Henkel, Kern, Feiler £r Hänzel Patentanwälte
Möhlslmßp 37
D-8000 München 80
Weed Eater, Inc. ,pi-obwo^k/
Houston, Tex.. V.St.A. μ,-χ ορ,-κό? hnim
Tl IlJ
Vorrichtung zum Schneiden bzw. Mähen von Pflanzenwuchs"
und dgl.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden bzw. Mähen von Pflanzenwuchs, insbesondere unter Verwendung
einer biegsamen, nicht-metallenen Schneidleine.
Vor der Industriellen Revolution wurde Pflanzenwuchs mit
Hilfe verschiedener Schneidwerkzeuge geschnitten oder gemäht, z.B. mittels Sicheln, Sensen, Scheren und ähnlichen
Werkzeugen mit Schneidkante. Nach der Industriellen Revolution errichteten sich Hauseigner ein Heim mit Rasen, Garten
und ähnlichen Grünflächen. Seit der Mitte des vorigen Jahrhunderts benutzten Hausbesitzer Rasenpflegemaschinen, die
im wesentlichen nach dem Prinzip mechanisierter Landwirtsschaftsgeräte arbeiteten, etwa den Trommelrasenmäher, die
Mähmaschine und Balkenmähgeräte. Diese Geräte wurden im allgemeinen
durch Muskelkraft betrieben. Den Hausbesitzern standen auch verschiedene Arten von handbetätigten Metallklingen-Besäum-
oder -Randschneidegeräte zur Verfügung. Zu Anfang dieses Jahrhunderts wurden für größere Anlagen und kommerzielle
Rasenpflegefirmen durch Brennkraftmaschinen oder elektrisch angetriebene Maschinen eingeführt,,
8098 86/1039
.14- 2832643
Kleinere Konstruktionen von mit Eigenantrieb versehenen Rasenmähern und Randschneidern o.dgl, kamen nach 1940 auf
den Markt. Später wurden auch die preisgünstigen, durch Benzin- und Elektromotoren getriebenen Drehmesser-Rasenmäher,
Randschneider und Besäumgeräte sowohl Hauseignern als auch kommerziellen bzw. professionellen Gartenbaufxrmen
und dgl. verfügbar gemacht. Bei solchen Geräten ist eine Metallklinge auf einer Welle montiert, die in einer Schnej.ciebene
mit einer Drehzahl von einem Mehrfachen von 1000 U/min
in Drehung versetzbar ist. Die Enden der Klinge sind dabei
zu messerartigen Schneidkanten zugeschärft. Im Gegensatz zur scherenartigen Schnittwirkung des Trommelrasenmähers
schneiden diese Drehmessergeräte mittels einer Hieb- oder Schlagwirkung. Aufgrund ihrer wirtschaftlich herstellbaren
Konstruktion wurden die motorgetriebenen Drehmesser-Rasenmäher, -Randschneide- und -Besäumgeräte zu einem günstigen
Preis einem breiten Publikum zugänglich gemacht.
Die zuletzt genannten Geräte sind mit einem schwerwiegenden Nachteil behaftet, nämlich im Hinblick auf die Schneidwirkung
der schweren Metallklinge, deren Schneidkanten sich mit Geschwindigkeiten von nahezu 3000 m/min bewegen. Die
Schneidklinge besitzt eine Masse von bis zu einigen Kilogramm; folglich ist die kinetische Energie an ihren Schneidkanten
von erheblicher Größe. Diese Schneidklinge trifft auf feste Gegenstände, wie Steine, Metallteile,, Spielzeuge
usw. mit großer Kraft auf, so daß diese Gegenstände durch die Schneidklinge mit hohen Geschwindigkeiten weggeschleudert
werden und, wenn sie Menschen treffen, schwere Verletzungen verursachen können« Ebenso kann eine direkte Berührung
eines Fußes oder eines anderen Teils des menschlichen Körpers mit der sich drehenden Sclineidklinge eine
Amputation oder eine starke Verstümmelung zur Folge haben=
In den Vereinigten Staaten von Amerika wurde in den letzten
809885/1039
Jahren über mehr als 70 000 nachgewiesene Unfälle duroli
Drehmesser-Rasenmäher und dgl. berichtet.
Im Zusammenhang mit den verschiedenen Arten von Metalldrehmesser- Schneidgeräten wurden ausgedehnte und aufwendige
Entwicklungs- und Forschungsarbeiten mit dem Ziel betrieben, die von diesen Geräten ausgehenden Gefahren zu verringern.
Beispielsweise wurden von Industrie und Behörden speziell konstruierte Ummantelungen und Sicherheitskontrollen vorgeschlagen,
um dadurch die große Zahl von schweren und bis zur Invalidität führenden Verletzungen zu verringern. Viel
Zeit- und Arbeitsaufwand wurde für Versuche getrieben, die Metalldrehmesser bei Rotationsrasenmähern und dgl. durch
ein flexibles Schneidelement zu ersetzen. Die unmittelbare ersatzweise Verwendung eines elastischen Drehmessers, etwa
aus laminiertem Gummi, anstelle der Metalldrehmesser erwies sich jedoch nicht in jeder Hinsicht als erfolgreich.
