直穿式线供给植被修剪设备的制造方法
【专利摘要】用于顺时针式或逆时针式修剪器头的修剪器头，包括能够双向排出的卷轴的使用。与棘轮机构的组成部件的各种定位一起，示出了直穿修剪器头和卷轴的通道的各种定位，以允许修剪线缠绕在修剪器头上并用于限制在地面上“碰撞”修剪器头钮期间排出的线的量。由于组成部件的精心配置，修剪器头能够使线沿单一方向缠绕在卷轴上，并且无论修剪头的转动方向如何，均通过使卷轴相对于修剪器头壳体加速或减速，仍能够排出线，以允许线独立于使修剪器头转动的修剪机驱动轴的转动方向排出。
【专利说明】
直穿式线供给植被修剪设备
【背景技术】
[0001 ] 1.
技术领域
[0002]总体上，本发明涉及绳式修剪器和绳式修剪器的转动头。更特别地，本发明涉及包含在绳式修剪器头中的用于在需要时缠绕、保持和排出新长度的修剪线的机构。
[0003]2.现有技术说明
[0004]绳式修剪机已经商业售卖了四分之一个世纪。在这段时间中，已经存在绳式修剪机的设计、特别是修剪器头的设计的许多种变型。
[0005]修剪器头是绳式修剪机的通过修剪机的驱动轴转动的部分。修剪器头保持伴随修剪器头转动的一定长度的修剪线。转动着的修剪线随着其旋转而接触并切割植被。
[0006]根据绳式修剪机的制备、模式和制造者的不同，修剪器头在运行期间顺时针或逆时针地转动。修剪器头通过螺栓或螺母固定于绳式修剪机、固定在绳式修剪器的包括任意延伸部的驱动轴的终点。螺栓或螺母的旋拧方向由驱动轴的转动方向确定，使得在运行期间修剪器头不从绳式修剪器松脱。在当前零售市场中，顺时针转动的绳式修剪机和逆时针转动的绳式修剪机各占半壁江山。
[0007]市场上存在许多类型的修剪器头。最常见的类型的传统修剪器头是碰撞供给式修剪器头(bump-feed trimmer head)和自动供给式修剪器头。这两种类型的修剪器头均包含维持被缠绕了的修剪线的储存的内部卷轴。随着修剪线的磨损，能够从内部卷轴更换修剪线。在碰撞供给式修剪器头中，当修剪器头的底部击打或“碰撞”硬表面时，从卷轴中释放短长度的线。在自动供给式修剪器头中，在无需操作者手动在地面上敲打或碰撞修剪器头的底部的情况下，从卷轴中释放短长度的线。现有技术中存在许多用于控制从修剪器头的内部卷轴中释放被缠绕了的修剪线的机构。Collins的名称为柔性线式修剪器的线式头的美国专利N0.5,881,464举例说明了碰撞致动式修剪器头Averts的名称为线式修剪器的自动头的美国专利N0.5,060,384 ,Everts的名称为自动线式修剪器头的美国专利N0.5,109,607和Muto的名称为丝式修剪设备切割机的美国专利N0.4,566,189举例说明了自动供给式修剪器头。
[0008]与该传统修剪器头相关联的主要问题之一是重新装填。为了将新的修剪线重新补充和重新装填到修剪器头中，通常必须拆下修剪器头并移除内部卷轴。无论是成功地完成还是尝试，通常，这个过程对许多家庭用户来说都是十分困难的。
[0009]通常伴随着碰撞供给式修剪器头的另一常见问题是线在卷轴上加捻成绳的问题。大多数碰撞供给式修剪器头包含从修剪器头的相反侧延伸的两段修剪线。碰撞供给式修剪器头依靠离心力从卷轴中拉出修剪线。如果修剪线缠结、加捻或被掩埋在随后的缠绕下或者受热熔结在一起，则不可以以适当的方式排出修剪线。于是，必须拆下修剪器头，在修剪器头将再次如被设计的那样工作之前，使修剪绳解缠并以适当的方式再次重新缠绕。此外，每当修剪绳供应用尽时，均必须手动地拆下修剪器头。移除卷轴并用新供应的修剪线重新缠绕卷轴。然后，将卷轴重新组装回修剪器头。这个过程是困难、劳动密集且极费时的。
[0010]与传统自动供给式修剪器头相关联的另一问题是在需要时将修剪线从卷轴中引出的释放机构的复杂性和可靠性。根据许多家庭用户的证实，用于释放修剪线的机构通常是绳式修剪机的首先失灵的部件。
[0011]—些现有技术中的修剪器头的再一缺点是它们被设计成仅沿单一方向转动，即修剪器头仅被设计成安装于顺时针式修剪器或逆时针式修剪器、而非两者。因此，为顺时针式修剪器设计的修剪器头不可以在逆时针式修剪器上工作。此外，顺时针式修剪器头中的一些部件不能与逆时针式修剪器头中的任一部件相互交换。这要求修剪器头制造者建立两组制造工具，一组用于顺时针式修剪器头，一组用于逆时针式修剪器头。这显著地提高了与制造修剪器头相关联的成本。此外，导致在各修剪器头设计中均具有两种不同的模式，一种为顺时针转动，一种为逆时针转动。
[0012]因此，对具有低廉但可靠的用于在需要时排出修剪线的机构的绳式修剪器头存在需求。还对在修剪线将不大可能缠结、加捻或粘合的情况下排出修剪线的绳式修剪器头存在需求。此外，对不必拆下修剪器头来添加新的绳的修剪器头存在需求。最后，对能够利用很少的运行部件低廉地制造并能够作为修剪机上的双向修剪器头中的单向修剪器头运行的修剪器头存在需求。通过本发明如下所说明和所主张的来满足这些需求。
【发明内容】
[0013]本发明为修剪器头组件和构造该修剪器头组件的方法。修剪器头组件安装于绳式修剪机。修剪器头组件保持当修剪器头组件旋转和接触植被时切割植被的修剪线的长度。
