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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Grasschneidkopf für Freischneidegeräte oder ähnliche
Vorrichtungen.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung einen Grasschneidkopf des Typs, der ein Gehäuse, mindestens
eine im Gehäuse
untergebrachte Spule, auf die ein oder mehrere Schneidfäden gewickelt
werden können,
und einen Mechanismus zur Zuführung
des Schneidfadens von der Spule zur Wiederherstellung der Länge des
aus dem Gehäuse
vorragenden Schneidfadens nach Verbrauch infolge der Verwendung
des Kopfes umfasst und in dem der Zuführungsmechanismus ein Federelement
besitzt.
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Stand der
Technik
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Köpfe wie
oben beschrieben sind in diesem Bereich weit verbreitet. Beispiele
für diese
Art von Kopf sind in der US-A-5,095,688,
US-A-4,823,465, US-A-4,893,410, US-A-4,882,843, US-A-4,274,201, US-A-4,584,771
und US-A-4,524,515 offenbart.
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Alle
diese Köpfe
besitzen Systeme zur Verlängerung
des Fadens (also einen Zuführungsmechanismus)
mit Federelementen, die auf einen beweglichen Schieber oder direkt
auf die Spule wirken.
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Wenn
der um die Spule gewickelte Faden aufgebraucht ist, weil er wiederholte
Male verlängert wurde,
um die aus dem Kopf vorstehende Fadenlänge wiederherzustellen, muss
das Gehäuse
geöffnet und
die Spule herausgenommen werden, um neuen Fadenvorrat aufzuwickeln.
Dies ist ein sehr schwieriges Unterfangen, was an dem Federelement
liegt, das – sobald
das Gehäuse
geöffnet
wird – den
zur Verlängerung
des Fadens benützten
Betätigungsschieber
oder die Wicklungsspule auswirft. Das anschließende Schließen des
Gehäuses
ist kompliziert und anspruchsvoll, und selbst das Aufwickeln des Schneidfadens
auf die Spule ist problematisch, weil die Windungen des Schneidfadens
dazu neigen, sich zu überlagern.
Dies führt
später
zum Klemmen, wenn der Schneidfaden im Gebrauch herausgeführt wird.
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In
der EP-A-784919 wird ein Schneidkopf gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 offenbart. Dieser bekannte Schneidkopf wurde so konstruiert, dass eine
Neuaufladung der Spule mit neuem Schneidfaden ohne ein Zerlegen
des Kopfes möglich
ist. Um einen neuen Faden auf die Spule zu wickeln, muss ein Teil
des Fadens quer durch den Kopf geführt werden. Der Kopf umfasst
ein Gehäuse
mit einem Körperabschnitt
und einer Abdeckung. Die Abdeckung wird nicht entfernt, wenn neuer
Schneidfaden auf die Spule gewickelt wird. Die Abdeckung hält die Spule
und ein Federelement auf der Spule im Gehäuse des Schneidkopfes.
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Ein
anderer Schneidkopf, der ein Aufladen ohne Demontage des Schneidkopfes
ermöglicht,
ist in der WO-A-9729627 offenbart.
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Aufgaben und
Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Grasschneidkopf
zu schaffen, der keine der Nachteile herkömmlicher Köpfe aufweist. Es ist insbesondere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Grasschneidkopf zu schaffen, der
das Aufwickeln eines Fadenvorrats auf die Spule zu einer einfachen
Tätigkeit
macht.
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Diese
Aufgaben werden mit einem Grasschneidkopf gemäß Anspruch 1 gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Grasschneidkopfes.
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Grundsätzlich ist
der erfindungsgemäße Kopf
so konfiguriert, dass die Spule von der Außenseite zugänglich ist,
damit ein Schneidfadenvorrat auf diese gewickelt werden kann, ohne
dass die Spule aus dem Gehäuse
genommen werden muss. Dazu werden Mittel bereitgestellt, welche
die Spule im Kopf halten, wenn dieser geöffnet wird, damit die Spule
für ein
Aufladen des Fadens zugänglich
ist. Während dem
Aufwickeln wird der Schneidfaden vorteilhafterweise durch die Zuführhülsen geführt, und
zwar in Gegenrichtung zu der normalen Zuführrichtung während dem
Gebrauch.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Grasschneidkopf einen Schneidfadenzuführmechanismus
mit einem Federelement besitzt. In dieser Ausführung sind Rückhaltemittel
vorgesehen, welche das Federelement und/oder die Spule, auf die
dieses wirkt, und/oder andere Teile des Zuführmechanismus daran hindert,
das Gehäuse
im Kopf zu verlassen, wenn der Kopf geöffnet wird, um die Enden des
Fadenvorrats in die Spule einzuführen.
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Somit
wird ein Aufladen des Schneidfadens auf die Spule möglich, während diese
an ihrem Sitz im Inneren des Kopfes verbleibt, und es erübrigt sich, die
Spule und/oder Teile des Zuführmechanismus derselben
zu entfernen und wieder einzubauen. Neben dem Vorteil einer leichteren
und rascheren Aufladetätigkeit
wird der Faden auch gleichmäßiger auf die
Spule gewickelt, ohne dass sich die Windungen überlagern, da der Faden von
den Zuführhülsen des Kopfes
beim Aufwickeln korrekt geführt
wird.
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In
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfassen die Rückhaltemittel
Gegenrotationsmittel, welche die manuelle Rotation der Spule in
Fadenwicklungsrichtung erlauben, so dass der Vorrat an Schneidfaden
auf sie aufgewickelt wird, und welche eine spontane Rotation der
Spule in Abwickelrichtung verhindern oder ansonsten doch behindern.
Diese Gegenrotationsmittel erleichtern das Aufwickeln des Fadenvorrats
auf die Spule.
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In
einem möglichen
Ausführungsbeispiel umfasst
der Grasschneidkopf einen Zuführmechanismus,
der in die Spule integrierte Sperrzähne besitzt, und dazu Arretieranschläge, welche
in die Zähne
eingreifen, um winkelig versetzte Positionen der Spule zu definieren.
