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Dokumentenidentifikation DE102008051810A1 22.04.2010
Titel Schneidende Handwerkzeuge
Anmelder Hidde, Axel R., Dr., 57076 Siegen, DE
Erfinder Klose, Udo, Prof., 42285 Wuppertal, DE
DE-Anmeldedatum 17.10.2008
DE-Aktenzeichen 102008051810
Offenlegungstag 22.04.2010
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.04.2010
IPC-Hauptklasse B26B 17/02  (2006.01)  A,  F,  I,  20081017,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse B26B 13/26  (2006.01)  A,  L,  I,  20081017,  B,  H,  DE
Zusammenfassung Das Wirkprinzip des schneidenden Handwerkzeugs wird wie folgt zusammengefaßt. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein schneidendes Werkzeug mit Kraft- und Maulweite-Übersetezung und weist einen ziehenden Schnitt auf. Der Schneidvorgang wird realisiert durch eine Fünf-Gelenk-Mechanik mit Zahn- und Hebelgetriebe; das schneidende Handwerkzeug kann sowohl als Amboß- wie auch als Bypass-Werkzeug aufgebaut werden; beispielhaft wird im folgenden vorrangig das Amboß-Handwerkzeug behandelt.
Das Handwerkzeug besteht aus zwei hälftigen Wangen, die zugleich Lagerschalen und Verkleidungen bilden, die je einseitig in einem hälftigen als Handgriff ausgebildeten Oberschenkel münden. Die Wangenseiten sind zu den Lagerorten hin sehr kräftig und zur Griffseite hin dünnwandig ausgebildet. Der kräftige Wangenteil trägt im oberen Bereich den Lastarm für die asymmetrisch gelagerte Klinge und im unteren Bereich die Lagerung des Ambosses, der an seinem griffseitigen Ende eine lagestarr angeformte Verzahnung besitzt, sowie eine dritte Lagerung, den Drehpunkt und Kraftarm des Unterschenkels, der zum Amboß hin wiederum als zur Amboß-Verzahnung passend ausgebildet ist und denselben treibt und zum anderen Ende hin als Handgriff geformt geprägt ist.
Griffseitig beabstandet befindet sich im Bereich des Unterschenkels sowie im Bereich der dünnwandigen Wange ein weiterer Kraftarm, der die als Hebelgetriebe ausgebildeten parallel arbeitenden Schubstangen aufnimmt, die an ihrem anderen ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein schneidendes Handwerkzeug – insbesondere Schere, Zange und/oder Schneider unter besonderer Berücksichtigung der Handhabbarkeit bei harten und/oder starken oder dicken zu schneidenden Werkstücken oder Materialien.

Gemäß dem Stand der Technik sind eine Vielzahl schneidender Handwerkzeuge sowie deren Mechanik bekannt. Schneidende Handwerkzeuge dienen zum Abschneiden, Abkneifen, Ausklinken, Stanzen oder Spreizen von Material. Besonders bei harten Werkstoffen müssen große Hand- und Armkräfte aufgebracht werden; dasselbe gilt für starke oder dicke Werkstücke. Entscheidend ist dabei das Hebelverhältnis zwischen den kraftleitenden Griffen und den kraftwirkenden Schneiden des Werkzeugs. Um die Kraftaufbringung zu verbessern, kommen Doppelhebel- und Ratschenhebelwerkzeuge zum Einsatz.

Doppelhebelschneider verlangen große Öffnungsweiten der Griffe, so daß nur armbetätigte Werkzeuge sinnvoll sind – wie z. B. Astscheren oder Drahtschneider.

Ratschenschneider bedingen längere Schneidzeiten, weisen instabile Schneidklingen auf und sind in der Handhabung ungenau.

Ein weiteres beim Entwurf zu berücksichtigendes Merkmal hinsichtlich der Handhabbarkeit sind die im Verhältnis zueinander stehenden Öffnungsweiten von Werkzeugmaul und Werkzeugschenkel. Während die Öffnungsweite des Werkzeugmauls dem Verwendungszweck des Werkzeugs entsprechen muß, ist die Öffnungsweite der Werkzeugschenkel durch die Handhabbarkeit als Werkzeug für Handkraft oder für Armkraft bestimmt.

Die Ausprägung des Schneidwerkzeugs – wie z. B. als Amboß-Werkzeug oder als Bypass-Werkzeug – ist dabei zunächst nicht von Bedeutung. Bei über Griffhebel handbetätigte Scheren muß der Anwender meistens erhebliche Kräfte aufwenden, wenn dickere Materialien zu durchtrennen sind. Neben einfachen Scherenkonstruktionen, bei welchen die Messer starr mit den Handgriffhebeln verbunden sind, sind auch Ausführungen bekannt, bei denen ein oder beide Messer an Scherenarmen gelenkig mit den Griffhebeln verbunden sind und über weitere Gelenke, Hebelanordnungen oder Zahngetriebe eine Verbesserung im Schneidverhalten angestrebt ist.

