PT867108E

PT867108E - Fio de corte composito para podadeiras e aparadores de sebes

Info

Publication number: PT867108E
Application number: PT98420039T
Authority: PT
Inventors: Emmanuel Legrand
Original assignee: Speed France
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 2000-12-29
Also published as: DK0867108T3; EP0867108B1; EP0867108A1; ATE194260T1; DE69800193T2; DE69800193D1; ES2149040T3; US6630226B1; FR2760596A1; FR2760596B1

Description

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DESCRICÃO “Fio de corte compósito para podadeiras e aparadores de sebes” O presente invento refere-se a fios de corte destinados a podar e cortar a vegetação, utilizáveis nos aparelhos de motocultura de cabeça rotativa, vulgarmente denominados podadeiras e aparadores de sebes.

Geralmente estes aparelhos estão equipados com um motor térmico ou eléctrico que acciona em rotação, a uma velocidade elevada que pode estar compreendida entre cerca de 3000 rotações por minuto e 12000 rotações por minuto, uma cabeça giratória que suporta um ou mais fios de corte. Durante a rotação da cabeça, e sob o efeito da força centrífuga, o ou os fios de corte prolongam-se radialmente e varrem assim uma certa zona circular, no interior da qual exercem um efeito cortante sobre a vegetação que encontram.

Os fios de corte vulgarmente fabricados e comercializados, destinados a uma tal utilização, são monofilamentos lisos, na maioria dos casos do tipo de “material único” que, por consequência, têm as qualidades e os defeitos da matéria prima usada para os fazer.

As matérias primas usadas mais frequentemente para realizar fios de corte são materiais sintéticos e, mais particularmente, a poliamida 6, a copoliamida 6/66 e a copoliamida 6/12. Estes materiais podem ser modificados ou carregados muito ligeiramente, para melhorar as suas características de base. Estes materiais são sempre extrudidos com a forma de monofilamentos que podem ter diâmetros e secções diversas, em particular uma secção redonda, e também perfis poligonais ou em estrela (como mostra por exemplo o documento JP-A-0620607). Em todos os casos, e mesmo quando apresentam arestas, estes monofilamentos conservam um aspecto de superfície lisa, isto é sem asperezas de dimensões muito pequenas.

Os fios de corte fabricados actualmente constituem portanto bons compromissos, mas as suas características e comportamentos permanecem

85 459 ΕΡ Ο 867 108/ΡΤ limitados pelas matérias primas utilizadas e pelo seu modo de fabrico por extrusão, que dá lugar inevitavelmente a um aspecto de superfície lisa e regular.

Os defeitos e insuficiências destes fios de corte são, em particular, os seguintes:

Estes fios de corte lisos geram, durante a utilização, importantes turbulências no ar que provocam um ruído elevado e desagradável, ouvido como um assobio estridente que se junta ao ruído do motor de accionamento da cabeça rotativa. Estes ruídos ocasionam uma poluição sonora, tanto mais prejudicial quanto, pela sua natureza própria, as podadeiras e aparadores de sebes são utilizados no meio exterior. Prescrições regulamentares, tendo em vista limitar o ruído destes aparelhos a um nível aceitável, estão aliás a ser feitas e deverão ser respeitadas brevemente. O efeito cortante dos fios de corte actuais é devido unicamente aos choques produzidos, com a vegetação encontrada, pela sua rotação a grande velocidade. Este efeito pode ser insuficiente, conforme o tipo de vegetação encontrada.

Um outro inconveniente é o fenómeno da colagem. Certos aparelhos potentes solicitam consideravelmente o fios de corte no interior da sua cabeça rotativa, por causa das vibrações e das tensões do fio devidas à rotação da referida cabeça a uma velocidade muito grande, que pode atingir as 12000 rotações por minuto. Disto resulta uma importante subida de temperatura, muito próxima do ponto de fusão dos fios de corte lisos tradicionais (de 200 a 222°C) e esta subida de temperatura chega a provocar uma colagem das espiras do fio enrolado no carretel alojado na cabeça rotativa.