Etwa ab 1960 wurde ein Randschneide-Besäumgerät mit einer
biegsamen, nicht-metallenen Leine eingeführt, die von einem sich zum Schneiden von Pflanzenwuchs in einer Schneidebene
drehenden Schneidkopf getragen wird. Bei diesem Gerät versetzt ein Motor vergleichsweise geringer Leistung den mit
einer sehr dünnen, biegsamen Leine aus polymerem Kunststoff versehenen Schneidkopf mit verhältnismäßig hohen Winkelgeschwindigkeiten
in Drehung. Dieses Gerät erwies sich im Betrieb, auch bei auf Randschneide- und Besäumzwecke begrenztem
Einsatz, wegen häufigen Leinenbruchs, ungenügender Schneidleistung und unhandlichen Aufbaus als nicht erfolgreich.
Aus diesen Gründen fanden diese Geräte beim Verbraucher als sicherer Ersatz für Metalldrehraesser-Schneidgeräte
keine Beliebtheit.
Die Anwendungs- und Konstruktionsprobleme der früheren, mit
biegsamen, nicht-metallenen Leinen arbeitenden Geräte zum
809885/1039
Schneiden bzw. Mähen von Pflanzenwuchs wurden durch die in
den US-PSen 3 708 967, 3 826 068 und 3 859 776 wiedergegebenen Erfindungen überwunden. Diese Patentschriften beschreiben
Vorrichtungen zum Mähen, Besäumen und Randverputzen
von Pflanzenwuchs-, insbesondere Rasenflächen, bei denen eine flexible, nicht-metallene Leine einer geeigneten
Länge in einer entsprechenden Schneidkopfanordnung so
gelagert ist, daß ein Leinenbruch im Betrieb vermieden wird. Diese Leinen besitzen verschiedene Querschnittsabmessungen
und eine vorgegebene Beziehung der Maße zur Umfangsgeschwindigkeit. Durch diese Merkmale wird eine zweckmäßige, brauchbare
und vom Benutzer akzeptierte Vorrichtung zum Schneiden von Pflanzenwuchs gewährleistet. Außerdem stellen diese
neuartigen Geräte den günstigsten Ersatz für die Metalldrehmessergeräte dar. Mit diesen Geräten wurde den verschiedenen
Benutzern eine entsprechende Vorrichtung zur Verfugung gestellt, die für den Benutzer völlig sicher und mit optimaler
Schneidleistung arbeitet, die sich derjenigen der gefährlichen Metalldrehmessergeräte annähert.
Die genannten US-PSen beschreiben Geräte mit baulichen Merkmalen, welche ein selektives Verlängern der genannten Schneidleine
auf manuellem Wege durch den Benutzer erlauben. Beispielsweise kann der Benutzer das Gerät abschalten und die
Leine von Hand auf die gewünschte Länge herausziehen. Bei größeren Pflanzenschneide- bzw. Mähvorrichtungen, etwa
motorgetriebenen Geräten dieser Art, kann ein solches Verlängern der Schneidleine den wirtschaftlichsten Mähvorgang
beeinträchtigen. Ein häufiges Verlängern bzw. Herausziehen der Schneidleine(n) ist dann erforderlich, wenn diese mit
Metall- oder Betongebilden o.dgl. in Berührung kommen und
dadurch verschleißen oder brechen.
Es gibt zahlreiche Vorrichtungen, bei denen ein Verlängern der Schneidleine an mit solchen Schneidleinen arbeitenden
809885/1039
Rasenmähern und dgl. möglich ist. Keine bisherige Vorrichtung
kann jedoch vom Benutzer während des Betriebs betätigt werden, um unter unmittelbarer mechanischer Kontrolle ein
bestimmtes Schneidleinenstück vom umlaufenden Schneidkopf abzugeben bzw. abzuspulen und sodann die Schneidleine automatisch
wieder im Schneidkopf zu sichern. Dabei sollten ~u
keiner Zeit übermäßig große Sehneidleinenstueke aus dem
Schneidkopf abgespult werden.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer verbesserten
Vorrichtung zum Schneiden von Pflanzenwuchs und dgl. unter Verwendung einer biegsamen, nicht-metallenen
Schneidleine, bei der die Schneidleine während des Betriebs und in genau festgelegten Längen verlängerbar bzw. aus dem
Schneidkopf abspulbar sein soll.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch einen Schneidkopf, der um
eine im wesentlichen senkrecht zu einer Schneidebene liegende Achse drehbar ist, durch einen Antrieb zum Drehen des
Schneidkopfes, durch ein Schneidleinen-Vorratselement zur
Aufnahme eines Reservestücks einer biegsamen, nicht-metallenen
Schneidleine, durch einen im Schneidkopf in einer von seiner Drehachse auf Abstand angeordneten Stelle vorgesehenen
Leinenauslaß, durch Ausgabemittel zum Ausgeben der Schneidleine vom Vorratselement über den Leinenauslaß in die
Schneidebene unter Unterstützung durch die bei der Drehung des Schneidkopfes erzeugten Fliehkräfte, durch ein Betätigungsmittel zum selektiven Umschalten der Ausgäbemittel aus
einem arretierten Zustand in einen Leinenausgabezustand und durch Rückführmittel zur Rückstellung der Ausgabemittel in
die Arretierstellung nach Ausgabe eines praktisch vorbestimmten oder festgelegten Stücks der Schneidleine über den
Leinenauslaß.
