DE69007721T2

DE69007721T2 - Vorrichtung zum Schneiden von Pflanzen.

Info

Publication number: DE69007721T2
Application number: DE69007721T
Authority: DE
Inventors: Craig Duncan Webster
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: CA2024981A1; DE69007721D1; US5063673A; DE69019275T2; EP0417967A1; EP0417966A1; DE69019275D1; GB8920498D0; EP0417967B1; CA2024981C; EP0417966B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Pflanzenschneider und hat insbesondere Bezug auf Schneider, die mit Hilfe eines Fadens oder Streifens schneiden, der schnell um eine Achse gedreht wird, die üblicherweise im wesentlichen vertikal ist, aber für einige Anwendungsformen horizontal sein kann.
Bei den meisten Fadenschneidern wird der Schneidfaden oder -streifen auf einer Spule oder Rolle bevorratet, von welcher aus sich eine Schneidlänge erstreckt. Während der Nutzung der Schneidlänge verkürzt Verschleiß diese Länge, und es ist notwendig, Faden oder Streifen von der Spule abzuziehen, um die Schneidlänge auf ihren Arbeitswert zu bringen.
Dieses Abziehen des Fadens oder Streifens von der Rolle kann durch den Bedienungsmann entweder manuell, zum Beispiel durch Abdrehen des Schneiders, Ergreifen des Endes des Fadens und Herausziehen desselben aus dem Gehäuse oder durch Betätigen eines Zuführungsmechanismus' erfolgen, wenn der Motor noch läuft. Es ist jedoch zu bevorzugen, daß das Abziehen von Faden ohne Eingriff durch den Bedienungsmann bewerkstelligt wird, da dies weniger Fertigkeit seitens des Bedienungsmanns erfordert, welcher nicht entscheiden muß, wann mehr Länge erforderlich ist und wodurch auch die Notwendigkeit, eine Schneidoperation zu unterbrechen, vermieden wird. Im Fall einer Faden-Besäumschere, bei welcher der Faden durch einen Elektromotor gedreht wird, ist vorgeschlagen worden, den Motorstrom elektronisch abzufühlen, und wenn eine vorbestimmte Abnahme beim Strom festgestellt wird (was eine Abnahme bei der Belastung und folglich der Schneidlänge anzeigt), wird Faden von der Spule abgezogen, um die Schneidlänge zu vergrößern. Eine solche Anordnung ist kostenaufwendig, und jeder Schneider erfordert ein individuelles Einstellen der elektronischen Sensoren, um eine ordnungsgemäße Funktionsweise zu gewährleisten.
Es ist auch vorgeschlagen worden, das Abziehen von Faden von der Spule durch ein Mittel zu steuern, das auf eine Zentrifugalkraft reagiert, die auf ein Element wirkt, welches ein Abziehen von Faden von der Spule gestattet, wenn die abgefühlte Zentrifugalkraft von einem vorbestimmten Wert ist. Es sind viele Vorschläge dieser Art gemacht worden, doch hat sich herausgestellt, daß, weil das Mittel, das auf die Zentrifugalkraft anspricht, auf Anderungen der Motorendrehzahl des laufenden Motors reagiert, solche Systeme nicht für eine Massenproduktion geeignet sind. Die Laufgeschwindigkeit des Motors kann während der Herstellung nicht in zuverlässiger Weise gesteuert werden, und der Schneider erfordert folglich eine individuelle Einstellung und Justierung, um eine gleichbleibende Funktionsweise aufrechtzuerhalten. Bei einem alternativen System reagiert das Mittel, das auf die Zentrifugalkraft anspricht, auf Änderungen bei der Zentrifugalkraft, die beim Anfahren und Stillsetzen des Schneiders entstehen, wenn kein Abziehen von Faden erforderlich ist und verschwenden dadurch Faden. Bei jüngsten Vorschlägen, zum Beispiel jenen von EP-A-171,533 (Emerson) und US-4 607 431 (Gay) wird das Abziehen von Faden automatisch durch Abgleichen des Zugs auf den Faden, welcher sich von dem Kopf in die Schneidebene erstreckt, der aus der Zentrifugalkraft resultiert, gegenüber der Zentrifugalkraft, die auf ein festes oder Bezugs-Gegengewicht wirkt, unter Verwendung einer gelenkig gelagerten Ausgleichsstange durchgeführt. Die hat den Vorteil, daß die Fadenzuführung unabhängig von der Drehzahl gemacht wird, doch hat dies beim System von Emerson mit sich gebracht, daß der Faden mit der Ausgleichsstange in Reibungskontakt kommt, was die Freiheit des Fadens bei der Zuführung von der Spule behindert, und sowohl beim System von Emerson, als auch dem von Gay besteht die Möglichkeit, daß die Ausgleichsstange nicht in eine Verriegelungstellung zurückkehrt, nachdem ein Fadeninkrement zugeführt worden ist, wodurch folglich weiter Faden zugeführt werden kann. Die Funktionsweise der Einrichtung wird folglich weniger zuverlässig gemacht.
