直穿式線供給植被修剪設備的制造方法
【專利摘要】用于順時針式或逆時針式修剪器頭的修剪器頭，包括能夠雙向排出的卷軸的使用。與棘輪機構的組成部件的各種定位一起，示出了直穿修剪器頭和卷軸的通道的各種定位，以允許修剪線纏繞在修剪器頭上并用于限制在地面上“碰撞”修剪器頭鈕期間排出的線的量。由于組成部件的精心配置，修剪器頭能夠使線沿單一方向纏繞在卷軸上，并且無論修剪頭的轉動方向如何，均通過使卷軸相對于修剪器頭殼體加速或減速，仍能夠排出線，以允許線獨立于使修剪器頭轉動的修剪機驅動軸的轉動方向排出。
【專利說明】
直穿式線供給植被修剪設備
【背景技術】
[0001 ] 1.
技術領域
[0002]總體上，本發明涉及繩式修剪器和繩式修剪器的轉動頭。更特別地，本發明涉及包含在繩式修剪器頭中的用于在需要時纏繞、保持和排出新長度的修剪線的機構。
[0003]2.現有技術說明
[0004]繩式修剪機已經商業售賣了四分之一個世紀。在這段時間中，已經存在繩式修剪機的設計、特別是修剪器頭的設計的許多種變型。
[0005]修剪器頭是繩式修剪機的通過修剪機的驅動軸轉動的部分。修剪器頭保持伴隨修剪器頭轉動的一定長度的修剪線。轉動著的修剪線隨著其旋轉而接觸并切割植被。
[0006]根據繩式修剪機的制備、模式和制造者的不同，修剪器頭在運行期間順時針或逆時針地轉動。修剪器頭通過螺栓或螺母固定于繩式修剪機、固定在繩式修剪器的包括任意延伸部的驅動軸的終點。螺栓或螺母的旋擰方向由驅動軸的轉動方向確定，使得在運行期間修剪器頭不從繩式修剪器松脫。在當前零售市場中，順時針轉動的繩式修剪機和逆時針轉動的繩式修剪機各占半壁江山。
[0007]市場上存在許多類型的修剪器頭。最常見的類型的傳統修剪器頭是碰撞供給式修剪器頭(bump-feed trimmer head)和自動供給式修剪器頭。這兩種類型的修剪器頭均包含維持被纏繞了的修剪線的儲存的內部卷軸。隨著修剪線的磨損，能夠從內部卷軸更換修剪線。在碰撞供給式修剪器頭中，當修剪器頭的底部擊打或“碰撞”硬表面時，從卷軸中釋放短長度的線。在自動供給式修剪器頭中，在無需操作者手動在地面上敲打或碰撞修剪器頭的底部的情況下，從卷軸中釋放短長度的線。現有技術中存在許多用于控制從修剪器頭的內部卷軸中釋放被纏繞了的修剪線的機構。Collins的名稱為柔性線式修剪器的線式頭的美國專利N0.5,881,464舉例說明了碰撞致動式修剪器頭Averts的名稱為線式修剪器的自動頭的美國專利N0.5,060,384 ,Everts的名稱為自動線式修剪器頭的美國專利N0.5,109,607和Muto的名稱為絲式修剪設備切割機的美國專利N0.4,566,189舉例說明了自動供給式修剪器頭。
[0008]與該傳統修剪器頭相關聯的主要問題之一是重新裝填。為了將新的修剪線重新補充和重新裝填到修剪器頭中，通常必須拆下修剪器頭并移除內部卷軸。無論是成功地完成還是嘗試，通常，這個過程對許多家庭用戶來說都是十分困難的。
[0009]通常伴隨著碰撞供給式修剪器頭的另一常見問題是線在卷軸上加捻成繩的問題。大多數碰撞供給式修剪器頭包含從修剪器頭的相反側延伸的兩段修剪線。碰撞供給式修剪器頭依靠離心力從卷軸中拉出修剪線。如果修剪線纏結、加捻或被掩埋在隨后的纏繞下或者受熱熔結在一起，則不可以以適當的方式排出修剪線。于是，必須拆下修剪器頭，在修剪器頭將再次如被設計的那樣工作之前，使修剪繩解纏并以適當的方式再次重新纏繞。此外，每當修剪繩供應用盡時，均必須手動地拆下修剪器頭。移除卷軸并用新供應的修剪線重新纏繞卷軸。然后，將卷軸重新組裝回修剪器頭。這個過程是困難、勞動密集且極費時的。
