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Die
vorliegende Erfindung betrifft Schneidfäden, die dafür vorgesehen
sind, die Vegetation zu schneiden und die in motorisierten Geräten mit
Rotationskopf, die für
gewöhnlich
als Freischneider und Trimmer bezeichnet werden, einsetzbar sind.
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Diese
Geräte
sind gemeinhin mit einem elektrischen Motor oder einem Verbrennungsmotor
ausgerüstet,
der einen sich drehenden Kopf, der einen oder mehrere Schneidfäden trägt, mit
einer hohen Geschwindigkeit, die zwischen etwa 3000 Umdrehungen/Minute
und 12000 Umdrehungen/Minute liegen kann, in Drehung versetzt. Während der
Drehung des Kopfes und durch die Wirkung der Zentrifugalkraft breiten
sich der eine oder die mehreren Schneidfäden radial aus und überstreichen
so einen bestimmten kreisförmigen
Bereich, in dessen Innerem sie auf die dort befindliche Vegetation
eine schneidende Wirkung ausüben.
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Die
für einen
solchen Einsatz am häufigsten hergestellten
und vermarkteten Schneidfäden
sind glatte Einzelfäden,
meistens vom "Einzelmaterial"-Typ und insbesondere
aus Kunststoffmaterial hergestellt, beispielsweise aus Polyamid.
Diese Fäden können entweder
einen runden Querschnitt oder einen polygonalen Querschnitt, beispielsweise
quadratisch oder sternförmig,
haben.
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Beim
Einsatz erzeugen diese Schneidfäden ein
starkes und unangenehmes Geräusch,
das zu dem Geräusch
des Antriebsmotors für
den Rotationskopf hinzukommt. Diese Geräusche bewirken eine Lärmbelästigung,
die um so störender
ist, da die Freischneider und Trimmer aufgrund ihrer Bestimmung
im Freien eingesetzt werden. Außerdem
sind Vorschriften in Vorbereitung, die darauf abzielen, das Geräusch dieser
Geräte
auf ein als akzeptabel eingestuftes Niveau zu begrenzen.
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Zur
Verminderung der Geräusche,
die von Schneidfäden
im Einsatz erzeugt werden, wurden bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen.
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So
umfassen bestimmte bekannte Schneidfäden gerade oder schraubenförmige Längsrillen
mit abgerundetem oder eckigem Querschnitt in variabler Anzahl (eine
oder mehrere Längsrillen);
diese Rillen können
durch gerade oder schraubenförmige
Rippen ersetzt werden. Es kann hierfür auf das deutsche Patent Nr.
4005879 Bezug genommen werden. Diese Lösung hat den Nachteil die Oberflächenqualität des Fadens
zu beeinträchtigen,
wobei diese ein wichtiger Parameter für seine Schneidequalität ist.
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Eine
weitere bekannte Lösung,
die insbesondere auf einen Schneidfaden mit quadratischem Querschnitt
anwendbar ist, besteht darin, den Faden zu verdrillen. Diese durch
das deutsche Gebrauchsmuster Nr. 9412925 offenbarte Lösung ist
relativ effizient, jedoch bleibt die Geräuschminderung abhängig von
der Anzahl der Schraubenumdrehungen des Schneidfadens pro Längeneinheit
dieses Fadens. Außerdem
beeinträchtigt
die Verdrillung des Fadens seine Oberflächenqualität; sie kompliziert und verteuert
auch die Herstellung dieses Fadens.
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Die
französische
Patenanmeldung Nr. 2741776 auf den Namen des Anmelders (siehe auch das Äquivalent
WO 9719584) schlägt
einen Schneidfaden mit welliger Form vor, die darauf abzielt, das Betriebsgeräusch zu
vermindern. In seiner Grundausführung
besitzt dieser Faden über
seine ganze Länge
einen konstanten, insbesondere kreisförmigen Querschnitt und er hat
Welligkeiten, die sich in seiner Längsrichtung wiederholen und
die in einer einzelnen radialen Richtung liegen, wobei der wellige Schneidfaden
sich somit in einer einzigen Ebene ausformt. Diese Lösung gestattet
es, die Geräusche allgemein
zu verringern, sie unterdrückt
jedoch nicht bestimmte Pfeifgeräusche
oder andere unangenehme schrille Töne, die vom Schneidfaden beim
Betrieb erzeugt werden.
