DE102007007987A1

DE102007007987A1 - Schneidfadenanordnung für Trimmer und Trimmer

Info

Publication number: DE102007007987A1
Application number: DE200710007987
Authority: DE
Inventors: Ottmar Locher
Original assignee: Gardena Manufacturing GmbH
Current assignee: Gardena Manufacturing GmbH
Priority date: 2007-02-17
Filing date: 2007-02-17
Publication date: 2008-08-21

Abstract

Für eine Schneidfadenanordnung für einen Trimmer wird eine Ausführung vorgeschlagen, bei welcher der Schneidfaden in einer Wickelposition mit mehreren Windungen eine Spirale bildet, in welcher die mehreren Wicklungen lösbar untereinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidfadenanordnung für Trimmer und einen Trimmer mit einer solchen Schneidfadenanordnung.
Fadentrimmer weisen typischerweise einen auf einen Spulenträger aufgewickelten Schneidfaden auf, wobei das Spulenvolumen des Spulenkörpers sowohl axial als auch radial eine Ausdehnung über mehrere Durchmesser des Schneidfadens aufweist und der Schneidfaden anfänglich und während der überwiegenden Zeit des Betriebs auch in mehreren axialen und radialen Lagen vorliegt. Der Schneidfaden kann bei der Herstellung und vor Aufwickeln auf den Spulenkörper durch Recken eine Materialverfestigung erfahren. Der Schneidfaden hat eine gewisse Eigensteifigkeit und neigt zum Aufspreizen auf dem Spulenkörper, wenn keine besonderen radialen Rückhaltemittel vorgesehen sind. Insbesondere bei solchem Aufspreizen des aufgewickelten Fadens können sich Probleme bei der weiteren Abspulung unter Einwirkung der Fliehkraft des frei fliegenden Fadenendes ergeben. Bei ungleichmäßiger Lage der Fadenwicklungen tritt nachteiligerweise eine nicht unerhebliche Unwucht der schnell rotierenden Fadenspule auf. Die Windungen können zudem im Betrieb aneinander reiben und durch Vibrationsverschweißung verbacken. Dies kann zur Fehlfunktion führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Schneidfadenanordnung für einen Fadentrimmer anzugeben.
Erfindungsgemäße Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Spule ist vorteilhafterweise als Spritzgussteil und somit besonders kostengünstig herstellbar. Bei Verbindung der mehreren radial aufeinander folgenden und eine Spirale bildenden Windungen des Schneidfadens untereinander über Materialbrücken ist ein Durcheinandergeraten von Wicklungen weitgehend ausgeschlossen. Die Schneidfadenanordnung kann mit besonders geringer Bauhöhe ausgeführt werden und zeigt über die gesamte Benutzungsdauer bis zum Verbrauch der Fadenlänge der Spiralwicklungen eine besonders geringe statische und dynamische Unwucht. Fadenverschweißungen können bei dieser Anordnung nicht oder nur vermindert auftreten. Die Auf nahme für die Spule im Trimmer ist vorteilhafterweise in axialer Richtung nur geringfügig größer, insbesondere weniger als 50% größer als die Höhe der Fadenspirale, so dass auch bei vorzeitigem Lösen der Materialbrücken oder bei einer Ausführung ohne Materialbrücken die radiale Aufeinanderfolge der Windungen nicht veränderbar ist, also kein Durcheinandergeraten der Ordnung der Windungen auftreten kann. Die gesamte Schneidfadenanordnung kann vorteilhafterweise durch ein einziges Bauelement gebildet sein, bei welchem neben der spiralförmigen Fadenlage auch ein zentraler Aufnahmekörper beim Spritzgießen gleichzeitig mit erzeugt wird. In einem solchen zentralen Abschnitt können Strukturen für eine vollautomatische oder eine vom Benutzer auszulösende Fadenverlängerung vorgesehen sein, welche mit Gegenstrukturen auf Seiten des geräteseitigen Spulenantriebs zusammenwirken.