Mit einem Betätigungsschieber
wird eine winkelige schrittweise Rotation der Spule im Inneren des
Gehäuses
in Schneidfadenabwickelungsrichtung ausgelöst, wenn sich der Kopf dreht.
Der Tätigkeit
des Betätigungsschiebers
wirkt das Federelement entgegen, das ein Schieberrückstellmittel
bildet.
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Der
Zuführmechanismus
kann auch automatisch funktionieren.
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Der
Schieber kann auf eine axial bewegliche Spule wirken, die zwei Reihen
von Sperrzähnen
aufweist, die in entsprechende Anschläge oder Gruppen von Anschlägen eingreifen,
welche in das Gehäuse integriert
sind. In einem anderen Ausführungsbeispiel
können
die Anschlagzähne
wieder in die Spule integriert sein, die sich jedoch in einer festen
axialen Position befindet, während
die Anschlagzähne
in einen beweglichen Schieber eingreifen, der die Anschläge umfasst,
welche in die Zähne
auf der Spule eingreifen.
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In
dieser Ausführung
kann das Gehäuse
einen ersten Abschnitt umfassen, durch den sich eine axiale Nabe
erstreckt, die den Drehantrieb auf den Grasschneidkopf überträgt. Im Inneren
dieses Gehäuseabschnitts
befindet sich die Spule, von der aus der Faden durch Hülsen in
der außenumfänglichen Wandung
des Gehäuseabschnitts
zugeführt
wird. Auch ein Träger
ist für
die Spule vorgesehen, der auf der axialen Nabe montiert ist und
elastisch gegen den ersten Gehäuseabschnitt
gedrückt
wird. Der Träger
hält die
Spule im Inneren des Gehäuses.
Der Träger
besitzt axial verlaufende, längliche Öffnungen, durch
welche die beweglichen Anschläge
gehen, die vom Betätigungsschieber
getragen werden. Die beweglichen Anschläge greifen in die Zähne auf
der Spule ein. Eine ringförmige
Abdeckung ist ebenfalls vorgesehen, um das Gehäuse um den Spulenträger zu schließen.
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Der
Spulenträger
kann in einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel mit Endzähnen versehen
sein, die in die entsprechenden Endzähne auf dem Gehäuseabschnitt
eingreifen, wodurch Gegenrotationsmittel gebildet werden, die Spontanrotationen
der Spule in Abwickelrichtung verhindert oder behindert. Die Zähne können so
geformt sein, dass eine Rotation des Spulenträgers in Aufwickelrichtung möglich und
die Rotation in der Gegenrichtung unmöglich ist. Als Alternative
zu den beiden Gruppen von Endzähnen
können Einlagen
aus Reibwerkstoff verwendet werden, um den Reibungskoeffizienten
zu vergrößern.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
ist die Spule unter der Wirkung eines Betätigungsschiebers axial beweglich,
gegen den das Federelement des Fadenzuführungsmechanismus wirksam wird.
Wenn die Spule vom Federelement angeschoben wird, so wird sie gegen
die Rückhaltemittel
gehalten, die in diesem Fall eine Baueinheit mit dem Gehäuse bilden. Die
Gegenrotationsmittel, welche die Rotation der Spule in der Abwickelrichtung
des Schneidfadens verhindern oder behindern, können zwischen der Spule und
dem Rückhaltemittel
angeordnet sein.
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Diese
Gegenrotationsmittel können
eine Schicht aus Reibwerkstoff oder Zähne unterschiedlicher Formen
besitzen.
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Die
Rückhaltemittel
können
unterschiedliche Formen annehmen, von denen einige unter Bezugnahme
auf die Beispiele der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele
detaillierter beschrieben werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsbeispiele und
Merkmale des erfindungsgemäßen Grasschneidkopfes
sind in den beigefügten
abhängigen Ansprüchen angegeben
und werden mit Hilfe der Zeichnungen detaillierter beschrieben.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Ein
besseres Verständnis
für die
Erfindung wird aus der Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen
gewonnen, in denen ein praktisches, nicht einschränkendes
Beispiel eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung dargestellt ist:
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1 zeigt einen Axialquerschnitt
durch einen Kopf eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
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2 zeigt eine perspektivische
Querschnittansicht des in 1 dargestellten
Kopfes;
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2A und 2B zeigen zwei perspektivische Ansichten
eines Kopfes, der dem Kopf aus 1 und 2 entspricht, während des
Einführens
eines Schneidfadenvorrats;
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3 zeigt eine axiale Querschnittansicht durch
einen Kopf eines zweiten Ausführungsbeispiels;
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4 zeigt einen Ausschnitt
einer perspektivischen Ansicht des in 3 dargestellten
Kopfes mit weggelassenen Teilen;
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5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Kopfes
in axialem Querschnitt;
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6 zeigt einen Ausschnitt
einer perspektivischen Ansicht des in 5 dargestellten
Kopfes mit weggelassenen Teilen;
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7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Kopfes
in axialem Querschnitt;
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8 zeigt einen Ausschnitt
einer perspektivischen Ansicht des in 7 dargestellten
Kopfes mit weggelassenen Teilen;
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9 zeigt eine axiale Querschnittansicht durch
eine modifizierte Form des in 7 dargestellten
Kopfes;
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10 zeigt eine perspektivische
Ansicht des in 9 dargestellten
Kopfes mit weggelassenen Teilen;
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11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Kopfes gemäß der Erfindung
in axialem Querschnitt;
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12 zeigt einen Ausschnitt
einer perspektivischen Ansicht des in 11 dargestellten
Kopfes mit weggelassenen Teilen;
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13 zeigt ein Ausführungsbeispiel,
das dem in 11 dargestellten
Ausführungsbeispiel ähnelt;