Im folgenden wird der Stand der Technik von schneidenden Handwerkzeugen – insbesondere von Scheren, Zangen und/oder Schneider unter besonderer Berücksichtigung der Handhabbarkeit bei harten und/oder starken oder dicken zu schneidenden Werkstücken – gewürdigt; gemäß dem Stand der Technik sind, je nach Anwendungsbezug, eine Vielzahl von Typen von schneidenden Handwerkzeugen bekannt und/oder im Einsatz.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 20 2006 019 552 stellt eine energiesparende Schere vor – insbesondere eine Gartenschere mit Amboß und Klinge zum Abtrennen oder Abschneiden von Ästen von Gewächsen; eine Ausführung als By-pass-Schere wird ebenfalls beansprucht. Amboßseitig ist die Schere durch ein Griffteil verlängert und in einem mittleren Abschnitt mit einer zentralen Gelenkbohrung – hierüber wird die drehbare Lagerung zur Klinge hergestellt – und mit einer unterhalb angeordneten exzentrisch gelegenen Gelenkbohrung versehen, wo das zweite Griffteil mündet, welches schwenkbeweglich und verschiebbar mit der Verlängerung der Sekundärklinge so verbunden ist, daß Sekundärklinge und zweites Griffteil einen Hebel bilden, der ganz aufgefahren ein kleines Drehmoment und ganz zugefahren ein großes Drehmoment aufweist. Mit Betätigung der energiesparenden Schere von der Auf- in die Zu-Stellung nimmt der manuelle Kraftaufwand ab. Ein ziehender Schnitt ist nicht verwirklicht.

Die deutsche Patentschrift DE 867 211 sowie die Weiterentwicklung europäische Patentschrift EP 445 371/deutsche Anmeldung DE 690 00 875/österreichische Patentschrift AT E 85 260 stellen eine Schere zur Anwendung in der Textil- oder der Medizintechnik vor, bei der ein Schenkel – z. B. der Unterschenkel – mit Amboß oder Klinge aus einem Material durchgängig eben verbunden sind und der z. B. Oberschenkel mit der Klinge durch ein Gelenk – ggf. mit Langloch, auch als Gelenkviereck ausgeführt – miteinander verbunden sind. Die spezielle Gelenkausführung resultiert aus der Forderung, daß ein Schenkel mit Amboß oder Klinge ausgeführt seine Lage beim Schnitt nicht verändert, was sowohl bei textilen Zuschnitten als auch bei medizinischen Gewebeschnitten von Bedeutung ist und außerdem ergonomische Vorteile bietet.

Bei dieser Entwicklung ist die korrekte Führung der nicht sichtbaren Klinge durch den feststehenden Schenkel mit Griff vordergründig.

Die deutsche Patentschrift DE 15 53 692 'Schere oder ähnliches Werkzeug' sowie die europäische Schrift EP 421 108/deutsche Anmeldung DE 40 15 021 'Hand-Schere, insbesondere Ast-, Hecken- und/oder Gartenschere' stellen Schneidwerkzeuge vor, wobei die beiden Handhebel und die beiden Schneidelemente miteinander ein Viergelenk-System bilden und die späteren Anmeldungen zusätzlichen Benutzerkomfort bieten, wie die kontinuierliche Einstellung der Kraftübersetzung nach zwei verschiedenen Verfahren. Drei der Getriebeglieder im Vier-Gelenk-System haben eine gleichbleibende, also unveränderliche Wirklänge, während ein Getriebeglied sich in vorgegebenen Grenzen variieren läßt. Mit dieser Verstellbarkeit, die sowohl stufenlos als auch rastend einstellbar gestaltet werden kann, sind kleine und große Wirklängen und damit große und kleine Kraftübersetzungsverhältnisse nutzbar. Ist bei stufenweiser Nutzung die Schlitzführung mit Rastmulden versehen und das Koppelgetriebeglied federnd gehalten, ist durch Öffnen und Schließen der Hand-Schere eine von der Öffnungsweite abhängige Stufen-/Krafteinstellung möglich.

Die Zusatzfunktionalität 'Einstellbare Kraftübersetzung' gewinnt nur bei großen Scheren an Bedeutung, wie Ast- oder Drahtscheren.

Die Offenlegung DE 10 2004 062 521/internationale Schrift WO 2006/072 309 stellt ein handbetätigtes Schneidgerät vor – insbesondere eine Ast- oder Heckenschere – mit einer Mehrgelenk-Anordnung, bei der die Griffhebel in zueinander beabstandeten Hebelgelenken eines Brückenglieds schwenkbar gelagert sind und zwischen den beiden Hebelgelenken mit einander zuweisenden Verzahnungsflächen ineinandergreifen. Scherenanordnungen mit Zahngetrieben sind an sich bekannt, wobei typischerweise ein Verzahnungseingriff zwischen einem Griffhebel und einer Klinge und somit eine andere Funktion der Verzahnung vorliegt. Das Schneidgerät zeigt – insbesondere in der Ausführung als Astschere mit großer Krafteinwirkung über die Griffhebel – ein vorteilhaftes Schneidverhalten und ist einfach und stabil aufgebaut.

Ineinandergreifende Verzahnungen der beiden Hebelgriffe haben deren symmetrische Führung in allen Schneidpositionen zur Folge; die Mechanik eignet sich vornehmlich für große arm kraftbetätigte Scheren.