[0010]與傳統自動供給式修剪器頭相關聯的另一問題是在需要時將修剪線從卷軸中引出的釋放機構的復雜性和可靠性。根據許多家庭用戶的證實，用于釋放修剪線的機構通常是繩式修剪機的首先失靈的部件。
[0011]—些現有技術中的修剪器頭的再一缺點是它們被設計成僅沿單一方向轉動，即修剪器頭僅被設計成安裝于順時針式修剪器或逆時針式修剪器、而非兩者。因此，為順時針式修剪器設計的修剪器頭不可以在逆時針式修剪器上工作。此外，順時針式修剪器頭中的一些部件不能與逆時針式修剪器頭中的任一部件相互交換。這要求修剪器頭制造者建立兩組制造工具，一組用于順時針式修剪器頭，一組用于逆時針式修剪器頭。這顯著地提高了與制造修剪器頭相關聯的成本。此外，導致在各修剪器頭設計中均具有兩種不同的模式，一種為順時針轉動，一種為逆時針轉動。
[0012]因此，對具有低廉但可靠的用于在需要時排出修剪線的機構的繩式修剪器頭存在需求。還對在修剪線將不大可能纏結、加捻或粘合的情況下排出修剪線的繩式修剪器頭存在需求。此外，對不必拆下修剪器頭來添加新的繩的修剪器頭存在需求。最后，對能夠利用很少的運行部件低廉地制造并能夠作為修剪機上的雙向修剪器頭中的單向修剪器頭運行的修剪器頭存在需求。通過本發明如下所說明和所主張的來滿足這些需求。
【發明內容】
[0013]本發明為修剪器頭組件和構造該修剪器頭組件的方法。修剪器頭組件安裝于繩式修剪機。修剪器頭組件保持當修剪器頭組件旋轉和接觸植被時切割植被的修剪線的長度。
[0014]修剪器頭組件具有安裝于繩式修剪機的殼體。卷軸設置在殼體內部。卷軸繞著轉動軸線轉動。卷軸能夠沿著轉動軸線至少在第一位置與第二位置之間上下移動。棘輪機構和指引機構設置在修剪器頭殼體與卷軸之間。當卷軸位于其第一位置時，棘輪機構能夠使卷軸沿與修剪器頭組件旋轉的方向相反的方向繞著轉動軸線連續或斷續地轉動。棘輪機構還在不期望時防止卷軸在殼體內沿任一方向轉動，并且當施加足夠的扭矩時僅允許卷軸沿修剪線纏繞方向轉動。
[0015]使用棘輪機構，僅通過將修剪線固定于卷軸并手動使卷軸轉向，就能夠使新的修剪線纏繞在卷軸上。不要求拆卸。優選地，能夠在線在修剪器芯上纏繞之前從一個孔眼直穿到另一孔眼(“直穿”)地供給繩/線。
[0016]運行時，致動機構被設置用于使卷軸在殼體中從卷軸的第一位置暫時地移動到卷軸的第二位置。致動機構能夠被自動或碰撞地致動。一旦卷軸暫時地位于其第二位置，指引機構能夠使卷軸轉向，使得短長度的修剪線能夠從卷軸解纏。
[0017]本發明的目的在于提供設備中的為其目的改進了的元件及其配置，其低廉、可靠且在實現其期望目的方面完全有效。
[0018]出于本申請的目的，將“能夠雙向運行的修剪器頭”定義為如下修剪器頭:該修剪器頭能夠組裝有繞著修剪器頭卷軸(隨后或預先地)纏繞的線，并且能夠安裝于順時針式修剪機或逆時針式修剪器，其中因為卷軸能夠沿獨立于修剪器頭的方向轉動來向外排出一定長度的線，所以無論修剪器頭當前是沿順時針方向轉動還是沿逆時針方向轉動，當致動時，修剪器頭都將向外排出線。在碰撞致動式修剪器頭中，線上的離心力大于卷軸上的轉動力，即使在線排出期間卷軸沿與修剪器頭當前轉動的方向相反的方向轉動，并且當卷軸和修剪器頭沿相同方向轉動時，卷軸的轉動速度比修剪器頭的轉動速度快，允許卷軸沿釋放一定量的修剪線的方向轉動。將“被纏繞了的修剪器頭”定義為具有纏繞在其卷軸上的修剪線的修剪器頭。