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14 zeigt einen Ausschnitt einer perspektivischen
Ansicht des in 13 dargestellten
Kopfes mit weggelassenen Teilen;
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15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Kopfes
in axialem Querschnitt;
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16 zeigt einen Ausschnitt
einer perspektivischen Ansicht des in 15 dargestellten
Kopfes;
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17 zeigt eine axiale Darstellung
in einer anderen Ebene als die des in 15 dargestellten Kopfes;
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18 zeigt einen Ausschnitt
einer perspektivischen Darstellung des in 15 und 17 dargestellten
Kopfes, ähnlich
der 16, in der jedoch
die Spule durchgeschnitten ist, um den Teil des Erweiterungsmechanismus
zu zeigen;
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19 zeigt eine weitere Darstellung
des erfindungsgemäßen Kopfes
in axialem Querschnitt;
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20 zeigt einen Ausschnitt
einer perspektivischen Ansicht des in 19 dargestellten
Kopfes;
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21 zeigt einen Schnitt durch
eine axiale Ebene in einem anderen Winkel des in 19 dargestellten Kopfes;
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22 zeigt einen Ausschnitt
einer perspektivischen Ansicht des in 19 und 21 dargestellten Kopfes in
einem anderen Winkel als jenem der 20;
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23 zeigt einen axialen Querschnitt
durch einen weiteren erfindungsgemäßen Kopf;
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24, 25, 26 zeigen
Ausschnitte perspektivischer Ansichten in unterschiedlichen Winkeln
des in 23 dargestellten
Kopfes;
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27 zeigt einen axialen Querschnitt
durch ein weiteres Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Kopfes;
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28 zeigt einen Ausschnitt
einer perspektivischen Ansicht des in 27 dargestellten
Kopfes mit weggelassenen Teilen;
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29 zeigt einen axialen Querschnitt
durch ein modifiziertes Ausführungsbeispiel
des in 27 dargestellten
Kopfes;
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30 zeigt einen axialen Querschnitt
durch ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
und
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31, 32, 33 zeigen
Ausschnitte perspektivischer Ansichten in unterschiedlichen Winkeln
des in 30 dargestellten
Kopfes.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Kopfes
ist in 1 und 2 dargestellt. Der Kopf wird
allgemein mit 1 bezeichnet und umfasst ein Gehäuse, bestehend
aus einem ersten Abschnitt 3, der eine Spule 5 enthält, auf
die ein Schneidfaden F aufgewickelt ist, der als Reihe von Windungen
im Längsschnitt
in 1 dargestellt ist.
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Der
Abschnitt 3 des Gehäuses
ist mit einer zylindrischen, außenumfänglichen
Wand 3A mit Hülsen 4 versehen,
durch die der Schneidfaden F hinausgeht. Axial durch die Innenseite
des Gehäuseabschnitts 3 erstreckt
sich eine Nabe 7 mit einem Gewindeabschnitt 7A und
einem Sechseckquerschnittsabschnitt 7B, der im Inneren
des im Abschnitt 3 des Gehäuses gebildeten Durchgangs
torsionsgekoppelt ist. Die Nabe 7 ist am Abschnitt 3 des
Gehäuses
mit einem Lagerzapfen 9 befestigt, der auf einen zweiten Gewindeabschnitt 7C der
Nabe 7 geschraubt und mit einem elastischen Ring 11 versehen
ist.
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An
der Nabe 7, 9 ist ein Bauteil 13 angebracht,
das einen Träger
für die
Spule 5 bildet und mit einer Schulter 13A versehen
ist, auf der die Spule 5 aufliegt. Der Träger 13 wird
mit einem Federelement, bestehend aus einer in einem zylindrischen
Sitz im Träger 13 untergebrachten
Spiralfeder 17, gegen den Abschnitt 3 des Gehäuses gehalten.
Im Inneren dieses zylindrischen Sitzes befindet sich ein beweglicher
Betätigungsschieber 19 mit
Vorsprüngen 19A, welche
durch die länglichen
Schlitze 13X in der zylindrischen Wand des Trägers 13 reichen.
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Die
Vorsprünge 19A bilden
Arretierelemente, welche auf zwei Serien von Zähnen 5A und 5B wirken,
die im Inneren des durchgehenden Loches der Spule 5 gegenseitig
winkelig und axial versetzt sind.
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Der
Betätigungsschieber 19 wird
vom Federelement 17 gegen einen Knopf 21 gedrückt, der
am Lagerzapfen 9 montiert ist und von diesem gehalten wird.
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Die
Betätigung
des Fadenzuführungsmechanismus,
bestehend aus dem Betätigungsschieber 19 mit
seinen Vorsprüngen 19A und
den Zähnen 5A, 5B der
Spule 5, ähnelt
jener, die in US-A-5,095,688
beschrieben ist und wird hier deshalb nur kurz erörtert. Drücken des
Knopfes 21 komprimiert das Federelement 17 und
bewegt folglich den Betätigungsschieber 19 auf
eine Weise, dass die Vorsprünge 19A des letzteren
sich aus den Zähnen 5B lösen und
in die Zähne 5A eingreifen,
die von den Zähnen 5B winkelig
versetzt sind. Wenn diese Betätigung
stattfindet, während
sich der Kopf 1 dreht, dreht die auf den Schneidfaden F
wirkende Zentrifugalkraft die Spule 5, bis die Zähne 5A von
den Vorsprüngen 19A angehalten
werden. Das Lösen
des Knopfes 21 bewirkt, dass der Betätigungsschieber 19 sich
mittels des Federelements 17 zurück in die Ausgangsstellung
bewegt (in 1 und 2 dargestellt) und sich die
Zähne 5A aus
dem Eingriff lösen
und die Zähne 5B als
Ergebnis einer weiteren winkeligen Rotation der Spule 5 infolge
der Zentrifugalkraft in Eingriff mit den Vorsprüngen 19A kommen.
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Jedes
Mal, wenn der Knopf 21 gedrückt wird, dreht sich folglich
die Spule 5 um einen Winkel, der dem Zweifachen der Versetzung
zwischen den Zähnen 5A und 5B entspricht.
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Um
die Schulter 13A, welche die Spule 5 trägt, ist
eine im Wesentlichen zylindrische Abschlusswand 13B angeordnet,
auf der eine ringförmige
Abdeckung 25 montiert ist. Diese Abdeckung weist eine Kante 25A auf,
welche den freien Rand der außenumfänglichen
Wand 3A des Gehäuseabschnitts 3 umgibt.