[0014]修剪器头组件具有安装于绳式修剪机的壳体。卷轴设置在壳体内部。卷轴绕着转动轴线转动。卷轴能够沿着转动轴线至少在第一位置与第二位置之间上下移动。棘轮机构和指引机构设置在修剪器头壳体与卷轴之间。当卷轴位于其第一位置时，棘轮机构能够使卷轴沿与修剪器头组件旋转的方向相反的方向绕着转动轴线连续或断续地转动。棘轮机构还在不期望时防止卷轴在壳体内沿任一方向转动，并且当施加足够的扭矩时仅允许卷轴沿修剪线缠绕方向转动。
[0015]使用棘轮机构，仅通过将修剪线固定于卷轴并手动使卷轴转向，就能够使新的修剪线缠绕在卷轴上。不要求拆卸。优选地，能够在线在修剪器芯上缠绕之前从一个孔眼直穿到另一孔眼(“直穿”)地供给绳/线。
[0016]运行时，致动机构被设置用于使卷轴在壳体中从卷轴的第一位置暂时地移动到卷轴的第二位置。致动机构能够被自动或碰撞地致动。一旦卷轴暂时地位于其第二位置，指引机构能够使卷轴转向，使得短长度的修剪线能够从卷轴解缠。
[0017]本发明的目的在于提供设备中的为其目的改进了的元件及其配置，其低廉、可靠且在实现其期望目的方面完全有效。
[0018]出于本申请的目的，将“能够双向运行的修剪器头”定义为如下修剪器头:该修剪器头能够组装有绕着修剪器头卷轴(随后或预先地)缠绕的线，并且能够安装于顺时针式修剪机或逆时针式修剪器，其中因为卷轴能够沿独立于修剪器头的方向转动来向外排出一定长度的线，所以无论修剪器头当前是沿顺时针方向转动还是沿逆时针方向转动，当致动时，修剪器头都将向外排出线。在碰撞致动式修剪器头中，线上的离心力大于卷轴上的转动力，即使在线排出期间卷轴沿与修剪器头当前转动的方向相反的方向转动，并且当卷轴和修剪器头沿相同方向转动时，卷轴的转动速度比修剪器头的转动速度快，允许卷轴沿释放一定量的修剪线的方向转动。将“被缠绕了的修剪器头”定义为具有缠绕在其卷轴上的修剪线的修剪器头。
[0019]为了安装用于顺时针式修剪器头或逆时针式修剪器头的被相同组装的、被缠绕了的修剪器头，本发明的目的在于提供能够双向运行的修剪器头。
[0020]基于对本发明的以下详细说明和附图的阅读，本发明的这些和其它目的将变得明显。本发明的这些目的是非穷尽的，并且不构成对本发明的范围的限制。此外，必须理解，没有一个本发明的实施方式需要包括本发明的所有前述目的。而是，所给出的实施方式可以包括一个或不包括前述目的。因此，这些目的不用于限制本发明的方案的范围。
【附图说明】
[0021]图1是根据本发明的第一实施方式的修剪器头的截面图。
[0022]图2是图1的修剪器头的数个组成部件的分解图。
[0023]图3是图11的修剪器头的卷轴的立体图。
[0024]图4是图1的修剪器头的分解图。
[0025]图5是图1的修剪器头的可选变型的截面图。
[0026]图6-图8示出了根据本发明的第三实施方式的具有中央凸缘的修剪器头的图。
[0027]图9-图12示出了根据本发明的又一实施方式的具有无凸缘卷轴的修剪器头的图。
[0028]图13-图14示出了根据本发明的又一实施方式的在卷轴的底凸缘中具有通道的修剪器头的图。
[0029]图15示出了用于本发明的至少一个实施方式的具有多条通道的可选卷轴。
[0030]图16-图20示出了根据本发明的又一实施方式的具有非圆形卷轴的修剪器头的图。
[0031]图21示出了用于本发明的至少一个实施方式的具有辐条(spoke)而非中央凸缘的可选卷轴。
[0032]图22和图23A-图23B示出了用于本发明的至少一个实施方式的具有多条通道的可选卷轴。
[0033]图24示出了根据本发明的又一实施方式的具有穿过卷轴中央的模块化通道(modular passage)的修剪器头。
[0034]图25A-图25E示出了用于本发明的至少一个实施方式的具有穿过卷轴中央的各种通道的可选模块。
[0035]图26A、图26B和图27示出了图24的修剪器头的各种组成部件。
[0036]图28A和图28B示出了用于本发明的至少一个实施方式的具有穿过底凸缘的通道的可选卷轴配置。
[0037]图29示出了用于本发明的至少一个实施方式的不具有穿过卷轴的凸缘的通道的可选卷轴。
[0038]在所有附图，用相似的附图标记表示一致的对应特征。
【具体实施方式】
[0039]本发明涉及用于绳线式修剪器的直穿式供给修剪器头(feedtrimmer head)。
[0040]图1至图4示出了用于绳式修剪机(未示出)的修剪器头10的第一实施方式的截面图。通过需要与对应的心轴配合的形式和规格的螺栓、螺母或其它紧固件12，将修剪器头固定于绳式修剪机的驱动轴心轴(包括其任意延伸部)(未示出)。典型地，紧固件的旋拧方向被选择成使得在驱动轴的正常转动期间，紧固件将趋向于与心轴拧紧，而非变松。紧固件12允许修剪器头10作为单元伴随驱动轴转动，以从修剪器头径向向外地驱动修剪器头线14。修剪器头线14在本领域中是熟知的并可以由塑料或其它材料制成，修剪器头线高速转动以切割与线接触的禾草、杂草或灌木并可具有多种线径。George Alliss的2011年9月27日授权的美国专利8，025，249示出了一种这样的绳式修剪器头的构造和运行，通过引用将该专利并入本文。
[0041]上壳体21包括非圆形的“带键(keyed)”室23(图4)以接收(或用作)紧固件12，用于防止紧固件相对于壳体转动。室23被示出为八边形，但是形状可以选择以收纳各种用于使壳体与心轴连接的紧固件。紧固件典型地为正向或反向旋拧的螺栓或螺母。
