mit der Welle WE2 verbunden ist. Die Welle WE2 wird daher in der in Fig. 3 skizzierten Position der Mitnehmerhülse MH2 bei Drehung der Trommel TR über das Stufenzahnrad mit gedreht, dreht sich dabei aber relativ zur Trommel und zu Antriebshülse AH1 und erstem Zahnrad Z21. Mit der Welle fest verbunden ist ein drittes Zahnrad Z23 an der dem zweiten Zahnrad abgewandten Ende der Welle WE2.

Bei Verschiebung der Mitnehmerhülse MH2 aus der gezeichneten Position in axialer Richtung von der Antriebshülse AH2 weg rückt die erste weitere Verzahnung ZM21 aus der Antriebshülse AH 1 aus. Die Mitnehmerhülse MH2 befindet sich dann in einer Leerlaufposition, in welcher die Trommel unabhängig vom Werkzeug drehbar ist, z.B. um eine andere Ausgangsposition des Zugmittels einzustellen. Wird die Mitnehmerhülse noch weiter axial ver- schoben, so greift eine Innenverzahnung ZM22 der Mitnehmerhülse in eine Gegenverzahnung des dritten Zahnrads Z23 ein. In dieser Position der Mitnehmerhülse ist die Welle über die Mitnehmerhülse und das dritte Zahnrad an die Trommeldrehung gekoppelt und treibt über das zweite Zahnrad Z22 das Stufenzahnrad ZR über dessen zweite Außenverzahnung R22. Das erste Zahnrad wird über das Stufenzahnrad mit angetrieben und dreht sich mit der ersten Antriebshülse frei um die Welle WE2.

Für die axiale Verschiebung der Mitnehmerhülse ist diese in einer Führungshülse FH drehbar gelagert, indem der Rand einer radial nach außen weisenden Scheibe der Mitnehmerhülse in einer Ringnut oder mehreren diskreten, um die Hauptachse GH verteilt angeord- neten Nuten der Führungshülse geführt ist. Die Führungshülse ist ihrerseits in axialer Richtung verschiebbar und mit mehreren Nocken NO in Gewindegänge eines Steilgewindes GW eines Drehknopfes DK eingehängt, welcher um die Hauptachse GH drehbar und axial fest in einer Gehäuseaussparung eingesetzt ist. Die Gewindesteigung ist vorteilhafterweise so auf den Verschiebeweg der Mitnehmerhülse abgestimmt, dass die maximale axiale Verschiebung über eine Drehung des Drehknopfes von maximal 180°, vorzugsweise maximal 120° erreicht wird.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar. Insbesondere können die Verzahnungen der mehreren auf der Welle WE befestigten oder relativ zu dieser drehbaren Elemente auch durch andere mit Drehbewegungen vermittelnde Passungen ersetzt sein. Anstelle der Rückholung der Schneide in die Ausgangsposition mittels einer Feder kann auch vorgesehen sein, dass das Zugelement bidirektional auf die Drehung der Trom- mel oder eines entsprechenden Elementes wirken kann. Das umschaltbare Getriebe kann insbesondere auch durch ein umschaltbares Planetengetriebe gegeben sein. Die Betätigung kann u. U. auch motorisch angetrieben sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Handhaltbares Arbeitsgerät, insbesondere Baumschere, mit einem Werkzeug, welches an einem einem Benutzer abgewandten Ende eines Stiels angeordnet und mittels eines im Wesentlichen entlang des Stieles bewegbaren Zugmittels betätigbar ist, wobei das Zugmittel eine Drehung eines Kraftübertragungselements zwischen Stiel und Werkzeug bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen das drehbare Kraftübertragungselement und das Werkzeug ein Getriebe geschaltet ist, welches zwischen wenigstens zwei Positionen umschaltbar ist, welche sich in der Übertragung eines Drehmoments von dem drehbaren Kraftübertragungselement auf das Werkzeug unterscheiden.

2. Gerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe wenigstens zwei unterschiedliche Kraftübertragungspositionen einnehmen kann.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe in eine Leerlaufposition einstellbar ist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine mit der Drehachse des drehbaren Kraftübertragungselements zusammenfallende

Getriebehauptachse besitzt und eine um diese Getriebehauptachse drehbare Welle in axialer Richtung verschiebbar ist und eine solche Verschiebung einen Wechsel zwischen verschiedenen Getriebestellungen bewirkt.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein ausschaltbares Planetengetriebe umfasst.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungselement zum Wechsel zwischen verschiedenen Getriebestellungen mehrere einrastende Positionen besitzt.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug durch eine drehbare Kurbelscheibe mit einem Mitnehmerzapfen betätigt ist.