Um outro fenómeno constatado é a “quebra no olhai”: um fio de corte liso tradicional, muito solicitado, acabará por partir ao nível do olhai pelo qual o fio sai da cabeça rotativa. Com efeito, em consequência dos esforços mecânicos repetidos de flexão, o fio aquece à saída do olhai da cabeça. A subida progressiva de temperatura do fio gera, neste local, um inchamento importante que se

85 459 ΕΡ Ο 867 108/ΡΤ transforma rapidamente num ponto de fragilidade, provocando um início de ruptura do fio; segue-se então uma quebra do fio liso.

Finalmente, o fio de corte tradicional de poliamida, praticamente não é degradável no ambiente, após a utilização, e calcula-se em 10000 toneladas a quantidade de fio de corte, fragmentado ou esboroado que é dispersada cada ano no conjunto da Terra. Um certo número de disposições europeias na questão de protecção do ambiente visam evitar a poluição resultante da quebra, do esboroamento ou da fragmentação dos monofilamentos sintéticos, durante a sua utilização, mas os fios actuais não são ainda de natureza tal que satisfaçam as exigências regulamentares.

Além dos fios de corte tradicionais, já são conhecidos fios especiais que visam nomeadamente diminuir o ruído de funcionamento, por exemplo, fios de forma ondulada (ver o documento WO-A-9719584) e os fios dotados de saliências ou sulcos helicoidais (ver o documento DE-C-4005879). Estes fios continuam a ser feitos de um só material e não evitam os outros inconvenientes acima expostos.

Também são conhecidos alguns fios de corte compósitos, constituídos por um núcleo de tipo monofilamentar ou multifilamentar, envolvido por um revestimento, sendo o núcleo e o revestimento feitos de materiais diferentes. A este respeito, podem ser citados os documentos JP-A-63059812, JP-A-06030627, US-A-5313770, JP-A-04207110 e DE-C-4321650. Todos estes fios compósitos conservam todavia uma aparência de superfície lisa ou indefinida e suposta lisa, e não podem resolver o conjunto dos problemas na base do presente invento. O presente invento tem em vista eliminar o conjunto dos inconvenientes anteriormente expostos, fornecendo um fio de corte aperfeiçoado que proporciona em particular e ao mesmo tempo uma diminuição dos incómodos sonoros, uma melhoria do efeito de corte, e uma supressão dos problemas de colagem e de quebra no olhai, embora favorecendo a degradabilidade.

Para este efeito, o invento tem por objecto um fio de corte compósito para podadeiras e aparadores de sebes, de cabeça rotativa, sendo o fio constituído de 85 459 ΕΡ Ο 867 108/ΡΤ

4 maneira conhecida por um núcleo do tipo monofilamentar, envolvido por um revestimento, e sendo este fio caracterizado pelo facto de que tem um revestimento granuloso que confere a este fio de corte um aspecto de superfície irregular e/ou rugosa.

Assim, o invento propõe um fio de corte que pode ser designado como um fio compósito, agrupando um núcleo e um revestimento, ele próprio é composto por um ou mais constituintes, sendo o revestimento específico devido à sua estrutura granulosa e ao aspecto da superfície que disso resulta. O núcleo deste fio de corte pode ser feito nomeadamente de material sintético extrudido e depois estirado, tal como poliamida, à maneira dos monofilamentos tradicionais que têm dado as suas provas neste domínio desde há muito. Este núcleo confere ao fio de corte as desejadas características de flexibilidade e tenacidade, resultantes da sua composição química, das suas dimensões e do seu processo de fabrico. O núcleo pode possuir diversos perfis; assim, este núcleo pode apresentar uma secção redonda, que é a forma mais simples, mas pode também ter um perfil em estrela ou dentado, que tem a vantagem de aumentar a superfície de aderência do revestimento granuloso e melhorar a fixação deste último sobre o núcleo. Os mesmos resultados também são obtidos, numa variante, proporcionando sobre o núcleo umas formações tais como marcações que se repetem no sentido do comprimento do fio de corte.