[0042]芯16设置在修剪器头10内，以在修剪线缠绕进入修剪器头时接收该修剪线。芯可相对于壳体选择性地转动。一对孔眼18设置于外壳体20，以将修剪线引入壳体内部。优选地，孔眼彼此分开180度，但是在一些情况中可以分开大于或小于180度并可以包括更少或更多的孔眼。孔眼可以包括金属保护件或其它套筒，用于抵抗孔眼内的线14在孔眼附近或穿过孔眼移动时的磨损。
[0043]优选地，芯可以具有由一个或多个内壁22限定的中央开口或室。优选地，修剪器芯16优选包括中央直穿式引导通道(“通路”)24。优选地，通道24具有:第一开口，其选择性地与壳体的一对孔眼18中的一个孔眼对准(或相对于该孔眼定位)，以供给修剪线；和第二通路开口，当第一开口与一对孔眼18中的第一孔眼对准时，第二通路开口与第二孔眼对准。当向修剪器头供给修剪线时，通路与孔眼的对准允许修剪线从第一孔眼起穿过第一通路开口、穿过通路、穿出第二开口和第二孔眼地供给。能够从修剪器头外部看到的指示器31(图4)可以被设置成使得当芯16与壳体对准并准备好接收线时，用户是知晓的。在优选的实施方式中，指示器位于钮上、能够从修剪器头下方看到。
[0044]图2示出了修剪器头的芯的优选构造。为了从修剪器头缠绕和释放修剪线，设置有棘轮系统和指引系统(indexing system)。棘轮系统包括用于缠绕修剪线的第一系统。该图示出了供给有修剪线14的修剪器头芯16。在芯的下方，示出了用于与芯16接合并使芯16转动的钮30。在钮的下方，示出了形成外壳体20的一部分的下壳体32。优选地，钮30具有多个非圆形的臂/花键34，臂/花键34接收在芯16的配合接收器内，以在要求时使钮与芯可靠地一起转动。下壳体32与壳体20的上半部分协作，以在钮30的一部分延伸穿过下壳体中的开口 33的情况下将钮和芯固定在壳体20中。上壳体23和下壳体32可以通过多种方法或系统连接，但是优选地通过诸如彼此干涉配合的柔性臂/指25和协作孔27等的快速释放系统连接。
[0045]另外，芯与上壳体和下壳体协作，以形成用于供给修剪线和使修剪线的释放受控的指引系统和棘轮机构。在图1所示的位置中，孔眼18和供给通路24是对准的，以允许一定长度的修剪线14供给穿过外壳体、穿过芯并穿出另一侧。钮30能够转动，以使线缠绕在芯16上。芯具有上盘36和下盘38，上盘36和下盘38形成用于供修剪线缠绕在芯上的下室57的上边界和下边界。上室59由上盘36和壳体的如下稍后说明的架板61形成。如图3所示，供给通路24的开口40为用于将线引入芯那一侧的开口。在图3中，随着芯顺时针转动，线将抵抗摩擦、惯性和从壳体20的外部作用于线的其它力而转向。随着芯继续转向，芯将转向远离修剪线入口，内壁42将开始拉修剪线。然后，随着线绕着芯16的内壁42缠绕，线将开始被拉入壳体。随着使用者经由钮30继续使芯转动，下盘38上的钝齿(cog) 44将转动。下壳体上的多个坡道46被配置成在绳式修剪机正常运行期间干涉和阻碍钝齿在壳体内转动。应当注意，弹簧50设置在芯的上方以对芯向下施力，但是允许芯(和所附接的钮)在预定的力下轴向移动。
[0046]障碍的一个目的是使得当壳体通过绳式修剪器而转向时，芯不能“飞轮(freewheel)”。期望在正常运行期间芯和壳体一起转向，使得修剪线维持恒定的长度。如果允许芯转向，则修剪线可能会随着壳体相对于芯的转向而不期望地缠绕或解缠。
[0047]为了继续将线缠绕在芯上，用户对钮施加足够的扭矩，以强迫芯的钝齿44经过坡道46。坡道被定向成使得适当方向上的转动(在示例中为顺时针，但是本领域技术人员将会认识到，可以通过具有一个坡道或通过具有两个背对背的相反坡道而将坡道配置成仅允许顺时针、仅允许逆时针或允许沿顺时针方向和逆时针方向两者转动)会使钝齿向上移动并越过坡道。当沿相反方向转向(对于单向坡道构造而言)时，钝齿将会碰到坡道的纵壁(或其它类似的障碍)，并且进一步扭矩将不会促进钮和芯进一步转动。随着钝齿在坡道上向上移动，芯16将压缩弹簧50沿轴向向上移动。随着钝齿向上移动并越过坡道，则弹簧将在钝齿与下一坡道轴向对准的情况下强迫芯轴向向下。该棘轮系统允许缠绕方向受控，并且还对仅允许释放一定量的线提供控制。单向棘轮效应(one way ratcheting)具有确保线仅单向地缠绕在芯上的优点，从而使线不能因芯沿“错误”方向转向而“缠结”。
[0048]修剪线在缠绕期间将会被强迫进入两个室57、59中的一者。通道的侧出口开口41决定线的特定端是将缠绕进入下室57还是上室59。如图3的正面所示，位于正面的出口 41将线引入以上凸缘36和下凸缘38(图3)为边界的下室59。背面出口 41(图2)将线14引入上室。在本实施方式中，如图2最佳示出的上室的下端以上凸缘36为边界，其上端以壳体20的表面/架板61为边界。优选地，架板61是平滑的，以减小修剪线随着卷轴相对于壳体的转动而对架板产生的任何拖曳或摩擦。优选地，室的内壁由绕着圆形壁65转动的凸缘的芯提供。类似地，卷轴的下缘可以在被壳体的下圆形壁67转动支撑的同时转动，该下圆形壁67围绕卷轴或卷轴和钮(“致动机构”)两者。
