WO2007059544A1 - Electric shears - Google Patents
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- A01G3/02—Secateurs; Flower or fruit shears
- A01G3/033—Secateurs; Flower or fruit shears having motor-driven blades
- A01G3/037—Secateurs; Flower or fruit shears having motor-driven blades the driving means being an electric motor
Definitions
- the invention relates to an electric scissors with a scissors housing forming a handle, which carries a knife fixed to the housing and a movable blade pivotally mounted about an axis, wherein the movable blade is connected via a link to a screw driven by an electric geared motor, the one Ball screw and cooperating with the ball screw ball screw nut comprises
- the handlebar does not engage directly on the ball screw nut, but on a ball screw nut positively receiving head on which an additional control lever is mounted, by means of which the geared motor can be operated via a control device in response to a control program.
- the disadvantage of this known construction is, above all, that the ball screw nut must be rotatably supported on the connecting link to the movable blade and the ball screw can only be mounted on one side, which brings unfavorable loading conditions with it, despite a spindle bearing between the ball screw nut and the gear motor via radial and axial bearings lead to premature wear, especially since the Anschlager of the connecting link via the ball screw nut are applied with a torque about an axis extending transversely to the pivot axis.
- the invention is therefore the object of an electric scissors of the type described with simple structural means in such a way that the occurring cutting forces can be advantageously removed and a long service life can be achieved.
- the invention solves this problem by the fact that the ball screw nut of the screw jack is drivingly connected to the output shaft of the geared motor via a hollow shaft which surrounds the articulated to the handlebar of the movable blade ball screw, that the hollow shaft in the drive connection with the output shaft of the geared motor in a the geared motor bearing housing is mounted by rolling bearings, which are supported on the hollow shaft via spherical surfaces of a ball joint, and that the ball screw in the region of the ball screw nut projecting above, articulated on the handlebar of the movable blade end lateral guide lugs for rotationally fixed support on slides of the scissors housing.
- the ball screw spindle is mounted on the one hand in the ball screw nut and on the other hand rotatably supported on side guides on slideways of the housing, which allows an advantageous absorption of the transverse forces occurring during cutting with the result that not only a low wear, but also an accurate Cutting over the life of the scissors can be guaranteed.
- the bearing of the ball screw nut on a hollow shaft enclosing the ball screw, which is held by ball surfaces by means of rolling bearings in a bearing housing, yes ensures a balance of angular errors and avoids constraining forces due to a transverse load of the ball screw.
- the rotatable, but axially non-displaceable mounting of the ball screw nut is also an essential prerequisite for a space-saving, compact arrangement, because for the larger diameter compared to the ball screw spindle ball nut no axial travel within the housing needs to be provided.
- the output shaft of the geared motor can carry a renowned peripheral hex nut, which engages positively in a front hexagonal socket of the hollow shaft.
- the hexagon nut can be pivoted about transverse axes within the hexagonal socket, so that with respect to such transverse axes, no torques are removed from the output shaft.
- FIG. 1 shows an inventive electric scissors fragmentary in the region of the cutting head in a simplified longitudinal section and Fig. 2 shows these scissors in a section along the line II - II of Fig. 1st
- the electric scissors shown has a scissors housing 1, which is composed of a lower housing part 2 and a housing upper part 3.
- This scissors housing 1 forms an electric gear motor 4 receiving handle and a cutting head 5, which carries a fixed housing fixed knives 6 and with this lower knife 6 scissor-like cooperating upper knife 7, which is pivotally mounted about an axis 8.
- the movable blade 7 is provided with an actuating lug 9, which is drivingly connected to a spindle lifting gear 11 via a link 10 consisting of two limbs.
- the screw jack 11 comprises a ball screw 12 and a ball screw nut 13.
- the arrangement is made such that the ball screw nut 13 is rotatably connected by means of a sleeve 14 with a hollow shaft 15 which is connected to the gearbox motor 4 is in drive connection.
- a bearing housing 16 is connected to the geared motor 4, which receives a radial roller bearing 17 and an axial rolling bearing 18.
