CN102084752A - 用于割草机的切割线和用于制造这种切割线的方法 - Google Patents

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    • D01F6/60—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides

Abstract

本发明涉及用于割草机的切割线和用于制造这种切割线的方法，具体而言，涉及一种用于手操纵式割草机(2)的切割线(1)，以及一种用于制造这种切割线(1)的方法。塑料(4)填充有薄片状的微粒(3)。被填充的塑料(4)以线胚件(6)的形式被挤出。该线胚件(6)在固化的状态中在其纵轴线(5)的方向上在塑性变形的情形下如此地被拉伸，即，使得所嵌入的微粒(3)至少优先地在纵轴线(5)的方向上定向。

Description

用于割草机的切割线和用于制造这种切割线的方法
技术领域
在手操纵的马达驱动式割草机(Freischneider)中使用了一种带有切割线
Figure BSA00000335226500011
的快速回转切割头(Schneidkopf)。由于作用的离心力，切割线相对于旋转轴线径向地定向(ausrichten)并切下草或其它植物部分。切割线的主要的负载由径向地起作用的离心力产生，其在线材料的轴向方向上作用到线材料上。
背景技术
为了使切割线在运行负荷下不会过于强烈地拉长或者完全地拉断，挤出的塑料线作为胚件而被制造且在挤出工序之后在塑性变形下被拉伸(gereckt)。在拉伸时，聚合的链分子(Kettenmolekfüle)在纵向方向上取向。在高的拉伸比例的情形下实现了高的纵向刚度和纵向强度，这降低了拉长和拉断倾向。
但是，切割线的另一种负载存在于磨损(Verschleiβ)中，其通过切割线撞击到切割物上或者撞击到坚硬的物体(如岩石或类似者)上而产生。尤其地，作为损伤图可观察到切割线的开裂(Aufspleiβen)。该开裂归因于横向于线纵向方向的不足的强度。作为缺点，由于拉伸而在纵向方向上定向的链分子带来的是，切割线内的横向强度降低，这助长了开裂的倾向。
发明内容
本发明目的在于，将这种类型的切割线如此地加以改进，即，提高其耐磨强度(Verschleiβfestigkeit)。
该目的通过根据本发明的切割线来实现。
此外，本发明以如下目的为基础，即，说明一种用于制造这种切割线的方法，借助于该方法，切割线获得有所提高的耐磨强度。
该目的通过根据本发明的方法来实现。
在根据本发明的切割线以及还在所属的制造方法的情形下作如下设置，即，使用一种带有由薄片状的
Figure BSA00000335226500021
微粒构成的填充物的塑料。基于这种填充有薄片状的微粒的塑料，线胚件(Fadenrohling)被挤出且紧接着在固化的(erstarrten)状态中在其纵轴线的方向上在发生塑性变形的情形下如此地被拉伸，即，使得所嵌入的微粒至少优先地(vorrangig)在纵轴线的方向上定向。产生了一种切割线，在该切割线内薄片状的大致平整的(ebenen)微粒相应地位于平行于切割线的纵轴线而定向的平面中。
之前提到的由拉伸过程造成的微粒的定向导致在切割线的纵向方向上的且还有横向于该方向的塑料材料的有利的强化。这以如下认识为基础，即，塑料中的薄片状的微粒发挥了依赖于方向的强化效果，其基本上仅在各个面状的
Figure BSA00000335226500022
微粒的平面中起作用。在面状的微粒的未取向的布置中，面状的微粒中的显著的部分横向于切割线的纵轴线且无法在切割线的纵轴线的方向上、即在离心力应力(Fliehkraftbelastung)的方向上起作用。也许地，其甚至可能削弱被填充的塑料的承受能力
Figure BSA00000335226500023
但是，通过拉伸过程，最初任意地在空间上分布的微粒(包括那些非所期望地横向于切割线的纵轴线而放置的微粒)被重新取向，并且与聚合的链分子一起在切割线的轴向方向上定向。一方面，由此切割线在其轴向方向上通过面状的微粒而被强化，其中，该强化起支持作用地作用到通过拉伸过程在轴向方向上定向的聚合的链分子上。切割线在纵向或轴向方向上获得有所提高的刚度以及强度。然而，因为平面状的薄片状的微粒还同时地具有相对于切割线的纵轴线的径向方向或切向方向上的伸展(Erstreckung)，所以其消除了在现有技术中可观察到的开裂倾向的缺点。线横截面的分裂或开裂通过同样在横向方向上起作用的微粒的保持力而可靠地被避免。根据本发明的切割线在其耐磨强度方面明显地被改善。
薄片状的微粒适宜地被构造成纳米微粒(Nanopartikel)，并且优选地在其平面中具有500nm至1000nm的尺寸并具有0.5nm至2nm的厚度。有利的是，其由层状硅酸盐(Schichtsilikat)制成。切割线中的微粒的重量份适宜地处于1％(包括1％)至5％(包括5％)的范围中，并且优选地处于2％(包括2％)至3％(包括3％)的范围中。作为塑料材料(微粒嵌入到其中)，聚酰胺已被证实是适宜的。