[0019]為了安裝用于順時針式修剪器頭或逆時針式修剪器頭的被相同組裝的、被纏繞了的修剪器頭，本發明的目的在于提供能夠雙向運行的修剪器頭。
[0020]基于對本發明的以下詳細說明和附圖的閱讀，本發明的這些和其它目的將變得明顯。本發明的這些目的是非窮盡的，并且不構成對本發明的范圍的限制。此外，必須理解，沒有一個本發明的實施方式需要包括本發明的所有前述目的。而是，所給出的實施方式可以包括一個或不包括前述目的。因此，這些目的不用于限制本發明的方案的范圍。
【附圖說明】
[0021]圖1是根據本發明的第一實施方式的修剪器頭的截面圖。
[0022]圖2是圖1的修剪器頭的數個組成部件的分解圖。
[0023]圖3是圖11的修剪器頭的卷軸的立體圖。
[0024]圖4是圖1的修剪器頭的分解圖。
[0025]圖5是圖1的修剪器頭的可選變型的截面圖。
[0026]圖6-圖8示出了根據本發明的第三實施方式的具有中央凸緣的修剪器頭的圖。
[0027]圖9-圖12示出了根據本發明的又一實施方式的具有無凸緣卷軸的修剪器頭的圖。
[0028]圖13-圖14示出了根據本發明的又一實施方式的在卷軸的底凸緣中具有通道的修剪器頭的圖。
[0029]圖15示出了用于本發明的至少一個實施方式的具有多條通道的可選卷軸。
[0030]圖16-圖20示出了根據本發明的又一實施方式的具有非圓形卷軸的修剪器頭的圖。
[0031]圖21示出了用于本發明的至少一個實施方式的具有輻條(spoke)而非中央凸緣的可選卷軸。
[0032]圖22和圖23A-圖23B示出了用于本發明的至少一個實施方式的具有多條通道的可選卷軸。
[0033]圖24示出了根據本發明的又一實施方式的具有穿過卷軸中央的模塊化通道(modular passage)的修剪器頭。
[0034]圖25A-圖25E示出了用于本發明的至少一個實施方式的具有穿過卷軸中央的各種通道的可選模塊。
[0035]圖26A、圖26B和圖27示出了圖24的修剪器頭的各種組成部件。
[0036]圖28A和圖28B示出了用于本發明的至少一個實施方式的具有穿過底凸緣的通道的可選卷軸配置。
[0037]圖29示出了用于本發明的至少一個實施方式的不具有穿過卷軸的凸緣的通道的可選卷軸。
[0038]在所有附圖，用相似的附圖標記表示一致的對應特征。
【具體實施方式】
[0039]本發明涉及用于繩線式修剪器的直穿式供給修剪器頭(feedtrimmer head)。
[0040]圖1至圖4示出了用于繩式修剪機(未示出)的修剪器頭10的第一實施方式的截面圖。通過需要與對應的心軸配合的形式和規格的螺栓、螺母或其它緊固件12，將修剪器頭固定于繩式修剪機的驅動軸心軸(包括其任意延伸部)(未示出)。典型地，緊固件的旋擰方向被選擇成使得在驅動軸的正常轉動期間，緊固件將趨向于與心軸擰緊，而非變松。緊固件12允許修剪器頭10作為單元伴隨驅動軸轉動，以從修剪器頭徑向向外地驅動修剪器頭線14。修剪器頭線14在本領域中是熟知的并可以由塑料或其它材料制成，修剪器頭線高速轉動以切割與線接觸的禾草、雜草或灌木并可具有多種線徑。George Alliss的2011年9月27日授權的美國專利8，025，249示出了一種這樣的繩式修剪器頭的構造和運行，通過引用將該專利并入本文。