- These bearings 17, 18 are based on a ball joint forming spherical surfaces 19 of the hollow shaft 15, so that the hollow shaft 15 is held on all sides pivotable in the bearing housing 16.
- the drive of the hollow shaft 15 through the output shaft 20 of the geared motor 4 via a hex nut 21 which is screwed onto the output shaft 20 and engages positively in a hexagonal socket 22 of the hollow shaft 15.
- the hollow shaft 15 can be pivoted relative to the hex nut, namely around the pivot point of the ball joint formed by the spherical surfaces 19 without jeopardizing the safe rotational drive through the output shaft 20.
- the ball screw 12 is mounted in the ball screw nut 13 and is supported against a rotation as shown in FIG. 2 via lateral guide lugs 23 on slideways 24 of the housing base 2, against which the ball screw 12 is pressed during the cutting movement of the upper knife 7 by the handlebar 10 ,
- the pivot axis 25 between the link 10 and the associated end of the ball screw 12 protrudes laterally and carries the guide lugs 23, which are preferably made of plastic, to keep the sliding friction low. But it is also possible to use the pivot axis 25 itself as a guide lugs 23, especially in scissor housings 1 made of plastic.
- the guide lugs 23 can also be formed as rollers that roll on the slides 24.
- a control lever 26 is provided, which is mounted pivotably about an axis 27 on an insert 28 of the scissors housing 1.
- This insert 28 has a control plunger 29 which is adjusted during pivoting of the control lever 26 against a return spring and in response to the travel of the control lever 26, the geared motor 4 is acted upon by a control device, so that the scissors depending on the operation of the control - -
- elevation 26 is closed or opened by a corresponding drive of the screw jack 11. Because of the storage of the control lever 26 on a housing-fixed insert 28 connected to the application of the control lever 26 loads are transmitted via the insert 28 directly to the scissors housing 1, so that no additional forces are exerted on the screw jack 11.
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Abstract
Description
_ _
Elektrische SchereElectric scissors
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schere mit einem einen Handgriff bildenden Scherengehäuse, das ein gehäusefestes Messer und ein um eine Achse schwenkbar gelagertes bewegliches Messer trägt, wobei das bewegliche Messer über einen Lenker mit einem durch einen elektrischen Getriebemotor antreibbaren Spindelhubgetriebe verbunden ist, das eine Kugelgewindespindel und eine mit der Kugelgewindespindel zusammenwirkende Kugelgewindemutter umfaßtThe invention relates to an electric scissors with a scissors housing forming a handle, which carries a knife fixed to the housing and a movable blade pivotally mounted about an axis, wherein the movable blade is connected via a link to a screw driven by an electric geared motor, the one Ball screw and cooperating with the ball screw ball screw nut comprises
Stand der TechnikState of the art
Zum Antreiben einer elektrischen Schere für den Wein-, Obst- und Gartenbau ist es bekannt (EP 0291431 B1), ein Spindelhubgetriebe vorzusehen, das aus einer Kugelgewindespindel und einer Kugelgewindemutter besteht, wobei die Kugelgewindespindel mit der Abtriebswelle eines elektrischen Getriebemotors verbunden ist, der in einem als Handgriff für die Schere ausgebildeten Scherengehäuse lagert. Die auf der Kugelgewindespindel vorgesehene Kugelgewindemutter ist über einen Lenker mit einem im Gehäuse schwenkbar gelagerten Messer verbunden, das mit einem gehäusefesten Messer scherenartig zu- sammenwirkt. Der Lenker greift dabei nicht unmittelbar an der Kugelgewindemutter, sondern an einem die Kugelgewindemutter formschlüssig aufnehmenden Kopf an, auf dem zusätzlich ein Steuerhebel gelagert ist, mit dessen Hilfe der Getriebemotor über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem Steuerprogramm betätigt werden kann. Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist vor allem, daß die Kugelgewindemutter über den Verbindungslenker zum beweglichen Messer drehfest abgestützt werden muß und die Kugelgewindespindel nur einseitig gelagert werden kann, was ungünstige Belastungsverhältnisse mit sich bringt, die trotz einer Spindellagerung zwischen der Kugelgewindemutter und dem Getriebemotor über radiale und axiale Wälzlager zu einem frühzeitigen Verschleiß führen, zumal die Anlenklager des Verbindungslenkers über die Kugelgewindemutter mit einem Drehmoment um eine quer zur Anlenkachse verlaufende Achse beaufschlagt werden.For driving electric scissors for viticulture, horticulture and horticulture, it is known (EP 0291431 B1) to provide a Spindelhubgetriebe, which consists of a ball screw and a ball screw nut, wherein the ball screw is connected to the output shaft of an electric gear motor, in a designed as a handle for the scissors scissors housing stores. The ball screw nut provided on the ball screw spindle is connected via a link to a knife which is pivotally mounted in the housing and scissors-like with a knife fixed to the housing. sammenwirkt. The handlebar does not engage directly on the ball screw nut, but on a ball screw nut positively receiving head on which an additional control lever is mounted, by means of which the geared motor can be operated via a control device in response to a control program. The disadvantage of this known construction is, above all, that the ball screw nut must be rotatably supported on the connecting link to the movable blade and the ball screw can only be mounted on one side, which brings unfavorable loading conditions with it, despite a spindle bearing between the ball screw nut and the gear motor via radial and axial bearings lead to premature wear, especially since the Anlenklager of the connecting link via the ball screw nut are applied with a torque about an axis extending transversely to the pivot axis.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schere der eingangs geschilderten Art mit einfachen konstruktiven Mitteln so auszugestalten, daß die auftretenden Schnittkräfte vorteilhaft abgetragen und eine hohe Standzeit erreicht werden kann.The invention is therefore the object of an electric scissors of the type described with simple structural means in such a way that the occurring cutting forces can be advantageously removed and a long service life can be achieved.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Kugelgewindemutter des Spindelhubgetriebes mit der Abtriebswelle des Getriebemotors über eine Hohlwelle antriebsverbunden ist, die die am Lenker des beweglichen Messers angelenkte Kugelgewindespindel umschließt, daß die Hohlwelle im Bereich der Antriebsverbindung mit der Abtriebswelle des Getriebemotors in einem an den Getriebemotor angeschlossenen Lagergehäuse durch Wälzlager gelagert ist, die sich an der Hohlwelle über Kugelflächen eines Kugelgelenkes abstützen, und daß die Kugelgewindespindel im Bereich ihres über die Kugelgewindemutter vorstehenden, am Lenker des beweglichen Messers angelenkten Endes seitliche Führungsansätze zur drehfesten Abstützung auf Gleitbahnen des Scherengehäuses aufweist. Zufolge dieser Maßnahmen wird die Kugelgewindespindel einerseits in der Ku- gelgewindemutter gelagert und anderseits über seitliche Führungsansätze an Gleitbahnen des Gehäuses drehfest abgestützt, was eine vorteilhafte Aufnahme der beim Schnitt auftretenden Querkräfte mit dem Ergebnis erlaubt, daß nicht nur ein geringer Verschleiß, sondern auch eine genaue Schnittführung über die Standzeit der Schere gewährleistet werden kann. Die Lagerung der Kugelgewindemutter auf einer die Kugelgewindespindel umschließenden Hohlwelle, die über Kugelflächen mit Hilfe von Wälzlagern in einem Lagergehäuse gehalten wird, stellt ja einen Ausgleich von Winkelfehlern sicher und vermeidet Zwangskräfte zufolge einer Querbelastung der Kugelgewindespindel. Die drehbare, aber axial unverschiebbare Halterung der Kugelgewindemutter stellt darüber hinaus eine wesentliche Voraussetzung für eine platzsparende, kompakte Anordnung dar, weil für die im Durchmesser