[0049]如在本领域中已知的，用户使绳式修剪器头轻拍地面来释放一定量的绳。在本发明中，这通过如实现:将钮进一步按入壳体(“轴向向上”)，使芯16抵抗弹簧50的施力向上移动。该轴向移动对于将芯16的钝齿44提升到坡道46的上方是足够的。这使芯16相对于壳体32沿任一方向自由旋转。旋转的方向(相对于壳体)将受修剪线14上的力和线在芯上缠绕的方向控制，而不受修剪器头的方向控制。这得到了无论线在修剪器头上的缠绕方向如何，均能够安装于顺时针式修剪器头或逆时针式修剪器头的能够双向运行的修剪器头。随着线上的离心力向外拉线，无论修剪器头是顺时针旋转还是逆时针旋转，修剪线上的力将均用于向外拉线。向外的力将用于通过拉线和使芯沿适当的方向转动以解缠线来使线解缠。由于钝齿暂时地相对于坡道46轴向向上，所以无论修剪器头的转动方向如何，芯均沿任一方向自由旋转(相对于壳体)并将沿适当的方向移动，以使线解缠。
[0050]修剪器头的另一功能为当向外供给线时，在自由旋转期间控制转动的量。这是可期望的，使得仅供给出一小点线来更换在修剪灌木或杂草期间已经磨损或切割的线。如果需要进一步量的线，则用户能够通过再次“碰撞”钮重复所述过程。在图示的实施方式中，通过设置于芯的上区域的多个上突起52(“方形齿”)来执行线控制指引特征(line controlindexing feature)。通过壳体20的上部21上的止动棒54之间的间隔来控制在一次碰撞期间释放的绳/线14的量。芯16可以至多以自由旋转的方式转动直至突起撞到一根止动棒为止，从而使芯的转动停止。钮上的压力刚一释放，芯就将在弹簧50的施力下向下落回芯的初始轴向位置。然后，芯可以转动，直至钝齿44进入干涉坡道为止。线上的离心力将防止:钝齿在坡道上进一步向上转向，这将使修剪线后退到卷轴上。反向转向的钝齿将会碰到坡道的纵壁并由此将被防止进一步转动。以这种方式，碰撞钮将允许芯相对于壳体自由旋转，但是(双向)自由旋转的量将受齿52和止动棒的限制，并且弹簧将使芯返回到如下初始轴向位置:在该初始轴向位置处，坡道将通过坡道与钝齿的相互作用防止芯转向超过坡道。应当注意，即使齿不撞到止动件，弹簧的施力也将使钝齿和坡道回到用作故障保护(failsafe)的对准，以防止在单次碰撞中释放不期望的量的线。
[0051 ]双向排出。修剪器头的该特定结构的结果是:无论修剪器头的转动方向如何，一旦线缠绕在修剪器头上，修剪器头就能够适当地排出线。典型地，修剪线在修剪器头上缠绕，使得钮/凸块拍打地面会使卷轴相对于壳体减速。因而，随着通过与修剪线接触的孔眼从卷轴中散开一定长度的线，壳体能够转动，以使线从卷轴中解缠。当前的修剪器头具有如下不同模式:卷轴还能够相对于修剪器头壳体加速，以向外“推”线。实际上，是来自位于壳体外部的长度的线的线上的离心力加上线与禾草或杂草或其它材料的抵抗卷轴地拉线的摩擦接触使修剪线张紧。根据本发明的至少一个方面构建的修剪器头允许卷轴相对于壳体“飞轮”短的时间间隔。在该时间间隔期间，线实际上能够比壳体快地拉卷轴，以释放一定量的线。优选地，止动件中的一个止动件防止在释放时释放出不适当量的线。出于本申请的目的，通过能够在从卷轴向外排出线期间使卷轴相对于壳体加速或相对于壳体减速两者，以允许卷轴独立于修剪器头的转动方向地排出修剪线的这种释放线的能力被限定为“双向排出”或“双向线排出”。能够双向排出的修剪器头是“能够双向运行的”。在本文中，将线在修剪器头上缠绕的方向限定为当卷轴相对于修剪器壳体减速时，线将相对于卷轴缠绕以释放/排出修剪线的方向，即当钮“碰撞”在地面上来使卷轴相对于壳体减速时，修剪线在卷轴上的顺时针缠绕将允许逆时针转动的修剪器头从卷轴中排出线，以随着壳体相对于卷轴较快地逆时针转动，允许壳体使一定长度的修剪线解缠、通过壳体的孔眼向外排出该长度的线。
[0052]图5示出了第一实施方式的可选构造。在该构造中，位于下盘38的底部的棘轮由齿或齿轮60形成，下壳体32上的坡道62已经向内移动以适应齿轮60的定位。本领域技术人员将从本发明的教导认识到，棘轮的功能组成部件(止动棒、齿/齿轮和坡道)可以根据需要位于芯的任意不同表面上，以在不超出本发明的范围的情况下执行提供缠绕棘轮的功能和线供给控制功能。
[0053]图24示出了根据本发明的另一实施方式的可选变型。卷轴2416通过花键2434和钮2430上的协作的缝和槽与钮2430花键联接，使得卷轴和钮将一起共同转动。图26A和图26B示出了组合的卷轴和钮2433及其上的坡道和钝齿的轮廓。优选地，坡道、止动件和钝齿均被设置成允许卷轴沿特定方向缠绕卷轴，并且指引线以能够受控的量排出。图24所示的能够用于任一其它实施方式的特征为能够安装在卷轴2416内的模块2470。模块与卷轴的通道2440对准并提供/控制修剪线在卷轴的芯内的从一个凸缘通道到另一凸缘通道的路线。模块可以具有键、齿、花键、槽或其它装置，使得模块与卷轴适当地对准。模块可以反转或转动，以改变模块相对于卷轴的定向、路径或对准。优选地，模块能够用其它模块交换，以控制穿过芯的路径来在不同路径中为线划定路线。模块提供灵活性，诸如通过设置弯曲路径2472(图25A和图25B)在驱动轴、螺栓或其它类似装置(如果有的话)周围划定路线，或者划定直地穿过中央2470(图24)的路线。根据穿过凸缘(或翅)的路径的形状的不同，还可以使用额外的路径。图25C示出了通过对应的卷轴凸缘(未示出)的单侧弯曲路径2474。图25D示出了穿过模块2476中央的通向具有螺旋状的、非径向的通道的对应卷轴凸缘(未示出)的螺旋状路径。图25E示出了具有选择性地使用1-2根修剪线的多条通道的模块2478，该多条通道穿过具有对应通道(两条模块通路中的每条通路)的协作凸缘(未示出)。图27示出了安装在卷轴2416内的模块2470。