[0041]上殼體21包括非圓形的“帶鍵(keyed)”室23(圖4)以接收(或用作)緊固件12，用于防止緊固件相對于殼體轉動。室23被示出為八邊形，但是形狀可以選擇以收納各種用于使殼體與心軸連接的緊固件。緊固件典型地為正向或反向旋擰的螺栓或螺母。
[0042]芯16設置在修剪器頭10內，以在修剪線纏繞進入修剪器頭時接收該修剪線。芯可相對于殼體選擇性地轉動。一對孔眼18設置于外殼體20，以將修剪線引入殼體內部。優選地，孔眼彼此分開180度，但是在一些情況中可以分開大于或小于180度并可以包括更少或更多的孔眼。孔眼可以包括金屬保護件或其它套筒，用于抵抗孔眼內的線14在孔眼附近或穿過孔眼移動時的磨損。
[0043]優選地，芯可以具有由一個或多個內壁22限定的中央開口或室。優選地，修剪器芯16優選包括中央直穿式引導通道(“通路”)24。優選地，通道24具有:第一開口，其選擇性地與殼體的一對孔眼18中的一個孔眼對準(或相對于該孔眼定位)，以供給修剪線；和第二通路開口，當第一開口與一對孔眼18中的第一孔眼對準時，第二通路開口與第二孔眼對準。當向修剪器頭供給修剪線時，通路與孔眼的對準允許修剪線從第一孔眼起穿過第一通路開口、穿過通路、穿出第二開口和第二孔眼地供給。能夠從修剪器頭外部看到的指示器31(圖4)可以被設置成使得當芯16與殼體對準并準備好接收線時，用戶是知曉的。在優選的實施方式中，指示器位于鈕上、能夠從修剪器頭下方看到。
[0044]圖2示出了修剪器頭的芯的優選構造。為了從修剪器頭纏繞和釋放修剪線，設置有棘輪系統和指引系統(indexing system)。棘輪系統包括用于纏繞修剪線的第一系統。該圖示出了供給有修剪線14的修剪器頭芯16。在芯的下方，示出了用于與芯16接合并使芯16轉動的鈕30。在鈕的下方，示出了形成外殼體20的一部分的下殼體32。優選地，鈕30具有多個非圓形的臂/花鍵34，臂/花鍵34接收在芯16的配合接收器內，以在要求時使鈕與芯可靠地一起轉動。下殼體32與殼體20的上半部分協作，以在鈕30的一部分延伸穿過下殼體中的開口 33的情況下將鈕和芯固定在殼體20中。上殼體23和下殼體32可以通過多種方法或系統連接，但是優選地通過諸如彼此干涉配合的柔性臂/指25和協作孔27等的快速釋放系統連接。
[0045]另外，芯與上殼體和下殼體協作，以形成用于供給修剪線和使修剪線的釋放受控的指引系統和棘輪機構。在圖1所示的位置中，孔眼18和供給通路24是對準的，以允許一定長度的修剪線14供給穿過外殼體、穿過芯并穿出另一側。鈕30能夠轉動，以使線纏繞在芯16上。芯具有上盤36和下盤38，上盤36和下盤38形成用于供修剪線纏繞在芯上的下室57的上邊界和下邊界。上室59由上盤36和殼體的如下稍后說明的架板61形成。如圖3所示，供給通路24的開口40為用于將線引入芯那一側的開口。在圖3中，隨著芯順時針轉動，線將抵抗摩擦、慣性和從殼體20的外部作用于線的其它力而轉向。隨著芯繼續轉向，芯將轉向遠離修剪線入口，內壁42將開始拉修剪線。然后，隨著線繞著芯16的內壁42纏繞，線將開始被拉入殼體。隨著使用者經由鈕30繼續使芯轉動，下盤38上的鈍齒(cog) 44將轉動。下殼體上的多個坡道46被配置成在繩式修剪機正常運行期間干涉和阻礙鈍齒在殼體內轉動。應當注意，彈簧50設置在芯的上方以對芯向下施力，但是允許芯(和所附接的鈕)在預定的力下軸向移動。
