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Die
vorliegende Erfindung betrifft motorisierte Geräte zur Landschaftspflege, üblicherweise
Freischneider oder Kantentrimmer genannt, die dazu dienen, Vegetation
mittels Schneidfäden
zu schneiden. Diese Erfindung betrifft speziell rotierende Schneidköpfe für solche
Geräte.
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Diese
Geräte
sind im allgemeinen mit einen Elektromotor oder Verbrennungsmotor
ausgestattet, der einen Drehkopf, der einen oder mehrere Schneidfäden trägt, in Rotation
versetzt, und zwar mit hoher Geschwindigkeit, die zwischen 3000
Umdrehungen/Minute und 12000 Umdrehungen/Minute liegen kann. Während der
Rotationsbewegung des Kopfes und durch die Wirkung der Zentrifugalkraft
entfalten sich der oder die Schneidfäden radial und bestreichen
so einen bestimmten kreisförmigen
Bereich, innerhalb dessen sie eine schneidende Wirkung auf die getroffene
Vegetation ausüben.
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Zur
Zeit sind zwei große
Kategorien von Schneidköpfen
für diese
Art von Geräten
bekannt. Der erste Schneidkopf-Typ enthält eine Schneidfaden-Spule,
die allmählich
je nach Abnutzung oder Abriss des verwendeten Fadens abgewickelt
wird. Der zweite bekannte Schneidkopf-Typ, auf den sich auch die
vorliegende Erfindung bezieht, benutzt keine Fadenspule, sondern
nur ein oder mehrere Schneidfaden-Stücke relativ geringer Länge, die
einzeln am Kopf befestigt werden müssen. Was diesen letzteren
Schneidkopf-Typ angeht, so kann Bezug genommen werden auf die Dokumente
GB-A-2214048 ,
NL-A-8302111 ,
US-A-4924665 ,
GB-A-1583521 und
US-A-4513563 .
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Alle
derzeit bekannten Schneidköpfe,
ob mit oder ohne Schneidfaden-Spule, sind schwer nachzuladen und/oder
haben eine komplizierte und kostenaufwändige Bauweise und werfen noch
verschiedene Probleme auf.
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So
ist ein Nachteil der Schneidköpfe
mit Fadenspule das Phänomen
des Verklebens, das nachstehend erklärt wird: bestimmte leistungsstarke
Geräte
beanspruchen den Schneidfaden im Innern ihres Drehkopfes ganz beträchtlich
aufgrund der Vibrationen und der Spannungen des Fadens, die durch
die Rotation dieses Kopfes mit sehr hoher Geschwindigkeit entstehen,
die 12000 Umdrehungen/Minute erreichen kann. Daraus folgt ein starker
Temperaturanstieg, bis nahe an den Schmelzpunkt der üblichen Schneidfäden (200
bis 220°C),
und dieser Temperaturanstieg kann ein Verkleben der Fadenwindungen hervorrufen,
die auf der im Drehkopf sitzenden Spule aufgerollt sind.
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Eine
andere bekannte Erscheinung ist der "Abriss an der Öse": ein herkömmlicher Schneidfaden, der
zu stark beansprucht ist, reisst schließlich im Bereich der Öse, durch
die der Faden aus dem Drehkopf austritt. Tatsächlich erhitzt sich der Faden
infolge wiederholter mechanischer Biegebelastungen am Ausgang der Öse des Kopfes.
Der progressive Temperaturanstieg des Fadens erzeugt an dieser Stelle eine
beträchtliche
Schwellung, die rasch zu einem Versprödungspunkt wird, der den Beginn
eines Fadenbruchs provoziert; daraus ergibt sich schließlich ein
Fadenriss. Dieses Phänomen
ist auch eine Folge der Tatsache, dass die Auslass-Ösen für den Faden der
gegenwärtigen
Schneidköpfe Ösen aus
Aluminium oder aus Messing mit scharfen Kanten sind, die das Reissen
des Fadens begünstigen.
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Im
Falle der bekannten Schneidköpfe
ohne Spule haben die mechanischen Teile zum Festhalten der Schneidfadenstücke gewöhnlich eine
relativ komplexe Bauweise und sind nicht gerade bequem zu handhaben,
wobei das Risiko besteht, dass bei einem Abriss des Schneidfadens
ein Fadenstückchen in
diesen Teilen festgeklemmt bleibt und schwer zu entfernen ist.