Die französische Patentschrift Nr. 2 429 550 beschreibt und beansprucht ein Gerät für das Schneiden von Pflanzen, das einen Handgriff und einen kraftangetriebenen Schneidkopf beinhaltet, wobei dieser Trimmkopf mindestens ein flexibles Faden-Trimmelement, speziell einen Kunststoff-Faden-Endabschnitt, der sich über den Umfang des Gehäuses hinaus erstreckt, umfaßt, wobei dieses Trimmelement auf einer Spule aufgewickelt ist, die in dem Gehäuse vorgesehen ist, welche nach Verschleiß während des Betriebes durch das Eingreifen eines Kupplungselements, das mit der Spule und dem Gehäuse verbunden ist, um einen vorbestimmten Betrag vorgeschoben werden kann, wodurch die Spule bezogen auf das Gehäuse um einen vorbestimmten Winkel gedreht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement aus einer Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung mit Hilfe von Zentrifugalkräften beweglich ist.
Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß das Kupplungselement auf Änderungen bei der Drehzahl des Fadens und nicht direkt bei der Länge des Fadens anspricht. Während die Drehzahl durch die Fadenlänge beeinflußt wird, ist sie auch von anderen Faktoren abhängig, wie beispielsweise Änderungen bei der Motorendrehzahl und Veränderungen bei der Speisespannung. Aus diesem Grund ist es notwendig, das System mit Justiermitteln zu versehen, die vom Bedienungsmann betätigt werden können, um dem Ausgleich solcher Schwankungen Rechnung zu tragen.
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, für eine Einrichtung zum Schneiden von Pflanzen zu sorgen, welche von verhältnismäßig einfachem Aufbau ist, sowohl bei Maschinen mit elektrischem, als auch mit Kraftstoffantrieb benutzt werden kann und bei welcher das Abziehen des Schneidfadens oder -streifens auf die Arbeitslänge auf automatischer Basis arbeitet.
Entsprechend der Erfindung umfaßt eine Vorrichtung für das Schneiden von Pflanzen
(i) ein um eine Achse drehbares Gehäuse;
(ii) eine im Gehäuse untergebrachte drehbare Spule, die einen Vorrat an flexiblem Faden trägt, der sich mit einem Ende durch eine Öffnung im Gehäuse in eine Schneidebene normal zur Achse erstreckt;
(iii) Mittel zur Bewirkung einer relativen Drehung zwischen Spule und Gehäuse, immer dann, wenn die Länge des sich in die Schneidebene erstreckenden Fadens geringer als eine vorbestimmte Länge ist, um die Zufuhr zusätzlichen Fadens in die Schneidebene zu bewirken;
(iv) eine Reihe von im Winkelabstand befindlichen Verriegelungsflächen an der Spule oder an einem mit dieser verbundenen Element oder am Gehäuse;
(v) eine Ausgleichsstange, die mittels eines Schwenkpunktes am Gehäuse oder an der Spule schwenkbar befestigt ist, wobei die Ausgleichsstange ein Element für den Eingriff mit den Verriegelungsflächen aufweist; und
(vi) ein Mittel, das dazu neigt, das Element gegen die Verriegelungsflächen zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt der Ausgleichsstange sich an der Seite des Schwenkpunktes befindet, die dem Element gegenüberliegt.
Vorzugsweise ist das Gehäuse an der Welle eines Motors befestigt, durch welchen es sich drehend angetrieben wird, und das Gehäuse seinerseits treibt die Spule an. Als Alternative kann die Spule direkt von dem Motor angetrieben werden und ihrerseits das Gehäuse antreiben. Bei einer weiteren Ausführungsform kann es ein Zwischenelement geben, das zwischen das Gehäuse und die Spule geschaltet ist, welches, wenn das Gehäuse angetrieben wird, diesen Antrieb auf die Spule überträgt und umgekehrt.
Die in einem Winkelabstand angeordneten Verriegelungsflächen können auf der Spule ausgebildet sein, und die Ausgleichsstange kann schwenkbar an dem Gehäuse montiert sein. Diese Konstruktion kann jedoch umgekehrt werden, wobei die in einem Abstand angeordneten Verriegelungsflächen an dem Gehäuse ausgebildet werden und die Ausgleichsstange schwenkbar an der Spule montiert ist. Bei einer speziell vorteilhaften Anordnung ist die Ausgleichsstange schwenkbar an dem Gehäuse montiert und sind die in einem Abstand angeordneten Verriegelungsflächen an dem Zwischenelement vorgesehen, das mit der Spule verbunden ist. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil der Bedienungsmann die Spule entfernen können muß, wenn der Fadenvorrat erschöpft ist. Die Bereitstellung der Verriegelungsflächen an dem Zwischenelement vereinfacht das Entfernen einer leeren Spule und das Wiedereinsetzen einer neuen Spule. Das Gehäuse ist positiv angetrieben, und dieser Antrieb wird auf die Spule mit Hilfe der Ausgleichs stange und des Zwischenelements übertragen. Es kann ein Einrichtungs-Kupplungsmittel zwischen der Spule und dem Zwischenelement vorgesehen sein, so daß, wenn gewünscht, die Spule unabhängig von dem Zwischenelement gedreht werden kann, wenn der Schneider nicht in Betrieb ist. Dies kann für ein manuelles Übergehen bei dem Faden-Zuführmechanismus sorgen.