[0054]图28A和图28B示出了本发明的与图1类似的实施方式，然而通路2840设置在下凸缘中，而非上凸缘40中。本领域技术人员将领会到，在本实施方式中，壳体的孔眼2818将必须与下凸缘对准，而非与上凸缘对准。优选地，钝齿2844也从底凸缘反转到顶凸缘。
[0055]图6至图8示出了本发明的具有如下示例的另一实施方式:棘轮组成部件的布置发生变化，并且包括用于将修剪线划分到上室和下室的中央凸缘。在图6中，修剪器头110的中央芯116在上盘138上具有与设置在壳体的上部121中的多个止动件154(图7)协作的多个钝齿152。芯116上的从动件144与下壳体132上的坡道146协作形成修剪线缠绕棘轮。如上面所讨论的，弹簧150对芯116施力以使芯116处于适当的轴向位置。在本实施方式中，优选地，钮132被形成为芯116的一体部件。
[0056]芯116具有用于在芯116上接受一定量的修剪线进入两个分离的室的不同构造。通过在修剪线穿过左右孔眼118供给进入时使修剪线分离进入分离的室，线将存在较小的机会自我缠结，从而能够避免线自我“熔结(fusing)”。因为修剪线能够比例如“钓鱼线”粗且刚硬，所以线能够倾向于在修剪器头中自己绷直(“退绕(unspool)”)，然后在使用时绷紧。这些循环能够使线自我缠绕或甚至在摩擦的热下自我熔接/熔结。使线分离能够降低出现这些问题的机会，并且能够提高在运行期间供给出线的容易性和可靠性。为了利于线缠绕在两个室中(并非将所有的线均供给进入一个室)，中央凸缘137上的任一侧的开口 140朝向凸缘的不同侧开放。一个开口具有在凸缘137的上方张开的口 141，用于将线供给进入形成在上盘136与凸缘137之间的室。相反的开口 40形成镜像，具有朝向凸缘137的底部张开的口，用于将线供给进入由凸缘137和盘138形成的室。
[0057]运行时，钮130转动以使从动件144升高越过坡道146，从而允许芯116相对于壳体121、132转动。芯的转动使供给穿过壳体孔眼118、穿过修剪线供给通路开口 40、供给出相反孔眼的线绕着芯116缠绕。由于开口 140的口的不同定向，线的不同部分将缠绕进入形成在凸缘137的上方和下方的单独的室。当要求供给出修剪线以增加线的有效切割部分的长度时，用户将在地面上敲打(“碰撞”)钮的另一面。碰撞将使从动件144升到坡道146的上方，修剪线上的离心将使线抵抗芯而被拉出，无论修剪器头的整体转动方向如何，芯均沿向外供给线所需的方向转动(相对于壳体)。芯相对于壳体的转动将被碰到止动件154的钝齿152制止，以控制在一次“碰撞”钮130期间所供给的线的量。
[0058]图9-图12示出了具有无凸缘芯并将棘轮组成部件中的一些棘轮组成部件分配到与芯分开的钮上的可选实施方式。图9示出了修剪器头210的分解图。通过臂/花键233与对应的缝235的接合，芯216转动地系于钮230，这将使钮与芯一起固定地共同转动。钮和芯和施力弹簧250位于下壳体232与上壳体221之间并在下壳体232与上壳体221之间施力就位。多个方形齿252与上壳体221上的对应的止动件协作来形成如上所述的供给控制(“指引”)机构，以限制在“碰撞”修剪器头钮230期间供给出的线的量。
[0059]上壳体221具有用于接收芯的外壁的引导壁253(图12)。引导壁用于多个目的。首先，引导壁使芯216居中地定位在壳体内。在钮位于下壳体232的中央，芯位于上壳体221中的情况下，芯和钮将被引导成在壳体内绕着固定轴线可靠地转动。另外，引导壁使方形齿252与如上所述的止动棒254适当对准。止动件和齿将限制在“碰撞”期间芯的自由转动的量，并且每次碰撞将仅排出被限制的量的线。应当注意，虽然上壳体221的壁249被示出为围绕芯16和使芯16稳固，但是优选的是，壁249设置在芯内(例如，参见图1)，使得芯能够绕着壁249转动。这允许线绕着芯的上部缠绕，而非绕着上壳体壁249缠绕，这会在芯独立于壳体221转动时减小线上的摩擦。
[0060]下壳体包括多个从动件244，从动件244与坡道246(图11)协作来提供棘轮功能，以在防止芯相对于壳体不期望转动的同时允许修剪线缠绕在芯216上。运行时，弹簧250对芯向下施力。芯216对钮向下加压，这会强迫坡道246与从动件244轴向对准。芯的转动会使钮转动，直到坡道与从动件接合为止。如果诸如通过手动使钮230转向地增大钮上的扭矩，则从动件将强迫坡道抵抗弹簧250的施力而向上。如果施加足够的扭矩，则坡道将越过从动件244，并且弹簧将强迫坡道以棘轮式运动向下返回与从动件对准。使坡道越过从动件的转动将允许芯相对于壳体转动，以使额外的线绕着芯缠绕。棘轮机构的轴向间隔可以为如下间隔:钮随着坡道越过从动件而移动的高度不足以使方形齿252与止动棒254接合，因而在线随着钮的转动而在芯上缠绕期间止动件将不干涉芯的转动。