Die mehreren Fadenwindungen sind untereinander vorzugsweise durch beim Spritzgießen des gesamten Teils mit erzeugte Materialbrücken zwischen radial benachbarten Lagen verbunden. In anderer Ausführung können die mehreren die Spirale bildenden Windungen auch ohne radial verbindende Materialbrücken radial aufeinanderfolgen und durch die bereits erwähnte geringe Bauhöhe der Spulenaufnahme im Trimmer in der Spiralform gehalten sein. Es kann auch vorgesehen sein, zwei Schneidfäden in Form einer Doppelspirale mit zwei in einer Ebene mit 180° Versatz um die Rotationsachse ineinandergefügten Einzelspiralen in einer Spule gemeinsam zu realisieren. Der Schneidfaden kann durch radiale außen und/oder innen liegende Einkerbungen in seinem Streckverhalten beeinflusst sein. Es können verschiedene Querschnitte des Fadens vorgesehen sein, insbesondere auch von einem kreisrunden Querschnitt abweichende Querschnitte zur Verbesserung der Schneidleistung und/oder zur Reduzierung des Geräuschs.
Eine Verfestigung des zur Herstellung benutzten Materials kann vorteilhafterweise durch Strahlungsvernetzung erfolgen, bei welcher das fertige Bauteil mit energiereicher Strahlung, insbesondere Elektronenstrahlung oder Gammastrahlung beaufschlagt wird und sich dabei eine Vernetzung oberflächennaher Bereiche des Materials ergibt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt
1 eine Draufsicht auf eine Schneidfadenanordnung
2 eine geschnittene Seitenansicht zu 1
3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1
4 eine geschnittene Seitenansicht zu 3
5 einen weiter vergrößerten Ausschnitt aus 3
6 Details zur Verbindung benachbarter Wicklungen
7 einen Fadenverlauf mit variierendem Querschnitt
8 eine Doppelspirale mit zwei Fäden
Die 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Schneidfadenanordnung, bei welcher ein Schneidfaden als eine in einer Ebene liegende Spirale ausgeführt ist. Mit W₀ ist die äußerste Wicklung der Spirale, mit W₁ die radial innenliegende benachbarte Wicklung usw. bezeichnet. Die Wicklungen können untereinander lösbar verbunden sein, so dass die spiralförmige Schneidfadenanordnung eine einheitlich handhabbare formstabile Anordnung bildet. Die äußerste Wicklung W₀ kann in einem freien Fadenende FE fortgesetzt sein. Das Fadenende kann im Ausgangszustand der Schneidfadenanordnung aber auch an der äußersten Wicklung W₀ direkt liegen, ohne von der Spiralform abzustehen. Im Betrieb wird das äußere Ende des Schneidfaden radial nach außen gerichtet umgelenkt, wie durch die unterbrochene Linie in 1 angedeutet ist. Die Flexibilität des Schneidfadens kann der von bekannten Schneidfäden gleich oder ähnlich sein.
Radial innen endet die Spirale an einem Zentralkörper ZR, welcher vorteilhafterweise eine zentrale Öffnung ZO aufweist, an welcher Mitnehmerstrukturen MS ausgebildet sein können. Die Schneidfadenanordnung kann mit dem Zentralkörper ZR auf eine mit zu den Mitnahmestrukturen MS komplementären Struktur versehenen Aufnahme eines Drehantriebs eines Fadentrimmers aufsetzbar sein. Die Mitnahmestrukturen MS und die Gegenstrukturen auf Seiten des Antriebs können in an sich bekannter Weise so ausgebildet und auf einander abgestimmt sein, dass durch eine besondere Aktion des Benutzers, beispielsweise durch Andrücken eines zum Boden hinweisenden Betätigungselements gegen den Boden eine Fadenverlängerung ausgelöst werden kann, welche in anderer Ausführung auch selbsttätig erfolgen kann, wenn das frei fliegende Fadenende des Trimmers im Betrieb durch Abreißen des Fadens kürzer und damit die an dem Faden nach außen ziehende Fliehkraft geringer wird. Verschiedene Mechanismen für eine solche automatische Fadennachstellung sind seit langem bekannt.