Die deutsche Offenlegung DE 10 2004 039 624 stellt ein armkraftbetätigtes Schneidwerkzeug vor – insbesondere als Ast- oder Heckenschere ausgeprägt – mit einer Getriebeanordnung zur Kraftübertragung, bei der mindestens ein von zwei ineinandergreifenden Getriebeelementen abschaltbar ist, so daß das Schneidwerkzeug entweder als starre Hebelschere oder als Hebelschere mit unterschiedlicher Kraftübertragung einsetzbar ist. Es ist für Ast- oder Heckenscheren bekannt, zur Erhöhung der Schneidkraft ineinandergreifende Zahngetriebe vorzusehen. Das vorgestellte Prinzip ist auf eine einhändig zu bedienendes Schneidgerät nicht übertragbar, da die Verbindung zwischen den Schenkeln und Klingen lose geführt wird.

Die internationale Anmeldung PCT/FR1994/000 967/europäische Patentschrift EP 708 590/deutsche Anmeldung 694 01 663 stellt eine Astschere oder einen Baumschneider mit dezentriertem Hebel vor, bei der/dem der Innenrand des Hakens eine konkave Auflagekante bildet. Ein bewegliches Werkzeug, das über eine Drehachse an dem Werkzeugkörper angelenkt ist, geht im Bereich der Drehachse in einen Schwenkhebel über. Das Werkzeug hat eine Schneidkante in Form eines konvexen Bogens. Das Werkzeugprinzip, welches einen ziehenden Schnitt ausführt, ist auf einhandbetätigte Schneidwerkzeuge nicht zu übertragen.

Eine bogenförmige Ausführungsform des Schneidwerkzeugs weisen auch die Baumscheren nach der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2006 019 208 – mit Übertragungs-Zahnbereich – und nach dem Gebrauchsmuster DE 20 2005 018 787 auf.

Die deutsche Offenlegung DE 40 23 559 stellt eine Schere vor – insbesondere eine Ast- oder Gartenschere als Amboßschere mit ziehendem Schnitt vor, die zur Betätigung der Schneidklingen ein Getriebe mit ineinandergreifenden Verzahnungen besitzt. Diese Anmeldung stellt eine Verbesserung der europäischen Patentanmeldung EP 74 578/deutsches Patent DE 31 36 119 insofern dar, da bei dieser Schere eine Hebelkraftunterstützung bei ziehendem Schnitt vorgesehen ist, die jedoch mittels fünf Einzelgelenken – von denen zwei als Schiebegelenk mit Langlochführung ausgebildet sind – umgesetzt ist.

Bei der vorliegenden Anmeldung genügen drei Gelenke und eine Getriebestufe, um über große Grenzen die Wahl des Untersetzungsverhältnisses zwischen Betätigungsarm und Scherenarm zuzulassen. Das Konstruktionsprinzip ist nur durch zusätzliche Teile auf eine einhandbetätigte Schere zu übertragen.

Die schweizerische Patentschrift CH 533 413 stellt eine Baumschere vor, bei der mittels eines Hebelsystems weniger Weg bei gleichem Kraftaufwand benötigt und mehr Leistung erzielt wird. Die erfindungsgemäße Baumschere weist zwei Griffe auf, wovon der erste Griff mit Lastarm und der Verbindungslasche die Kraftübertragung zur oberen Schneidklinge übernimmt, während ein Kraftarm der unteren Schneidklinge die Kräfte des Lastarms des ersten Griffs aufnimmt und die Kraft auf die untere Schneidklinge überträgt. Der zweite Griff und die beiden Klingen haben einen gemeinsamen Lagerpunkt mit einem festsitzenden Bolzen in dem Griff. Der zweite festsitzende, unterhalb des ersten angeordnete Bolzen nimmt drehbar gelagert den Lastarm des ersten Griffs auf.

Die Lasche ist einseitig asymmetrisch ausgeführt; das Hebelsystem liegt offen und birgt Verletzungsgefahr. Der Zahnformschluß zwischen Lastarm des ersten Griffs und dem Kraftarm der unteren Klinge reibt; es erfolgt kein ziehender Schnitt.

Gebrauchsmusterschrift DE 203 08 397 stellt eine Baumschere als Ratschenschneider vor mit einer Einrichtung zur Durchführung einer kontinuierlichen Schneidwirkung bei einem Einschnitt.

Der vorgestellte Ratschenschneider hat einen feststehenden Amboß und bedingt eine Zwei-Hand-Bedienung.

Ein weiterer Ratschenschneider mit feststehendem Amboß für die Zwei-Hand-Bedienung – Gartenschere, insbesondere kraftsparende Gartenschere – wird durch das Gebrauchsmuster DE 20 2007 012 524 offenbart.

Eine andere Ausprägung des Ratschenprinzips ist durch die Gartenschere mit Zwei-Hand-Hebelkraftunterstützung und Mehrfachhub – deutsche Offenlegungsschrift DE 197 12 170 – vorgestellt.