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Im
einzelnen weist der Stand der Technik, mit Bezug auf die vorgenannten
Dokumente, noch die folgenden Eigenheiten und Nachteile auf
- – Dokumente GB-A-2214048 und NL-A-8302111 : Jedes
Fadenstück
muss in U-Form gebogen und am Kopf in zwei parallele Durchlässe mit
geringem Querschnitt eingeführt
werden, was eine heikle Sache ist.
- – Dokument US-A-4924665 :
Das Fadenstück
wird einfach an einem Ende hakenförmig gebogen und durch eine Öffnung eingeführt, was
für einen
starren Metalldraht geeignet ist, aber nicht machbar ist mit einem
flexiblen Fadenstück.
- – Dokument GB-A-1583521 :
Gemäß den 4 und 6 läuft
das Fadenstück "quer" durch den Schneidkopf,
wobei es mehrere Knicke bildet, was das Einsetzen und das Ersetzen
des Fadens schwierig macht; gemäß den 5 und 7 hat
jedes Fadenstück
an einem Ende eine aufgeweitete Form, was die Verwendung von speziellen Schneidfäden anstelle
von Fäden
eines gängigen Typs
mit gleichbleibendem Querschnitt erfordert.
- – Dokument US-A-4513563 :
Das Fadenstück
wird mittels eines an diesem Stück
gebildeten Knotens (siehe 10) festgehalten,
was ziemlich unsicher erscheint; so ist ein Knoten an einem Schneidfaden
bereits schwer zu formen und der Knoten wird mit der Zeit die Tendenz
haben, von alleine aufzugehen.
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Man
kann auch noch Bezug nehmen auf das Dokument
DE-A-24 44
610 (
2), das
eine Mähmaschine
und nicht ein Freischneidegerät
oder einen Kantentrimmer betrifft, und in dem es sich um metallische
Fadenstücke
handelt, die durch den Umstand festgehalten werden, dass ihre zwei
parallelen Abschnitte miteinander verbunden sind, was diese Stücke schwer
herausnehmbar und ersetzbar macht. Eine solche Vorrichtung ist nicht
geeignet für
das Festhalten von flexiblen Stücken,
die zwei freie schneidende Teile bilden.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die Nachteile der gegenwärtigen Schneidköpfe mit oder
ohne Spule zu beseitigen, indem sie einen perfektionierten Kopf
liefert, bei dem die Probleme des Verklebens und des Abrisses an
der Öse
entfallen, und wobei auch das erneute Einsetzen eines Schneidfadens
und die Befestigung dieses Fadens durch eine besonders einfache,
wirtschaftliche und effiziente Lösung
erleichtert wird.
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Zu
diesem Zweck ist im wesentlichen Gegenstand der Erfindung ein rotierender
Schneidkopf für
ein Freischneidegerät
oder einen Kantentrimmer des Typs, der Schneidfaden-Stücke relativ
geringer Länge
einsetzt, die einzeln am Kopf festgehalten werden, wobei dieser
Kopf dadurch gekennzeichnet ist, dass er zwischen seiner Peripherie
und einer zentralen Aussparung mindestens einen radialen Durchlass
mit einem Querschnitt hat, der dem Doppelten des Querschnitts eines
Schneidfadenstücks
entspricht, und zwar in der Weise, dass das oder jedes Schneidfadenstück den radialen
Durchlass ein erstes Mal durchquert und im Inneren der zentralen
Aussparung um 180° gebogen
wird, um diesen radialen Durchlass ein zweites Mal zu passieren,
wobei das Biegen des Fadenstücks
um 180° im
Innern der zentralen Aussparung des Kopfes eine seitliche Verdickung
des Fadenstücks
bildet, die sein Festhalten gewährleistet.