附图说明
下面借助于图纸对本发明的实施例作进一步的说明。其中：
图1在概览图示中显示了带有根据本发明而实施的切割线的手操纵式割草机；
图2在示意性的侧视图中显示了出自填充有纳米微粒的、被挤出的塑料线胚件的部分；
图3显示了被拉伸成根据本发明的切割线的根据图2的线胚件；
图4显示了根据图3的切割线的横截面图示；
图5显示了根据图2的细节V的被放大的图示，带有在挤出的状态中未取向地在塑料中被嵌入的薄片状的纳米微粒；
图6显示了根据图3的细节VI的被放大的图示，带有在纵轴线的方向上定向的纳米微粒；
图7显示了根据图4的细节VII的被放大的图示，带有关于在切割线的横截面中的薄片状的纳米微粒的空间上的取向的细节。
具体实施方式
图1在概览图示中显示了割草机2，其由操作员10肩负，并由手来操纵。割草机2包括驱动马达9，其可被实施成电动机或者内燃机，并且其被布置在操纵管8的使用者侧的端部处。在操纵管8的相对而置的端部处布置并可旋转地支承有带有径向地从中伸出的切割线1的切割头13。通过未示出的在操纵管8中被支承的驱动轴，切割头13与切割线1一起借助于驱动马达9围绕旋转轴线7旋转地被驱动。在此作用到切割线1上的离心力使其在径向方向上定向。操作员10将切割头13连同切割线1如此地引导到待处理的表面处，即，使得径向地定向的切割线1由于其回转运动而撞击到待切割的物体(如草或类似者)上。草或者其他植物在此被割去。切割线1由于起作用的离心力在其相对于旋转轴线7径向地放置的纵轴线中受载。此外，其可能横向于此地开裂。
图2在示意性的侧视图中显示了线胚件6的部分，线胚件6沿着纵轴线5伸展。用V标识的细节在图5中的被放大的详细图示中被显示，据此，线胚件6由塑料4制成，许多微粒3被嵌入到其中。微粒3以平整的薄片的形式构成，薄片在这里为简单起见示意性地作为圆盘而示出。在实际中，其具有不规则的形状。但是在任何情况下，其具有至少近似平整的、扁平的形状，其中，微粒3在其平面中的伸展具有在微米范围中的或者更小的尺寸。优选地，微粒3构造成带有在亚微米范围中的即在纳米范围中的最大伸展的纳米微粒，其中，微粒3在其平面中的伸展具有大约500nm至大约1000nm的尺寸。相比于此，微粒3的厚度小了几个数量级且处于0.5nm至2nm的范围中，并且在所示出的实施例中为大约1nm。在线胚件6中的且同样地在此后由其制成的切割线1(图1，图3)中的颗粒3的重量份有利地处于1％(含1％)至5％(含5％)的范围中，并且尤其地处于2％(含2％)至3％(含3％)的范围中。选择聚酰胺作为用于塑料4的材料。
对于微粒3，选择层状硅酸盐作为材料。其在所示出的实施例中由膨润土(bentonit)制成，其通过相分离(Phasenseparation)，插入(Interkalation)和随后的剥离(Exfoliation)而被分裂成具有之前提到的尺寸的单独的薄片。单独的薄片状的微粒3均匀地分布在塑料4中。
基于根据图5的材料，根据图2的线胚件6被挤出，其中，微粒3在挤出状态中不仅在其位置方面而且还在其空间上的取向方面均匀地分布，即，不具有显著的空间上的优先取向(Vorzugsorientierung)。尤其地在根据图5的图示中可辨识出的是，薄片状的微粒3中的很大的一部分张成了横向于纵轴线5的平面。由此，其无法在纵轴线5的方向上产生强化效果或者甚至会在该方向上产生弱化效果。
在线胚件6的挤出过程之后，通过相应于根据图2的箭头11，12地施加纵向力，线胚件6在固化的状态中在其纵轴线5的方向上在发生塑性变形的情形下被拉伸，从而形成切割线1，图3中示意性地示出了其部分。与根据图2的线胚件6相比，根据图3的切割线1变长，但具有较小的横截面面积。在图4中示出了横向于纵轴线5的切割线1的横截面视图，据此，设置有圆盘形的横截面。但是不规则的横截面形状同样可能是适宜的。
图6显示了根据图3的细节VI的被放大的图示，据此，嵌入到塑料4中的薄片状的微粒3至少优先地在纵轴线5的方向上定向。通过线胚件6(图2)的变成切割线1(图3)的拉伸而造成该定向。在拉伸时，塑料4的聚合的链分子在纵轴线5的方向上取向，且在此同时导致根据图5的随机分布的微粒3重新取向成根据图6的状态。
图7显示了在切割线1的横截面图示中的根据图4的细节VII的被放大的图示。这里同样地，微粒3在其通过拉伸过程而重新取向的状态中被显示。从对图6和图7的全面观察中得出，每个单独的薄片状的微粒3张成了一个平面，其平行于纵轴线5且此外相对于纵轴线5或者径向地或者相切地或相割状地放置。微粒3在这些各自的平面中以起强化作用的方式作用到塑料4上。因为微粒3整体上至少近似平行于纵轴线5(图6)，所以切割线1在其纵轴线5的方向上被强化。此外，从图4和图7的全面观察中得出，所有的微粒3在其各自的平面中相对于纵轴线5径向地或相切地或者相割状地放置并由此强化了切割线1的横截面。因此，切割线1的横截面不可能分裂或开裂或者仅可能有限地分裂或开裂。
因此，总体上，切割线1在其主要出现的运行负荷和磨损负荷方面以如下方式被强化，即，可观察到明显地有所提高的使用寿命。