Bei einer Ausführungsform sind die Verriegelungsflächen Bestandteil einer kontinuierlichen Reihe in einem Abstand voneinander angeordneter Zähne und Aussparungen, die in dem Umfang eines Flansches der Spule und angrenzend daran ausgebildet sind, wobei die Aussparungen tatsächlich die Verriegelungsflächen bilden. Das Mittel zum Andrücken des Elements der Ausgleichsstange an die Verriegelungsflächen umfaßt vorzugsweise einen Nocken, der radial nach innen von der Reihe von Verriegelungsflächen und drehbar damit montiert ist, wobei der Nocken eine Fläche oder Flächen hat, die mit dem Element an der Ausgleichsstange und den Verriegelungsflächen zusammenwirken, um das Element an der Ausgleichsstange auf die Verriegelungsflächen während der relativen Drehung zwischen der Spule und dem Gehäuse zu drücken. Bei dieser Ausführungsform wird bevorzugt, daß der Nocken derart befestigt ist, daß er sich begrenzt bezogen auf die Reihe von Verriegelungsflächen drehen kann. Dieser begrenzten relativen Drehung kann durch ein Federmittel entgegengewirkt werden.
Beim Betreiben des erfindungsgemäßen Pflanzenschneiders wird der Motor gestartet und treibt die Welle, das Gehäuse und die Spule (und das Zwischenelement, wenn ein solches verwendet wird), abgestimmt an, wobei das Gehäuse über die Ausgleichsstange mit der Spule und, sofern das zutrifft, mit dem Zwischenelement gekuppelt ist. Wenn der Schneidfaden seine angemessene Schneidlänge hat, dann liegt das Element an der Ausgleichsstange fest gegen eine Verriegelungsfläche, welche sich selbst als ein Drehmoment manifestiert, das gegen die Spule wirkt, das größer als die entgegenwirkende Komponente des durch die Ausgleichsstange erzeugte Drehmoment an der Verriegelungsfläche ist. Wenn die Länge des Schneidfadens abnimmt, dann wird die Komponente, die durch die Ausgleichsstange erzeugt wird, gleich der oder größer als die durch die Spannung in dem Faden erzeugte Komponente, und die Ausgleichsstange kann schwenken, was seinerseits gestattet, daß das Element an der Ausgleichsstange, geeigneterweise ein Drehstift oder ein Drehzapfen, von der Verriegelungsfläche gelöst wird. Die Spule kann sich folglich unabhängig von dem Gehäuse drehen, und es wird Ersatzfaden nachgeliefert. Die Ausgleichsstange schwenkt in der entgegengesetzten Richtung, und der Drehstift, der daran befestigt ist, wird in Eingriff mit der nächsten folgenden Verriegelungsfläche in der in einem Winkelabstand angeordneten Reihe gedrückt und gestattet folglich einen Vergleich der durch die Ausgleichsstange erzeugten Kraftkomponente mit, die durch den Faden erzeugt wird. Der Prozeß kann wiederholt werden, wenn es noch ein Ungleichgewicht gibt, weil der Faden zu kurz ist. Wenn der Schneidfaden wieder seine richtige Länge hat, drehen sich Gehäuse und Spule taktgleich.
Jetzt werden, nur in Form eines Beispiels, drei Ausführungsformen eines Pflanzenschneiders entsprechend der Erfindung unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei welchen:
Fig. 1 eine generelle perspektivische Ansicht eines Schneiders ist;
Fig. 2 ein Querschnitt des Kopfteils des Schneiders von Fig. 1 ist;
Fig. 3 ein Schnitt entlang der Linie 3 - 3 von Fig. 2 ist;
Fig. 4 - 6 Ansichten ähnlich der von Fig. 3 sind, die die Stellung der verschiedenen Bauelemente des Schneiderkopfs in verschiedenen Stadien während seines Betriebs zeigen;
Fig. 7 ein Schnitt durch den Kopf einer zweiten Ausführungsform eines Schneiders ist;
Fig. 8 eine auseinandergezogene Ansicht des Kopfes von Fig. 7 ist, die die einzelnen Bauelemente desselben zeigt;
Fig. 9 eine Ansicht von unten auf einen Teil des Gehäuses des Schneiders von Fig. 7 ist;
Fig. 10 eine Ansicht entlang der Linie X - X von Fig. 7 ist;
Fig. 11 ein Teil des Querschnitts des Kopfes einer dritten Ausführungsform eines Schneiders ist; und
Fig. 12 eine Ansicht entlang der Linie XII - XII von Fig. 11 ist.