gegenüber der Kugelgewindespindel größere Kugelgewindemutter kein axialer Stellweg innerhalb des Gehäuses vorgesehen zu werden braucht.The invention solves this problem by the fact that the ball screw nut of the screw jack is drivingly connected to the output shaft of the geared motor via a hollow shaft which surrounds the articulated to the handlebar of the movable blade ball screw, that the hollow shaft in the drive connection with the output shaft of the geared motor in a the geared motor bearing housing is mounted by rolling bearings, which are supported on the hollow shaft via spherical surfaces of a ball joint, and that the ball screw in the region of the ball screw nut projecting above, articulated on the handlebar of the movable blade end lateral guide lugs for rotationally fixed support on slides of the scissors housing. According to these measures, the ball screw spindle is mounted on the one hand in the ball screw nut and on the other hand rotatably supported on side guides on slideways of the housing, which allows an advantageous absorption of the transverse forces occurring during cutting with the result that not only a low wear, but also an accurate Cutting over the life of the scissors can be guaranteed. The bearing of the ball screw nut on a hollow shaft enclosing the ball screw, which is held by ball surfaces by means of rolling bearings in a bearing housing, yes ensures a balance of angular errors and avoids constraining forces due to a transverse load of the ball screw. The rotatable, but axially non-displaceable mounting of the ball screw nut is also an essential prerequisite for a space-saving, compact arrangement, because for the larger diameter compared to the ball screw spindle ball nut no axial travel within the housing needs to be provided.
Damit bei der Antriebsverbindung zwischen der Abtriebswelle des Getriebemotors und der Hohlwelle deren kugelige Lagerung im Lagergehäuse in einfacher Weise konstruktiv berücksichtigt werden kann, kann die Abtriebswelle des Getriebemotors eine mit bombierten Umfangsflächen versehene Sechskantmutter tragen, die formschlüssig in eine stirnseitige Sechskantaufnahme der Hohlwelle eingreift. Durch die Bombierung ihrer Umfangsflächen kann die Sechskantmutter innerhalb der Sechskantaufnahme um Querachsen verschwenkt werden, so daß bezüglich solcher Querachsen keine Drehmomente auf die Abtriebswelle abgetragen werden.Thus, in the drive connection between the output shaft of the geared motor and the hollow shaft whose spherical bearing in the bearing housing in a simple manner can be considered constructive, the output shaft of the geared motor can carry a coveted peripheral hex nut, which engages positively in a front hexagonal socket of the hollow shaft. By the crowning of their peripheral surfaces, the hexagon nut can be pivoted about transverse axes within the hexagonal socket, so that with respect to such transverse axes, no torques are removed from the output shaft.
Beim Schnitt treten neben radialen Belastungen auch axiale Belastungen der Kugelgewindespindel und über die Kugelgewindespindel auch der Kugelgewindemutter auf. Die Abtragung dieser Belastungen über das Lagerghäuse auf das Scherengehäuse wird vorteilhaft dann sichergestellt, wenn die das Kugelgelenk bildenden Kugelflächen einerseits an einem Radiallager und anderseits an einem Axiallager abgestützt werden, was eine voneinander weitgehend un- _ _When cutting occur in addition to radial loads and axial loads on the ball screw on the ball screw and the ball screw nut. The removal of these loads on the bearing housing on the scissors housing is advantageously ensured when the spherical surfaces forming the ball joint are supported on the one hand on a radial bearing and on the other hand on a thrust bearing, which is a largely independent of each other. _ _
abhängige Auslegung der jeweiligen Wälzlager in Abhängigkeit von den zu erwartenden radialen und axialen Kräften erlaubt.dependent design of the respective rolling bearing depending on the expected radial and axial forces allowed.
Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich in weiterer Folge, wenn die Anlenkachse zwischen dem Lenker und der Kugelgewindespindel seitlich über die Kugelgewindespindel vorsteht und die seitlichen, an den Gleitbahnen des Gehäuses abgestützten Führungsansätze bildet oder trägt, so daß hiefür an der Kugelgewindespindel keine baulichen Änderungen vorgenommen werden müssen.Particularly simple construction conditions result in a further consequence, when the pivot axis between the handlebar and the ball screw projecting laterally beyond the ball screw and the lateral, supported on the slides of the housing guide lugs forms or carries, so that therefor no structural changes must be made to the ball screw ,
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigenIn the drawing, the subject invention is shown, for example. Show it
Fig. 1 eine erfindungsgemäße elektrische Schere ausschnittsweise im Bereich des Schneidkopfes in einem vereinfachten Längsschnitt und Fig. 2 diese Schere in einem Schnitt nach der Linie Il - Il der Fig. 1.1 shows an inventive electric scissors fragmentary in the region of the cutting head in a simplified longitudinal section and Fig. 2 shows these scissors in a section along the line II - II of Fig. 1st
Weg zur Ausführung der ErfindungWay to carry out the invention
Die dargestellte elektrische Schere weist ein Scherengehäuse 1 auf, das aus einem Gehäuseunterteil 2 und einem Gehäuseoberteil 3 zusammengesetzt ist. Dieses Scherengehäuse 1 bildet einen einen elektrischen Getriebemotor 4 aufnehmenden Handgriff und einen Schneidkopf 5, der ein gehäusefestes, unbewegliches Messer 6 und ein mit diesem unteren Messer 6 scherenartig zusammenwirkendes oberes Messer 7 trägt, das um eine Achse 8 schwenkbar gelagert ist. Das bewegliche Messer 7 ist mit einem Betätigungsansatz 9 versehen, der über einen aus zwei Schenkeln bestehenden Lenker 10 mit einem Spindelhubgetriebe 11 antriebsverbunden ist. Das Spindelhubgetriebe 11 umfaßt eine Kugelgewindespindel 12 und eine Kugelgewindemutter 13. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Kugelgewindemutter 13 mit Hilfe einer Hülse 14 drehfest mit einer Hohlwelle 15 verbunden ist, die mit dem Getriebe- motor 4 in Antriebsverbindung steht. Zur Lagerung der Hohlwelle 15 ist ein Lagergehäuse 16 mit dem Getriebemotor 4 verbunden, das ein radiales Wälzlager 17 sowie ein axiales Wälzlager 18 aufnimmt. Diese Wälzlager 17, 18 stützen sich an ein Kugelgelenk bildenden Kugelflächen 19 der Hohlwelle 15 ab, so daß die Hohlwelle 15 allseits verschwenkbar im Lagergehäuse 16 gehalten wird. Der Antrieb der Hohlwelle 15 durch die Abtriebswelle 20 des Getriebemotors 4 erfolgt über eine Sechskantmutter 21 , die auf der Abtriebswelle 20 aufgeschraubt ist und in eine Sechskantaufnahme 22 der Hohlwelle 15 formschlüssig eingreift. Da die Umfangsflächen der Sechskantmutter 21 bombiert sind, kann die Hohlwelle 15 gegenüber der Sechskantmutter verschwenkt werden, und zwar um den Drehpunkt des durch die Kugelflächen 19 gebildeten Kugelgelenkes, ohne die sichere Drehmitnahme durch die Abtriebswelle 20 zu gefährden.The electric scissors shown has a scissors housing 1, which is composed of a lower housing part 2 and a housing upper part 3. This scissors housing 1 forms an electric gear motor 4 receiving handle and a cutting head 5, which carries a fixed housing fixed knives 6 and with this lower knife 6 scissor-like cooperating upper knife 7, which is pivotally mounted about an axis 8. The movable blade 7 is provided with an actuating lug 9, which is drivingly connected to a spindle lifting gear 11 via a link 10 consisting of two limbs. The screw jack 11 comprises a ball screw 12 and a ball screw nut 13. The arrangement is made such that the ball screw nut 13 is rotatably connected by means of a sleeve 14 with a hollow shaft 15 which is connected to the gearbox motor 4 is in drive connection. For supporting the hollow shaft 15, a bearing housing 16 is connected to the geared motor 4, which receives a radial roller bearing 17 and an axial rolling bearing 18. These bearings 17, 18 are based on a ball joint forming spherical surfaces 19 of the hollow shaft 15, so that the hollow shaft 15 is held on all sides pivotable in the bearing housing 16. The drive of the hollow shaft 15 through the output shaft 20 of the geared motor 4 via a hex nut 21 which is screwed onto the output shaft 20 and engages positively in a hexagonal socket 22 of the hollow shaft 15. Since the peripheral surfaces of the hex nut 21 are cambered, the hollow shaft 15 can be pivoted relative to the hex nut, namely around the pivot point of the ball joint formed by the spherical surfaces 19 without jeopardizing the safe rotational drive through the output shaft 20.