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Demnach
schlägt
die Erfindung einen Schneidkopf vor, und zwar des Typs "ohne Spule", der bereits alle
Probleme des Verklebens der Windungen vermeidet. Außerdem umfasst
dieser Kopf ein Haltesystem für
Stücke
flexiblen Schneidfadens, das gar kein mechanisches Element mehr
erfordert, wobei gleichzeitig eine sehr wirksame Blockierung des
oder jedes Fadenstücks
gewährleistet
ist, die der Zentrifugalkraft widersteht (die notwendige Zugkraft, um
ein Fadenstück
vom Kopf zu trennen, beträgt mindestens
2000 N).
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In
dieser Hinsicht beruht die Erfindung auf der überraschenden Feststellung,
dass ein einfaches Umbiegen eines Fadenstücks aus Kunststoff am Biegepunkt
auf diesem Faden eine seitliche Verdickung hervorruft, die ausreicht,
um den Faden zu blockieren, aufgrund der Tatsache, dass der vom
Faden durchquerte Durchlass in geeigneter Weise dimensioniert ist.
Eine solche Verdickung entsteht sowohl bei einem Fadenstück mit rundem
Querschnitt wie bei einem Fadenstück mit vieleckigem, zum Beispiel
quadratischem Querschnitt. Es hat sich herausgestellt, dass ein
Fadenstück
mit allgemein quadratischem Querschnitt, aber mit konkav gebogenen
Seiten die Bildung der Verdickung erleichterte, die dieses Fadenstück festhält.
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Die
Handgriffe, die zur Einführung
eines Fadenstücks
und seinem Biegen notwendig sind, sind einfach und rasch gemacht
und erfordern kein Abmontieren des Kopfes, wenn nämlich dessen
zentrale Aussparung nach unten, also nach der Außenseite des Geräts gerichtet
ist.
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Bei
einer ersten Möglichkeit
kann das Biegen des oder jedes Schneidfadenstücks um 180°, das durch Bildung einer Verdickung
für dessen
Halt am Kopf sorgt, in geringem Abstand zu einem Ende dieses Fadens
ausgeführt
werden, wenn der gebogene Teil eine ausreichende Länge besitzt,
um den im Kopf vorgesehenen radialen Durchlass zu durchqueren.
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Bei
einer anderen Möglichkeit
ist das Biegen des oder jedes Schneidfadenstücks um 180°, das durch Bildung einer Verdickung
für dessen
Halt am Kopf sorgt, im wesentlichen in der Mitte der Länge dieses
Stücks
ausgeführt,
und zwar derart, dass von diesem Stück ausgehend zwei schneidende
freie Fadenteile gebildet werden, die parallel laufen und im wesentlichen
gleich lang sind und sich auf ein und derselben Ebene senkrecht
zur Achse des Kopfes erstrecken. So bildet ein einziges, am Kopf
blockiertes Fadenstück
zwei aktive parallele Teile, was die Schneidkraft des Fadens erhöht und gleichzeitig
die Kraft besser verteilt, was die Lebensdauer des Fadens erhöht. Außerdem ist
festgestellt worden, dass die Montage zweier Fadenteile "in Parallelform" auf der gleichen
Ebene zu einer spürbaren
Verringerung des Geräuschpegels
während
des Betriebs führte, selbst
bei Verwendung eines glatten Fadens mit gewöhnlichem Querschnitt (rund
oder quadratisch).
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Gemäß einem
anderen vorteilhaften Kennzeichen weist der oder jeder radiale Durchlass,
der im Schneidkopf vorgesehen ist, an seiner Öffnung zur Außenseite
dieses Kopfes hin mindestens eine angrenzende abgerundete Fläche auf
mit einem relativ großen
Krümmungsradius
und auch mit relativ großer
Durchgangslänge.
Diese abgerundete Form, die dem aus dem Kopf austretenden Fadenstück eine große Auflagefläche bietet
und gleichzeitig seine Biegung begrenzt, ermöglicht es, die unerwünschte Erscheinung
des "Abrisses an
der Öse" wirksam und kostengünstig zu
vermeiden und trägt
so zur längeren
Lebensdauer des Fadens bei. Vorzugsweise weist der oder jeder radiale
Durchlass zwei solche abgerundeten Auflageflächen auf, die symmetrisch angeordnet
sind und diesem Durchlass eine konisch erweiterte Austrittsöffnung geben,
so dass die gleiche vorteilhafte Wirkung bei einem sowohl in die
eine oder aber in die andere Richtung drehenden Kopf erzielt wird.