Verweisen wir zuerst auf Fig. 1, welche eine perspektivische Ansicht eines Schneiders ist, so hat Schneider 1 ein Gehäuse 2, in dem ein Elektromotor 3 untergebracht ist, der durch das gestrichelte Rechteck dargestellt ist, welcher im Betrieb einen Kopf 4 dreht, der an der Abtriebswelle 5 des Motors 3 befestigt ist. Das Gehäuse 2 ist durch ein Rohr 6 mit einem Handgriff 7 verbunden, in welchem ein elektrischer Schalter untergebracht ist, der die Speisung des Elektromotors 3 von einer Energiequelle steuert, die mit dem Schalter über eine steckbare Leitung 8 verbunden ist.
In Gehäuse 2 ist eine Spule 9 untergebracht, die einen Vorrat an flexibler Schnur oder Faden 10 trägt, dessen freies Ende aus dem Gehäuse durch eine Öffnung 11 in der Seitenwand des Gehäuses heraustritt.
Lösbar an dem unteren Ende des Gehäuses 2 ist eine Schutzvorrichtung 12 befestigt, welche in geeigneter Weise eine (nicht gezeigte) Schneidklinge für die Begrenzung des Fadens 10, der aus dem Kopf 4 herausragt, umfaßt.
Wie man besser aus Fig. 2 ersieht, umfaßt der Kopf 4 ein Gehäuse 13, an welchem, beispielsweise mittels eines Schraubengewindes oder einer Bajonettverbindung, ein Deckel oder eine Kappe 14 befestigt ist. Das Gehäuse ist bei 15 mit Gewinde versehen, um das mit Gewinde versehene Ende der Antriebswelle aufznehmen.
Das Gehäuse 13 umschließt die Spule 9, welche einen mittleren röhrenförmigen Teil 16 und einen oberen beziehungsweise unteren Flansch 17 bezw. 18 umfaßt. Der flexible Faden 10 ist um den mittleren röhrenförmigen Teil 16 gewickelt und erstreckt sich von da aus durch die Öffnung 11 in die Schneidebene. Der obere Flansch 17 der Spule 9 ist bei 19 mit einer Aussparung versehen, um für eine Auflagefläche 20 zu sorgen, die eine Reihe von ein einem Winkelabstand voneinander angeordneten abwechselnden Zähnen 21 und Aussparungen 22 liefert, die die Verriegelungsflächen C bilden. In dem weggeschnittenen mittleren Teil des oberen Flanschs 17 ist auch ein Nockenelement 23 untergebracht, welches einen nach unten herabhängenden mittleren röhrenförmigen Teil 24 hat, welcher in dem röhrenförmigen Teil 16 der Spule 9 sitzt. Der an dem Nockenelement 23 gebildete Nocken hat eine Form, die im wesentlichen komplementär zu der der Auflagefläche 20 ist und aus ein einem Abstand voneinander angeordneten Zähnen 24 und Aussparungen 25 besteht. Das Nockenelement 23 kann sich relativ zu einer Spule 9 in begrenztem Umfang drehen. Diese begrenzte relative Drehbewegung wird durch nach oben stehende Drehstifte 26 begrenzt, die in einem Stück mit dem oberen Flansch 17 gebildet sind, welche mit sektorförmigen Ausschnitten 27 zusammenwirken, die im Nockenelement 23 ausgebildet sind. Der begrenzten relativen Drehwegung von Nockenelement 23 bezogen auf Spule 9 wird durch Blattfedern 28 entgegengewirkt, die untrennbar mit dem Nockenelement 23 verbunden ausgebildet sind.
Eine Ausgleichsstange 30 ist mit Hilfe eines Schwenkstiftes 31 in der nach unten zeigenden Fläche der Oberseite des Gehäuses 13 schwenkbar montiert. Die Ausgleichsstange ist von gekröpfter Gestalt, wie man am besten in Fig. 3 sieht und hat einen nach unten hängenden Drehstift 32 an einem Ende. Der Drehstift 32 läuft in der Bahn, die durch Auflage 20 und Nockenlement 23 gebildet wird. Der Massenschwerpunkt der Ausgleichsstange 30 liegt auf der von dem Drehstift 32 entfernten Seite des Schwenkstiftes 31 und ist mit 33 bezeichnet.
Jetzt wird die Funktion der Maschine unter Verweis auf Fig. 3 bis 6 beschrieben.