Die Abdeckung 25 kann durch ihre Überlagerung mit der Abschlusswand 13B und/oder durch Überlagerung
zwischen der Kante 25A und der außenumfänglichen Wand 3A oder
auch mittels Federvorsprüngen
an ihrer Stelle gehalten werden.
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Während der
Betätigung
des Kopfes, der für diesen
Zweck über
den Gewindeabschnitt 7A der Nabe 7 an der rotierenden
Nabe eines Freischneidegeräts
montiert ist und mit den aus den Hülsen 4 ragenden Fäden F gedreht
wird, verschleißen
die Schneidfäden
F, und es ist deshalb erforderlich, die aus dem Kopf 1 ragenden
Schneidfäden
auf ihre korrekte Länge
zu bringen, indem der Knopf 21 gedrückt und damit der Betätigungsschieber 19 betätigt wird. Nach
wiederholten Fadenzuführungsmaßnahmen und
nachdem der Faden schließlich
aufgebraucht ist, muss auf die Spule 5 ein neuer Schneidfadenvorrat
F aufgewickelt werden.
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Dazu
reicht es aus, die ringförmige
Abdeckung 25 zu entfernen, um von unten Zugriff auf ein Paar
Verankerungslöcher 5D für die Enden
des Schneidfadens F zu erhalten. Die Verankerungslöcher 5D befinden
sich in einer Linie mit den Schlitzen 5C im unteren Flansch 5G der
Spule 5. Der Anfang des neuen Fadenvorrats kann durch die
Hülsen 4 und
durch die radialen Schlitze 5C geführt werden, um der Bedienperson
zu ermöglichen,
diesen in dem Bereich zu ergreifen, der durch die Entfernung der ringförmigen Abdeckung 25 zugänglich gemacht wurde,
und ihn in das entsprechende Verankerungsloch 5D einzuführen.
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Nachdem
die Enden des Fadens in den Löchern 5D gesichert
wurden, kann die Bedienperson durch Drehen der Abschlusswand 13D des
Spulenträgers 13 die
aus dem Knopf 21, dem Betätigungsschieber 19,
dem Träger 13 und
der Spule 5 bestehende Anordnung um die Achse der Nabe 7 in
Aufwickelrichtung rotieren. Ermöglicht
wird die Rotation in Aufwickelrichtung durch die Formgebung der
Endzähne 29 des
Sägezahnabschnitts,
der auf diesem Teil des Trägers 13 gebildet
ist, der gegen den Gehäuseabschnitt 3 gedrückt wird,
wobei der letztere Komplementärzähne aufweist,
wie insbesondere in der Ausschnittsansicht der 2 zu sehen ist.
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Die
umgekehrte Rotation zwischen dem Träger 13 und dem Gehäuseabschnitt 3 (die
Richtung, in die der Faden abgewickelt wird) ist nicht zulässig, so dass
eine Spontanrotation in der Fadenabwickelungsrichtung verhindert
wird, und dies nicht nur während
des Aufwickelns eines neuen Fadenvorrats, sondern auch wenn der
Kopf in Betrieb ist.
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Das
System gegenseitiger Sperren zwischen dem Gehäuseabschnitt 3, dem
Träger 13 und
dem Knopf 21 kann von dem gezeigten abweichen. Beispielsweise
kann die Mittelnabe 7 ausgelassen werden und die Verbindung
kann durch ein System gefederter Fingerelemente hergestellt werden.
In ähnlicher
Weise kann die Verbindung zwischen dem Kopf und dem Freischneidegerät durch
ein als solches bekanntes Schnellkopplungs-Einschnappsystem oder Ähnliches
gewährleistet
werden anstatt mittels eines Gewindelagerzapfens. Auch können der
Knopf 21 und der Betätigungsschieber 19 aus
einem Stück konstruiert
sein. Der Lagerzapfen 9 kann mit einem Steckschlüssel eingeschraubt
werden, der durch ein Loch in dem Knopf 21 geführt wird,
oder dieser kann in Torsionskopplung mit dem Lagerzapfen 9 verbunden
sein, damit dieser rotieren kann.
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2A und 2B zeigen perspektivische Ansichten eines
Kopfes, der dem in 1 und 2 dargestellten Kopf entspricht,
in offenem Zustand, und zeigen den Vorgang der Einführung eines
neuen Schneidfadenvorrats F. Teile, die mit denen in den 1 und 2 identisch oder äquivalent sind, sind mit den
selben Bezugszeichen versehen. Die ringförmige Abdeckung 25 wurde
entfernt, um von außen
auf die Unterseite der Spule 5 zugreifen zu können. Diese
Spule ist mit Schlitzen 5C versehen, die gegen den Rand
des entsprechenden Flansches der Spule abgeschlossen sind, also
nicht offen wie in 1. Zudem
ist der untere Flansch 5G der Spule 5 an seiner äußersten
Oberfläche
mit bogenförmigen
Vorsprüngen 5H versehen,
um das Aufwickeln des neuen Schneidfadenvorrats F von Hand zu erleichtern. Der
Knopf 21 hat einen kleineren Durchmesser als der Knopf 21 der 1 und 2, und zwischen diesem und der ringförmigen Abschlusswand 13B des
Trägers 13 ist
eine Membran 22 angeordnet.
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Ebenfalls
in 2A und 2B dargestellt sind die gefederten
Zungen 6, die in Baueinheit mit dem Gehäuseabschnitt 3 gebildet
sind. Diese dienen zum Befestigen der ringförmigen Abdeckung 25 (in 2A und 2B weggelassen) an ihrer Position.
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In 2A sind die zwei Längenenden
Fx des Schneidfadens F dargestellt, die von der Außenseite des
Gehäuses 3 durch
die Hülsen 4 eingeführt worden
sind. Die Enden Fx ragen durch die Schlitze 5C heraus und
können
deshalb vom Benutzer ergriffen und weiter gezogen werden, um mehr
Faden F durch die Hülsen 4 zu
ziehen und diesen dann unter Formung der Schlaufe Fy (2B) in die Ankerlöcher 5D einzuführen. Der
Faden F kann dann radial von der Außenseite gezogen werden, um
die Schlaufe Fy aufzunehmen, und dann durch Drehen der Spule 5 mit
Hilfe der bogenförmigen
Vorsprünge 5H aufgewickelt
werden.