[0046]障礙的一個目的是使得當殼體通過繩式修剪器而轉向時，芯不能“飛輪(freewheel)”。期望在正常運行期間芯和殼體一起轉向，使得修剪線維持恒定的長度。如果允許芯轉向，則修剪線可能會隨著殼體相對于芯的轉向而不期望地纏繞或解纏。
[0047]為了繼續將線纏繞在芯上，用戶對鈕施加足夠的扭矩，以強迫芯的鈍齒44經過坡道46。坡道被定向成使得適當方向上的轉動(在示例中為順時針，但是本領域技術人員將會認識到，可以通過具有一個坡道或通過具有兩個背對背的相反坡道而將坡道配置成僅允許順時針、僅允許逆時針或允許沿順時針方向和逆時針方向兩者轉動)會使鈍齒向上移動并越過坡道。當沿相反方向轉向(對于單向坡道構造而言)時，鈍齒將會碰到坡道的縱壁(或其它類似的障礙)，并且進一步扭矩將不會促進鈕和芯進一步轉動。隨著鈍齒在坡道上向上移動，芯16將壓縮彈簧50沿軸向向上移動。隨著鈍齒向上移動并越過坡道，則彈簧將在鈍齒與下一坡道軸向對準的情況下強迫芯軸向向下。該棘輪系統允許纏繞方向受控，并且還對僅允許釋放一定量的線提供控制。單向棘輪效應(one way ratcheting)具有確保線僅單向地纏繞在芯上的優點，從而使線不能因芯沿“錯誤”方向轉向而“纏結”。
[0048]修剪線在纏繞期間將會被強迫進入兩個室57、59中的一者。通道的側出口開口41決定線的特定端是將纏繞進入下室57還是上室59。如圖3的正面所示，位于正面的出口 41將線引入以上凸緣36和下凸緣38(圖3)為邊界的下室59。背面出口 41(圖2)將線14引入上室。在本實施方式中，如圖2最佳示出的上室的下端以上凸緣36為邊界，其上端以殼體20的表面/架板61為邊界。優選地，架板61是平滑的，以減小修剪線隨著卷軸相對于殼體的轉動而對架板產生的任何拖曳或摩擦。優選地，室的內壁由繞著圓形壁65轉動的凸緣的芯提供。類似地，卷軸的下緣可以在被殼體的下圓形壁67轉動支撐的同時轉動，該下圓形壁67圍繞卷軸或卷軸和鈕(“致動機構”)兩者。
[0049]如在本領域中已知的，用戶使繩式修剪器頭輕拍地面來釋放一定量的繩。在本發明中，這通過如實現:將鈕進一步按入殼體(“軸向向上”)，使芯16抵抗彈簧50的施力向上移動。該軸向移動對于將芯16的鈍齒44提升到坡道46的上方是足夠的。這使芯16相對于殼體32沿任一方向自由旋轉。旋轉的方向(相對于殼體)將受修剪線14上的力和線在芯上纏繞的方向控制，而不受修剪器頭的方向控制。這得到了無論線在修剪器頭上的纏繞方向如何，均能夠安裝于順時針式修剪器頭或逆時針式修剪器頭的能夠雙向運行的修剪器頭。隨著線上的離心力向外拉線，無論修剪器頭是順時針旋轉還是逆時針旋轉，修剪線上的力將均用于向外拉線。向外的力將用于通過拉線和使芯沿適當的方向轉動以解纏線來使線解纏。由于鈍齒暫時地相對于坡道46軸向向上，所以無論修剪器頭的轉動方向如何，芯均沿任一方向自由旋轉(相對于殼體)并將沿適當的方向移動，以使線解纏。
[0050]修剪器頭的另一功能為當向外供給線時，在自由旋轉期間控制轉動的量。這是可期望的，使得僅供給出一小點線來更換在修剪灌木或雜草期間已經磨損或切割的線。如果需要進一步量的線，則用戶能夠通過再次“碰撞”鈕重復所述過程。在圖示的實施方式中，通過設置于芯的上區域的多個上突起52(“方形齒”)來執行線控制指引特征(line controlindexing feature)。通過殼體20的上部21上的止動棒54之間的間隔來控制在一次碰撞期間釋放的繩/線14的量。