In Funktion wird die Länge an flexiblem Faden 10, die in die Schneidebene hineinragt, durch Vergleich der Kraft, die durch die rotierende Masse des hineinreichenden Fadens erzeugt wird, mit der Kraft, die durch eine Bezugsmasse, d.h. die Ausgleichsstange 30, innerhalb des Schneidkopfes erzeugt wird, festgestellt. Wie man in Fig. 3 sieht, ist die Reaktionskraft, die von Seite C von Zahn 221 (F2) aufgenommen wird, entgegengesetzt gerichtet zu einer Bezugskraft (F3), die durch die Ausgleichsstange 30 über den Drehstift 32 erzeugt wird.
Wenn der Schneidkopf gedreht wird, dann wird ein Moment um den Schwenkstift 31 herum erzeugt, was die Ausgleichsstange 30 so drückt, daß sie der Kraft (F2) entgegenwirkt, die durch die Spule als Folge einer Fadenspannung erzeugt wird. Da unter normalen Bedingungen die Kraft (F2) größer als die Bezugskraft (F3) ist, wird der Drehstift 32 verriegelnd gegen eine Fläche D gehalten, die durch eine Aussparung 22 geliefert wird. Wenn der Faden 10 während des Gebrauchs kürzer wird, dann nimmt seine Masse ab, und sein Massenschwerpunkt bewegt sich radial nach innen. Folglich wird die Zentrifugalkraft (F1) an dem Faden herabgesetzt.
Es kommt ein Punkt während des Betreibens des Schneidkopfs, zu dem die Kraft (F2), die von der hineinragenden Länge von Faden herrührt, kleiner als die oder gleich der Reaktionskraft (F3) wird, die von der Ausgleichsstange 30 erzeugt wird. Dieser wird bei der Konstruktion der Bauelemente des Kopfes so eingestellt, daß es der Punkt ist, an welchem man der Meinung ist, daß der Faden für eine effektive Funktionsweise zu kurz ist. An diesem Punkt bewegt sich die Ausgleichsstange 30 in die in Fig. 4 gezeigte Stellung. Der Drehstift 32 bewegt sich aus der Aussparung 22 heraus und gibt die Spule 9 für eine Drehbewegung in Richtung von Pfeil um eine kleine Entfernung bezogen auf das Gehäuse 13 frei und löst demzufolge eine Zuführung von Faden 10 in die Schneidebene hinein aus.
Die Ausgleichsstange 30 wird in die in Fig. 3 gezeigte Stellung dadurch zurückgeführt, daß die Spule 19 und das Nockenelement 23 gedreht wird, d.h. entlang der begrenzten Bahn "geschoben" wird, die zwischen Auflage 20 und Nockenelement 23 gebildet wird. Der Drehstift wird positiv in jede Aussparung gedrückt, was seinerseits einen Kontakt mit der Verriegelungsfläche C durch die Wirkung von Nockenelement 23 sicherstellt. Das Nockenelement 23 ist in der Lage, sich über einen begrenzten Bogen um dieselbe Achse wie Spule 9 zu drehen. An seinen beiden Extremwerten der Winkelbewegung dient es dazu, eine Bahn zu bilden, der der Drehstift 32 folgt, wie man in Fig. 4 bis 6 sieht. Damit der Drehstift 32 von der in Fig. 4 gezeigten Stellung in die in Fig. 6 gezeigte Stellung wandert, dreht sich das Nockenelement 23 in der Richtung von Pfeil B (siehe Fig. 5) und stellt folglich sicher, daß Drehstift der 32 zurückkehrt, um mit der Verriegelungsfläche C von Aussparung 22 in Kontakt zu kommen und folglich zu ermöglichen, daß die Reaktionskraft (F2) auf die Ausgleichsstange wirkt. An diesem Punkt kann sich die Ausgleichsstange 30 erst aus der in Fig. 6 gezeigten Stellung in die in Fig. 4 gezeigte Stellung bewegen, wenn das Nockenelement 23 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung zurückgekehrt ist.
Die Blattfedern 28, die gegen Stifte 26 wirken, stellen sicher, daß Drehstift 32 positiv gegen die Aussparung 22 vorgespannt ist, während Faden zugeführt wird.
Folglich sorgt das beschriebene System für ein vollautomatisches Mittel, um die ausgefahrene Länge von Faden 10 auf der optimalen Schneidlänge zu halten. Wenn sich der Faden unter die optimale Länge verkürzt, dann schwenkt die Ausgleichsstange 30 in dem Gehäuse 13, wie in Fig. 3 bis 6 gezeigt, um eine begrenzte Drehbewegung der Spule relativ zum Gehäuse 13 zu ermöglichen, um zusätzlichen Faden zuzuführen. Wenn der zusätzliche Faden zugeführt worden ist, wird die Ausgleichsstange 30 positiv zurück in ihre normale Betriebsstellung geschwenkt. Das Eingreifen von Bedienungspersonal beim Zuführen des Fadens ist nicht notwendig.