In spezieller Ausführungsform der Erfindung kann der Schneid-
809885/1039
Kopf eine oder mehrere Schneidleinen tragen, die gemeinsam
jeweils um bestimmte Stücke oder Längen aus den Leinenaus-Lassen
ausgebbar sind.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Krfindung
anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer Person, die eine Gehneidvorrichtung mit Merkmalen der Erfindung
benutzt,
Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische Darstellung des unteren Endes der Vorrichtung
nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Leinenauslasses bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2,
Fig. 4 einen lotrechten Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2,
Fig. 5 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilseitenansicht des bei der Vorrichtung nach Fig. 1 vorgesehenen
Betätigungshebels,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 4, Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 4,
Fig. 3, 11 und 14 in vergrößertem Maßstab gehaltene lotrechte
Teilschnitte längs der Linie 8-8 in Fig. 4,
Fig. 9, 12 und 15 Aufsichten, in Richtung der Pfeile 9-9
in Fig. 8 gesehen, und
809885/1031
Fig. 10, 13 iond 16 schematische Darstellungen der am unteren
Ende der Spule gemäß Fig. 8 vorgesehenen Ratschen- bzw. Sperrzähne. (In den Fig. 11, 12 und 1]5
ist die Spule nach Fig. 8 über einen Winkel von aus ihrer anfänglichen, drehfesten Stellung weitergedreht
dargestellt, während die Spule in den Fig. 14, 15 und 16 nach dem Durchlauf ihrer gesamten
Winkelverschiebung und nach dem Wiederverriegeln in drehfester Stellung veranschaulicht ist.)
In der schaubildlichen Darstellung von Fig. 1 benutzt eine Person 21 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 22 zum Schneiden
bzw. Mähen des längs einer Gehwegbegrenzung wachsenden Grases o.dgl. Pflanzenwuchses 23. Obgleich die Vorrichtung auch
als Rasenmäher oder Randschneidegerät ausgelegt sein kann,
wird sie im folgenden auch als "Besäumgerät 22" bezeichnet; ihre Bauteile können jedoch dieselben sein wie bei einem
Rasenmäher oder einem Randschneider.
Die Vorrichtung 22 ist mit einem Antrieb ausgestattet, beispielsweise
mit einer Brennkraftmaschine 26, die am einen Ende eines sich nach unten zu einem drehbaren Schneidkopf
erstreckenden Wellen- oder Tragrohrs 27 montiert ist. Der Schneidkopf trägt eine oder mehrere flexible, nicht-metallene
Schneidleinen 29, z.B. aus einem polymeren Material, wie Nylon. Der Motor 26 treibt den Schneidkopf mit einer so
hohen Winkelgeschwindigkeit an, daß sich die Schneidleinen 29 von der Drehachse aus in eine Schneidebene ausstrecken,
in welcher sie auf den Pflanzenwuchs 23 auftreffen können. Vorzugsweise wird der Schneidkopf 28 mit einer Drehzahl in
Drehung versetzt, die optimal auf das Gewicht der Schneidleinen 29 und ihre Radialerstreckung vom Schneidkopf 28 abgestimmt
ist. Im Fall von Schneidleinen 29 mit einem Durchmesser von 0,9 - 2,5 mm und einer radialen L:inge von etwa
127 - 230 mm vom Schneidkopf 28 wird letzterer beispielsweise
mit. einer Drehzahl von 2500 - 4000 U/min angetrieben, wobei
809885/1039
beim Mähen des Pflanzenwuchses 23 optimale Ergebnisse erzielt werden.
Das Tragrohr 27 weist einen Handgriff 31 auf, mit dessen Hilfe der Benutzer 21 das Gerät zu führen vermag. Weiterhin
ist ein Schulterriemen 32 vorgesehen, welcher die Führung der Vorrichtung 22 durch den Benutzer 21 weiter erleichtert.
In der Nähe des Handgriffs 31 ist am Tragrohr ein Betätigungshebel 33 montiert. Bei Betätigung dieses
Hebels 33 durch den Benutzer wird der Vorgang eingeleitet, durch den die Schneidleinen 29 aus dem Schneidkopf abgespult
werden, bis jeweils ein bestimmtes Leinenstück ausgegeben worden ist, worauf die Gchneidleinen 29 automatisch
wieder am Schneidkopf 28 gesichert werden, um ein ungewolltes weiteres Abspulen zu verhindern.
Im Gebrauch der Vorrichtung bewegt sich der Benutzer 21 längs der Gehwegbegrenzung 24, wobei er den Pflanzenwuchs
23 mit einer durch die Leistung des Motors 26 bestimmten Schneidgeschwindigkeit mäht. Wenn sich die Schneidleinen
29 verkürzen oder wenn sie aus irgendeinem Grund über eine größere Länge aus dem Schneidkopf 28 herausgezogen werden
sollen, bewegt der Benutzer den Hebel 33 auf sich selbst zu, wodurch der LeinenausgäbeVorgang eingeleitet wird. Anschliessend
wird der Hebel 33 losgelassen, und der Leinenausgäbe-Vorgang
wird im Inneren der Vorrichtung 22 automatisch beendet.