芯16可以至多以自由旋轉的方式轉動直至突起撞到一根止動棒為止，從而使芯的轉動停止。鈕上的壓力剛一釋放，芯就將在彈簧50的施力下向下落回芯的初始軸向位置。然后，芯可以轉動，直至鈍齒44進入干涉坡道為止。線上的離心力將防止:鈍齒在坡道上進一步向上轉向，這將使修剪線后退到卷軸上。反向轉向的鈍齒將會碰到坡道的縱壁并由此將被防止進一步轉動。以這種方式，碰撞鈕將允許芯相對于殼體自由旋轉，但是(雙向)自由旋轉的量將受齒52和止動棒的限制，并且彈簧將使芯返回到如下初始軸向位置:在該初始軸向位置處，坡道將通過坡道與鈍齒的相互作用防止芯轉向超過坡道。應當注意，即使齒不撞到止動件，彈簧的施力也將使鈍齒和坡道回到用作故障保護(failsafe)的對準，以防止在單次碰撞中釋放不期望的量的線。
[0051 ]雙向排出。修剪器頭的該特定結構的結果是:無論修剪器頭的轉動方向如何，一旦線纏繞在修剪器頭上，修剪器頭就能夠適當地排出線。典型地，修剪線在修剪器頭上纏繞，使得鈕/凸塊拍打地面會使卷軸相對于殼體減速。因而，隨著通過與修剪線接觸的孔眼從卷軸中散開一定長度的線，殼體能夠轉動，以使線從卷軸中解纏。當前的修剪器頭具有如下不同模式:卷軸還能夠相對于修剪器頭殼體加速，以向外“推”線。實際上，是來自位于殼體外部的長度的線的線上的離心力加上線與禾草或雜草或其它材料的抵抗卷軸地拉線的摩擦接觸使修剪線張緊。根據本發明的至少一個方面構建的修剪器頭允許卷軸相對于殼體“飛輪”短的時間間隔。在該時間間隔期間，線實際上能夠比殼體快地拉卷軸，以釋放一定量的線。優選地，止動件中的一個止動件防止在釋放時釋放出不適當量的線。出于本申請的目的，通過能夠在從卷軸向外排出線期間使卷軸相對于殼體加速或相對于殼體減速兩者，以允許卷軸獨立于修剪器頭的轉動方向地排出修剪線的這種釋放線的能力被限定為“雙向排出”或“雙向線排出”。能夠雙向排出的修剪器頭是“能夠雙向運行的”。在本文中，將線在修剪器頭上纏繞的方向限定為當卷軸相對于修剪器殼體減速時，線將相對于卷軸纏繞以釋放/排出修剪線的方向，即當鈕“碰撞”在地面上來使卷軸相對于殼體減速時，修剪線在卷軸上的順時針纏繞將允許逆時針轉動的修剪器頭從卷軸中排出線，以隨著殼體相對于卷軸較快地逆時針轉動，允許殼體使一定長度的修剪線解纏、通過殼體的孔眼向外排出該長度的線。
[0052]圖5示出了第一實施方式的可選構造。在該構造中，位于下盤38的底部的棘輪由齒或齒輪60形成，下殼體32上的坡道62已經向內移動以適應齒輪60的定位。本領域技術人員將從本發明的教導認識到，棘輪的功能組成部件(止動棒、齒/齒輪和坡道)可以根據需要位于芯的任意不同表面上，以在不超出本發明的范圍的情況下執行提供纏繞棘輪的功能和線供給控制功能。
[0053]圖24示出了根據本發明的另一實施方式的可選變型。卷軸2416通過花鍵2434和鈕2430上的協作的縫和槽與鈕2430花鍵聯接，使得卷軸和鈕將一起共同轉動。圖26A和圖26B示出了組合的卷軸和鈕2433及其上的坡道和鈍齒的輪廓。優選地，坡道、止動件和鈍齒均被設置成允許卷軸沿特定方向纏繞卷軸，并且指引線以能夠受控的量排出。圖24所示的能夠用于任一其它實施方式的特征為能夠安裝在卷軸2416內的模塊2470。模塊與卷軸的通道2440對準并提供/控制修剪線在卷軸的芯內的從一個凸緣通道到另一凸緣通道的路線。模塊可以具有鍵、齒、花鍵、槽或其它裝置，使得模塊與卷軸適當地對準。