[0061]芯216自身无凸缘。不要求上盘或下盘或中央凸缘与线在芯上的缠绕协作。芯具有多个臂217，臂217延伸从一个孔眼218到另一孔眼218的修剪线供给通路224的长度。通路终止于相反的开口40。位于通路的一侧的开口具有向上开放的口41，另一开口具有向下开放的口。向上供给的线供给进入壳体的以臂217和上壳体221为边界的区域。引导壁253防止线与转动着的芯或与位于芯的上端的方形齿252干涉或缠结。向下供给的线供给进入壳体的以臂217和下壳体232为边界的区域。因为线被已经位于壳体内的一定长度的线拉到孔眼的上方或下方，所以在芯再次转动通过孔眼时供给进入的额外的线会继续缠绕在位于臂217的上方或下方的适当区域。通路的开口的壁249在臂的上方延伸的距离例如有助于确保:由于线的一部分已经被沿将线拉到臂的上方(或下方，根据需要)的方向施力，所以另外的线也将被供给到臂的上方。以这种方式，芯不要求具有顶凸缘、底凸缘或中央凸缘来控制线在修剪器头壳体内的整齐存储和维持。
[0062]图21示出了本发明的具有上凸缘和下凸缘、但是没有中央凸缘的可选实施方式。卷轴2116具有上凸缘2136和下凸缘2138。这可以例如替换图6的卷轴使用。可以根据需要设置适当的钝齿、坡道和/或止动件，以与壳体上的坡道、钝齿或止动件配合。可以将碰撞式钮(未示出)设置成在卷轴的底部配对或与卷轴设置为一体。运行时，供给穿过开口 2140的线将供给穿过另一侧、供给到壳体中的开口(118，图6)。
[0063]随着卷轴的转动，线将供给出辐条或翅2117的侧开口2141，并且将绕着卷轴的中央壁2111缠绕。因为辐条将用于根据通路开口 2141是向翅2117的顶部还是底部开放而使线分离进入顶开口或底开口，所以不需要凸缘。实践中，在随后的转动期间，顶室中的线将在辐条2117的顶部2119的上方被教导和间隔开。辐条能够张开(沿径向展开)，以有助于确保线沿适当的方向缠绕。这将用于将随后的一点线仍拉到翅的上方，使得其仍卷绕在顶室中。底室中的线将类似地缠绕在底室中。顶凸缘和底凸缘将用于将线维持在卷轴上。可以绕着卷轴的芯设置额外的辐条或翅。这些额外的辐条可以具有通道以允许使用额外的修剪线，或者能够在穿过卷轴的主通道被破损的线等堵塞的情况下用作可选通道。作为线控制辐条，额外的辐条还可以无通道地设置(未示出)，以有助于确保线继续缠绕进入适当通路。除此以外，卷轴将以与图6类似的方式作用。
[0064]图13-图14示出了本发明的又一实施方式。图13是利用无底凸缘的芯316的修剪器头310的截面图。如图14所示，芯316具有中央凸缘317，中央凸缘317具有直穿式修剪线供给通路324。上盘336(图14)携带有与上壳体321上的止动件354协作的钝齿352，以形成修剪线排出控制机构。通路324终止于一对相反的开口 340。一个开口使修剪线偏向进入形成在上盘336与中央凸缘317之间的室。另一开口具有使修剪线的一部分向下偏向到壳体的形成在凸缘317与下壳体332内部和钮330之间的区域的口。钮可以具有上表面(“架板”)339，以防止在转动期间聚积在其上的线伸展到不期望的区域中和限定用于接收线的下室。芯316的下管部374可以被设置成延伸进入钮，以使芯进一步固定于钮和促进芯绕着修剪器头的中央轴线转动。由于芯316和钮通过缝370和芯延伸部374上的槽372固定在一起，所以在钮和芯一起转动时线将停留在上表面上。为了释放修剪线，如上面所讨论的，钮上的坡道346与下壳体上的从动件(参见图9，附图标记244)协作，以允许修剪线缠绕在芯316上。
[0065]图15示出了具有多个修剪器头供给通路424(“通道”)的修剪器头的可选实施方式。芯416设置有多个供给通路424。该通路可以通过芯416的中央模块422中的通道420与适当的相对的或相邻的通路连接，使得供给穿过一个通路417的线供给出芯416中的第二通路。参见图。能够被同时供给的多根线被外壳体上的多个孔眼(例如，参见图1)控制成一根线，并且典型地仅为一根线。然而，出于包括一个通路被破损的线或碎片堵塞的情况的各种原因，可以期望在芯416上设置额外的通路。另外，通路可以被设置成接收不同类型/直径的修剪线，或用于其它目的。通路可以在中间彼此交叉，使得通路彼此连通，或者一个或多个通路可以均略微弯折，使得通路彼此越过。根据芯316的要求的不同，各通路上的开口可以使线均流入一个室或将线划分到通路的任一侧。通路可以根据需要而被相似地构造或不同地构造。多个通路可以设置于中央凸缘或顶盘或底盘或者无凸缘芯。图22示出了在中央凸缘中具有四个通路/通道2217的类似的四通路式卷轴2216。优选地，通道的相反端处的通路开口将引入同一室，以使两根修剪线的缠绕分离。
[0066]图23A和图23B示出了分别在顶凸缘和底凸缘中具有通道2317的卷轴2316。卷轴和修剪器壳体可以还被构造成在顶凸缘和底凸缘两者中同时具有通道，以用于多根修剪线的安装或在一个通道堵塞时为修剪线提供可选的安装点。中央凸缘可以被设置使得来自顶凸缘的修剪线的两端存储在顶室中，来自底凸缘的修剪线的两端存储在底室中。
[0067]图29示出了卷轴2916的可选变型。在本实施方式中，无路径/通路/通道穿过中央凸缘。替代地，存在延伸穿过卷轴的彼此成90度的两个通道，使得两根修剪线能够延伸穿过卷轴。各通道在其每一端均具有终止开口 /孔2940。卷轴的芯中的开口 2940决定线是将缠绕进入上室还是缠绕进入下室。优选地，通道的相反端处的孔将被引入同一室，以使两根修剪线的缠绕分离。这种设计的缺点在于，可能需要人工协助来将线穿进孔眼及穿进卷轴。这可以以多种方式实现，包括使用杆(straw)或其它装置或者通过拆下修剪器头来适当地穿线。出于这些原因，该设计不比其它设计更好，但是可以以例如较低的成本实现目标。