Fig. 2 zeigt in vergrößerter perspektivischer Darstellung den unteren Abschnitt des Besäumgeräts 22. Das Wellen- bzw.
Tragrohr 27 enthält in seinem Inneren eine biegsame Antriebswelle 34, die mit dem Motor 26 verbunden ist. Das untere
Ende der biegsamen Welle 34 ist mit dem Schneidkopf 28 verbunden, so daß dieser um eine senkrecht zur Schneidebene
stehende Drehachse in Drehung versetzbar ist. Zu diesem Zweck
trägt das Tragrohr 27 eine untere Büchsenanordnung bzw. Man-
809885/1039
2832643
schette 36, die mittels einer Spannmutter 37 befestigt ist
und in welcher Lager angeordnet sind, in denen der Schneidkopf 28 um eine durch das Tragrohr 27 und die Anordnung
bestimmte Drehachse drehbar gelagert ist. Die einzelnen Schneidleinen 29 sind jeweils im Inneren des Schneidkopfes
28 auf eine Spule aufgewickelt. In Fig. 2 ist eine Staubabdeckung 38 weggebrochen dargestellt, so daß eine Spule 37A
sichtbar ist, die einen Vorrat der Schneidleine 29 trägt, die sich ihrerseits über einen Leinenauslaß 39 aus dem
Schneidkopf 28 heraus erstreckt. Gemäß Fig. 3 kann der Leinenauslaß 39 einen Metalleinsatz 41 aufweisen, der mit
einer Öffnung oder Bohrung versehen ist, über welche die
Schneidleine 29 von der Spule 37A aus dem Schneidkopf 28
herausgezogen werden kann. Der Einsatz 41 bietet für die Schneidleine eine reibungsarme Lagerung und eine gekrümmte
Fläche, wodurch eine Beschädigung der Schneidleine durch von SchwinKunK verursachter Reibung und Abrieb verhindert
wird.
Der spezielle Innenaufbau des Schneidkopfes 28 Ist in Fig. 4 deutlicher veranschaulicht. Die das Tragrohr 27
durchsetzende biegsame Welle 34 ist mit dem oberen Abschnitt einer Antriebswelle 42 verbunden, die Innerhalb
der Büchsen- bzw. Lageranordnung 36 in Kugellagern 43 und 44 gelagert ist. Letztere können über einen in der Seitenwand
der Anordnung 36 vorgesehenen flchnrlerninpeJ
>\l· geschmiert werden. Der Ringraum 45 um die Welle 42 herum ist mit Schmierfett
gefüllt. Die Welle 42 ist mit einem Sprengring bzw. einer Sieherungsscheibe 47 zur Begrenzung ihrer Abwärtsverschiebung
im Kugellager 44 versehen. Das erweiterte untere Ende der Welle 42 bildet eine Anlageschulter 48, an welcher
die oberste Fläche 49 des Schneidkopfes 28 anliegt.
Der vorzugsweise aus Kunststoff, wie Nylon, geformte Schneidkopf 28 umfaßt einen zylindrischen Oberteil 51, der einen
809 8 8 5/1039
zentralen Einsatz 52 aufweist, welcher auf ein Gewinde 53 am unteren Ende der Welle 42 aufgeschraubt ist. Vorzugsweise
verläuft die Gangrichtung des Gewindes von Einsatz 52 und Gewindestutzen 53 entgegengesetzt zur Drehrichtung
der Welle 42, so daß sich der Schneidkopf 28 im Betrieb der Vorrichtung 22 nicht lösen, d.h. abschrauben kann. Der untere
zylindrische Teil 54 des Schneidkopfes 28 ist mit engem Sitz auf sich verjüngende bzw. konische Flächen 56 des Oberteils
51 aufgesetzt. Letzterer weist eine Schulter 57 auf, welche
die Einsetztiefe des Unterteils 54 begrenzt. Der Unterteil
54 ist am Oberteil 51 mittels einer in den Gewindeeinsatz
52 eingeschraubten Schraube 58 befestigt. Ein zwischen dem Unterteil 54 und dem Einsatz 52 vorgesehenes, elastisches
Abstandstück 59 dient zur Schwingungsdämpfung. Bei der beschriebenen Konstruktion kann der Unterteil 54 zum Auswechseln
oder Einsetzen der Spulen in den Schneidkopf 28 leicht vom Oberteil 51 abgenommen werden.
Der Schneidkopf 28 ist mit mehreren Spulen 37A versehen, deren Zahl normalerweise der Zahl der sich aus dem Schneidkopf
28 heraus erstreckenden Schneidleinen 29 entspricht. Ersichtlicherweise können jedoch mehrere Leinen 29 auf jeweils
eine einzige Spule aufgewickelt sein. Beispielsweise können auf zwei Spulen vier Leinen angeordnet sein, oder
eine einzige Spule kann gewünschtenfalls sogar vier Leinen
tragen, die dann durch die betreffenden Leinenauslässe 39 im Schneidkopf 28 nach außen geführt werden.
