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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mähfaden zum Trimmen und Schneiden von
Pflanzen, einen Mähfaden, der in Motorgeräten mit Drehkopf verwendet wird, die
üblicherweise Freischneider und Kantentrimmer genannt werden.
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Diese Geräte sind im allgemeinen mit einem Elektro- oder Verbrennungsmotor
ausgestattet, der mit hoher Geschwindigkeit einen Drehkopf in Rotation versetzt, der
einen oder mehrere Mähfäden trägt. Während der Rotation des Kopfes und infolge der
Wirkung der Zentrifugalkraft entfaltet oder entfalten sich der Mähfaden oder die
Mähfäden radial und bestreichen somit einen bestimmten kreisförmigen Bereich, in dem
sie eine Schneidwirkung auf die getroffenen Pflanzen ausüben. In bekannter Weise
können die Mähfäden Fäden des Monofilament- oder Multifilament-Typs sein, aus
pflanzlichem Material, Kunststoff, Metall oder Metall/Kunststoff-Verbund bestehen,
und diese Fäden können entweder einen runden Querschnitt oder auch einen
polygonalen, zum Beispiel viereckigen oder sternförmigen Querschnitt besitzen.
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Beim Gebrauch erzeugen solche Mähfäden ein beträchtliches und unangenehmes
Geräusch, das zum Geräusch des Antriebsmotors des Drehkopfes noch hinzukommt.
Diese Geräusche verursachen eine Lärmbelästigung, die umso schädlicher ist, als die
Freischneider und Kantentrimmer ihrem Zweck entsprechend im Außenbereich eingesetzt
werden. Gesetzliche Vorschriften mit dem Ziel, den Lärm dieser Geräte auf einen als
akzeptabel erachteten Pegel zu begrenzen, sind im übrigen in Vorbereitung.
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Verschiedene Lösungen sind bereits vorgeschlagen worden, um zu versuchen, den von
den Mähfäden beim Einsatz erzeugten Lärm zu reduzieren.
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So schlägt die französische Patentanmeldung 2658698 (dem deutschen Patent 4005879
äquivalent) vor, in den Mähfäden Längsrillen einzutiefen, und zwar geradlinig oder
spiralförmig, mit gerundetem oder winkligem Querschnitt, durchgehend oder
unterbrochen. Diese Rillen haben eine ziemlich begrenzte Wirksamkeit bezüglich der
Lärmreduzierung, und ihr Vorhandensein führt zu einer nicht zu vernachlässigenden
Verringerung des Querschnitts des Mähfadens, folglich zu einer mechanischen
Schwächung dieses Fadens. Wie leicht verständlich ist, hätte jede zusätzliche Vertiefung
dieser Rillen mit dem Ziel, deren Wirksamkeit zu verbessern, zur Folge, den Mähfaden
noch weiter zu schwächen und ihn brüchig zu machen. Als Variante schlägt das
vorgenannte Dokument vor, auf dem Mähfaden an Stelle der Rillen Vorsprünge oder
Rippen zu bilden, aber das ist technisch schwierig und im Rahmen einer industriellen
Herstellung mit hohen Kosten verbunden. Eine analoge Lösung mit spiralförmigen Rippen
ist in der internationalen Patentanmeldung WO 9413127 (dort Fig. 29) dargelegt.
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Eine andere bekannte Lösung (siehe zum Beispiel das deutsche Gebrauchsmuster
9412925 und die entsprechende europäische Patentanmeldung 0696414) zur
Reduzierung des Lärms besteht darin, den Mähfaden zu verdrillen. Diese Lösung ist jedoch
nur bei einem Mähfaden mit polygonalem Querschnitt, insbesondere viereckigem
Querschnitt, anwendbar, und sie kann nicht angewandt werden bei Mähfäden mit
rundem Querschnitt, die heute noch 80% der Produktion ausmachen. Außerdem verfälscht
die Verdrillung des Fadens seine Oberflächenqualität; sie kompliziert und verteuert
auch die Herstellung dieses Fadens.
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Man hat auch Mähfäden mit Spezialprofil in Form eines "Wassertropfens" oder
Flugzeugflügels vorgeschlagen, die die Luftdurchdringung verbessern sollen. Diese Lösung
ermöglicht nur eine recht geringe Reduzierung des Lärms und ist daher nicht
besonders wirkungsvoll.