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Schließlich ist
festzustellen, dass der Kopf, der Gegenstand der Erfindung ist,
sowohl aus Metall als auch aus Kunststoff hergestellt werden kann, ohne
Begrenzung der Dimensionen des Querschnitts oder der Höhe, wobei
jeder Kopf Schneidfadenstücke
in beliebiger Anzahl aufnehmen kann, und der einsetzbar ist an jedem
Gerät der
Art Freischneider oder Kantentrimmer, indem eventuell ein Adapter
für dessen
Montage zwischengeschaltet wird.
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Die
Erfindung wird besser verstanden werden mit Hilfe der folgenden
Beschreibung mit Bezug auf den beigefügten schematischen Zeichnungssatz, der
beispielhaft ein Ausführungsbeispiel
dieses Schneidkopfes für
Freischneider oder Kantentrimmer darstellt.
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1 ist eine perspektivische
Ansicht eines Schneidkopfes entsprechend der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Ansicht von unten,
mit teilweise angeschnittenem Schneidkopf der 1;
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3 ist eine Teilansicht dieses
Kopfes im Schnitt längs
III–III
der 2;
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4 ist in vergrößertem Maßstab eine
andere Teilansicht desselben Kopfes im Schnitt längs IV–IV der 2;
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5 ist eine Schnittansicht ähnlich der 4, darstellend eine Variante
bezüglich
des Querschnitts der Schneidfaden-Stücke;
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6 ist eine Ansicht von unten
desselben Schneidkopfes, der mit Fadenstücken in anderer Anzahl und
Anordnung verwendet wird.
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Der
in der Zeichnung dargestellte rotierende Schneidkopf, als Ganzes
mit der Kennziffer 1 bezeichnet, besitzt eine zentrale
Achse 2 und besteht aus zwei aufeinanderliegenden kreisförmigen Teilen 3 und 4,
die mittels mehrerer Schrauben 5 miteinander verbunden
sind. Das erste Teil 3 ist ringförmig und das zweite Teil 4 hat
eine gewölbte
Kreisform, so dass im Kopf 1 eine zentrale Aussparung 6 in
Form eines im wesentlichen halbkugelförmigen Hohlraums gebildet wird.
Die Konformation der zusammengefügten
Teile 3 und 4 bildet eine ringförmige peripherische
Auskehlung 7.
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Zwischen
der zentralen Aussparung 6 und der peripherischen Auskehlung 7 des
Kopfes 1 sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel
vier radiale Durchlässe 8 angebracht,
die in regelmäßigen Winkelabständen von
90° auseinanderliegen. Wie
die 4 und 5 zeigen, hat jeder radiale
Durchlass 8 einen rechtwinkligen Querschnitt, dessen Breite
das Doppelte seiner Höhe
beträgt.
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Wie
die 2 zeigt, weist jeder
radiale Durchlass 8 an seiner Mündung in die peripherische Auskehlung 7 des
Kopfes 1 eine trichterförmige
Erweiterung auf, die sich aus den zwei benachbarten abgerundeten
Flächen 9 und 10 ergibt,
die symmetrisch angeordnet sind. Der Krümmungsradius R und die Durchgangslänge jeder
abgerundeten Fläche 9 oder 10 sind
ziemlich groß,
zum Beispiel in der Größenordnung
von 1 bis 2 cm. Der Schneidkopf 1 hat auch noch ein Loch 11 mit
Innengewinde, das sich auf seiner Zentralachse 2 am Boden
der zentralen Aussparung 6 befindet, damit er an einem
Gerät wie einem
Freischneider oder Kantentrimmer befestigt werden kann und damit
er durch die Antriebsvorrichtungen dieses Geräts in rotierende Bewegung versetzt
werden kann.
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Jeder
radiale Durchlass 8 des Kopfes 1 kann ein Schneidfaden-Stück 12 aufnehmen,
insbesondere aus Kunststoff, wobei die 1 den Kopf 1 zeigt, der nur
mit zwei diametral entgegengesetzten Fadenstücken 12 ausgestattet
ist, und die 6 die Möglichkeit
zeigt, diesen Kopf 1 mit vier Fadenstücken 12 auszustatten,
die durch Winkelabstände
von 90° getrennt
sind.