Der erfindungsgemäße Leinenausgabemechanismus ist unabhängig
von der Zahl der verwendeten Spulen und Schneidleinen benutzbar.
Die einzelnen Spulen sind durch den erfindungsgemäßen Leinenausgabemechanismus
normalerweise gegen eine Drehung im Schneidkopf gesperrt, außer während des Leinenausgabevorgangs„
809885/1038
der durch Betätigung des Hebels 33 eingeleitet wird. Während dieses Vorgangs wird jede Spule über eine vorbestimmte
Winkelstrecke gedreht, so daß jeweils ein vorbestimmtes Schneidleinenstück aus dem Schneidkopf ausgegeben wird.
Die Spule wird dabei unter unmittelbarer mechanischer Steuerung bzw. Kontrolle gedreht und nach Abschluß der Drehbewegung
automatisch wieder gesichert. Genauer gesagt: die Spule 37A wird im drehfesten Zustand durch eine im Unterteil
54 des Schneidkopfes 28 angeordnete Feder 61 gegen den Oberteil 51 angedrückt. Zu diesem Zweck braucht die Feder
61 nur eine vergleichsweise geringe Federspannung zu besitzen. Ein nach oben ragender, zylindrischer Vorsprung 62
im Unterteil 54 greift in eine oder mehrere Windungen der Feder 61 ein, so daß diese beim Abnehmen des Unterteils 54
vom Oberteil 51 in ihrer Einbaulage gehalten wird. Der obere Abschnitt der Feder 61 greift an abstehenden, im Inneren
der Spule 37A ausgebildeten Schultern 63 an.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung besitzt
die Spule 37A einen zylindrischen Körper 66, welcher die Schultern 63 trägt. Außerdem ist der Körper 66 mit kreisförmigen
Flanschen 67 und 68 versehen, die eine Rolle bilden, auf welche das Reservestück der Schneidleine 29 aufgespult
ist. Obgleich die Spule 37A aus einem beliebigen Werkstoff bestehen kann, wird sie vorzugsweise aus einem Thermoplast
geformt, beispielsweise aus einem Polystyrolpolymer hoher Festigkeit. Spule 37A und Schneidkopf 28 sind mit Elementen
zur Sicherung der Spule 37A am Schneidkopf versehen, so daß die Schneidleine 29 nur bei betätigtem Hebel 33 herausgezogen
bzw. verlängert werden kann. Bei Betätigung des Hebels 33 führen Steuerelemente eine vorbestimmte Relativdrehung
zwischen Spule 37A und 28 ein, so daß ein bestimmtes Stück der Schneidleine 29 aus dem Schneidkopf 28 ausgegeben
wird. Außerdem gewährleisten diese Sicherungs-Steuerelemente das automatische Wiederverriegeln der Spule 37A am Schneidkopf
28, sobald das vorbestimmte Stück der Schneidleine 29
809885/1039
_ 24 - 28326A9
ausgegeben worden ist. Ersichtlicherweise können für die genannten Zwecke verschiedenartige Sicherungs- und Steuerelemente
verwendet werden. Die im folgenden zu beschreibenden Elemente haben sich bei einer für den praktischen Gebrauch
geeigneten Ausführungsform der Vorrichtung 22 als
zufriedenstellend erwiesen. Es können jedoch auch andere Elemente gleicher Funktion und Wirkung angewandt werden.
Die Spule 37A ist über eine bestimmte Winkelstrecke drehbar, welche das aus dem umlaufenden Schneidkopf 28 auszugebende
Stück der Schneidleine 29 bestimmt. Beispielsweise kann der Schneidkopf 28 einen solchen Durchmesser besitzen, daß mit
einer 152 mm langen Schneidleine 29 die angestrebte optimale
Arbeitsweise erreicht wird. In diesem Fall kann die Spule $7Λ über einen solchen Winkelbetrag drehbar sein, daß
durch den Benutzer 21, welcher die Vorrichtung ohne Betriebsunterbrechung
bedient, selektiv jeweils ein etwa 25 mm langes Stück der Schneidleine 29 ausgegeben wird. Zu diesem Zweck
kann die ^lpule 37A beispielsweise über einen Winkel von 90°
relativ zum Schneidkopf 28 gedreht werden, um dabei die gewünschte Verlängerung der Schneidleine 29 um etwa 25 mm zu
erreichen. Falls jedoch die Schneidleine 29 jeweils um andere Längen verlängert werden soll, kann die Spule 37A erfindungsgemäß
auch über andere Winkelbeträge verdreht werden.