Man wird einschätzen, daß innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung viele Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die Ausgleichs stange 30 schwenkbar an dem Deckel 14 montiert sein und können die Verriegelungsflächen in der nach unten zeigenden Fläche des unteren Flanschs 18 von Spule ausgebildet sein. Als Alternative kann die Ausgleichsstange 30 schwenkbar an dem oberen oder dem unteren Flansch 17, 18 der Spule 9 montiert sein, wobei die Verriegelungsflächen an der oberen Innenseite von Gehäuse 13 oder der Innenseite von Deckel 14 ausgebildet sind.
Der in Fig. 7 bis 10 gezeigte Schneidkopf ist in vielen Beziehungen dem von Fig. 1 bis 6 ähnlich, weicht aber insofern davon ab, als er ermöglicht, daß der Schneidfaden manuell dann zugeführt werden kann, wenn sich der Schneidkopf in Ruhestellung befindet.
Der Schneidkopf, generell mit 50 bezeichnet, umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 51 und ein Kappenelement 52, das lösbar an dem Gehäuse 51 durch Eingreifen einer flexiblen Zunge 53 befestigt ist (von denen es auch mehr als eine geben kann), die in eine Öffnung 54 in dem Gehäuse 51 eingreift (siehe Fig. 8). Gehäuse 51 ist mit einer Kupplung 55 für eine Befestigung an einer Antriebswelle, wie beispielsweise der Welle 5 von Fig. 1, versehen.
Innerhalb des Gehäuses 51 befindet sich eine drehbare Spule 56, die den Schneidfaden 57 trägt, von dem ein Ende sich durch die Öffnung 58 im Gehäuse 51 erstreckt. Die Spule 56 beinhaltet einen oberen und einen unteren Flansch 59, 60 und eine geringfügig konvexe Bodenwand 61, welche an einer ringförmigen Wand untrennbar damit verbunden ausgebildet ist. Die Spule 56 ist mit sich radial nach innen erstreckenden Mitnehmern 63 versehen (siehe Fig. 8).
Ebenfalls innerhalb des Gehäuses 51 befindet sich ein Nockenelement 64, welches einen scheibenähnlichen kreisförmigen Flansch 65 umfaßt, von welchem eine innere ringförmige Wand 66 herabhängt. Eine äußere ringförmige Wand 67 des Nockenelements trägt antreibende Mitnehmer 68, welche in der normalen Betriebsweise des Schneidkopfes in antreibendem Eingriff mit den Mitnehmern 63 der Spule 56 stehen. Dieser antreibende Eingriff der Mitnehmer 63 und 68 wird durch eine Spiralfeder 90 aufrechterhalten, welche zwischen der inneren und der äußeren ringförmigen Wand 66, 67 des Nockenelements 64 und der Bodenwand 61 der Spule 56 angeordnet ist.
Die Oberseite des Flanschs 65 des Nockenelements 64 hat eine solche Kontur, daß für eine Reihe von in einem Winkelabstand von einander angeordneten Verriegelungsflächen 69 gesorgt wird (siehe Fig. 10). Nach innen von der Reihe Verriegelungsflächen 69 ist ein Nocken 70 montiert, welcher eine Umfangsfläche hat, die eine Ergänzung zu der Auflage gibt, die die Reihe voneinander in einem Winkelabstand angeordneter Verriegelungsflächen 69 bildet. Der Nocken 70 kann sich bezogen auf das Nockenelement 64 in einem begrenzten Umfang drehen. Diese begrenzte Bewegung zwischen Nocken 70 und Nockenelement 64 wird durch Ausschnitte 71 an dem Nocken 70 und eingreifende nach oben gerichtete Stifte 72 begrenzt, die auf der Oberseite von Flansch 67 ausgebildet sind. Dieser begrenzten relativen Drehbewegung von Nocken 70 wird durch Blattfedern 73 entgegengewirkt, die untrennbar verbunden mit den Nocken 70 geformt sind.
Eine Ausgleichsstange 74 ist bei 75 schwenkbar in der oberen Wand 76 von Gehäuse 51 montiert. Die Ausgleichsstange 74 hat einen Schwenkstift 77 und einen nach unten gerichteten Mitnehmer 78, welcher in die Verriegelungsflächen 69 eingreift und sich entlang der Bahn bewegt, die durch Verriegelungsflächen 69 und den Umfang von Nocken 70 ausgebildet wird. Ein Anschlag 79 ist an der Wand 76 vorgesehen, um die Bewegung der Ausgleichsstange 74 nach innen zu begrenzen.
Die in Fig. 7 bis 10 gezeigte Ausführungsform arbeitet in ähnlicher Weise, wie die von Fig. 1 bis 6. So wird das Gehäuse 51 von der Abtriebswelle 5 angetrieben und treibt die Spule 56 über die Ausgleichsstange 74 und das Nockenelement 65 an, deren antreibende Mitnehmer 68 mit den Mitnehmern 63 der Spule 56 in Eingriff kommen. Wenn der herausragende Faden 57 kürzer als die Norm wird, dann schwenkt die Ausgleichsstange 74 in derselben Weise, wie in Verbindung mit Fig. 4 bis 6 vorstehend beschrieben, wodurch die Spule 56 sich relativ zum Gehäuse 51 drehen und eine Menge an Faden 57 abspulen kann, die ausreichend ist, um den Schneidfaden wieder auf seine gewünschte Länge zu bringen.
