DE3916009C2 - Schneidkopf für ein Pflanzenschneidgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen rotierend antreibbaren Schneidkopf für ein Pflanzenschneidgerät nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Schneidkopf ist aus der DE 35 03 237 A1 bekannt. Der auf die Spule aufgewickelte flexible Schneid­ faden, beispielsweise ein Kunststoffaden, verkürzt sich durch Verschleiß während des Betriebes und wird über ein der Spule und dem Gehäuse zugeordnetes Kupplungsteil in Form eines schwenkbar gelagerten und unter Fliehkraft stehenden Hebels um eine vorbestimmte Länge schrittweise nachgestellt. Dabei ist der Kupplungsteil als zweiarmiger Hebel nach Art einer Wippe ausgebildet, dessen Schwenkachse außerhalb seines Schwerpunktes liegt. Das eine Ende des Hebels wirkt in Raststellung mit einem nockenartigen Ansatz zusammen, welcher auf der Höhe des Hebels an der Aufwickel­ spule für den Schneidfaden vorgesehen ist. Das andere Ende des Hebels ist von einer Rückstellfeder kraftbeaufschlagt, die an dem Gehäuse gehalten ist. Dadurch ergibt sich eine verhältnismäßig ausladende Bauweise für den Schneidkopf.

Charakteristisch für die Gattung dieses bekannten Schneid­ kopfes ist, daß der auf der Spule aufgewickelte Schneid­ faden ohne Manipulation durch die Bedienungsperson selbst­ tätig in Abhängigkeit von der Größe der Fliehkraft bei Ver­ schleiß des Schneidfadens schrittweise nachgestellt wird. Dabei ist der Schneidfaden nicht über das schwenkbare Kupp­ lungsglied geführt, welches fliehkraftabhängig eine Dreh­ strecke der Spule und damit eine vorgegebene Länge des Schneidfadens freigibt; das Kupplungsglied ist daher nicht durch Reibung oder dgl. von dem Schneidfaden selbst beein­ flußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungs­ gemäßen Schneidkopf derart weiterzubilden, daß er bei günstigen Masseverhältnissen klein baut und nur geringe Schaltkräfte beim automatischen Umschalten der Fadenspule aus ihrer arretierten Stellung in die Freigabestellung, in welcher der Faden schrittweise abgespult wird, auftreten.

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Schneidkopf mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Durch die Anordnung der mit dem schwenkbaren Kupplungsteil, nämlich einem Arretierhebel zusammenwirkenden Schaltnocken radial am äußeren Rand der Spule bzw. des Schneidkopf­ gehäuses sowie die Anordnung der Achszapfen samt Arretier­ hebel in dem konzentrisch zur Drehachse liegenden Ringraum zwischen der Nabe des Gehäuses und dem radial äußeren Bereich der Spule wird eine kleine Bauweise des Schneid­ kopfes ermöglicht. Infolge der Anordnung der Schaltnocken radial außerhalb des Arretierhebels steht für ihre kon­ struktive Ausbildung mehr Raum zur Verfügung, so daß die Schaltnocken selbst und insbesondere ihre Anschlagflächen, die hoher Flächenpressung unterliegen, fertigungstechnisch und im Hinblick auf einen geringen Verschleiß günstig aus­ gebildet werden können. Dadurch ist es auch möglich, den Arretierhebel aus der Freigabestellung mit hoher Schalt­ genauigkeit sicher in die Arretierstellung zurückzuführen.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der von der Spule abge­ zogene Schneidfaden an seiner Abzugsstelle vor Eintritt in die nach außen führende Durchtrittsöffnung über mindestens einen am Gehäuse vorgesehenen Umlenkbügel geführt wird. Ein über den Umlenkbügel geführter Faden unterliegt einer erhöhten Reibung, so daß die durch den Faden auf die Spule wirkende Fliehkraft reduziert wird.

Vorteilhaft ist der Rückstellarm länger als der die Anschlagfläche aufweisende Arretierabschnitt des Arretier­ hebels. Hierdurch kann eine präzise Schaltung des Rück­ stellhebels unabhängig von unterschiedlichen Reibverhält­ nissen auch bei kurzen Fadenüberständen erreicht werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachfolgend beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Schneidkopf nach Linie I-I der Fig. 2;

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 in einer Freigabestellung der Spule durch den nach innen geschwenkten Arretierhebel;

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1, wobei jedoch der Arretierhebel sich in der Raststellung der Spule befindet;

Fig. 4 eine Teilansicht bzw. einen Teilschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 1, jedoch mit auf die Spule auf­ gewickeltem Schneidfaden in der Sperrstellung ent­ sprechend Fig. 3;

Fig. 5 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 4 mit einer durch Umlenkbügel gebildeten Führung für den Schneidfaden;

Fig. 6 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch einen Schneidkopf mit zwei symmetrisch zueinander ange­ ordneten Arretierhebeln;

Fig. 7 zeigt den Schneidkopf nach Fig. 3 in der Rast­ stellung, wobei der Arretierhebel um 180° auf seinem Achszapfen für die Linksdrehung des Schneid­ kopfes umgesteckt ist.