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3 und 4 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Kopfes.
Der Kopf, bezeichnet durch das allgemeine Bezugszeichen 101,
umfasst ein Gehäuse,
das aus einem Hauptabschnitt 103 und einer unteren Abdeckung 106 besteht.
Im Inneren des Gehäuses
befindet sich eine Spule 105 mit zwei ringförmigen Flanschen 105X und 105Y.
Die Spule 105 umfasst ein mittleres durchgehendes Loch,
durch das sich eine zylindrische Einfassung 103A erstreckt,
die in den Abschnitt 103 des Gehäuses einstückig integriert ist. Ein Federelement 117 in
Form einer Spiralfeder erstreckt sich zwischen der zylindrischen
Einfassung 103A und der Innenwand des axialen Lochs der
Spule 105. Das Federelement drückt die Spule gegen einen unteren
Schieber 119, der aus der Gehäuseabdeckung 106 vorragt.
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An
der Außenseite
des oberen Flansches 105X der Spule 105 befindet
sich eine Mehrzahl von Zähnen 124,
während
sich an der Außenseite
des unteren Flansches 105Y Zähne 126 befinden,
die im Verhältnis
zu den Zähnen 124 winkelig
versetzt sind. Die Form und die Position der Zähne 126 sind insbesondere
in 4 ersichtlich, in
der zur Verdeutlichung die Abdeckung 106 und deren vorspringender Knopf 119 weggelassen
wurden.
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Die
oberen Zähne 124 greifen
in Arretierelemente ein, die von den Fingern 128 festgelegt
werden, welche auf der oberen Wand des Abschnitts 103 des
Gehäuses
gebildet sind, welches die Spule 105 enthält, während die
unteren Zähne 126 in
die Arretierelemente eingreifen, die von ähnlichen Fingern auf der Abdeckung 106 gebildet
werden, obwohl diese letzteren Finger nicht sichtbar sind, da sie
in einem Winkel von 90° zu
den Fingern 128 versetzt sind.
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Die
außenumfängliche
Wand 103B enthält Hülsen 104 für den Durchgang
des auf die Spule 105 aufgewickelten Schneidfadens, wobei
dieser Faden zur Verdeutlichung in der Figur weggelassen wurde.
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Um
die von den Hülsen 104 vorragenden Längen des
Schneidfadens auf ihre korrekte Länge zu bringen, nachdem sie
infolge des Kopfbetriebs verbraucht wurden, wird auf den Betätigungsschieber 119 Druck
ausgeübt,
während
sich der Kopf dreht, wodurch das Federelement 117 zusammengedrückt wird
und es zu einer axialen Bewegung der Spule 105 kommt. Dies
löst die
Zähne 126 von
den unteren Arretierelementen und stellt den Eingriff der Zähne 124 mit
den oberen Arretierelementen 128 her. Die winkelige Versetzung
zwischen den Zähnen 124 und 126 und
zwischen deren jeweiligen Arretierelementen bedeutet, dass – während die
Spule 105 aufwärts
wandert – diese
Spule eine Rotationsbewegung und damit ein Abwickeln des Fadens
ausführt. Dies
wird von der Zentrifugalkraft ausgelöst, die auf den Faden selbst
wirkt und solange wirksam ist, bis die Zähne 124 auf die Finger 128 treffen.
Nach dem Lösen
des Betätigungsschiebers 119 kehrt
das Federelement 117 zu der Spule 105 in die unterste
Position zurück,
woraus eine zweite Rotation um einen Schritt in Abwickelrichtung
des Fadens resultiert. Dieser Verlängerungsmechanismus ist an
sich bekannt.
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Nachdem
der Vorrat an Schneidfaden, der auf die Spule 105 gewickelt
ist, aufgebraucht ist, muss er ersetzt werden. In herkömmlichen
Köpfen musste
dies durch Abnehmen der Abdeckung 106, des Schiebers 119 und
der Spule 105 erfolgen, wodurch das Federelement 117 ebenfalls
ausgeworfen wurde. In dem Kopf gemäß der Erfindung wird die Spule 105 jedoch
axial durch Zungen 141 festgehalten, die in entsprechenden
Schlitzen in der außenumfänglichen
Wand 103B des Gehäuseteils 103 eingepasst
sind. Die Zungen 141 bilden einen Anschlag für die untere
Oberfläche
des Flansches 105X der Spule 105, wodurch die
letztere daran gehindert wird, auszubrechen, wenn die Abdeckung 106 entfernt
wird. Das Abnehmen der Abdeckung 106 und Betätigen des
Schiebers 119 erlaubt den freien Zugriff auf die Unterseite
der Spule 105, um einen neuen Vorrat an Faden in den Verankerungslöchern festzumachen, die
den mit 5D in 1 und 2 markierten entsprechen
und hier nicht dargestellt sind, um die Zeichnungen in 3 und 4 möglichst
einfach zu halten.
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Die
Spule 105 und das Federelement 117 bleiben in
ihren Stellungen im Inneren des Gehäuseteils 103. Der
Faden wird beispielsweise durch Druck auf die Zähne 126 und Drehen
der Spule in Aufwickelrichtung aufgewickelt, die durch einen Pfeil
auf der Unterseite des Flansches 105Y der Spule markiert
ist. Um ein spontanes Abwickeln der Spule zu vermeiden, ist die
Spule mit Zähnen 143 auf
der unteren Oberfläche
des oberen Flansches 105X versehen. Die Zähne 143 greifen
in entsprechende Zähne 145 auf
den Zungen 141 ein. Die Betätigung der Spule 105 von
Hand, um sie in die Aufwickelrichtung zu drehen, übt ausreichend
Kraft aus, um die Zähne 143 zum Überlagern
der Zähne 145 zu
zwingen und damit das Federelement 117 etwas zusammenzudrücken, wodurch
die Spule 105 zum Rotieren in Aufwickelrichtung veranlasst
wird. Der durch die Zähne 143, 145 hervorgerufene
Widerstand und die Kraft des Federelements 117 reichen
aus, um ein spontanes Abwickeln zu verhindern.