Wenn gewünscht, kann Faden 57 auch manuell abgespult werden. So kann bei in Ruhelage befindlichem Kopf 50 die Bodenwand 61 von Spule 56 gegen die Wirkung von Feder 90 in dem Gehäuse 51 nach oben gedrückt werden. Die Aufwärtsbewegung der Spule bringt die Mitnehmer 63 und 68 voneinander frei, so daß sich die Spule 56 in dem Gehäuse 51 frei drehen kann. Dies ermöglicht ein manuelles Ergreifen und Zuführen von Faden 57, wobei die automatische Zuführung, welche das Hauptmerkmal der Erfindung ist, übergangen werden kann.
Der Schneider dieser Erfindung kann in Verbindung mit einem Motor benutzt werden, der einen positiven Moment-Drehzahl-Gradienten hat, wie beispielsweise ein WS-Reihenschlußmotor. Die Auswirkung davon ist, daß dann, wenn der Faden 10 gekürzt wird, die Drehzahl des Kopfes als Folge einer Abnahme bei der Last ansteigt. Die Wirkung davon ist eine Vergrößerung der Differenz zwischen der Kraft auf dem Faden und der Kraft auf der Ausgleichsstange über den gesamten Zyklus, wodurch die Genauigkeit der Konstruktion erhöht wird.
Das Reaktionsmoment an der Spule hängt von der Fadenkraft und der Menge an Faden ab, die auf der Spule gelassen ist (d.h. dem Radius, an welchem die Kraft angreift, um das Moment zu erzeugen, nimmt ab, wenn der Faden abgespult wird). Desgleichen nimmt die Fadenmenge, die zu irgendeiner Zeit abgespult wird, ab, wenn sich die Fadenmenge, die auf der Spule gelassen wird, verringert (d.h. die Winkelgeschwindigkeit bleibt konstant, aber die Bogenlänge ändert sich mit abnehmendem Radius). Der Nettoeffekt davon ist, daß sich die minimale Länge, bei welcher sich der Mechanismus dazu entscheidet, Faden abzuspulen und die abgespulte Fadenmenge zu ändern, wenn die auf der Spule belassene Fadenlänge abnimmt. An diese Faktoren muß man denken, wenn die genaue Gestaltung der Bauelemente des Systems formuliert wird.
Der in Fig. 11 und 12 gezeigte Schneiderkopf ist in vieler Hinsicht dem von Fig. 1 bis 6 ähnlich, unterscheidet sich aber davon dadurch, daß die Ausgleichsstange 101 schwenkbar an dem Gehäuse 102 an einem Punkt außerhalb des Durchmessers von Spule 103 schwenkbar montiert ist. Der obere Flansch der Spule 103 hat eine untrennbar damit verbundene nach oben stehende Rippe 104 und nach oben stehende Mitnehmer (nicht gezeigt), welche mit den sektorförmig gestalteten Ausschnitten 105 und Federn 107, die in einem Nockenelement 106 ausgebildet sind, in ähnlicher Weise zusammenarbeitet, wie bei dem Schneider von Fig. 1 bis 6. Wie bezogen auf den beim in Fig. 1 bis 6 gezeigten Schneider beschrieben, wird der begrenzten Drehbewegung von Nockenelement 106 bezogen auf die Spule 103 durch Blattfedern 107 entgegengewirkt, die untrennbar verbunden mit dem Nockenelement 106 gebildet sind.
Die Ausgleichsstange 101 umfaßt zwei Elemente 108, 109 an einem Schwenkzapfen 110. Das erste Element 108 ist ein bügelförmiges Element, das zwei horizontale Zweige umfaßt, die an ihren äußeren Enden durch einen vertikalen gebogenen Teil 108A überbrückt werden, wobei der Schwenkzapfen 110 die inneren Enden der beiden Zweige überbrückt und hinter diesen vorsteht. Das zweite Element 109 umfaßt einen Arm, an dessen äußerem Ende ein eingreifendes Element 111 befestigt ist, das von einer anfänglichen Zuführungsstellung in einer ähnlichen Weise wie das eingreifende Element 32 der Stange 30 des Schneiders von Fig. 1 bis 6 zurückkehrt, um den Kontakt mit einer Verriegelungsfläche E wieder herzustellen.
Der Massenmittelpunkt der Ausgleichsstange 101 liegt bei dem Element 108 auf der Seite des Schwenkpunktes 110, der von dem eingreifenden Element 111 entfernt ist.