Die entlang A-A von 1 geschnittene Seitenansicht in 2 zeigt die flache, ebene Ausgangsform der Schneidfadenanordnung. Die Höhe der durch die aufeinanderfolgenden Fadenwicklungen gebildeten Spirale FS ist mit HS bezeichnet. Der zentrale Körper ZR kann dem gegenüber mit in Richtung der Drehachse DA größerer Materialstärke ausgeführt sein. Die flache Bauform begünstigt auch eine geringere Bauhöhe des Arbeitskopfes des Trimmers. Durch die scheibenförmig flache Bauform, deren Scheibenebene immer im wesentlichen senkrecht zur Drehachse liegt, ist eine besonders geringe dynamische Unwucht gewährleistet.
Die Schneidfadenanordnung FS kann in bevorzugter Ausführung als einteiliges Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt sein, welches durch die flache Bauform mit einem einfachen teilbaren Spritzgusswerkzeug kostengünstig herstellbar ist. Geeignete Kunststoff-Materialien sind von den bekannten Schneidfadenanordnungen prinzipiell bekannt. Von besonderem Vorteil können durch Strahlungsvernetzung oberflächenhärtbare Kunststoffe oder spezielle Compounds sein. Die radial unmittelbar benachbarten Lagen sind vorteilhafterweise über gegenüber dem Querschnitt des durch die Wicklungen gebildeten Schneidfadens dünnen Materialbrücken verbunden. Die Materialdicke der Materialbrücken ist so gewählt, dass ein Aufreißen dieser Materialbrücken für die Fadenverlängerung im laufenden Betrieb allein durch die Fliehkraft des freien Endes des Schneidfadens ausreicht, um eine Auftrennung der Materialbrücken zu gewährleisten. Die genaue Größe des Querschnitts der Materialbrücken hängt z. B. von dem verwendeten Kunststoffmaterial und der von der Betriebsdrehzahl des Trimmers abhängigen Fliehkraft, mit welcher das freie Fadenende radial abziehend auf die jeweils äußerste Wicklung einwirkt, ab und kann im Einzelfall durch Versuch ohne weiteres bestimmt werden.
In bevorzugter Ausführung sind die radial benachbarten einzelnen Wicklungen wie in 3 mit Wicklungen W₀, W₁, W₂ skizziert, nur an diskreten, in Umfangsrichtung beabstandeten Stegen MB als Materialbrücken untereinander verbunden. Die Erstreckung der Stege MB in Umfangsrichtung UR ist mit BB bezeichnet. Die Erstreckung BB ist vorzugsweise wesentlich kleiner als der Schnurdurchmesser DF des Schneidfadens. Vorzugsweise ist die Erstreckung WB der Stege MB höchstens gleich einem Viertel des Schnurdurchmessers DF des Schneidfadens. Zwischen in Umfangrichtung aufeinander folgenden Stegen MB seien die radial benachbarten Wicklungen W₀ und W₁ bzw. W₁ und W₂ usw. von einander getrennt. Sofern an einer Trennstelle des Werkzeugs ein dünner Materialfilm teilweise bestehen bleibt, ist dieses unkritisch, wenn dieser das Ablösen der jeweils äußeren Wickellage bei der Fadenverlängerung nicht beeinträchtigt.
In dem Schnittbild der 4 zu 3 ist der Schnurquerschnitt des Schneidfadens als kreisförmig angenommen. Der Schneidfaden kann aber auch nicht kreisförmige Querschnitte besitzen, insbesondere Polygonform. Nicht kreisförmige Querschnitte sind für Schneidfäden in herkömmlicher Spulenwicklung an sich bereits bekannt und teilweise vorgesehen zur Verbesserung der Schneidleistung und/oder zur Verringerung des Arbeitsgeräusches. Es können auch Durchbrüche durch den Schnurquerschnitt des Schneidfadens, z. B. als schlitzförmige Öffnungen vorgesehen sein.
In 4 ist mit SA eine nur ausschnittsweise angedeutete Spulenaufnahme in dem Trimmer bezeichnet, deren Höhe HA nur geringfügig größer, insbesondere weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 25% größer ist als die Höhe HS der Spule. Die der Schneidfadenspirale zugewandten Flächen der Spulenaufnahme können vorteilhafterweise gegenüber dem Schneidfadenmaterial für eine besonders geringe Reibung ausgebildet sein und/oder eine hohe Wärmeleiffähigkeit besitzen, wodurch insbesondere auch die Gefahr einer Verschweißung des Schneidfadens mit der Begrenzung der Spulenaufnahme weiter verringert wird.