Gebrauchsmuster DE 202 05 276 stellt eine Baumschere in Form einer Hebelschere vor mit der Besonderheit, daß der Schnitthub eingestellt werden kann mittels einer über den Lagerpunkt verlängerten Schneide, die über einen langgestreckten Schlitz mit einer Vielzahl von Halteeinkerbungen verfügt und zusammen mit einer Hebeleinrichtung ein durch Federkraft rastbares verschiebbares Gelenk bildet und über die jeweilige Rasteinstellung den Öffnungswinkel der Schere begrenzt. Das Prinzip der öffnungswinkeleinstellbaren Baum-Hebelschere ist nur bedingt auf die Ein-Hand-Bedienung zu übertragen.

Eine derartige Lösung – eine Baum-Ein-Hand-Schere mit Öffnungsgradeinstellelement – wird durch die Offenlegungsschrift DE 196 52 389 offenbart.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 200 00 866 stellt eine Baumschere in Form einer Doppelhebelschere vor. Der zweite Handgriff ist am Kopf des ersten Griffs unterhalb der ausgeprägten Schneide lose drehbar gelagert und verfügt unterhalb des Lagers über verschiebbares Gelenk, über das die zweite Schneide – ebenfalls am Kopf des ersten Griffs drehbar gelagert – bei Öffnen und Schließen der beiden Handgriffe in Relation zur ersten Schneide öffnet und schließt.

Die Doppelhebelschere ist für den Ein-Hand-Betrieb schlecht geeignet.

Die internationale Anmeldung PCT/EP1999/002 962, europäische Patentschrift EP 1 077 596, deutsche Patentschrift DE 198 21 924 stellt eine Gartenschere mit einem Schneidblatt und einem hiermit zusammenwirkenden Amboß derart vor, daß der Amboß zwecks lichtspaltfreier Einstellung gegenüber dem ihn tragenden Scherenschenkel über die Schwenkachse verstellbar ist.

Die deutsche Offenlegung DE 10 2006 053 645 stellt eine Geflügelschere mit einer ersten und einer zweiten Klinge vor, die relativ zueinander beweglich angeordnet sind und von denen die erste fest und unbeweglich mit einem ersten Griff verbunden ist, und einen zweiten Griff aufweist, der relativ zum ersten Griff beweglich angeordnet ist. Der zweite Griff und die zweite Klinge sind mittels eines Getriebes mechanisch miteinander verkoppelt. Vorteilhaft wirkt sich aus, daß die zweite Klinge und der diese bewegende Griff gleichzeitig von der Arbeitsfläche weggerichtet sein können, während die feststehende erste Klinge und der ihr zugeordnete, mit ihr fest verbundene Griff keine Relativbewegung auf die Arbeitsfläche zu oder von der Arbeitsfläche weg ausführen müssen, was auch bei entsprechendem Arbeitsgerät aus dem Bereich der Medizin von Bedeutung ist.

Diese Ein-Hand-Applikation führt keinen ziehenden Schnitt aus.

Alle vorgestellten Veröffentlichungen eignen sich nur bedingt oder gar nicht für den spezifischen Einsatz als schneidendes Handwerkzeug – insbesondere nicht als Schere, Zange und/oder Schneider unter besonderer Berücksichtigung der Handhabbarkeit bei harten und/oder starken oder dicken zu schneidenden Werkstücken oder Materialien.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein schneidendes Handwerkzeug zu schaffen – insbesondere wie Schere, Zange und/oder Schneider unter besonderer Berücksichtigung der Handhabbarkeit bei harten und/oder starken oder dicken zu schneidenden Werkstücken oder Materialien.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Ziel ist der prinzipielle Aufbau eines schneidenden Handwerkzeugs gemäß vorgegebenen Bedingungen. Das schneidende Werkzeug betrifft ein Ein-Hand-Gerät, also müssen die ergonomische Handhabung – Öffnungsweite von Ober- und Unterschenkel betreffend – bei ausreichender Maul-Öffnungsweite – harte und/oder starke oder dicke zu schneidende Werkstücken oder Materialien betreffend – gewährleistet sein. Neben der Öffnungsweite ist seitens der Ergonomie die aufzubringende Kraft und somit das Übertragungsverhältnis von besonderer Bedeutung unter Berücksichtigung des in Frage kommenden Benutzerkreises.

Das Wirkprinzip des schneidenden Handwerkzeugs sollte übertragbar sein, wie auf Ast-, Baum-, Blech-, Blumen-, Draht-, Floristen-, Garten-, Geflügel-, Haushalt-, Hecken-, Knochen-, Rasen-, Rosen-, Zweigschere, Blech-, Draht-, Kabel-, Profil-, Rohrschneider, Ausklink-, Biege-, Brech-, Form-, Knabber-, Loch-, Quetschzange, o. ä. Weiterhin ist die Applikation hinsichtlich der Schneidtechnik – wie Amboß- oder By-pass-Werkzeug wie auch als Mitten-, Seiten-, Vornschneider – zu untersuchen. Der Anwendungsbezug des Handwerkzeugs – wie z. B. Textil- oder Medizintechnik – wirkt sich auf die Gestaltung des Wirkprinzips aus, wie feststehende Schneide im nicht sichtbaren Teil der Anwendung. Die Anzahl der einzusetzenden Einzelteile sollte klein sein; ihre Herstellung sollte ressourcenschonenden Richtlinien unterliegen. Bei Aufbau einer Produktfamilie sind Wiederverwendungsteile zu berücksichtigen, um die Teilevielfalt gering zu halten.