Die Spule 37A weist an ihrer Oberseite eine halbkugelige Fläche 69 auf, die in eine ->fi|i πι -\>>n :-. -ι ίπ·ΐΓ·ΐ.-.·[ι--»η !-'.""--pfi- m>
anschließende .Sperrfläche 71 fibergeht,. Die Sperrfläche 71 greift mit
einer am Oberteil 51 des Schneidkopfes 28 angeformten, komplementären
Sperrfläche 72 zusammen. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt die Sperrfläche 71 eine nicht-kreisrunde,
vorzugsweise mehreckige Form. Beispielsweise kann die Sperrfläche 71 durch die jeweils gleich langen Seiten eines
Quadrats gebildet sein, wobei die komplementären Sperrflächen 72 die Form einer entsprechenden Öffnung besitzen. Auf diese
809885/1039
Weise kann die Spule 37A derart im Schneidkopf arretiert werden, daß in jeder Arretierstellung nach einer Drehung
über 90° ein weiteres Ausgeben der Schneidleine verhindert wird.
Gemäß Fig. 4 weist der Unterteile der Spule 37A ein Steuermittel auf, so daß die Spule 37A unter unmittelbarer mechanischer Steuerung über ein vorbestimmtes Stück relativ zum
Schneidkopf 28 und nur dann gedreht werden kann, wenn die
Sperrflächen 71 und 72 außer Eingriff miteinander stehen. Bei dieser Anordnung dreht sich die Spule 37A im Schneidkopf
28 längs des Steuermittels bzw. auf diesem, so daß keine unerwünscht großen Schneidleinenstücke aus dem sich
drehenden Schneidkopf 28 herausgeschleudert werden. Im Betrieb erstreckt sich die Schneidleine 29 ersichtlicherweise
über mehrere Zentimeter aus dem Schneidkopf 28 heraus, so daß sie einen Zug entsprechend einem Mehrfachen von 100 g bzw.i·
ausüben kann. Das am unteren Abschnitt der Spule 37A vorgesehene Steuermittel gewährleistet eine kontrollierte Winkelbewegung
der Spule 37Aim Schneidkopf 28 unabhängig von der Zugkraft der Schneidleine 29.
Das genannte Steuermittel kann aus an Spule 37A und Schneidkopf
28 ausgebildeten Ratschen- bzw. Sperrzahnflächen bestehen. Die Spule 37A enthält an ihrem untersten Ende eine
Anzahl von Zähnen 73, die eine ratschenartige Sperre bilden, wenn sie mit komplementären, am Unterteil 54 des Schneidkopfes
28 ausgebildeten Zähnen 74 in Eingriff stehen. Das durch die Zähne 73 und 74 gebildete Gesperre wirkt mit den durch die
Flächen 71 und 72 gebildeten Sicherungs- bzw. Sperrmitteln zusammen. Die Sperrflächen 71 und 72 sichern die Spule 37A
beispielsweise jeweils in 90°-Drehstellungen. Die Zähne 73
und 74 steuern die Verschiebung während der Drehung der Spule 37Λ in der Weise, daß letztere nach Abschluß der jeweiligen
Teildrehung in eine Winkelstellung gelangt, in welcher die
Flächen 71 und 72 nach dem Ausgeben des vorbestimmten Schneid-
809885/1031
leinenstücks 29 aus dem Schneidkopf 28 wieder in gegenseitigen
Eingriff gelangen. Wenn die Spule 37A durch Zusammendrücken der Feder 61 nach unten gedruckt wird, werden die
Stirnflächen 71 und 72 somit außer Eingriff miteinander gebracht,
wobei gleichzeitig die Zähne 73 und 74 in gegenseitigen
Eingriff gelangen und die Drehbewegung der Spule 37A auf den vorbestimmten Winkelbetrag begrenzen. Wie erwähnt,
sichern die Sperrflächen 71 und 72 die Spule 37A beispielsweise jeweils nach einer Drehung von 90°. Die Zähne 73 und
74 lassen die Spule 37A sich dabei zum Ausgeben der Schneidleine 29 aus dem Schneidkopf 28 nur über einen Winkel von jeweils
90° drehen.