In 5 ist ein weiter vergrößerter Ausschnitt skizziert, in welchem die Stege MB als Materialbrücken zwischen aufeinander folgenden Wicklungen W_N, W_N+1 anschaulicher dargestellt sind. Die Skizze ist nicht maßstäblich zu verstehen, insbesondere ist der radiale Abstand der Wickellagen im Realfall typischerweise geringer als in der Skizze dargestellt. Die Stege MB als Materialbrücken sind vorteilhafterweise sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung, d. h. senkrecht zur Ebene der Spiralwicklung, mit geringen Abmessungen BB in den bereits genannten Relationen ausgeführt.
In 5 ist als weiteres mögliches Merkmal skizziert, dass die Windungen an ihrem radial äußeren Umfang Einkerbungen UK aufweisen können, welche das Strecken des Fadens in dem frei fliegenden Fadenende nach dem Ablösen von dem Spiralwickel gegenüber der gekrümmten Ausgangsform auf dem Spiralwickel erleichtern. Derartige Einkerbungen oder gleichwirkende Materialschwächungen können radial außen liegend und/oder radial innen liegend vorgesehen sein. Bei radial außen liegenden Einkerbungen können diese auch beim Schneiden eine die Schneidleistung verstärkende Wirkung nach Art von Sägezähnen ergeben.
Für ein verbessertes Abreißverhalten der über die Stege verbundenen Wicklungen bei der Fadenverlängerung im Betrieb können die Stege MB wie in 6 skizziert in ihrem Verlauf oder am Übergang zu dem Schneidfaden Kerbstellen aufweisen, an welchen das Material bei der Fadenverlängerung leichter aufreißt. Als Beispiele sind in 6 Stege MBA in gegenüber Umfangsrichtung und gegenüber radialer Richtung geneigter Ausrichtung mit Kerbstellen KBA am Übergang zu wenigstens einer der durch die Stege MBA verbundenen Wicklungen oder Stege MBB mit gegenläufigen Kerben KBB am Übergang zu wenigstens einer der verbundenen Wicklungen dargestellt. Vorzugsweise sind die Kerben gegenüber beiden durch die Stege verbundenen Wicklungen ausgebildet, um eine höhere Sicherheit für das zuverlässige Abreißen bei der Fadenverlängerung zu haben.
Während bei den vorangegangenen Beispielen ein über den Verlauf des Schneidfadens entlang der Windungen der Spirale gleichbleibender Schnurquerschnitt angenommen ist, kann sich der Schnurquerschnitt im Fadenverlauf auch ändern. Dabei kann auch eine alternierende Verdickung und Verschlankung des Schneidfadens mit Querschnitten Q1 und Q2 wie in 7 skizziert und/oder eine Änderung der Querschnittsform, beispielsweise zwischen rundem Querschnitt und polygonalem eckigem Querschnitt vorgesehen sein.
8 zeigt einen Ausschnitt aus einem radial inneren Bereich einer weiteren vorteilhaften Ausführung, bei welcher zwei spiralförmige Schneidfäden F1, F2 als um 180° um die Drehachse gegeneinander versetzte, ineinandergefügte Einzelspiralen ausgeführt sind. In der Variante mit radial über Materialbrücken verbundenen Wicklungen sind dabei jeweils Wicklungen des einen Schneidfadens F1 und radial benachbarte Wicklungen des zweiten Schneidfadens F2 verbunden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens auf mancherlei Weise abwandelbar. Die den einzelnen Ausführungsbeispielen entnehmbaren Merkmale können auch in anderer Kombination realisiert sein.

Claims

Schneidfadenanordnung für einen Trimmer mit einem aus einer Wickelposition mit mehreren Windungen lösbaren Schneidfaden, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidfaden in der Wickelposition eine Spirale mit einer Mehrzahl von Windungen aufweist.
Trimmer mit einer Schneidfadenanordnung nach Anspruch 1.