Verletzungsgefahren am schneidenden Handwerkzeug sind weitgehend auszuschliessen, ggf. Verkleidungen und/oder Schutzkappen vorsehen; die Reinigungsfähigkeit, ggf. die Sterilisierbarkeit und damit verbunden die Zerlegbarkeit des Werkzeugs sind je nach Anforderung zu gewährleisten.

Das Wirkprinzip des schneidenden Handwerkzeugs wird wie folgt zusammengefaßt. Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein schneidendes Werkzeug mit Kraft- und Maulweite-Übersetzung und weist einen ziehenden Schnitt auf. Der Schneidvorgang wird realisiert durch eine 5-Gelenk-Mechanik mit Zahn- und Hebelgetriebe; das schneidende Handwerkzeug kann sowohl als Amboß- wie auch als By-pass-Werkzeug aufgebaut werden; beispielhaft wird im folgenden vorrangig das Amboß-Handwerkzeug behandelt.

Das Handwerkzeug besteht aus zwei hälftigen Wangen, die zugleich Lagerschalen und Verkleidungen bilden, die je einseitig in einem hälftigen als Handgriff ausgebildeten Oberschenkel münden. Die Wangenseiten sind zu den Lagerorten hin sehr kräftig und zur Griffseite hin dünnwandig ausgebildet. Der kräftige Wangenteil trägt im oberen Bereich den Lastarm für die asymmetrisch gelagerte Klinge und im unteren Bereich die Lagerung des Ambosses, der an seinem griffseitigen Ende eine lagestarr angeformte Verzahnung besitzt, sowie eine dritte Lagerung, den Drehpunkt und Kraftarm des Unterschenkels, der zum Amboß hin wiederum als zur Amboß-Verzahnung passend ausgebildet ist und denselben treibt und zum anderen Ende hin als Handgriff geformt geprägt ist.

Griffseitig beabstandet befindet sich im Bereich des Unterschenkels sowie im Bereich der dünnwandigen Wange ein weiterer Kraftarm, der die als Hebelgetriebe ausgebildete parallel arbeitenden Schubstangen aufnimmt, die an ihrem anderen Ende über einen Lastarm am griffseitigen Ende der Klinge befestigt sind und die die Drehbewegung der Klinge steuern. Während – wie oben ausgeführt – Oberschenkel und Wange feststehen, führt eine Krafteinleitung zwischen Ober- und Unterschenkel über den Unterschenkel einerseits über das Zahngetriebe auf den drehbar gelagerten Amboß und andererseits über das Hebelgetriebe – die Schubstangen – auf die ebenfalls drehbar gelagerte Klinge.

Statt eines kraft- bzw. reibungsschlüssigen Eingriffs der Getriebeglieder über wenigstens einen Teil des Eingriffwegs ist in den meisten Anwendungsfällen ein formschlüssiger Eingriff bevorzugt, wie er z. B. durch ineinandergreifende Zahnsegmente einer wie auch immer gearteten Verzahnung gegeben ist. Auch ist statt einer stirnseitigen Verzahnung eine an einem Außenumfang liegende bzw. durch eine Umfangskante gegebene Verzahnung zu bevorzugen, weil in diesem Fall die beiden Getriebeglieder einer Getriebestufe raumsparend in einer gemeinsamen Ebene liegen bzw. scheiben- oder plattenförmig im wesentlichen durchgehend eben ausgebildet sein können.

Die Anordnung der Drehpunkte der 5-Gelenk-Mechanik bestimmt einerseits die Öffnungsweite 'Hand' zwischen Ober- und Unterschenkel für die händische Bedienung und andererseits die Öffnungsweite 'Maul' für die Werkstück-/Material-Aufnahme und andererseits mit dem Zahn- und dem Hebelgetriebe die Drehmomente und Kraftverteilungen. Der Aufbau der 5-Gelenk-Mechanik erfolgt werkseitig verwendungszweckgebunden.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnungen von Ausführungsbeispielen weiter verdeutlicht. Es zeigen das

schneidende Handwerkzeug in perspektivischer Darstellung in

1 in geschlossener Stellung

2 als Explosionszeichnung und in Seitenansicht, halbseitig geöffnet, in

3 in geschlossener Stellung

4 in geöffneter Stellung.

Gleiche und gleichwirkende Bestandteile der Ausführungsbeispiele sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird fortgesetzt anhand der Erläuterung der Figuren.

Wie aus 1 ersichtlich, besteht das schneidende Handwerkzeug aus einem zweiteiligen Oberschenkel mit Wange und Griff 1, 2, aus einem Unterschenkel mit einem zweiten Griff 3, der einerseits über ein Zahngetriebe mechanisch mit einem Amboß 4 in Verbindung steht und andererseits über eine Doppel-Schubstange 6, 7 (verdeckt dargestellt) als Hebelgetriebe eine eingebrachte Kraft auf eine schneidende Klinge 5überträgt. Die Wange des Oberschenkels dient einerseits als Verkleidung der Getriebe und bietet Schutz für Eingriffe von außen, auch für den Benutzer, und dient andererseits zur Aufnahme der Lagerung für Unterschenkel, Amboß und Klinge.