Claims (8)

1.一种用于手操纵式割草机(2)的切割线(1)，
其特征在于，所述切割线(1)由填充有薄片状的微粒(3)的塑料(4)制成且如此地被拉伸，即，使得所述薄片状的微粒(3)至少优先地在所述切割线(1)的纵轴线(5)的方向上定向。
2.根据权利要求1所述的切割线，
其特征在于，所述薄片状的微粒(3)为纳米微粒。
3.根据权利要求2所述的切割线，
其特征在于，所述纳米微粒在其平面中具有500nm至1000nm的尺寸且具有0.5nm至2nm的厚度。
4.根据权利要求1所述的切割线，
其特征在于，所述微粒(3)由层状硅酸盐制成。
5.根据权利要求1所述的切割线，
其特征在于，所述切割线(1)中的微粒(3)的重量份处于包括1％至包括5％的范围中。
6.根据权利要求1所述的切割线，
其特征在于，所述切割线(1)中的微粒(3)的重量份处于包括2％至包括3％的范围中。
7.根据权利要求1所述的切割线，
其特征在于，所述塑料(4)为聚酰胺。
8.一种用于制造根据权利要求1至7中任一项所述的切割线(1)的方法，包括下列方法步骤：
-利用薄片状的微粒(3)对塑料(4)进行填充；
-经填充的塑料(4)以线胚件(6)的形式挤出；
-所述线胚件(6)在固化状态中在其纵轴线(5)的方向上在塑性变形下如此拉伸，即，使得被嵌入的微粒(3)至少优先地在所述纵轴线(5)的方向上定向。
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