Für die durch den Benutzer 21 erfolgende Fernbetätigung der
Spule 37A zur Freigabe aus der Sieherungsstellung und zur
Durchführung einer kontrollierten Drehung bei der Ausgabe eines bestimmten Stücks der Schneidleine 29 sowie zum anschließenden
automatischen WJedersichern der Spule 37A im Schneidkopf 28 kann an sich ein beliebiger geeigneter Mechanismus
verwendet werden. Bei der in den Fig. 2 und 4 dargestellten Ausführungsform wird mittels des Betätigungshebels
33 eine mechanische Kurve betätigt, durch welche die Spule 37A zur Ermöglichung ihrer Drehung im Schneidkopf 28 nach
unten bewegt wird. Zu diesem Zweck ist in einem erweiterten Teil 77 der Lageranordnung 36 ein bogen- bzw. kreisförmiger
Kurvenring 76 umfangsmäßig drehbar gelagert. Der Kurvenring
ist mit einem nach oben ragenden Vorsprung 78 versehen, an welchem das untere Ende eines Bowdenzugs 79 befestigt
ist. Die drehbare Lagerung des Kurvenrings 76 am erweiterten Teil 77 erfolgt mit Hilfe einer Anzahl von Kopfschrauben
81, die in die Lageranordnung 36 eingeschraubt
sind. In die Seitenwand des Kurvenrings 76 sind Schlitze zur Aufnahme der Kopfschrauben ^1 und zur Ermöglichung einer
begrenzten Winkelbewegung relativ zur Lageranordnung 36 eingestochen»
Der Kurvenring 76 ist weiterhin mit einer sich
809885/1030
nach unten öffnenden Ringnut versehen, in die ein Kurvenfuß 82 eingesetzt ist, der seinerseits eine schräge Wandfläche
83 aufweist, die an der Unterseite der betreffenden Kopfschraube 81 angreift, während seine Oberseite 84 am
Kurvenring 76 anliegt. Die Schrägflächen 83 und 84 wirken mit dem Kurvenring 76 und der Kopfschraube 81 so zusammen,
daß bei der Drehung des Kurvenrings 76 relativ zur Lageranordnung 36 der Kurvenfuß 82 lotrecht abwärts in Berührung
mit der Spule 37A verschoben wird und diese dabei über ein solches Stück verlagert, daß die Sperrflächen 71 und 72
außer Eingriff miteinander und die Zähne 73 und 74 in gegenseitigen Eingriff gelangen. Mit anderen Worten: bei der
durch den Hebel 33 eingeleiteten Bewegung des Kurvenrings 76 drückt der Kurvenfuß 82 die Spule 37A aus einer Sperrstellung
in eine Freigäbestellung, wobei die Zähne 73 und
74 in Eingriff miteinander gelangen und die Spule über einen bestimmten Winkelbetrag verdrehen. Wenn der Benutzer
den Hebel 33 freigibt, kehrt der Kurvenring 76 unter der Vorbelastungskraft einer Spiralfeder
<°>6 in seine normale Betriebsstellung zurück.
Gemäß Fig. 5 erstreckt sich das obere Ende des Bowdenzugs 79 an einer Kabelschelle 86 aus seiner Umhüllung 87 zum
Hebel 33. Der Hebel 33 ist seinerseits mittels eines Spannbands 89 mit Befestigungsschraube 91 am Tragrohr 27 bewegbar
angebracht. In Fig. 5 ist der Hebel 33 in seiner Stellung dargestellt, in welcher die Spiralfeder 86 den Kurvenring
76 in seine normale Betriebsstellung zurückgeführt hat, Bei Bewegung des Hebels 33 auf den Benutzer 21 zu wird der
Kurvenring 76 um die Lageranordnung 36 herum gedreht, so daß der Kurvenfuß 82 nach unten bewegt wird und dabei auf
vorher beschriebene Weise die Spule 37A unter Steuerung ihrer Winkelbewegung ausrückt.
Der Kurvenfuß 82 darf in seiner normalen Betriebsstellung
809885/1 039
gemäß Fig. 4 nicht auf der Oberseite 69 der Spule 37A aufliegen. Außerdem muß die Abwärtsverschiebung des Kurvenfußes
82 bis zum untersten Ende seines Hubs gerade so groß sein, daß die Zähne 73 und 74 voll miteinander in Eingriff gelangen.
Die Erweiterung 77 der Lageranordnung 36 kann einen Bodendeckel 92 tragen, um einen Lagerhalter 93 und einen
Staubdeckel 94 mit dem unteren Ende der Welle 42 in Berührung zu halten. Der obere Teil der Erweiterung 77 ist vorzugsweise
von einem Staubdeckel 38 umschlossen, der mit Hilfe von Kopfschrauben 96 an der Lageranordnung 36 befestigt sein
kann.
Die Anordnung des Kurvenrings 76 und des Kurvenfußes 82 an der Unterseite der Lageranordnung 36 geht aus Fig. 6 näher
hervor.
In Fig. 7 ist der untere Anschluß des Bowdenzugs 79 am Kurvenring 76 im einzelnen dargestellt. Die den Bowdenzug
79 umschließende Hülle 87 ist über eine Kabelschelle mit Hilfe einer der Kopfschrauben 96 befestigt, welche den
Staubdeckel 38 an der Lageranordnung 36 halten. Das Ende des Bowdenzugs 79 ist in einem Ansatz bzw. Vorsprung 78 so
befestigt, daß bei einer Bewegung des Bowdenzugs 79 in der Hülle 87 durch Betätigung des Hebels 33 eine Winkelbewegung
des Kurvenrings 76 relativ zur Lageranordnung 36 hervorgebracht wird.
Im folgenden sind anhand der Fig. 8 bis 16 die Vorgänge beim Ausrücken der Spule 37A aus ihrer gesicherten Stellung
zur Ermöglichung einer kontrollierten Drehung sowie ihrer Rückführung in die Sperrstellung beschrieben, wobei während
des Betriß bs der Vorrichtung 22 bei jeder durch den Benutzer 21 erfolgenden Betätigung des Hebels 33 jeweils nur ein ganz
bestimmtes Stück der Schneidleine 29 aus dem Schneidkopf 28 ausgegeben wird. In den Fig. 8 bis 10 ist die Spule 37A in
einer teilweise nach unten verlagerte Stellung dargestellt,
809885/1039
■ ■ - 29.- 2832643
in welcher die Sperrflächen 71 und 72 sich voneinander zu
trennen beginnen, während die Zähne 73 und 74 eben in gegenseitigen
Eingriff gelangen. Gemäß Fig. 9 ist zwischen den
komplementären Sperrflächen 71 und 72 ein geringes Spiel vorhanden, wodurch eine durch den Pfeil 101 angedeutete Bewegung
der Spule 37A relativ zum Oberteil 51 des Schneidkopfes
28 ermöglicht wird. Fig. 10 veranschaulicht die im gleichen Augenblick eben so weit ineinander eingreifenden Zähne 73
und 74, daß sich die Spule 37A beim Ausrücken der Sperrflächen.