Quanto ao revestimento granuloso, fixo sobre o núcleo e recobrindo-o inteiramente, pode ser constituído por partículas minerais, vegetais, metálicas ou sintéticas, dando em qualquer dos casos ao produto final um aspecto de superfície irregular e/ou rugosa. As partículas minerais, tais como partículas de sílica, de vidro, de areia fina, de esmeril, de mármore, etc., são particularmente mais vantajosas para aumentar o poder abrasivo do fio de corte, bem como as suas qualidades térmicas. A natureza e a granulometria das partículas que formam o revestimento permitem remediar as debilidades dos fios lisos de corte tradicionais sob diversos aspectos:

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Em primeiro lugar, a rugosidade da superfície do fio de corte permita uma melhor fluidez de rotação do fio no ar, fragmentando as asperezas do fio as importantes turbulências criadas por um fio de corte liso tradicional. Disto resulta, por um lado, um forte abaixamento do nível sonoro gerado pela rotação do fio no ar; assim, os ensaios realizados pelo requerente permitiram verificar, para um diâmetro de fio igual e uma velocidade igual, diminuições do ruído de 8 a 12 decibeis, em função da granulometria do revestimento e, por consequência, da importância dos relevos presentes na superfície do fio. A eliminação das turbulências proporciona, por outro lado, uma diminuição não desprezível da necessidade de energia necessária para manter a rotação do fio, a uma dada velocidade; assim os ensaios realizados pelo requerente permitiram medir, para um diâmetro de fio igual, um ganho de 3 a 7% sobre o consumo de energia necessário para manter em rotação o fio de corte.

Graças às asperezas do seu revestimento, o fio de corte objecto do invento gera também, durante a utilização, um efeito de “serra” que vem juntar-se ao efeito de corte devido ao choque produzido pela rotação deste fio a grande velocidade e a combinação deste efeito abrasivo com o efeito de choque reforça particularmente as qualidades de corte do fio. O poder abrasivo do fio de corte é mais ou menos aumentado conforme a natureza da granulometria do revestimento. Partículas minerais tais como partículas de sílica, de vidro, de areia, de esmeril, de mármore, etc., são, sob estes aspecto particularmente vantajosas mas também podem ser obtidos resultados interessantes com partículas metálicas tais como partículas de zinco, de ferro, de alumínio, nomeadamente sob a forma de óxido em pó com uma granulometria consequente. Também é possível usar, para a realização do revestimento, partículas de materiais sintéticos escolhidos entre aqueles que apresentam um comportamento excelente em relação à abrasão, tais como os elastómeros e as poliamidas 11 em pó. A utilização de um revestimento de material sintético parece também vantajosa para a redução do ruído e para o aumento da duração da vida do fio de corte, oferecendo a elasticidade de um tal revestimento uma primeira camada de desgaste, antes do ataque ao núcleo do fio. Uma combinação de dois ou mais dos materiais sob a forma de partículas, referidas anteriormente, pode ser considerada. 85 459 ΕΡ Ο 867 108/ΡΤ 6

A natureza do revestimento e o aspecto granuloso de superfície do fio de corte de acordo com o invento, permitem também uma completa eliminação do problema da colagem das espiras no interior da cabeça giratória. Em particular, certas partículas tais como as partículas de sílica ou de vidro são preconizadas para este efeito porque as temperaturas atingidas no interior da cabeça, embora elevadas, não permitem a aproximação ao ponto de colagem ou de fusão destas partículas. Além disso, o aspecto de superfície granulosa aumenta consideravelmente a superfície de permuta térmica e favorece portanto o arrefecimento do fio de corte. A conjugação destes dois efeitos permite a eliminação total do fenómeno de colagem na cabeça em rotação. O aspecto granuloso de superfície do fio de corte de acordo com invento aumenta também consideravelmente a superfície de permuta térmica ao nível da saída do fio para fora da cabeça giratória e disto resulta igualmente uma nítida diminuição e mesmo uma supressão completa do fenómeno de quebra no olhai.