Der Schneidkopf 1 gehört zu einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Pflanzenschneidgerät, das vorzugsweise zum Schneiden von Gräsern oder dgl. verwendet wird. Er wird von einem Motor des Pflanzenschneidgerätes angetrieben und rotiert um die in Fig. 1 eingezeichnete Drehachse 2. Der Schneidkopf 1 hat ein etwa topfförmig ausgebildetes Gehäuse 3 mit einer auf der Antriebsseite liegenden Grundfläche 3' sowie einer Aufnahme 4' für die Motorwelle und einer Nabe 4. Der Grundfläche 3' gegenüber liegt ein auf die zylin­ drische Umfangswand 13 des Gehäuses 3 aufsetzbarer Deckel 5, der im Ausführungsbeispiel ein Schraubgewinde 6 zeigt.

Im Gehäuse 3 ist an der Umfangsfläche 9 der Nabe 4 eine Spule 8 koaxial zur Drehachse 2 derart drehbar gelagert, daß sie sich in einer freigegebenen Stellung relativ zum Gehäuse 3 verdrehen kann. Auf die Spule 8 ist ein Schneid­ faden 10, beispielsweise eine Kunststoffschnur oder dgl., aufgewickelt; der von der Spule abgezogene Teil 11 ist durch eine Öffnung 12 im Gehäuse 3 hindurchgeführt, die mit einer den Faden beim Durchtritt führenden Büchse 14 ver­ sehen ist.

An der dem Deckel 5 gegenüberliegenden Grundfläche 3' des Gehäuses 3 (Fig. 1 bis 5) ist jeweils ein in das Gehäuse 3 hineinragender Achszapfen 16 für einen Arretierhebel 17 vorgesehen, der ein fliehkraftabhängiges Kupplungsglied zwischen Spule 8 und Gehäuse 3 bildet. Im Ausführungs­ beispiel nach Fig. 6 sind zwei sich diametral gegenüber­ liegende Achszapfen 16 vorgesehen. Der oder mehrere Arre­ tierhebel 117, 117a können gegen einen verbreiterten Bund 16' (Fig. 1) des Achszapfens 16 und einen Sprengring 15 drehbar um den Achszapfen 16 festgelegt sein.

Die Spule 8 weist einen oberen, der Antriebsseite des Schneidkopfes zugewandten Flansch 20 und einen in der Nähe des Deckels 5 liegenden Flansch 19 auf, zwischen denen der Schneidfaden 10 in mehreren Lagen aufgewickelt ist.

Im Ausführungsbeispiel ist der Arretierhebel als zwei­ armiger Hebel ausgebildet, der unter der Kraft der auf ihn wirkenden Fliehkraft eine hin- und hergehende drehende Schwenkbewegung in Richtung des Pfeils 25 (vgl. Fig. 2) ausführen kann.

Der Arretierhebel 17 hat in seinem die Arretierung der Spule 8 bewirkenden vorderen Abschnitt eine etwa radial nach innen gerichtete Anschlagfläche 17a, die mit Schalt­ nocken 21 der Spule 8 zusammenwirkt. Infolge Anlage der Anschlagfläche 17a an der korrespondierenden Gegenfläche 21a der am äußeren Umfang der Spule vorgesehenen Schalt­ nocken 21 ist die Spule 8 in einer Stellung des Arretier­ hebels 17 an einer Eigendrehung gegenüber dem Gehäuse 3 gesperrt, wie dies in den Fig. 3 bis 6 gezeigt ist. In einer anderen Stellung (Fig. 2) befindet sich der Arretier­ hebel mit seiner Anschlagfläche 17a innerhalb der kranz­ artig über den äußeren Bereich der Spule angeordneten Schaltnocken 21, so daß eine Drehbewegung der Spule 8 ent­ gegen der Drehrichtung F₁ (vgl. Pfeil F₂ in Fig. 2) möglich ist. Unter der auf ihn wirkenden Fliehkraft schwenkt der Arretierhebel 17 um seinen Achszapfen 16, wodurch eine schrittweise Drehung der Spule 8 gegenüber dem Gehäuse 3 und damit bei entsprechender Abnutzung des Schneidfadens eine abschnittsweise Freigabe des ebenfalls unter der Fliehkraft stehenden Schneidfadens gegeben ist.