Die Kugelgewindespindel 12 ist in der Kugelgewindemutter 13 gelagert und stützt sich gegenüber einer Verdrehung gemäß der Fig. 2 über seitliche Führungsansätze 23 an Gleitbahnen 24 des Gehäuseunterteils 2 ab, gegen die die Kugelgewindespindel 12 während der Schneidbewegung des oberen Messers 7 durch den Lenker 10 gedrückt wird. Die Anlenkachse 25 zwischen dem Lenker 10 und dem zugehörigen Ende der Kugelgewindespindel 12 steht seitlich vor und trägt die Führungsansätze 23, die vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt sind, um die Gleitreibung niedrig zu halten. Es ist aber auch möglich, die Anlenkachse 25 selbst als Führungsansätze 23 zu nützen, insbesondere bei Scherengehäusen 1 aus Kunststoff. Die Führungsansätze 23 können aber auch als Rollen ausgebildet werden, die auf den Gleitbahnen 24 abrollen.The ball screw 12 is mounted in the ball screw nut 13 and is supported against a rotation as shown in FIG. 2 via lateral guide lugs 23 on slideways 24 of the housing base 2, against which the ball screw 12 is pressed during the cutting movement of the upper knife 7 by the handlebar 10 , The pivot axis 25 between the link 10 and the associated end of the ball screw 12 protrudes laterally and carries the guide lugs 23, which are preferably made of plastic, to keep the sliding friction low. But it is also possible to use the pivot axis 25 itself as a guide lugs 23, especially in scissor housings 1 made of plastic. The guide lugs 23 can also be formed as rollers that roll on the slides 24.
Zur Betätigung der Schere ist ein Steuerhebel 26 vorgesehen, der um eine Achse 27 schwenkbar auf einem Einsatz 28 des Scherengehäuses 1 gelagert ist. Dieser Einsatz 28 weist einen Steuerstößel 29 auf, der beim Verschwenken des Steuerhebels 26 gegen eine Rückstellfeder verstellt wird und in Abhängigkeit vom Stellweg des Steuerhebels 26 den Getriebemotor 4 über eine Steuereinrichtung beaufschlagt, so daß die Schere je nach der Betätigung des Steu- - -To operate the scissors, a control lever 26 is provided, which is mounted pivotably about an axis 27 on an insert 28 of the scissors housing 1. This insert 28 has a control plunger 29 which is adjusted during pivoting of the control lever 26 against a return spring and in response to the travel of the control lever 26, the geared motor 4 is acted upon by a control device, so that the scissors depending on the operation of the control - -
erhebeis 26 durch einen entsprechenden Antrieb des Spindelhubgetriebes 11 geschlossen oder geöffnet wird. Wegen der Lagerung des Steuerhebels 26 an einem gehäusefesten Einsatz 28 werden die mit der Beaufschlagung des Steuerhebels 26 verbundenen Belastungen über den Einsatz 28 unmittelbar auf das Scherengehäuse 1 übertragen, so daß keine zusätzlichen Kräfte auf das Spindelhubgetriebe 11 ausgeübt werden. elevation 26 is closed or opened by a corresponding drive of the screw jack 11. Because of the storage of the control lever 26 on a housing-fixed insert 28 connected to the application of the control lever 26 loads are transmitted via the insert 28 directly to the scissors housing 1, so that no additional forces are exerted on the screw jack 11.
Claims
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