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Jedes
Schneidfaden-Stück 12 wird
am Kopf 1 befestigt, indem es einen Durchlass 8 von
außen nach
innen ein erstes Mal durchquert, dann im Innern der zentralen Aussparung 6 um
180° gebogen
wird und schließlich
den gleichen Durchlass 8 von innen nach außen ein
zweites Mal durchquert. An dem Punkt, an dem das Fadenstück 12 um
180° gebogen wird,
bildet dieses Biegen eine seitliche Verdickung 13 des Fadenstücks 12,
die dessen Halten durch Festsitzen an der Fläche der zentralen Aussparung 6 gewährleistet,
und zwar um die innere Öffnung
des Durchlasses 8 herum, wie in der 3 gezeigt ist.
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Bei
dem in den 1 bis 3 gezeigten Beispiel erfolgt
das Biegen jedes Schneidfaden-Stücks 12 um
180° in
geringem Abstand zu einem Ende dieses Fadenstücks 12. Demnach hat
das Fadenstück 12 einen
Hauptteil 12a von großer
Länge,
der zum Schneiden der Pflanzen dient, und einen gebogenen Teil 12b geringer
Länge,
der ausreicht, um den entsprechenden radialen Durchlass 8 zu
durchqueren.
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Beim
Durchqueren dieses radialen Durchlasses 8 liegen die zwei
Teile 12a und 12b des Fadenstücks 12 nebeneinander
und füllen
den Querschnitt des Durchlasses 8 aus, wie in der 4 gezeigt ist. Das Fadenstück 12 hat
vorteilhafterweise einen quadratischen Querschnitt, dessen Seitenlänge der Höhe des Querschnitts
des radialen Durchlasses 8 entspricht, also der Hälfte der
Breite dieses Querschnitts. Speziell bei Ver- wendung eines Fadenstücks 12 eines
Schneidfadens mit quadratischen Querschnitt mit konkav gebogenen
Seiten wird die Bildung der seitlichen Verdickung 13 begünstigt,
die das Festhalten dieses Fadenstücks 12 gewährleistet.
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Als
Variante, wie sie die 5 zeigt,
kann jedes Schneidfaden-Stück 12 auch
einen kreisrunden Querschnitt besitzen, dessen Durchmesser der Höhe des Querschnitts
des radialen Durchlasses 8 entspricht, also der Hälfte der
Breite des Querschnitts dieses Durchlasses 8.
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Schließlich kann
man mit Bezug auf die 6 feststellen,
dass jedes Schneidfaden-Stück 12 auch
in der Mitte seiner Länge
um 180° gebogen
werden kann, um so zwei schneidende Fadenabschnitte 12c und 12d zu
bilden, die gleich lang und frei sind und parallel zueinander auf
der gleichen, zur Zentralachse 2 des Schneidkopfes 1 senkrechten
Ebene verlaufen. Eine solche Verdoppelung der Fadenstücke 12 sichert
einen besonders ruhigen Lauf des Schneidkopfes 1 und verbessert
gleichzeitig die Schneidwirkung.
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In
allen Fällen
dient die eine oder die andere der abgerundeten Flächen 9 und 10 (je
nach der Drehrichtung des Kopfes 1) als Auflagefläche für das entsprechende
Fadenstück 12 bei
seinem Austritt aus dem Kopf 1, was die Erscheinung des "Abrisses an der Öse" verhindert.
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Man
würde den
Rahmen der Erfindung, wie sie in den anliegenden Ansprüchen definiert
ist, nicht verlassen, wenn:
- – die Anzahl
der am Schneidkopf vorgesehenen radialen Durchlässe oder andere Einzelheiten
der Form dieses Kopfes geändert
werden;
- – der
Schneidkopf aus allen möglichen
Materialien und aus einem oder mehreren Teilen hergestellt wird;
- – die
Anzahl der am Kopf befestigten Schneidfaden-Stücke geändert wird;
- – Schneidfaden-Stücke mit
allen möglichen
Querschnitten und aus allen möglichen
Materialien verwendet werden, die ein Umbiegen mit Bildung einer
Verdickung erlauben.