71 und 72 nicht mehr ungehindert im Schneidkopf 28 zu drehen vermag. Außerdem befinden sich die Zähne 73 und
dabei in einer Stellung, in welcher sie eine Drehung der
Spule 37A einleiten können. Ein Hinweispfeil 102 an dem die Zähne 73 tragenden Teil der Spule 37A ist für Vergleichszwecke
eingezeichnet. .
Gemäß Fig. 11 hat der Kurvenfuß 82 die Spule 37A über seinen gesamten Abwärtshub verlagert, wobei die Zähne 73 und
voll in Eingriff miteinander stehen. An diesem Punkt hat sich die Spule 37A bereits über ein beträchtliches Stück
ihrer vorgesehenen Winkelbewegung relativ zum Schneidkopf 28 bewegt. In Fig. 12 veranschaulicht der Hinweispfeil 101
diese Position, in welcher die Sperrflächen 71 und 72 voll außer Eingriff stehen und sich die Spule 37A über etwa 60°
im Schneidkopf 28 gedreht hat. Gemäß Fig. 13, in welcher
die Zähne 73 und 74 in vollem Eingriff miteinander dargestellt sind, hat sich der Hinweispfeil 102 über eine entsprechende,
gleich große Winkelstrecke verlagert.
Gemäß Fig. 14 bewegt sich der Kurvenfuß 82 unter der Kraft
der Feder 86 aufwärts, so daß der Kurvenring 76 in seine ursprüngliche bzw. Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Zu
diesem Zeitpunkt kommen die Sperrflächen 71 und 72 in eine Stellung, in welcher sie ineinander greifen können. Gemäß
Fig. 15 hat der Hinweispfeil 101 das restliche Stück seiner Winkelbewegung bis zur nächsten Arretierstellung der Spule
37A relativ zum Schneidkopf 28 zurückgelegt. Gemäß Fig. 15
809885/10 39
sind jedoch die Sperrflächen 71 und 72 eben erst in Eingriff
miteinander gelangt, während die Zähne 73 und 74 gemäß
Fig. 16 etwas voneinander getrennt sind, so daß sich die1 Spule 37A wegen des Eingriffs der Sperrflächen im
Schneidkopf 28 nicht mehr frei zu drehen vermag. Die Zähne begrenzen somit die Winkelbewegung bis zu derjenigen Stellung,
in welcher sich die Spule 37A nach oben verlagert und die Sperrflächen 71 und 72 in gegenseitigen Sperreingriff
gelangen.
Wie aus den Fig. 8 bis 16 hervorgeht, erfolgt die Steuerung zwischen dem Einrücken und Ausrücken der Sperrflächen 71
und 72 sowie dem Ausrücken und Einrücken der Zähne 73 und in der Weise, daß sich die Spule 37A nach der Freigabe vom
umlaufenden Schneidkopf 28 zu keinem Zeitpunkt ungehindert im Schneidkopf 28 zu drehen vermag.
Das an der Spule 37A vorgesehene Gesperre in Form der Zähne 73 und 74 ist so ausgebildet, daß vorlaufende und nachlaufende
Flächen 103 bzw. 104 dieser Zähne derart komplementär zueinander ausgebildet sind, daß sie bei ausgerückten Sperrflächen
71 und 72 eine eindeutige mechanische Steuerung der Spule 37A bei ihrer Drehung relativ zum Schneidkopf 28 gewährleisten.
Vorzugsweise ist die vorlaufende Fläche 103 weniger steil geneigt als die nachlaufende Fläche 104. Bei dieser Anordnung
dreht sich die Spule 37A im ersten Teil ihrer Winkelbewegung mit einer größeren Winkelgeschwindigkeit als im
zweiten Teil ihrer Winkelbewegung. Dieses Verhältnis wird deshalb bevorzugt, weil beim Einrücken der Sperrflächen 71
und 72 keine hohe Winkelgeschwindigkeit der Spule 37A erwünscht ist.
Obgleich vorstehend nur eine im Schneidkopf 28 angeordnete Spule 37A beschrieben ist, geht aus der Zeichnung hervor,
809885/1 039
- 31 - 2832643
daß im Schneidkopf 28 vier Spulen angeordnet werden können. Alle diese Spulen entsprechen bezüglich Konstruktion und
Arbeitsweise völlig der Spule 37A, so daß im Gebrauch der Vorrichtung 22 mehrere Schneidleinen 29 bei selektiver
Betätigung durch den Benutzer 21 gleichzeitig ausgegeben
bzw. verlängert werden können.
Selbstverständlich sind dem Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen der vorstehend offenbarten Ausführungsform
der Erfindung möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird.
809885/1039
Leerseife