Der Schwerpunkt 23 des zweiarmigen Arretierhebels 17 liegt außerhalb des Achszapfens 16, vorzugsweise auf einem mit dem Arretierabschnitt des Arretierhebels 17 zu einem Hebel vereinigten Rückstellarm 17'. Die Anordnung ist so ge­ troffen, daß bei Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes der Fliehkraft, die auf den Arretierhebel 17 wirkt und im Schwerpunkt 23 des Arretierhebels 17 angreift, der Rückstellarm 17' unter der Wirkung dieser Fliehkraft nach außen in Richtung des Pfeiles r₁ (Fig. 2) bewegt wird. Dadurch wird die Anschlagfläche 17a des arretierenden Teiles des Arretierhebels 17 nach innen auf die Nabe 4 ver­ stellt und die Gegenfläche 21a des Schaltnockens 21 kommt frei, so daß die Spule 8 entgegen der Drehrichtung F₁ des Gehäuses 3 in Richtung F₂ frei drehen und den unter Flieh­ kraft stehenden Schneidfaden 10 freigeben kann, wodurch der von der Spule 8 abgezogene Teil 11 verlängert wird. Zweck­ mäßig liegt der Arretierhebel in Freigabestellung der Spule mit seinem Rückstellarm 17' an einem den Rückstellweg begrenzenden Schaltnocken 21 an.

Die in den Fig. 3 bis 6 dargestellte Sperrstellung der Spule 8 wird erreicht, wenn eine vorgegebene Schnittlänge des abgezogenen Teils 11 erreicht ist. Die auf den abge­ zogenen Teil 11 wirkende Fliehkraft bewirkt auf die Spule 8 ein Drehmoment, das als Spulenkraft bezeichnet werden kann.

Durch die mit Verlängerung des abgezogenen Teils 11 des Schneidfadens 10 erfolgte Drehung der Spule 8 in Pfeil­ richtung F₂ gelangt zum Beispiel der freigegebene Schalt­ nocken 21 in den Schwenkbereich des Rückstellarmes 17' und versucht, diesen gegen die im Schwerpunkt 23 angreifende Fliehkraft zurückzustellen. Durch die Verlängerung des abgezogenen Schneidfadenteils 11 sinkt die Drehzahl des Schneidkopfes 1 und die im Schwerpunkt 23 wirkende Flieh­ kraft wird kleiner; gleichzeitig wächst aufgrund der Ver­ längerung des abgezogenen Schneidfadenteils 11 das Dreh­ moment der Spule 8 (Spulenkraft), wodurch die von dem Schaltnocken 21 auf den Rückstellarm 17' entgegen Pfeil r₁ wirkende Rückstellkraft ansteigt. Ist die Rückstellkraft auf den Arretierhebel größer als die Fliehkraft, ver­ schwenkt der Hebel entgegen Pfeilrichtung r₁, wodurch die Anschlagfläche 17a wieder in den Drehbereich der Schalt­ nocken 21 eingestellt wird. Die Spule 8 dreht weiter, bis eine Gegenfläche 21a eines Schaltnockens 21 an der Anschlagfläche 17a anliegt und die weitere Drehung der Spule 8 sperrt.

Verkürzt sich infolge Verschleißes der abgezogene Teil 11 des Schneidfadens 10, verringert sich die Spulenkraft und damit die im Bereich der Flächen 21a und 17a wirkende Anpreßkraft. Das auf den Arretierhebel 17 einwirkende Fliehkraftmoment ist ausreichend, um die Umschaltung aus der Arretierstellung (vgl. Fig. 3) in die innere Freigabe­ stellung des Arretierhebels (vgl. Fig. 2) zu bewirken. Die Umschaltung erfolgt also immer dann, wenn das am Arretier­ hebel 17 angreifende Fliehkraftmoment größer ist als das von dem abgezogenen Teil 11 des Schneidfadens 10 auf die Spule 8 einwirkende Moment.