Finalmente, para um fio de corte com diâmetro e massa determinados, a concepção objecto do invento permite diminuir a quantidade de poliamida, limitando a mesma ao núcleo do fio que pode ter um diâmetro pequeno, e escolher para o revestimento materiais naturais ou por si próprio facilmente degradáveis, ou ainda materiais cuja presença pode acelerar a degradação do conjunto “núcleo + revestimento”, por limitação da estabilidade química deste complexo. Assim, o fio de corte compósito objecto do invento contribui para a protecção do ambiente.

Aliás, deve-se notar que um tal fio de corte pode ser obtido industrialmente de uma maneira racional e económica, podendo o revestimento granuloso ser aplicado em torno do núcleo por um processo de co-extrusão, revestimento ou imersão, realizado continuamente. Em particular, o processo de obtenção do fio pode consistir em cobrir com um agente de aderência um fio de núcleo que avança continuamente, depois polvilhar com partículas destinadas a formarem um revestimento granuloso e, finalmente, fazer uma cozedura que fixa definitivamente este revestimento sobre o fio do núcleo. 85 459 ΕΡ Ο 867 108/ΡΤ 7

Ο invento será melhor compreendido com o auxílio da descrição que segue feita em referência aos desenhos esquemáticos juntos que mostram, a título de exemplo, algumas concretizações deste fio de corte para podadeiras e aparadores de sebes, e nos quais: a Fig. 1 é uma vista em perspectiva de um troço de fio de corte de acordo com o presente invento; a Fig. 2 é uma vista em perspectiva de outro troço de fio de corte, que constitui uma variante do anterior; a Fig. 3 é um esquema que ilustra a fragmentação das turbulências do ar, obtida graças ao fio de corte objecto do invento; a Fig. 4 é outro esquema que mostra, a título de comparação, as turbulências geradas por um fio de corte tradicional; e a Fig. 5 é um esquema de base de um processo e da instalação correspondente para o fabrico de um fio de corte compósito de acordo com o invento. A fig. 1 mostra um troço curto de um fio de corte 1, para podadeiras ou aparadores de sebes, fazendo aparecer a secção deste fio. O fio de corte 1 é composto por um fio de núcleo 2, aqui de secção redonda, que está revestido por todos os lados com um revestimento granuloso 3, de secção globalmente anular, que confere a este fio 1 uma superfície exterior irregular e/ou rugosa 4. O fio de núcleo 2 é por exemplo um fio de poliamida, semelhante a um monofilamento tradicional. O revestimento granuloso 3, que forma a “pele” do fio de corte 1, pode ser constituído por partículas minerais, vegetais, metálicas ou sintéticas; são utilizáveis nomeadamente partículas minerais de sílica, de vidro ou de areia. A fig. 2 mostra um troço curto de fio de corte 1 que constitui uma variante do anterior. O fio de núcleo 2 apresenta aqui uma secção em estrela ou dentada que aumenta a superfície de adesão do revestimento granuloso 3. 8 85 459 ΕΡ Ο 867 108/ΡΤ