Bei dem Schneider ist die Ausgleichs stange 101 schwenkbar in dem Gehäuse 102 montiert, wobei der Schwenkzapfen 110 mit dem Gehäuse in Eingriff steht.
In Betrieb wird die Zentrifugalkraft auf dem ausgefahrenen Faden durch Wickeln des Fadens um die Ausgleichsstange 101 herum an einem vertikalen Teil 108A des Elements 108 festgestellt, und ihr wird durch die von der Ausgleichsstange 101 erzeugte Kraft entgegengewirkt. Das eingreifende Element 111 der Ausgleichsstange 101 kommt mit einer Verriegelungsfläche E der Rippe 104 in Eingriff.
Wenn die Fadenkraft als Folge einer Abnahme bei der Fadenlänge abnimmt, dann schwenkt die Ausgleichsstange 101 um den Schwenkzapfen 110, wenn die Kraft von dem Faden kleiner als die oder gleich der Kraft von der Stange am punkt 108A wird, das Element 111 wird von der Verriegelungsfläche E gelöst, und die Spule 103 wird gelöst, um sich bezogen auf das Gehäuse zu drehen.
Wenn Faden abgespult wird, dann wird das eingreifende Element 111 der Ausgleichs stange 101 durch die Rotationswirkung der Spule 103 auf die nächste Verriegelungsstellung zurückgeführt, was die relative Drehung beendet und folglich gestattet, daß die Kraft des Fadens wieder an Teil 108A angreift.
Die Funktionsweise des in Fig. 11 und 12 veranschaulichten Rückführmechanismus' ist ähnlich der des Rückführmechanismus' von Fig. 1 bis 6.

Claims

1. Vorrichtung (1) zum Schneiden von Pflanzen aufweisend

(i) ein um eine Achse drehbares Gehäuse (13);

(ii) eine im Gehäuse (13) untergebrachte, drehbare Spule (9), die einen Vorrat an flexiblem Faden (10) trägt, der sich mit einem Ende durch eine Öffnung (11) im Gehäuse (13) in eine Schneidebene normal zur Achse erstreckt;

(iii) Mittel zur Bewirkung einer relativen Drehung zwischen Spule (9) und Gehäuse (13), wenn die Länge des sich in die Schneidebene erstreckenden Fadens (10) geringer als eine vorbestimmte Länge ist, um die Zufuhr zusätzlichen Fadens in die Schneidebene zu bewirken;

(iv) eine Reihe von im Winkelabstand befindlicher Verriegelungsflächen (C) an der Spule (9) oder an einem mit dieser verbundenen Element oder am Gehäuse (13);

(v) eine Ausgleichsstange (30), die mittels eines Schwenkpunktes (31) am Gehäuse (13) oder an der Spule (9) schwenkbar befestigt ist, wobei die Ausgleichstange (30) ein Element (32) für den Eingriff mit den Verriegelungsflächen (C) aufweist; und

(vi) ein Mittel, das dazu neigt, das Element (32) gegen die Verriegelungsflächen (C) zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt (33) der Ausgleichsstange (30) sich an der Seite des Schwenkpunktes (31) gegenüber dem Element (32) befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe von im Winkelabstand angeordneter Verriegelungsflächen (C) an einem Zwischenelement vorgesehen ist, das in Antriebsverbindung mit der Spule (9) steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (9) lösbar mit dem Zwischenelement verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (9) in Antriebsverbindung mit dem Zwischenelement vorgespannt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) an der Welle des Motors angebracht ist und die Spule (9) antreibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe von im Winkelabstand angeordneter Verriegelungsflächen (C) an der Spule (9) ausgebildet ist und die Ausgleichsstange (30) schwenkbar am Gehäuse (13) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe von im Winkelabstand angeordneter Verriegelungsflächen (C) am Gehäuse (13) ausgebildet ist und die Ausgleichsstange (30) schwenkbar an der Spule (9) befestigt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihe von Verriegelungsflächen (6) durch eine kontinuierliche Reihe von beabstandeten Zähne (21) und Aussparungen (22) gebildet ist, die benachbart zum Umfang eines Flansches (17) der Spule (9) oder benachbart zum Umfang des mit dieser verbundenen Elementes ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Drücken des Elementes (32) der Ausgleichsstange (30) an die Verriegelungsflächen (C) Federspannung ist.

10. Vorrichung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Andrücken des Elementes (32) der Ausgleichsstange (30) an die Verriegelungsflächen einen radial innerhalb der Verriegelungsflächen (C) befestigten und mit diesen drehbarer Nocken (23) aufweist, der eine Fläche oder Flächen hat, die das Führen des Elementes (32) der Ausgleichsstange (30) gegen die Verriegelungsflächen (C) bewirken.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (23) derart befestigt ist, daß er sich begrenzt bzgl. der Reihe von Verriegelungsflächen (C) drehen kann.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der begrenzten relativen Drehung Federmittel (28) entgegenwirken.