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Schließlich kann man Versuche zur Herstellung von Mähfäden nennen, die auf der
Oberfläche kleine Waben, wie ein Golfball, aufweisen. Abgesehen von den
Schwierigkeiten der Herstellung führt diese letztere Lösung zu einer Verschlechterung der
Qualität der Fadenoberfläche.
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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden, indem sie
einen verbesserten Mähfaden liefert, der eine fühlbare Reduzierung des Betriebslärms
bringt, ohne die wesentlichen Eigenschaften des Fadens zu verfälschen und
insbesondere, ohne diesen mechanisch zu schwächen, ja ihn sogar zu verstärken, und das unter
Beibehaltung einer relativ einfachen und wirtschaftlichen industriellen Herstellung,
wobei die vorgeschlagene Lösung insbesondere bei Mähfäden mit rundem Querschnitt
anwendbar ist, aber auch mit Mähfäden mit einem anderen als runden Querschnitt
kompatibel bleibt.
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Zu diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Mähfaden für Freischneider und
Kantentrimmer, ein Mähfaden, der um einen zentralen Kern herum hervorstehende
spiralförmige Bereiche umfasst, um den Betriebslärm zu reduzieren, und der dadurch
gekennzeichnet ist, dass er aus einem Fadenkern gebildet ist, um den in Spiralform
mindestens ein Umkleidungsfaden gewickelt ist, dessen Querschnitt kleiner ist als
derjenige des Fadenkerns.
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So besteht die erfinderische Idee, die die Grundlage der vorliegenden Erfindung bildet,
darin, ein Monofilament für Freischneider oder Kantentrimmer, hier "Fadenkern"
genannt, mit einem oder mehreren Zusatzfäden mit geringerem Durchmesser, hier
"Umkleidungsfäden" genannt zu umhüllen. Diese Umhüllung ermöglicht es, ein
ausgerichtetes Relief auf dem fertigen Mähfaden zu schaffen, wobei das erhaltene Relief die
Wirkung hat, den Widerstandskoeffizienten des rotierenden Mähfadens in der Luft zu
verbessern und infolgedessen die Lärmbelästigungen während des Betriebs im
Vergleich zu einem herkömmlichen Faden für Freischneider zu reduzieren. Die Wahl der
Anzahl der Umkleidungsfäden, ihres Querschnitts und der Steigung der Spiralen,
gemäß denen diese Umkleidungsfäden gewickelt werden, ermöglicht die Regulierung
des Dezibel-Gewinns je nach dem gewünschten Ergebnis.
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Außerdem wird aufgrund des beibehaltenen Prinzips der Anbringung eines oder
mehrerer Umkleidungsfäden jegliche Schwächung des Mähfadens vermieden (im
Gegensatz zu bekannten Ausführungen mit Waben oder in den Faden eingetieften Rillen),
und sogar eine Verstärkung des Mähfadens erreicht, weil eine Art von äußerer
Bewehrung geschaffen wird, die auf der gesamten Länge des Mähfadens vorhanden ist.
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Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Fadenkern mit einem
einzigen, in Spiralform gewickelten Umkleidungsfaden versehen.
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Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Fadenkern mit zwei
Umkleidungsfäden versehen, die in parallelen Spiralen in gleicher Richtung und mit
gleicher Steigung gewickelt sind. Vorzugsweise sind die zwei Umkleidungsfäden hier
in zwei parallelen Spiralen mit gleicher Steigung und bezogen auf die Zentralachse des
Mähfadens diametral gegenüberliegend gewickelt, wobei jeder Querschnitt dieses
Mähfadens folglich symmetrisch ist.
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Nach noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Fadenkern mit
zwei Umkleidungsfäden versehen, die in Spiralen mit gleicher Steigung, aber in
entgegengesetzter Richtung umwickelt sind und Kreuzungspunkte aufweisen.
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Vorteilhafterweise ist der oder sind die Umkleidungsfäden auf dem Fadenkern, um den
sie spiralförmig gewickelt sind, befestigt, und zwar insbesondere durch Kleben, durch
Schmelzen, durch Schrumpfen oder durch Umhüllen mit einer Außenhaut, um so zu
vermeiden, dass der oder die Umkleidungsfäden sich während des Einsatzes des
Mähfadens vom Fadenkern lösen.
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Der Fadenkern besitzt vorzugsweise einen runden Querschnitt, während der oder die
Umkleidungsfäden einen runden, quadratischen, rechteckigen, dreieckigen oder
anderen Querschnitt besitzen können. Ein Umkleidungsfaden mit rechteckigem
Querschnitt, der wie ein Bändchen aussieht, kann leicht auf dem Fadenkern angebracht und
"flach" befestigt werden. Umkleidungsfäden mit dreieckigem oder einem anderen
polygonalen Querschnitt haben auch den Vorteil, durch ihre Grate die Schneidkraft zu
verbessern und gleichzeitig den Lärm zu reduzieren.