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5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel entsprechend
dem in 3 und 4 dargestellten, wobei identische
Teile mit den gleichen Bezugszeichen markiert sind. Hier greifen
die Zungen 141 in die Zähne 143 auf
der Unterseite des unteren Flansches 105Y der Spule 105 ein.
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7 und 8 zeigen eine Ausführungsform des in 3 und 4 gezeigten Kopfes. Identische oder entsprechende
Teile sind mit dem selben Bezugszeichen, um 100 erhöht, bezeichnet.
Also hat beispielsweise der Kopf als Ganzes das Bezugszeichen 201, und
der Gehäuseabschnitt 203.
In dieser Version wird die Spule 205 von gefederten Zungen 241,
die eine Baueinheit mit der Wand 203B des Gehäuseabschnitts 203 bilden,
an ihrer Stelle festgehalten, um sie am Ausdringen zu hindern, wenn die
Abdeckung 206 geöffnet
wird. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind in 8 nicht nur die Abdeckung 206 und
der Betätigungsschieber 219 weggelassen,
sondern auch das Federelement 217.
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In 9 und 10 ist eine Ausführungsform des in 7 und 8 gezeigten Kopfes dargestellt, bei der
die gefederten Zungen 241, die wiederum einstückig mit
der Wand 203B des Gehäuseabschnitts 203 gebildet
sind, in Eingriff mit dem unteren Flansch 205Y der Spule 205 anstatt
mit deren oberem Flansch kommen. Teile, die mit jenen der 7 und 8 identisch sind oder diesen entsprechen,
tragen die gleichen Bezugszeichen.
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In
den in 3–10 dargestellten Ausführungsbeispielen
kann der Schieber 119 oder 219 in einem Stück mit seiner
jeweiligen Spule 105, 205 gebildet sein.
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11 und 12 zeigen eine Ausführungsform des in 9 und 10 dargestellten Kopfes. Identische oder
entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen markiert,
um 100 gegenüber
den im Ausführungsbeispiel
der 9 und 10 vergebenen Zeichen erhöht. In dieser
Ausführungsform
besitzt der untere Flansch 305Y der Spule 305 Zähne 343, welche
in Stifte 341 eingreifen, welche durch die Wand 303D des
Gehäuseabschnitts 303 eingeführt sind.
Die Stifte 341 haben die selbe Funktion wie die Zungen 241 und 141 der
vorigen Ausführungsbeispiele.
Der Fadenzuführungsmechanismus
ist der gleiche wie oben beschrieben. Die Abmessungen der Stifte 341 sind
so gewählt,
dass sie im Zusammenwirken mit den Zähnen 343 die Gegenrotationswirkung
der Spule 305 gewährleisten,
um ein spontanes Abwickeln zu verhindern. Die Stifte 341 oder die
Zungen 141, 241 können auch durch andere ringförmige Rückhaltemittel
ersetzt werden, die in die innere zylindrische Wand des Gehäuseabschnitts
des Kopfes eingebaut sind.
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13 und 14 zeigen
eine Variante des in 11 und 12 abgebildeten Kopfes, so
dass die Stifte 341 in Eingriff mit dem oberen Flansch 305X der Spule 305 kommen,
auf deren Unterseite sich die Zähne 343 befinden.
Identische Bezugszeichen verweisen auf Teile, die mit jenen der 11 und 12 identisch sind oder diesen entsprechen.
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In 15–18 ist
in unterschiedlichen Querschnitten und Perspektiven ein weiteres
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Kopfes
dargestellt. Der Kopf, der als Ganzes mit 401 bezeichnet ist,
umfasst ein Gehäuse
mit einem Hauptabschnitt 403, der an seiner außenumfänglichen
Wand 403B mit Hülsen 404 versehen
ist, damit der Schneidfaden von der Innenseite zur Außenseite
des Gehäuses
gelangen kann. Der Faden wird auf eine Spule 405 aufgewickelt,
welche die Flansche 405X und 405Y sowie die Löcher 405D aufweist,
in denen die Enden des Schneidfadens befestigt werden.
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407 bezeichnet
eine Nabe, die ein vorspringendes Gewindeende 407A für den Anschluss
an das Freischneidegerät
besitzt. 407B bezeichnet einen Abschnitt der Nabe 407 mit
sechseckigem Querschnitt zur Übertragung
des Rotationsantriebs auf den Kopf. Zu diesem Zweck befindet sich
der Abschnitt 407B in einem Sitz, der im Abschnitt 403 des Gehäuses gebildet
ist.
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Der
Kopf ist an der Unterseite mit einer Abdeckung 406 geschlossen,
die am Teil 403 des Gehäuses
mittels der gefederten Zungen 406A befestigt ist, die in
Fenster 403C in der außenumfänglichen Wand 403B des
Gehäuseabschnitts 403 eingreifen. Die
Abdeckung 406 wird durch Einwärtsdrücken von außen auf die gefederten Zungen 406A gelöst, um sie
aus den Fenstern 403C zu lösen.
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Die
Spule 405 ist mit einer Reihe von oberen Zähnen 424 und
einer Reihe von unteren Zähnen 426 ausgestattet,
die in die entsprechenden Arretierelemente 428 und 430 auf
dem Abschnitt 403 bzw. der Abdeckung 406 eingreifen.
Die Zähne 424 und 426 und
die Arretierelemente 428 und 430 sind winkelig
versetzt, um dem Schneidfaden zu ermöglichen, graduell schrittweise
aus der Spule 405 durch die Hülsen 404 herausgeführt zu werden,
um auf diese Weise den Fadenverbrauch auszugleichen. Zu diesem Zweck
wird die Spule 405 axial bewegt, so dass es zu einem alternierenden
Eingriff zwischen den Zähnen 426 und
den Arretierelementen 430 einerseits und zwischen den Zähnen 424 und
den Arretierelementen 428 andererseits kommt.