Der Unterschenkel mit Griff ist in einem Lager 15, 25 aufgenommen. Der Schenkel des Ambosses wird durch die Achse 42 in dem Lager 24 geführt; während das Klingenblatt 51 mit Schneide 52 durch die Achse 54 in dem Lager 23 drehbar gelagert ist.

2 zeigt das schneidende Handwerkzeug in perspektivischer Darstellung als Explosionszeichnung. Der obere Handgriff wird durch die beiden hälftigen Oberschenkel 11 und 21 gebildet; die Griffhälften gehen in die Wangenhälften 12 und 22 über. Die Wangenhälften sind Verkleidung und Schutz zugleich; sie bieten eine mittige Lagerung der Schneideinrichtung und somit keine einseitige Kräfteverteilung und verhindern darüber hinaus einen sonst möglichen manuellen Eingriff in die Zahn- und Hebelgetriebe. Die Wangenhälften sind im Bereich der Lager 13, 14, 15 und 23, 24, 25 als kräftige Lagerschalen 16, 26 ausgeprägt und im Bereich des Hebelgetriebes zur Aufnahme der Schubstangen 61, 71 als Verkleidung 17, 27 dünnwandig ausgebildet. Oberschenkel und Wangenhälften sind starr miteinander verbunden.

Der einstückige Unterschenkel 3 geht von dem Griff 31 in den Kraftarm 32 über und endet mit einer formschlüssigen, durch ineinandergreifende Zahnsegmente gebildeten Verzahnung 33, die auf den Amboß 4 wirkt. Im Mittelpunkt der Verzahnung ist eine starre Achse 34 angebracht, die mit den Lagern 15, 25 den Drehpunkt für den Unterschenkel bildet.

Dem gegenüber bildet spiegelsymmetrisch – bei einer 1:1-Zahnverbindung – eine Achse 42 den Drehmittelpunkt einer weiteren Verzahnung 43 des Amboßschenkels 41 des Ambosses 4.

Weiterhin ist – beabstandet von Unterschenkel-Achse 34 – eine weitere starre Achse 35 angebracht, die die Aufnahme der Lager 63, 73 der Schubstangen 61, 71 bildet. Die Klinge 5 besteht aus dem Klingenblatt 51, welches zur Amboßschneidfläche hin in einer Schneide 52 endet, die zu dieser – bei geschlossenem Werkzeug – schnittkantenparallel verläuft. Das der Schnittkante gegenüberliegende Ende des Klingenblatts bildet mit den starr ausgeführten Achsen 54 und 55 den Lastarm 53. Achse 54 bildet mit den Lagern 13, 23 der Oberschenkel 1, 2 den Drehpunkt der Klinge. Von diesem in Griffrichtung beabstandet, bildet die Achse 55 eine bewegliche Aufnahme der Lager 62, 72 der Schubstangen 61, 71.

Auf den Unterschenkel aufgebrachte Kräfte wirken einerseits über den Unterschenkel-Kraftarm und das Zahngetriebe auf den Amboß und andererseits über die Schubstangen als formschlüssige Verbindung und den Klingen-Lastarm auf die Klinge. Das Übersetzungsverhältnis des Zahngetriebes ist öffnungsweitenbestimmend für Amboß und Klinge – Maulöffnungsweite – sowie für Ober- und Unterschenkel – Handöffnungsweite – während das Übersetzungsverhältnis von Kraftarm zu Lastarm des Hebelgetriebes bestimmend ist für die aufzubringende Handkraft einerseits und die sich auswirkende Maulkraft andererseits.

3 zeigt das schneidende Handwerkzeug in Seitenansicht, halbseitig geöffnet, in geschlossener Stellung; der hälftige Oberschenkel mit Wange 2 2 ist um der Darstellung willen entfernt. Aus dem Zusammenbau der Teile läßt sich in dieser und der folgenden Figur das Wirkprinzip deutlich machen.

Der Oberschenkel und die Wange 1, 2 sind lagestarr verbunden und nehmen die miteinander verbundenen beweglichen Teile auf, wie Unterschenkel 3, Amboß 4, Klinge 5 sowie die verbindenden Schubstangen 61, 71. In geschlossenem Zustand ruht das Klingenblatt 51 mit seiner Schneide 52 bündig und parallel auf der Amboßfläche; diese Parallelität setzt sich in den Verläufen der Griffe 11, 21, 31 fort. Der Abstand der Griffhälften/des Griffs 11, 21 und des Griffs 31 müssen in geschlossenem und geöffnetem Zustand ergonomisch ausgerichtet sein. Die maßliche Definition des schneidenden Handwerkzeugs – wie Grifflängen oder Amboß- und Klingendimensionierung – entspricht dem Anforderungsprofil an das schneidende Handwerkzeug.

4 zeigt das schneidende Handwerkzeug in Seitenansicht, halbseitig geöffnet, in geöffneter Stellung; der hälftige Oberschenkel mit Wange 2 2 ist um der Darstellung willen entfernt.