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Der Fadenkern kann in herkömmlicher Weise aus einem Polyamid-Faden bestehen.
Auch die Umkleidungsfäden können aus Polyamid hergestellt werden, in welchem
Fall ihre Befestigung auf dem Fadenkern durch Schmelzen oder Verschweissen
erreicht werden kann, insbesondere, indem die Fäden zusammen durch Säuren, wie etwa
Ameisensäure, gezogen werden, was eine oberflächliche Auflösung hervorruft. Die
Umkleidungsfäden können aber auch von anderer Beschaffenheit als der Kernfaden
sein, und zwar insbesondere Fäden aus Kunststoff, die mit Glasfasern beladen sind,
um die Schneidleistung des Mähfadens zu verbessern und um seine mechanische
Festigkeit zu erhöhen, um so das Risiko des Abreißens an der Öse zu vermeiden. Noch
allgemeiner können der Fadenkern und der oder die Umkleidungsfäden aus Kunststoff,
pflanzlichem Material, Metall, Metall/Kunststoff-Verbund oder anderem Material
bestehen, und der "Komposit"-Charakter des Mähfadens, der Gegenstand der Erfindung
ist, ermöglicht die Optimierung seiner Zusammensetzung je nach den gewünschten
primären und sekundären Eigenschaften, zum Beispiel der Abbaubarkeit.
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Die Erfindung wird besser verstanden werden mit Hilfe der folgenden Beschreibung
mit Bezug auf den beigefügten schematischen Zeichnungssatz, der beispielhaft einige
Ausführungsformen dieses Mähfadens für Freischneider und Kantentrimmer darstellt:
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Mähfaden-Stücks entsprechend der vorliegenden
Erfindung, das mit einem einzigen Umkleidungsfaden versehen ist;
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Mähfaden-Stücks, das mit zwei in der gleichen
Richtung gewickelten Umkleidungsfäden versehen ist;
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Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Mähfaden-Stücks, das mit zwei in gegenläufiger
Richtung gewickelten Umkleidungsfäden versehen ist;
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Fig. 4 ist eine Seitenansicht eines anderen Mähfaden-Stücks, das mit zwei in der
gleichen Richtung gewickelten Umkleidungsfäden versehen ist;
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Fig. 5 stellt den symmetrischen Querschnitt des Mähfadens der Fig. 4 dar;
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Fig. 6 ist eine sehr schematische Seitenansicht einer Anlage für die Fabrikation des
Mähfadens der Fig. 4 und 5.
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Die Fig. 1 zeigt ein Stück eines Mähfadens, der als Ganzes mit der Kennziffer 1
bezeichnet ist, für Freischneider oder Kantentrimmer. Der Mähfaden 1 setzt sich
zusammen aus einem Fadenkern 2 mit rundem Querschnitt und einem einzigen
Umkleidungsfaden 3 mit kleinerem Querschnitt, der in Spiralform um den Fadenkern 2
gewickelt ist, wobei die von dem Umkleidungsfaden 3 gebildete Spirale eine bestimmte
Steigung P besitzt.
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Die Fig. 2 zeigt eine erste Variante dieses Mähfadens 1, bei der zwei
Umkleidungsfäden 4 und 5 spiralförmig in der gleichen Richtung um den Fadenkern 2 mit rundem
Querschnitt gewickelt sind. Die zwei Umkleidungsfäden 4 und 5 bilden zwei parallele
Spiralen mit der gleichen Steigung P, und sie liegen hier praktisch nebeneinander.