[0068]图16至图20示出了根据本发明的至少一个方面的具有非管状芯的再一实施方式。图18是修剪器头510的截面图。修剪器头510包括收纳有芯516(图16)、弹簧550和钮530(图17)的上壳体521(图19)和下壳体532(图20)。
[0069]上壳体521具有有键的室，用于接收紧固件以使修剪器头510与绳式修剪机的心轴连接。壳体内部具有多个绕着壁的间隔件519，以接收凸缘517的外径，使得芯516在壳体内绕着中央轴线转动。也就是，芯能够在无不适当晃动等的情况下转动。壳体具有可以包括金属或塑料的保护件或套筒的多个孔眼518，以防止在将修剪线514添加到壳体或从壳体移除时磨损壳体。上壳体521与下壳体适当地连接。
[0070]图20示出了下壳体，该下壳体具有固定在上壳体中的开口527内的弹性夹头式指525，以在上壳体与下壳体之间设置可快速释放的连接器。向内压指525使指从开口 527释放，使得能够将壳体分成上壳体部和下壳体部。同样地，钮530能够通过与芯上的开口 576协作的指76或其它紧固件或螺纹(threading)而固定于芯516。钮上的键578的壁具有能够嵌合在位于芯516的底部的开口内的尺寸和形状。优选地，开口具有与芯的内壁578相同的形状和尺寸，以牢固地接收钮，使得钮不能相对于芯转动。本领域技术人员将认识到，无论所选择的钮的键以及芯中的对应的开口的形状如何，只要它们能够彼此协作，就可以实施本发明。
[0071]芯具有中央凸缘517，用于使被引入的一半修剪线514分离进入形成在盘538与凸缘517之间的下室。凸缘517上方的修剪线保持在位于凸缘517与上壳体521之间的空间。如上所讨论的修剪线从壳体外部供给穿过孔眼518、穿过通路524并从另一孔眼供给出。然后，通过使钮转向来转动芯516以使线绕着芯缠绕，将线供给到芯。如上面所讨论的，协作的坡道546和从动件544控制芯相对于壳体的不期望的转动，同时通过利用足够的扭矩使钮转向以使坡道移动超过从动件期望的行进量，允许芯相对于壳体的期望的转动。
[0072]优选地，当前所述的实施方式不包括具有分离的止动件和钝齿或方形齿的指引系统。在一些实施方式中利用止动件，以控制每次“碰撞”钮供给穿过孔眼的线的量。已经发现，仅通过坡道和从动件能够充分地控制“碰撞”期间供给出的线的量。当通过在地面上快速地轻拍修剪器头来碰撞钮或对钮加压时，在芯实际开始转向之前可能存在一小段时间空隙。如果适当地规定弹簧550的回弹力，并且在修剪器头中适当地建立坡道的数量和位置，则将芯向下压回到初始位置和将坡道载置于从动件或载置在从动件之间所花费的返回时间对于仅允许芯在坡道碰到从动件和使芯相对于壳体停止转动之前转动小的量是足够的。以这种方式，仅使用棘轮系统的坡道和从动件部分对于执行允许缠绕和控制修剪线供给的功能两者是足够的。
[0073]应当理解，本发明的所图示和说明的实施方式仅是示例性的，并且本领域技术人员能够对这些实施方式作出各种变型。例如，钝齿突起、坡道突起和止动件突起的数量能够在这些元件的数量保持相等的情况下变化。同样地，碰撞钮的形状、壳体的形状和卷轴的形状能够变化成多种未示出的构造。所有这些实施方式旨在包括在本发明的由权利要求限定的范围内。实施方式均无需包括本发明的任一或所有特征。
[0074]虽然已经作为优选的设计说明了本发明，但是理解，能够遵从本发明的总体构思对本发明进行进一步变化、使用和/或改变，并包括在本发明所属领域中的已知或常规实践内，并且落在本发明的范围和所附权利要求的限制内的源自本公开的发展。因此，理解的是，本发明不仅限于上述的实施方式，而是包含以下权利要求的范围内的任何/所有实施方式。
【主权项】
1.一种能够双向运行的修剪器头，所述修剪器头用于选择性地安装于具有顺时针驱动方向机器的修剪机和具有逆时针驱动方向的修剪机中的任一者， 所述修剪器头具有卷轴，所述卷轴以能够转动的方式安装在修剪器头壳体内，所述卷轴具有至少一个室，所述至少一个室用于使穿过所述卷轴的修剪线沿第一缠绕方向绕着所述卷轴缠绕； 所述修剪器头具有一对孔眼，所述一对孔眼用于接收从所述卷轴穿到位于所述壳体的外部的区域的修剪线的端部； 所述修剪器头具有以能够滑动的方式连接到所述修剪器头壳体的致动钮，所述致动钮用于使所述卷轴从相对于所述壳体的第一轴向位置移动到相对于所述壳体的第二轴向位置到相对于所述壳体的第二轴向位置； 所述修剪器头具有棘轮机构，所述棘轮机构能够在第一缠绕模式之间选择性地切换，当所述修剪器头位于第一轴向位置时，用于仅允许手动地转动所述致动钮，以将修剪线沿所述第一缠绕方向从所述壳体的外部缠绕在所述卷轴上，同时防止沿与所述第一缠绕相反的转动方向转动，以及 所述修剪器头具有第二双向线排出模式，当所述修剪器头位于第二轴向位置时，用于通过所述一对孔眼排出一定长度的所述修剪线。2.根据权利要求1所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于 当所述棘轮机构处于所述第二双向线排出模式时，当所述修剪线沿与所述修剪机的驱动方向相反的转动方向缠绕时，所述卷轴相对于所述修剪器壳体减速，以将修剪线排出所述一对孔眼，当所述修剪线沿与所述修剪机的驱动方向相同的转动方向缠绕时，所述卷轴相对于所述修剪器壳体加速，以将修剪线排出所述一对孔眼。3.