Durante a utilização de tal fio de corte 1 este é accionado em rotação a grande velocidade, gerando turbulências no ar envolvente. O revestimento granuloso 3, que constitui a superfície irregular e/ou rugosa 4, provoca uma fragmentação destas turbulências conforme indicam as setas 5 da fig. 3. Disto resulta nomeadamente uma redução do ruído, em comparação com um fio de corte tradicional 6, tal como mostra a fig. 4, que possui uma superfície exterior lisa 7 que gera no ar turbulências importantes tais como são sugeridas pelas setas 8. A fig. 5 ilustra a obtenção do fio de corte 1 anteriormente descrito, de acordo com um processo particular. O fio de núcleo 2, previamente fabricado nomeadamente por extrusão, avança continuamente na direcção da seta 9. Sobre o fio de núcleo 2 é efectuado por um dispositivo de lançamento ou aplicação apropriado 10, uma cobertura com um agente de aderência 11. Em seguida, um dispositivo de polvilhar 12 lança sobre o fio de núcleo 2 umas partículas 13 destinadas a formar o revestimento granuloso, ficando então estas partículas retidas sobre o fio de núcleo 2 graças à cobertura anteriormente aplicada. O conjunto atravessa finalmente um posto de cozedura 14 que fixa definitivamente o revestimento 3, formado pelas partículas 13, sobre o fio de núcleo 2, de modo a obter-se na saída o fio de corte compósito 1. Este fio 1 pode ser finalmente enrolado em terno de um carretel receptor, não representado. Não se exorbitará o quadro do invento modificando o material do fio de núcleo ou a sua secção, ou utilizando partículas de uma outra natureza e de granulometrias diversas para formar o revestimento ou ainda aplicando e fixando o revestimento sobre o fio de núcleo por processos diferentes do descrito.

Lisboa, 18. SE a

PorSPEED FRANCE

'EÍUfi.9 ANTÓNIO JOÃO M CUNHA FERREIRA Ág. 0[. Pr. Ind. Raa das Flores, 74 - 4.' I 1EQO LISBOA O AGENTE OFICIAL-

Bmum

Claims

85 459 ΕΡ Ο 867 108/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Fio de corte compósito para podadeiras e aparadores de sebes, de cabeça rotativa, sendo o fio (1) constituído por um núcleo (2), do tipo de monofilamento, envolvido por um revestimento (3), caracterizado por possuir um revestimento granuloso (3) que dá a este fio de corte (1) um aspecto de superfície (4) irregular e/ou rugoso.
2 - Fio de corte compósito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado poro seu núcleo (2) ser feito de um material sintético tal como a poliamida.
3 - Fio de corte compósito de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o seu núcleo (2) apresentar uma secção redonda (figura 1).
4 - Fio de corte compósito de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o seu núcleo (2) ter um perfil em estrela ou dentado (figura 2).
5 - Fio de corte compósito de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por serem proporcionadas, sobre o seu núcleo (2), umas formações tais como marcas, que se repetem no sentido do comprimento do fio de corte (1).
6 - Fio de corte compósito de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o seu revestimento granuloso (3) ser constituído por partículas minerais tais como partículas de sílica, de vidro, de areia fina, de esmeril ou de mármore.
7 - Fio de corte compósito de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o seu revestimento granuloso (3) ser constituído por partículas metálicas tais como partículas de zinco, de ferro, de alumínio nomeadamente sob a forma de óxido em pó.
8 - Fio de corte compósito de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o seu revestimento granuloso (3) ser constituído por partículas de 85 459 ΕΡ Ο 867 108/ΡΤ 2/2 materiais sintéticos que tenham um comportamento excelente quanto à abrasão, tais como os elastómeros e as poliamidas 11 em pó.
9 - Fio de corte compósito de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o revestimento granuloso (3) ser aplicado em torno do núcleo (2) por um processo de co-extrusão, de cobertura ou de imersão, levado à prática de maneira contínua.
10 - Fio de corte compósito de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por ser obtido procedendo, sobre um fio de núcleo (2) que avança continuamente (seta 9), a uma cobertura com um agente de aderência (11), depois a um polvilhar com as partículas (13) destinadas a formar o revestimento granuloso (3), e finalmente a uma cozedura (em 14) que fixa definitivamente este revestimento (3) sobre o fio de núcleo (2). Lisboa, SET. $0Ô PorSPEED FRANCE -O AGENTE OFICIAL-