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Eine
weitere französische
Patentanmeldung Nr. 2760596 auf den Namen des Anmelders sieht zur Verminderung
des Betriebsgeräusches
einen Schneidfaden vor, der durch einen Kernfaden vom Einzelfaden-Typ
gebildet wird, der von einer körnigen Umkleidung
ummantelt ist, die dem Faden ein ungleichmäßiges und/oder rauhes Aussehen
der Oberfläche
verleiht. Es handelt sich hierbei um einen zusammengesetzten Schneidfaden,
also um einen Typ, der sich von den "Einzelmaterial"-Fäden,
auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, unterscheidet.
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Es
wurden auch Schneidfäden
mit einem Spezialprofil in "Wassertropfen"-Form oder in Flugzeugflügel-Form
vorgeschlagen, wobei ein solches Profil dafür gedacht ist, die Bewegung
durch die Luft zu verbessern. Diese Lösung gestattet lediglich eine relativ
geringe Verminderung der Geräusche
und ist daher nicht besonders leistungsfähig.
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Es
können
auch Ausführungsversuche
von Schneidfäden
angeführt
werden, die auf der Oberfläche
kleine Zellen in der Art eines Golfballs haben – hierzu sei beispielsweise
die deutsche Patentanmeldung Nr. 196 32 721 genannt (5).
Außer
den Schwierigkeiten bei der Herstellung bewirkt letztere Lösung auch
eine Beeinträchtigung
der Oberflächenqualität des Fadens.
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Schließlich zeigen
die Patente US Nr. 4054993 und
US
4290257 Schneidfäden,
die Abschnitte mit größerem Querschnitt
haben, insbesondere in Form aufgesetzter Elemente, wie etwa Hülsen. Diese
Elemente zielen darauf ab, das Schneidvermögen des Fadens zu verbessern
oder seine Abnutzung zu vermindern, und nicht darauf, die Geräuschbelästigungen
beim Betrieb dieses Fadens zu verringern.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, alle zuvor dargelegten Nachteile
zu beseitigen, indem sie einen verbesserten Schneidfaden bereitstellt,
der eine wesentliche Verringerung der Geräuschbelästigungen und insbesondere
die Beseitigung aller unerwünschten
Pfeifgeräusche
und schrillen Töne
bietet.
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Hierzu
hat die Erfindung einen Schneidfaden mit geräuscharmem Betrieb für Freischneider
und Trimmer so wie er in Anspruch 1 festgelegt ist als Gegenstand.
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Die
Erfindung stellt somit einen Schneidfaden mit "geringeltem" oder ähnlichem Aussehen bereit, also
mit einem über
seine Länge
nicht konstanten sondern im Gegenteil variablen Querschnitt, wobei
der Faden typischerweise Kanten hat, die voneinander durch verengte
Fadenabschnitte mit kontinuierlicher Veränderung getrennt sind, die
sich unbegrenzt mit einer bestimmten "Schrittweite" wiederholen. Es wurde überraschend
festgestellt und dann durch Versuche bestätigt, daß ein derart ausgebildeter
Schneidfaden allgemein eine starke Absenkung des von der Rotation
des Fadens in der Luft erzeugten Geräuschpegels bewirkt; außerdem ist
das Frequenzspektrum der verbleibenden Geräusche so, daß die unangenehmsten
Pfeifgeräusche
oder schrillen Töne
beseitigt sind.
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Die
Form dieses Fadens kann durch das Verhältnis zwischen dem Querschnitt
(Maximum) der Kanten einerseits und dem Querschnitt (Minimum) der
zwischen diesen Kanten angeordneten Fadenabschnitte andererseits
gekennzeichnet werden.
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Die
Erfindung wird durch die folgende Beschreibung besser verständlich,
mit Bezug auf die beigefügte
schematische Zeichnung, die beispielhaft einige Ausführungsformen
dieses geräuscharmen Schneidfadens
für Freischneider
und Trimmer darstellt:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Schneidfadens gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
eines Abschnitts des Schneidfadens der 1;
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3 stellt
in einer stärkeren
Vergrößerung ein
Detail des Schneidfadens der 1 und 2 dar;
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4 ist
eine Ansicht ähnlich
der 2, die eine weitere Ausführungsform des Schneidfadens zeigt;
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5 stellt
ein Detail des Schneidfadens der 4 vergrößert dar;
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die 6 und 7 veranschaulichen
Varianten der Schneidfäden
der vorhergehenden Figuren.