模塊可以反轉或轉動，以改變模塊相對于卷軸的定向、路徑或對準。優選地，模塊能夠用其它模塊交換，以控制穿過芯的路徑來在不同路徑中為線劃定路線。模塊提供靈活性，諸如通過設置彎曲路徑2472(圖25A和圖25B)在驅動軸、螺栓或其它類似裝置(如果有的話)周圍劃定路線，或者劃定直地穿過中央2470(圖24)的路線。根據穿過凸緣(或翅)的路徑的形狀的不同，還可以使用額外的路徑。圖25C示出了通過對應的卷軸凸緣(未示出)的單側彎曲路徑2474。圖25D示出了穿過模塊2476中央的通向具有螺旋狀的、非徑向的通道的對應卷軸凸緣(未示出)的螺旋狀路徑。圖25E示出了具有選擇性地使用1-2根修剪線的多條通道的模塊2478，該多條通道穿過具有對應通道(兩條模塊通路中的每條通路)的協作凸緣(未示出)。圖27示出了安裝在卷軸2416內的模塊2470。
[0054]圖28A和圖28B示出了本發明的與圖1類似的實施方式，然而通路2840設置在下凸緣中，而非上凸緣40中。本領域技術人員將領會到，在本實施方式中，殼體的孔眼2818將必須與下凸緣對準，而非與上凸緣對準。優選地，鈍齒2844也從底凸緣反轉到頂凸緣。
[0055]圖6至圖8示出了本發明的具有如下示例的另一實施方式:棘輪組成部件的布置發生變化，并且包括用于將修剪線劃分到上室和下室的中央凸緣。在圖6中，修剪器頭110的中央芯116在上盤138上具有與設置在殼體的上部121中的多個止動件154(圖7)協作的多個鈍齒152。芯116上的從動件144與下殼體132上的坡道146協作形成修剪線纏繞棘輪。如上面所討論的，彈簧150對芯116施力以使芯116處于適當的軸向位置。在本實施方式中，優選地，鈕132被形成為芯116的一體部件。
[0056]芯116具有用于在芯116上接受一定量的修剪線進入兩個分離的室的不同構造。通過在修剪線穿過左右孔眼118供給進入時使修剪線分離進入分離的室，線將存在較小的機會自我纏結，從而能夠避免線自我“熔結(fusing)”。因為修剪線能夠比例如“釣魚線”粗且剛硬，所以線能夠傾向于在修剪器頭中自己繃直(“退繞(unspool)”)，然后在使用時繃緊。這些循環能夠使線自我纏繞或甚至在摩擦的熱下自我熔接/熔結。使線分離能夠降低出現這些問題的機會，并且能夠提高在運行期間供給出線的容易性和可靠性。為了利于線纏繞在兩個室中(并非將所有的線均供給進入一個室)，中央凸緣137上的任一側的開口 140朝向凸緣的不同側開放。一個開口具有在凸緣137的上方張開的口 141，用于將線供給進入形成在上盤136與凸緣137之間的室。相反的開口 40形成鏡像，具有朝向凸緣137的底部張開的口，用于將線供給進入由凸緣137和盤138形成的室。
[0057]運行時，鈕130轉動以使從動件144升高越過坡道146，從而允許芯116相對于殼體121、132轉動。芯的轉動使供給穿過殼體孔眼118、穿過修剪線供給通路開口 40、供給出相反孔眼的線繞著芯116纏繞。由于開口 140的口的不同定向，線的不同部分將纏繞進入形成在凸緣137的上方和下方的單獨的室。當要求供給出修剪線以增加線的有效切割部分的長度時，用戶將在地面上敲打(“碰撞”)鈕的另一面。碰撞將使從動件144升到坡道146的上方，修剪線上的離心將使線抵抗芯而被拉出，無論修剪器頭的整體轉動方向如何，芯均沿向外供給線所需的方向轉動(相對于殼體)。芯相對于殼體的轉動將被碰到止動件154的鈍齒152制止，以控制在一次“碰撞”鈕130期間所供給的線的量。