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Die
axiale Bewegung der Spule 405 wird durch den Druck auf
den Betätigungsschieber 419 zuwege
gebracht, der die Spule 405 nach oben drückt und
dabei die elastische Kraft des Federelements 417 überwindet,
das zwischen einer Auflageschulter 403X (in Baueinheit
mit dem Abschnitt 403 des Gehäuses) und einer ringförmigen Schulter 4055 auf
der Spule 405 angeordnet ist.
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Um
die Spule 405 am Verlassen aus dem durch den Gehäuseabschnitt 403 gebildeten
Sitz zu hindern, wenn die Abdeckung 406 durch Lösen der gefederten
Zungen 406A aus den Fenstern 403C abgenommen wird,
ist ein axiales Rückhalteelement 451 vorgesehen,
das eine untere Platte 451A und gefederte Zungen 451E umfasst,
die in die Fenster 403Y eingreifen, welche in der Auflageschulter 403X gebildet
sind, die eine Baueinheit mit dem Gehäuseabschnitt 403 bildet.
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Der
scheibenförmige
Teil 451A des Rückhalteelements 451 ist
mit Zähnen 451B versehen,
die in entsprechende Zähne 405F auf
der Spule 405 eingreifen. Die Zähne 451B und 405F bilden
Gegenrotationsmittel zur Vermeidung einer Spontanrotation der Spule 405 in
Abwickelrichtung, während
ein neuer Fadenvorrat aufgewickelt wird. Dieser Vorgang findet wie
folgt statt. Der Betätigungsschieber 419 wird zusammen
mit der Abdeckung 406 entfernt, so dass die untere Oberfläche der
Spule 405 frei wird, die gemeinsam mit dem Federelement 417 von
den Rückhalteelementen 451 festgehalten
wird. Der neue Fadenvorrat wird von der Außenseite durch die Hülsen 404 geführt, und
die Bedienperson kann den Anfang eines Fadenabschnitts problemlos
in das entsprechende Loch 405D auf der Spule einführen. Mit
Hilfe der Zähne 426 wickelt
der Benutzer von Hand einen Fadenvorrat auf die Spule 405,
indem er sie in die Aufwickelrichtung dreht. Das von der Bedienperson auf
die Spule aufgebrachte Drehmoment erzeugt durch die Zähne 405F, 451B eine
axiale Kraft, welche die Kraft des Federelements 417 überwindet
und den Zähnen 405F erlaubt,
die Zähne 451B zu überlagern,
so dass die Spule 405 in Aufwickelrichtung rotiert. Die
Kraft der Feder 417 und die Form der Zähne 451B, 405F reichen
aus, um eine spontane Rotation in die Gegenrichtung zu verhindern.
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Nachdem
der neue Fadenvorrat aufgewickelt wurde, kann das Gehäuse geschlossen
werden, indem die Abdeckung 406 mit einem Schnappmechanismus
wieder angebracht wird, nachdem zuerst der Betätigungsschieber 419 in
seinen mittleren Sitz in der Abdeckung 406 eingesetzt wurde.
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19–22 zeigt
ein modifiziertes Ausführungsbeispiel
des Kopfes, der in 15–18 dargestellt ist. Identische
Bezugszeichen verweisen auf identische oder entsprechende Teile
bezüglich
den in 15–18 dargestellten.
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Das
in 19–22 dargestellte Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich durch die unterschiedliche Methode der Verankerung
der Rückhalteelemente 451,
die in diesem Fall an der Achsnabe 407 befestigt sind,
die sich in den unteren Bereich des Kopfes erstreckt, wo eine Schraube 408 die
Rückhalteelemente 451,
bestehend aus einer Scheibe 451A mit den Zähnen 451B,
festhält.
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23–26 zeigt
ein modifiziertes Ausführungsbeispiel
des Kopfes in 15–18. Dieses Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich vom vorangehenden Ausführungsbeispiel durch die unterschiedliche
Bauart der Rückhalteelemente 451 der
Spule 405. Identische oder entsprechende Teile sind mit den
gleichen Bezugszeichen versehen wie in 15–18.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
werden die Rückhalteelemente 451 durch
gefederte Finger, die wieder mit 451E markiert sind, in
Endfenstern 403Z in der oberen Oberfläche des Gehäuseteils 403 festgehalten.
In dieser Ausführungsform
ist der Sitz für
die Nabe 407 in einer Hülse 451C in
den Rückhalteelementen 451 gebildet,
und nicht direkt auf dem Gehäuseabschnitt 403,
wie in 15–18. Der letztere Abschnitt
hat erneut eine Auflageschulter 403X koaxial zu der Hülse 451C der
Rückhalteelemente 451, die
einen Anschlag für das
Federelement 417 bildet, das zwischen diesem Anschlag und
einem ringförmigen
Anschlag im inneren durchgehenden Loch der Spule 405 untergebracht
ist. Die Rückhalteelemente 451 umfassen
erneut einen scheibenförmigen
Abschlussteil 451A, der Endzähne 451B bildet, die
in die Zähne 405F der
Spule eingreifen.
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Die
Rückhalteelemente 451 können auch
in einem Stück
mit dem Gehäuseteil 403 gebildet
sein und am unteren Ende gefederte Zungen zum Eingriff auf der Spule
besitzen. Diese Lösung
ist grafisch in 27 und 28 dargestellt, wo identische
Bezugszeichen auf identische oder entsprechende Teile der 23–26 verweisen.
Die Rückhalteelemente 451 halten
wiederum die Spule 405 gegen die Wirkung des Federelements 417 in
ihrer Position. Im vorliegenden Fall bestehen sie aus gefederten
Zungen, die sich axial durch die Innenseite des Gehäuseteils 403 erstrecken,
und besitzen Endzähne,
die in die Zähne 405F der
Spule eingreifen.
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Die
Spule kann aus dem Gehäuse
durch radiales Zusammendrücken
der gefederten Zungen, welche die Rückhalteelemente 451 bilden,
entfernt werden, wohingegen in der vorangehenden Ausführungsform
das Herauslösen
mit den Zungen 451E erfolgte.