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Die
in den 4, 5 und 7 dargestellten
Konstruktionen fallen nicht unter die Erfindung.
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1 zeigt
allgemein einen Schneidfaden 1 für Freischneider oder Trimmer,
der ein Faden mit rundem, jedoch nicht konstantem Querschnitt ist. Dieser
Faden 1 umfaßt über seine
gesamte Länge ringförmige Ausformungen 2 mit
größerem Querschnitt,
zwischen denen sich dazwischenliegende Fadenabschnitte 3 mit
kleinerem Querschnitt erstrecken.
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Wie
genauer in den 2 und 3 dargestellt
ist, wird jede der ringförmigen
Ausformungen 2 hier durch eine kreisförmige Kante der sehr geringen Dicke
E gebildet, die auf der Längsachse
A des Fadens 1 zentriert ist. Diese ringförmigen Ausformungen 2 sind
in der Längsrichtung
des Fadens 1 voneinander durch eine konstante Schrittweite
P getrennt. Die verengten Abschnitte 3 des Fadens 1,
die sich zwischen den ringförmigen
Ausformungen 2 erstrecken, besitzen einen mit D1 bezeichneten
minimalen Durchmesser, wohingegen der maximale äußere Durchmesser der ringförmigen Ausformungen 2 mit D2
bezeichnet ist.
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Das
Verhältnis
D2/D1 der oben definierten Durchmesser kennzeichnet die Form des
Schneidfadens 1. Beispielsweise ist der minimale Durchmesser D1
der verengten Abschnitte 3 des Schneidfadens 1 in
etwa gleich 1,2 mm, wohingegen der äußere Durchmesser der ringförmigen Ausformungen 2 in etwa
gleich 1,5 mm ist, was einem Verhältnis D2/D1 von in etwa 1,25
entspricht.
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Die 4 und 5 zeigen
einen weiteren Schneidfaden 1, der eine Variante des vorhergehenden
darstellt. Dieser Faden 1, der auch einen kreisförmigen Querschnitt
hat, besitzt Ausformungen 2 in Form ringförmiger Wulste
mit einer größeren Dicke
E und abgerundetem Profil, deren maximaler äußerer Durchmesser mit D2 bezeichnet
ist und die voneinander durch eine Schrittweite P getrennt sind.
Die verengten Abschnitte 3 des Schneidfadens 1,
die sich zwischen den ringförmigen
Ausformungen 2 erstrecken, besitzen hier einen über ihre
ganze Länge
konstanten Durchmesser D1, wobei der Durchmesser D1 selbstverständlich kleiner
als der Durchmesser D2 ist.
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In
den Beispielen, die in den 1 bis 5 dargestellt
sind, befinden sich die Ausformungen 2 in zur Längsachse
A des Schneidfadens 1 orthogonalen Ebenen. Die 6 und 7 zeigen
Varianten dieses Fadens 1, bei denen sich die Ausformungen 2,
im Gegensatz dazu, in Ebenen befinden, die nicht orthogonal zur
Längsachse
A des Fadens 1 sind, das heißt in Ebenen, die in Bezug
auf eine zur Achse A orthogonale Ebene eine Neigung α haben.
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Genauer
werden in der Ausführungsform
in 6 die Ausformungen 2 durch geneigte elliptische Kanten
gebildet. In der Ausführungsform
in 7 werden die Ausformungen 2 durch geneigte
Wülste gebildet.
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In
jedem Fall hat der Schneidfaden 1 mit ringförmigen Ausformungen 2,
so wie sie obenstehend beschrieben sind, einen Lauf, der geräuscharmen
ist und weder Pfeifgeräusche
noch andere unangenehme schrille Töne aufweist.
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Eine
Ausführungsform
fällt nicht
aus dem Rahmen der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen festgelegt
ist, indem die verschiedenen Formparameter P, E, D1, D2 (oder ihre
Verhältnisse), die
die Form des Schneidfadens 1 kennzeichnen, verändert werden.