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Die Fig. 3 zeigt einen anderen Mähfaden 1, bei dem die zwei Umkleidungsfäden 6
und 7 spiralförmig, aber in gegenläufiger Richtung zueinander um den Fadenkern 2
mit rundem Querschnitt gewickelt sind. Die zwei Umkleidungsfäden 6 und 7 bilden
zwei Spiralen mit der gleichen Steigung P, und sie weisen Kreuzungspunkte 8 auf.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen noch einen anderen Mähfaden 1, bei dem zwei
Umkleidungsfäden 9 und 10 spiralförmig in der gleichen Richtung um den Fadenkern 2 mit
rundem Querschnitt gewickelt sind. Die zwei Umkleidungsfäden 9 und 10 bilden zwei
parallele Spiralen mit gleicher Steigung P. Diese zwei Spiralen sind, bezogen auf die
Zentralachse 11 des Mähfadens 1, diametral gegenüberliegend; anders gesagt, jeder
Querschnitt dieses Fadens 1, so wie der in der Fig. 5 gezeigte, ist symmetrisch: die
Positionen der zwei Umkleidungsfäden 9 und 10 sind symmetrisch im Verhältnis zur
Zentralachse 11 des Fadenkerns 2. Man kann auch sehen, dass die zwei Spiralen, die
jeweils von den zwei Unikleidungsfäden 9 und 10 gebildet werden, hier gegeneinander
axial um eine halbe Steigung P/2 axial verschoben sind (vergleiche wiederum mit der
Fig. 4).
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Die Fig. 6 stellt sehr schematisch eine Anlage zur Herstellung des Mähfadens 1 mit
symmetrischem Querschnitt gemäß den Fig. 4 und 5 dar.
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Der Fadenkern 2 wird anfangs um eine Spule 12 gewickelt, die sich in Richtung des
Pfeils F abwickelt. Ein Halter 13, der drehbar um die Laufrichtungsachse des
Fadenkerns montiert ist, trägt zwei einander diametral gegenüberliegende Hilfsspulen 14 und
15, auf denen jeweils die zwei Umkleidungsfäden 9 und 10 aufgewickelt sind. Die
Kombination der Vorwärtsbewegung des Fadenkerns 2 und der Drehbewegung des
Halters 13 ermöglicht das Aufbringen der zwei Umkleidungsfäden 9 und 10 um den
Fadenkern 2 herum, wobei sie in Form von zwei verflochtenen Spiralen, entsprechend
der vorstehend beschriebenen symmetrischen Konfiguration, gewickelt werden.
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Das von dem Fadenkern 2 und von den zwei um diesen Fadenkern 2 gewickelten
Umkleidungsfäden 9 und 10 gebildete Ensemble läuft anschließend durch eine Station 16
zum Aufbringen von Wärme-Schmelz-Kleber oder zum Durchziehen durch
Ameisensäure, dann in einen Ofen 17 zur Fixierung und zum Trocknen. Der so erhaltene fertige
Mähfaden 1, dessen zwei Umkleidungsfäden 9 und 10 auf dem Fadenkern 2 befestigt
worden sind, wird um eine Aufnahmespule 18 gewickelt.
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Um ein Beispiel anzuführen: ein Mähfaden 1 entsprechend den Fig. 4 und 5 ist
herstellbar, insbesondere mit dem in der Fig. 6 gezeigten Verfahren, mit einem
Fadenkern 2, der einen Durchmesser von 2,2 mm hat, und zwei Umkleidungsfäden 9 und
10, die jeder einen Durchmesser von 0,1 mm haben, so dass der Enddurchmesser eines
solchen Mähfadens 2,4 mm beträgt. Die vom Antragsteller durchgeführten Versuche
haben, im Vergleich zu einem herkömmlichen Mähfaden mit gleichem Durchmesser,
den Beweis für eine starke Lärmreduzierung von etwa 15 Dezibel erbracht für einen
solchen Faden, der mit einer Geschwindigkeit von 5000 Umdrehungen/Minute rotiert.
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Man würde den Rahmen der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, nicht
verlassen:
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- durch den Einsatz von einem oder mehreren Umkleidungsfäden mit verschiedenen
Querschnitten, nicht notwendigerweise rund, sondern die auch ein quadratisches,
rechteckiges, dreieckiges Profil oder ein anders geformtes Profil... aufweisen
können;
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- durch das Wickeln des Umkleidungsfadens oder der Umkleidungsfäden um den
Fadenkern in Spiralen, deren Steigung P mehr oder weniger eng ist, je nach dem
Durchmesser des Fadenkerns und dem gewünschten Dezibelgewinn;
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- durch Aufbringen des Umkleidungsfadens oder der Umkleidungsfäden auf den
Fadenkern durch jede geeignete Technik: Umspinnen, Stricken, Flechten oder jedes
andere Verfahren...;
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- durch endgültiges Befestigen des Umkleidungsfadens oder der Umkleidungsfäden
auf dem Fadenkern durch jedes Mittel, wie etwa Kleben, Schmelzen, Umhüllen,
durch Extrusion einer Haut oder starke Schrumpfung des Umkleidungsfadens oder
der Umkleidungsfäden.