Der Verschwenkweg des Arretierhebels 17 ist vorteilhaft durch Innennocken 22, 22' begrenzt, wobei ein Anschlag 24 durch eine am Arretierhebel 17 ausgebildete Anschlagfläche gebildet sein kann. Die Innennocken 22, 22' sind im Bereich der Nabe 4 vorgesehen und stehen vorzugsweise radial über die Nabe 4 vor.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der der Grundfläche 3' des Gehäuses 3 zugewandte obere Flansch 20 der Spule 8 einen nach oben hochgezogenen und etwa parallel zur Achse 2 liegenden Umfangsrand 20' auf, der den oder die Arretier­ hebel 17 umgibt (vgl. Fig. 1). Der hochgezogene Umfangsrand 20' schließt einen Schutzraum für die aus Schaltnocken 21 und schwenkbarem Arretierhebel 17 gebildete Schaltmechanik. Dabei können die Schaltnocken konstruktiv und fer­ tigungstechnisch einfach in gleichmäßigen Abständen über den Umfang der Spule 8 angeordnet werden. Die außen liegen­ den Schaltnocken erfahren nur kleine Schaltkräfte, wodurch die Flächenpressung zwischen der Anlagefläche 17a und der Gegenfläche 21a verkleinert werden kann. Hierzu trägt auch die Lage des Achszapfens 16 samt Arretierhebel 17 innerhalb des Ringraumes R zwischen den Schaltnocken 21 und der Nabe 4 bei.

Wie in Fig. 5 dargestellt, ist der von der Spule 8 abge­ zogene Schneidfaden 10 im Gehäuse 3 zwischen der Abzugs­ stelle A von der Spule 8 und seiner Durchtrittsöffnung 12 im Gehäuse 3 über ein oder mehrere Umlenkbügel 26 bzw. 26' geführt, die in Form einfacher Drahtbügel in Aufnahme­ öffnungen 27, 27' eingesteckt werden. Im Ausführungs­ beispiel ist die Anordnung so getroffen, daß ein Umlenk­ bügel 26 in dem der Durchtrittsöffnung 12 nächstliegenden Quadranten I des Gehäuses 3 und ein zweiter Bügel 26' in dem daran anschließenden Quadranten II im Bereich der Abzugsstelle A des Schneidfadens 10 vorgesehen ist. Diese Anordnung senkt die Fadenkraft unter Ausnutzung der Um­ schlingungsreibung, was den Fadenverschleiß und die auf die Spule 8 und die Schaltnocken 21 wirkenden Kräfte reduziert und darüber hinaus einem Verschleiß des Schneidfadens 10 auf der Spule 8 vorbeugt.

Um eine Anpassung an die Drehrichtung des Schneidkopfes (links- oder rechtsdrehend) zu ermöglichen, sind im Gehäuse zusätzliche Aufnahmeöffnungen 27a, 27b in den Quadranten III und IV vorgesehen. Der Arretierhebel 17 ist zwecks Um­ stellung der Drehrichtung des Schneidkopfes 1 auf seinem Achszapfen 16 um 180° umsteckbar (Fig. 7), wobei die Schaltnocken 21 mit einer weiteren Anlagefläche 21b für die Gegenlaufrichtung ausgebildet sind.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind mehrere, zum Bei­ spiel zwei identisch ausgebildete und symmetrisch zuein­ ander vorgesehene Arretierhebel 117, 177a vorgesehen. Die Arretierhebel sind über jeweils eine Verzahnung 28, 28' synchron miteinander wirkverbunden, wodurch eine Zwangs­ synchronisierung des Schaltvorganges bei hoher Genauigkeit und reduzierten Schaltkräften erzielt ist. Die Kopplung kann über einen um die Nabe 4 gelegten Zwischenring 29 erfolgen, der mit Gegenzähnen in die an den Innenseiten der Arretierhebel vorgesehenen Verzahnungen 28, 28' eingreift.

Claims (18)

1. Schneidkopf (1) für ein Pflanzenschneidgerät, der um eine Drehachse (2) rotierend antreibbar ist, mit einem Gehäuse (3), einer um eine Nabe (4) des Gehäuses (3) drehbar gelagerten, einen flexiblen Schneidfaden (10) aufnehmenden Spule (8) mit Schaltnocken (21) und mit mindestens einem gehäusefesten, parallel zur Rotations­ achse (2) des Gehäuses (3) angeordneten Achszapfen (16) für einen um ihn schwenkbaren, vom Schneidfaden unbeauf­ schlagten Arretierhebel (17), der eine Drehbewegung der Spule (8) gegenüber dem Gehäuse (3) in einer Arretier­ stellung blockiert und in Abhängigkeit von der Flieh­ kraft die Drehung der Spule (8) und damit den Schneid­ faden (10) abschnittsweise zur Abspulung freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Achszapfen (16) und der Arretierhebel (17) in einem konzentrisch zur Drehachse (2) liegenden Ringraum (R) zwischen der Nabe (4) und den Schaltnocken (21) angeordnet ist, die ihrerseits im radial äußeren Bereich der Spule (8) vorgesehen sind.

2. Schneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arretierhebel (17) eine vorzugsweise etwa radial gerichtete Anschlagfläche (17a) aufweist, der eine korrespondierende Gegenfläche (21a) am Schaltnocken (21) zugeordnet ist und daß der Arretierhebel (17) über den Achszapfen (16) hinaus zu einem Rückstellarm (17') verlängert ist.

3. Schneidkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt (23) des Arretierhebels (17) außerhalb des Achszapfens (16), vorzugsweise im Bereich des Rückstellarmes (17') liegt, derart, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Flieh­ kraftwertes der Rückstellarm (17') nach außen und der die Anschlagfläche (17a) aufweisende Teil des Arretier­ hebels (17) nach innen in eine die Drehung der Spule (8) und damit des Schneidfadens (10) freigebende Stel­ lung bewegt wird.

4. Schneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Freigabeweg des Arretierhebels (17) durch eine Anschlagfläche (24) des Arretierhebels (17) und einen Innen-Nocken (22) des Ge­ häuses begrenzt ist (Fig. 2).

5. Schneidkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schwenkweg des Arretierhebels (17) begrenzenden Innennocken (22, 22') im Bereich der Nabe (4) des Gehäuses (3) vorzugsweise als radial vorstehende Nocken ausgebildet sind.

6. Schneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen gerichtete Rückstellweg des Rückstellarmes (17') durch dessen Anlage vorzugsweise an einem Außennocken (21) der Spule (8) begrenzt ist.

7. Schneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellarm (17') länger als der die Anschlagfläche (17a) aufweisende Arretierabschnitt des Arretierhebels (17) ausgebildet ist.

8. Schneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Antrieb des Ge­ häuses (3) zugewandte Flansch (20) der Spule (8) einen in Richtung auf die Grundfläche (3') des Gehäuses hoch­ gezogenen, konzentrisch zur Drehachse (2) liegenden und den Arretierhebel (17) umgebenden Umfangsrand (20') aufweist.

9. Schneidkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnocken (21) an dem Umfangsrand (20') der Spule (8) als etwa radial nach innen vorstehende Ansätze ausgebildet sind.

10. Schneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnocken (21) in gleichmäßigen Abständen über den Außenumfang der Spule (8) angeordnet sind.

11. Schneidkopf insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abzugsstelle (A) des Schneidfadens (10) von der Spule (8) und seiner Durchtrittsöffnung (12) im Gehäuse (3) mindestens ein im Querschnitt vorzugsweise abgerundeter Umlenkbügel (26; 26') vorgesehen ist, durch den der Schneidfaden (10) geführt ist.

12. Schneidkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer Umlenkbügel (26, 26') einer dieser Umlenkbügel in dem der Durchtrittsöffnung nächstliegenden Quadranten (1) des Gehäuses (3) und jeweils mindestens ein weiterer Bügel (26') in dem daran anschließenden Quadranten (11) (Fig. V) vorgesehen ist.

13. Schneidkopf nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkbügel (26; 26') als Drahtbügel ausgeführt sind, die in Aufnahme­ öffnungen (27, 27') des Gehäuses (3) einsteckbar sind.

14. Schneidkopf nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Drehrichtungs­ änderung des Mähkopfes mit Spule (8) zusätzliche Aufnahmeöffnungen (27a, 27b) in den Quadranten (III bzw. IV) des Gehäuses angeordnet sind.

15. Schneidkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Arretierhebel (17) auf seinem Achszapfen (16) um 180° umsteckbar angeordnet ist und die Schaltnocken (21) eine zweite Anlagefläche (21b) für die Drehrichtungsänderung des Mähkopfes aufweisen.

16. Schneidkopf insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch mindestens zwei Arretierhebel (117, 117a) (Fig. 6), die durch Formschlußmittel, vorzugsweise durch eine Verzahnung (28, 28') in synchroner Wirkverbindung zueinander stehen.

17. Schneidkopf nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierhebel (117, 117a) identisch ausgebildet sind und die Formschluß­ mittel (28, 28') am Umfang eines Zwischenringes (29) vorgesehen sind.

18. Schneidkopf nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierhebel (117, 117a) (Fig. 6) symmetrisch zueinander angeordnet sind.