根据权利要求1所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于 所述卷轴包括位于所述卷轴内的能够更换的模块，当第一模块位于所述卷轴中时，所述模块用于使所述修剪线沿径向直穿过所述卷轴，当第二模块位于所述卷轴中时，所述模块用于使所述修剪线沿非径向穿过所述卷轴。4.根据权利要求3所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于，所述模块通过快速连接机构以能够被移除的方式安装于所述卷轴。5.根据权利要求3所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于，所述卷轴包括限定卷轴存储区域的顶凸缘和底凸缘，其中所述修剪线在包含在所述卷轴的顶凸缘中的通道内穿过所述卷轴。6.根据权利要求3所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于，所述卷轴包括限定卷轴存储区域的顶凸缘和底凸缘，其中所述修剪线在包含在所述卷轴的底凸缘中的通道内穿过所述卷轴。7.根据权利要求3所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于，所述卷轴包括限定卷轴存储区域的顶凸缘和底凸缘，其中所述修剪线在包含在所述卷轴的中央凸缘中的通道内穿过所述卷轴。8.根据权利要求1所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于，致动机构通过所述卷轴上的花键与所述致动机构内的脊的协作以不能转动的方式连接到所述卷轴。9.根据权利要求1所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于，致动机构通过所述致动机构上的花键与所述卷轴内的脊的协作以不能转动的方式连接到所述卷轴。10.根据权利要求1所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于，所述至少一个室的下端由所述卷轴的第一凸缘限定，所述至少一个室的上端由所述修剪器头壳体的壁限定。11.根据权利要求10所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于，所述卷轴包括第二室，所述第二室的上端由所述卷轴的第一凸缘限定，所述第二室的下端由所述修剪器头壳体的壁限定。12.根据权利要求1所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于，所述至少一个室的上端由所述卷轴的第一凸缘限定，所述至少一个室的下端由所述修剪器头壳体的壁限定。13.根据权利要求1所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于，所述至少一个室的上端由所述卷轴的第一凸缘限定，所述至少一个室的下端由所述致动钮的架板限定。14.根据权利要求1所述的能够双向运行的修剪器头，其特征在于，所述卷轴的至少一个室的范围在上凸缘与下凸缘之间并包括从所述卷轴延伸进入该室的辐条，并且 所述修剪线穿过所述辐条内的通道，并且所述通路进入所述至少一个室。15.—种从能够双向运行的修剪器头中排出修剪线的方法，所述方法包括: 提供能够双向运行的修剪器头，所述修剪器头具有以能够转动的方式安装在修剪器头壳体内的卷轴，所述卷轴具有至少一个室，所述至少一个室用于使穿过所述卷轴的修剪线沿第一缠绕方向绕着所述卷轴缠绕； 将所述能够双向运行的修剪器头安装至具有与所述第一缠绕方向方向相同的驱动方向机器的修剪机； 为所述修剪器头提供一对孔眼，所述一对孔眼用于接收从所述卷轴穿到位于所述壳体的外部的区域的修剪线的端部； 使修剪线穿过所述一对孔眼中的一个孔眼、穿过所述修剪器头并从所述一对孔眼中的另一孔眼穿出； 提供以能够滑动的方式连接到所述修剪器头壳体的致动钮，所述致动钮用于使所述卷轴从相对于所述壳体的第一轴向位置移动到相对于所述壳体的第二轴向位置到相对于所述壳体的第二轴向位置； 为所述修剪器头提供棘轮机构，所述棘轮机构能够在第一缠绕模式之间选择性地切换，当所述修剪器头位于第一轴向位置时，用于仅允许手动地转动所述致动钮，以将修剪线沿所述第一缠绕方向从所述壳体的外部缠绕在所述卷轴上，同时防止沿与所述第一缠绕相反的转动方向转动，以及 为所述修剪器头提供第二双向线排出模式，当所述修剪器头位于第二轴向位置时，用于通过所述一对孔眼排出一定长度的所述修剪线； 使所述致动钮沿所述第一缠绕方向缠绕，以使所述修剪线在所述卷轴的所述至少一个室中缠绕； 使所述修剪机运行，以使所述修剪器头壳体沿所述第一缠绕方向转动； 至少致动所述致动钮一次，以在所述致动钮的每次致动期间将所述棘轮机构切换到所述第二双向线排出模式，使所述修剪器头壳体相对于所述卷轴减速来将缠绕在所述卷轴上的线排出所述一对孔眼。16.从能够双向运行的修剪器头中排出修剪线的所述方法，其特征在于，在致动所述致动钮之后，所述卷轴和所述修剪器头两者均减速，所述卷轴因拉动所述卷轴的所述修剪线上的张力而比所述壳体快地加速。
【文档编号】A01D34/416GK105934147SQ201480073834
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年11月20日
【发明人】G·E·艾利斯
【申请人】G·E·艾利斯