Der Oberschenkel und die Wange 1, 2 sind lagestarr verbunden und nehmen die miteinander verbundenen beweglichen Teile 3, 4, 5, 61, 71 auf. Das schneidende Handwerkzeug kann bis zu einem Anschlag geöffnet werden; die Funktion Öffnen kann zusätzlich durch Federkraft unterstützt werden.

Hand- und Maulöffnungsweite sind anforderungsprofilgerecht und handhabbar eingerichtet und ergeben sich auf Grund der Einstellungen des Zahngetriebes. Die Figuren zeigen ein Übersetzungsverhältnis der Zahnverbindung 33, 43 von 1:1, jeweils bezogen auf die Abstände Drehpunkt Amboß 42 zu Verzahnung 43 und Drehpunkt Unterschenkel 34 zu Verzahnung 33. Bei einem Übersetzungsverhältnis von z. B. 2:1 ergibt bei gleicher Handöffnungsweite eine geringere Maulöffnungsweite und bei einem Übersetzungsverhältnis von z. B. 1:2 ergibt sich bei gleicher Handöffnungsweite eine größere Maulöffnungsweite.

Für die Ausprägung der Kräfteverhältnisse ist das Hebelgetriebe auszulegen. Dabei sind die Ausdehnung des Kraftarms des Unterschenkels – Drehpunkt Achse Unterschenkel 34 bis Drehpunkt Achse Schubstange 35, genannt Abstand A – zur Ausdehnung des Lastarms der Klinge – Drehpunkt Achse Klinge 54 bis Drehpunkt Achse Schubstange 55, genannt Abstand B – ins Verhältnis zu setzen. Bei einem Längenverhältnis von z. B. A:B = 1:2 ergibt sich eine Kraftreduzierung von 1:2 zwischen Ober-/Unterschenkel und Amboß/Klinge.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird durch Gestaltung von Zahn- und Hebelgetriebe das Wirkprinzip auf viele Anwendungen schneidender Handwerkzeuge übertragen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform lassen sich die Hand- und Maul-Öffnungsweiten durch das Zahngetriebe und die Kräfteverhältnisse von Hand und Maul durch das Hebelgetriebe einstellen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die mittige Lagerung von Betätigungsgliedern und Schneideinrichtungen verschleißfördernde Scherkräfte vermieden werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß durch die die Getriebe überragenden Wangen einerseits ein erhöhter Bedienerschutz und andererseits ein Schutz gegen Verschmutzung gegeben ist.

Eine weitere Ausprägungsform der erfinderischen Neuheit ist dadurch gegeben, daß durch die Lagerung der Schneidelemente in asymmetrischen, höheren Drehpunkten beim Schließen derselben ein kreisförmiger Bewegungsablauf entsteht und sich dadurch ein ziehender Schnitt ergibt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird die Erfindung sowohl auf ein nach dem Amboß-Prinzip arbeitenden Werkzeug als auch auf ein nach dem By-pass-Prinzip beruhenden Werkzeug übertragen.

Eine weitere Ausprägung der Erfindung sieht vor, daß die Schneide im Klingenblatt austauschbar oder -wechselbar gestaltet ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die kräfteaufnehmende Schubstange zweifach ausgelegt ist.

Ein weiterer Aspekt der erfinderischen Neuheit sieht vor, daß mittels Gestaltung der Getriebe das untere Werkzeugteil – wie z. B. der Amboß – in geschlossener Stellung festgesetzt, das Zahn-Getriebe entkoppelt wird und der Schneidvorgang über das Hebel-Getriebe und das obere Werkzeugteil erfolgt.

Geometrisch separate Dreh- und Lagerpunkte für die Schneidwerkzeuge – Amboß/Klinge – wie 5-Gelenk-Mechanik, senken den Bauteilverschleiß und erhöhen die Gestaltungsflexibilität und den Anwendernutzen.

Vorteilhaft wirkt sich die Formschlüssigkeit von ineinandergreifenden Zahnsegmenten gegenüber einem kraft- und/oder reibungsschlüssigen Eingriff der Getriebeglieder aus.

Auch ist statt einer stirnseitigen Verzahnung eine an einem Außenumfang liegende bzw. durch eine Umfangskante gegebene Verzahnung zu bevorzugen, weil in diesem Fall die beiden Getriebeglieder einer Getriebestufe raumsparend in einer gemeinsamen Ebene liegen bzw. scheiben- oder plattenförmig im wesentlichen durchgehend eben ausgebildet sein können.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Schenkel des schneidenden Werkzeugs im geschlossenen Zustand gegen eine Federkraft mechanisch verriegelt.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche; die zahlreichen Möglichkeiten und Vorteile der Ausgestaltung der Erfindung spiegeln sich in der Anzahl der Schutzrechtsansprüche wider.