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29 zeigt ein Ausführungsbeispiel
mit einigen kleineren Modifikationen im Vergleich zu jenem der 27 und 28. In dieser Ausführungsform werden die ineinandergreifenden
Endzähne
auf den Rückhalteelementen 451 und
auf der Spule 405F durch einen Ring 460 aus Reibmaterial
ersetzt, der zwischen den Zungen, welche die Rückhalteelemente 451 bilden,
und der unteren Oberfläche
der Spule 405 eingebracht ist. Diese Lösung, welche die Verwendung
eines Reibmaterials anstelle einer Zahnkoppelung einsetzt, um eine
Spontanrotation in Abwickelrichtung zu verhindern oder zu behindern,
kann auch in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen angewendet
werden.
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30–33 stellt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Kopfes
dar. Der Kopf, der das allgemeine Bezugszeichen 501 trägt, umfasst
ein Gehäuse,
das größtenteils
von einem Hauptabschnitt 503 mit einer außenumfänglichen Wand 503B gebildet
wird, die Auslasshülsen 504 für den Schneidfaden
aufweist, welcher auf eine Spule 505 gewickelt wird, die
sich im Inneren des Gehäuses
befindet. Die Spule ist mit den Flanschen 505X und 505Y mit
den Zähnen 524 und 526 versehen, welche
von den Flanschen 505X und 505Y nach außen vorstehen,
damit sie in die jeweiligen Arretierelemente 528 und 530 eingreifen.
In dieser Ausführungsform
sind die Arretierelemente 530 auf dem Boden des Gehäuseabschnitts 503 ausgebildet,
während
die Arretierelemente 528 an der Innenwand einer Abdeckung 506 ausgebildet
sind, die über
dem Gehäuseabschnitt 503 eingesetzt
ist, um das Gehäuse
zu schließen.
Die Abdeckung 506 wird von den gefederten Zungen 503C an
ihrer Stelle gehalten, die sich axial entlang der außenumfänglichen
Wand 503B des Gehäuseabschnitts 503 erstrecken.
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Um
die außenumfängliche
Wand 503B sind die Fenster 503D angeordnet, in
die gefederte Zungen 561E eingreifen, die zu Rückhalteelementen
mit dem allgemeinen Bezugszeichen 561 gehören. Die Rückhalteelemente
legen einen ringförmigen
Sitz 561S fest, der um eine axiale Hülse 506M läuft, die
in einem Stück
mit der Abdeckung 506 gebildet ist. Um die Hülse 506M
ist ein Federelement 517 angeordnet, das von einer Spiralfeder
gebildet wird, welche zwischen dem Sitz 561S und der oberen
Oberfläche des
oberen Flansches 505X der Spule 505 enthalten ist.
Das Federelement 517 drückt
somit die Spule 505 gegen einen Betätigungsschieber 519,
der von dem Gehäuseteil 503 nach
unten vorspringt.
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Die
Abdeckung 506 wird von einer Nabe 507 mit dem
Gewindeabschnitt 507A und einem Abschnitt mit sechseckigem
Querschnitt 507B gequert, der in einem Sitz gleichen Querschnitts,
welcher in der Hülse 506M der
Abdeckung 506 gebildet ist, torsionsgekoppelt ist. Der
Gewindeabschnitt 507A der Nabe 507 passt auf das
Freischneidegerät,
und die Nabe selbst überträgt die Rotation
auf den Kopf 501.
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Wie
in den vorangehenden Ausführungsformen,
wird der Schneidfaden durch Eindrücken des Betätigungsschiebers 519 zugeführt, so
dass dieser die Kraft des Federelements 517 überwindet
und die Spule 505 axial versetzt, um die Zähne 524 und 526 in
alternierenden Eingriff mit den Arretierelementen 528 bzw. 530 zu
bringen. Die winkelige Versetzung zwischen den Zähnen 524, 526 und
den Arretierelementen 528, 530 erlaubt der Spule 505 eine
schrittweise Rotation unter dem Impuls der Zentrifugalkraft, wenn
sich der Kopf 501 dreht, wodurch eine graduelle Verlängerung
des Schneidfadens erfolgt. Wenn dieser erschöpft ist, kann ein neuer Vorrat
an Schneidfaden in die Spule 505 eingeführt werden, ohne das Federelement 517 und
die Spule zu entfernen, indem einfach die Abdeckung 506 durch
Anwenden von Druck auf die zwei gefederten Zungen 503C abgenommen
wird. Dies ermöglicht
den Zugriff auf den oberen Teil der Spule 5 von außen, so
dass der Benutzer den Anfang eines neuen Fadenvorrats von außen durch
die Hülsen 504 einführen und
dieses Fadenende in der Spule verankern kann, beispielsweise durch
Einschieben in die Löcher 505D,
wie in 30 dargestellt.
Das Aufwickeln erfolgt durch Rotieren der Spule in Aufwickelrichtung.
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Die
Rotation ist möglich,
weil die unteren Zähne 526 auf
einer Seite geneigt sind, wie in 526X in 32 dargestellt. Dies ermöglicht den
Zähnen 526 das
Aufliegen auf den Arretierelementen 530, wenn ein Drehmoment
auf die Spule 505 in Aufwickelrichtung aufgebracht wird.
Eine Spontanrotation in der Schneidfadenabwickelrichtung wird von
den Oberflächen
der Zähne 526 parallel
zu der Kopfachse verhindert, welche an die Arretierelemente 530 anstoßen.
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Wenn
der Kopf vollständig
abgenommen werden soll, müssen
lediglich die gefederten Zungen 561E aus den Fenstern 503D des
Gehäuseabschnitts 503 eingedrückt werden.
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Es
versteht sich, dass die Zeichnungen nur ein Beispiel darstellen,
das lediglich als praktische Demonstration der Erfindung dient,
und dass die Erfindung in ihren Formen und Anordnungen variiert werden
kann, ohne vom Geltungsbereich des Konzepts abzuweichen, auf dem
die Erfindung basiert.