Bezugszeichenliste

1
Oberschenkel mit Wange 1, hälftig
11
Griffhälfte 1
12
Wangenhälfte 1
13
Lager Klinge 1
14
Lager Amboß 1
15
Lager Unterschenkel 1
16
Wange 1, Lagerschale
17
Wange 1, Verkleidung
2
Oberschenkel mit Wange 2, hälftig
21
Griffhälfte 2
22
Wangenhälfte 2
23
Lager Klinge 2
24
Lager Amboß 2
25
Lager Unterschenkel 2
26
Wange 2, Lagerschale
27
Wange 2, Verkleidung
3
Unterschenkel
31
Griff
32
Kraftarm
33
Verzahnung
34
Achse Unterschenkel
35
Achse Schubstange
4
Amboß
41
Amboßschenkel
42
Achse Amboß
43
Verzahnung
5
Klinge
51
Klingenblatt
52
Schneide
53
Lastarm
54
Achse Klinge
55
Achse Schubstange
6
Schubstange 1
61
Stange 1
62
Lager Klinge 1
63
Lager Unterschenkel 1
7
Schubstange 2
71
Stange 2
72
Lager Klinge 2
73
Lager Unterschenkel 2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • - DE 202006019552 U [0008]
  • - DE 867211 [0009]
  • - EP 445371 [0009]
  • - DE 69000875 [0009]
  • - AT 85260 [0009]
  • - DE 1553692 [0011]
  • - EP 421108 [0011]
  • - DE 4015021 [0011]
  • - DE 102004062521 A [0013]
  • - WO 2006/072309 [0013]
  • - DE 102004039624 A [0015]
  • - FR 1994/000967 [0016]
  • - EP 708590 [0016]
  • - DE 69401663 [0016]
  • - DE 202006019208 U [0017]
  • - DE 202005018787 U [0017]
  • - DE 4023559 A [0018]
  • - EP 74578 [0018]
  • - DE 3136119 [0018]
  • - CH 533413 [0020]
  • - DE 20308397 [0022]
  • - DE 202007012524 U [0024]
  • - DE 19712170 A [0025]
  • - DE 20205276 U [0026]
  • - DE 19652389 A [0027]
  • - DE 20000866 U [0028]
  • - EP 1999/002962 [0030]
  • - EP 1077596 [0030]
  • - DE 19821924 [0030]
  • - DE 102006053645 A [0031]


Anspruch[de]
Schneidendes Handwerkzeug – insbesondere Schere, Zange und/oder Schneider betreffend unter besonderer Berücksichtigung der Handhabbarkeit bei harten und/oder starken oder dicken zu schneidenden Werkstücken oder Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schenkel (1, 2) des zweischenkligen Amboß-Werkzeugs (4) hälftig als Griff (11, 21) gestaltet ist und auf der griffabgewandten Seite je in eine zwei Getriebe-Zahn- und Hebelgetriebe – vollständig umschließende Wange (12, 22) lagestarr übergeht, wobei die beiden Wangenhälften je einen Drehpunkt für den zweiten Schenkel (15, 25, 34), für den Amboß (14, 24, 42) und für die Klinge (13, 23, 54) aufweisen. Schneidendes Handwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schneidende Werkzeug eine asymmetrisch zweifach gelagerte Klinge (5) besitzt, welche beim Schneidvorgang gegen den sich ebenfalls bewegenden, zweifach gelagerten Amboß (4) einen ziehenden Schnitt aufweist. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidvorgang durch Amboß (4) und Klinge (5) über eine 5-Gelenk-Mechanik mit Zahn- und Hebelgetriebe erfolgt. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidvorgang durch zwei Klingen (5) nach dem Bypass-Verfahren erfolgt. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschalen (16, 26) der Wangenhälften (12, 22) zur Aufnahme von Schenkel (3), Amboß (4) und Klinge (5) kräftig ausgebildet sind und gemeinsam je eine Zweifach-Lagerung (34, 42, 54) bilden. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahn-Getriebe aus je am Außenumfang liegende oder durch eine Umfangskante gegebene Verzahnung (33, 43) von als Kraftarm (32) ausgeprägtem Schenkel (3) und Amboß (4) ausgebildet ist. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelgetriebe aus dem schenkelseitigen Kraftarm (32, 34, 35), den Schubstangen (6, 7) sowie dem klingenseitigen Lastarm (54, 55) gebildet ist. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die das Hebelgetriebe bildenden Schubstangen (6, 7) in Verbindung mit den zweifachen Lagerorten oder Drehpunkten (34, 35, 54, 55) parallel arbeitend zweifach ausgeprägt sind. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis des Zahngetriebes über die Geometrie der Verzahnung (33, 43) und das des Hebelgetriebes über die Schubstangen (6, 7) veränderbar ist. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftbeaufschlagten Teile des Werkzeugs (17) mittig und symmetrisch angeordnet sind. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wangen (12, 22) die beweglichen Teile des Werkzeugs (37) vollständig überragen. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (52) im Klingenblatt (51) der Klinge (5) trennbar fest gehalten und austauschbar gestaltet ist. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh- und Lagerpunkte der 5-Gelenk-Mechanik (34, 35, 42, 54, 55) der beweglichen Teile des Werkzeugs (37) geometrisch einzeln angeordnet sind. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifenden Zahnsegmente der Verzahnung des Zahn-Getriebes (33, 43) formschlüssig sind. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (1, 2, 3) des schneidenden Werkzeugs im geschlossenen Zustand gegen eine Federkraft mechanisch verriegelt sind. Schneidendes Handwerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahn-Getriebe (33, 34, 42, 43) mechanisch auskuppelbar und der Amboß (4) in geschlossener Stellung festsetzbar ist.






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