[0058]圖9-圖12示出了具有無凸緣芯并將棘輪組成部件中的一些棘輪組成部件分配到與芯分開的鈕上的可選實施方式。圖9示出了修剪器頭210的分解圖。通過臂/花鍵233與對應的縫235的接合，芯216轉動地系于鈕230，這將使鈕與芯一起固定地共同轉動。鈕和芯和施力彈簧250位于下殼體232與上殼體221之間并在下殼體232與上殼體221之間施力就位。多個方形齒252與上殼體221上的對應的止動件協作來形成如上所述的供給控制(“指引”)機構，以限制在“碰撞”修剪器頭鈕230期間供給出的線的量。
[0059]上殼體221具有用于接收芯的外壁的引導壁253(圖12)。引導壁用于多個目的。首先，引導壁使芯216居中地定位在殼體內。在鈕位于下殼體232的中央，芯位于上殼體221中的情況下，芯和鈕將被引導成在殼體內繞著固定軸線可靠地轉動。另外，引導壁使方形齒252與如上所述的止動棒254適當對準。止動件和齒將限制在“碰撞”期間芯的自由轉動的量，并且每次碰撞將僅排出被限制的量的線。應當注意，雖然上殼體221的壁249被示出為圍繞芯16和使芯16穩固，但是優選的是，壁249設置在芯內(例如，參見圖1)，使得芯能夠繞著壁249轉動。這允許線繞著芯的上部纏繞，而非繞著上殼體壁249纏繞，這會在芯獨立于殼體221轉動時減小線上的摩擦。
[0060]下殼體包括多個從動件244，從動件244與坡道246(圖11)協作來提供棘輪功能，以在防止芯相對于殼體不期望轉動的同時允許修剪線纏繞在芯216上。運行時，彈簧250對芯向下施力。芯216對鈕向下加壓，這會強迫坡道246與從動件244軸向對準。芯的轉動會使鈕轉動，直到坡道與從動件接合為止。如果諸如通過手動使鈕230轉向地增大鈕上的扭矩，則從動件將強迫坡道抵抗彈簧250的施力而向上。如果施加足夠的扭矩，則坡道將越過從動件244，并且彈簧將強迫坡道以棘輪式運動向下返回與從動件對準。使坡道越過從動件的轉動將允許芯相對于殼體轉動，以使額外的線繞著芯纏繞。棘輪機構的軸向間隔可以為如下間隔:鈕隨著坡道越過從動件而移動的高度不足以使方形齒252與止動棒254接合，因而在線隨著鈕的轉動而在芯上纏繞期間止動件將不干涉芯的轉動。
[0061]芯216自身無凸緣。不要求上盤或下盤或中央凸緣與線在芯上的纏繞協作。芯具有多個臂217，臂217延伸從一個孔眼218到另一孔眼218的修剪線供給通路224的長度。通路終止于相反的開口40。位于通路的一側的開口具有向上開放的口41，另一開口具有向下開放的口。向上供給的線供給進入殼體的以臂217和上殼體221為邊界的區域。引導壁253防止線與轉動著的芯或與位于芯的上端的方形齒252干涉或纏結。向下供給的線供給進入殼體的以臂217和下殼體232為邊界的區域。因為線被已經位于殼體內的一定長度的線拉到孔眼的上方或下方，所以在芯再次轉動通過孔眼時供給進入的額外的線會繼續纏繞在位于臂217的上方或下方的適當區域。通路的開口的壁249在臂的上方延伸的距離例如有助于確保:由于線的一部分已經被沿將線拉到臂的上方(或下方，根據需要)的方向施力，所以另外的線也將被供給到臂的上方。以這種方式，芯不要求具有頂凸緣、底凸緣或中央凸緣來控制線在修剪器頭殼體內的整齊存儲和維持。
[0062]圖21示出了本發明的具有上凸緣和下凸緣、但是沒有中央凸緣的可選實施方式。卷軸2116具有上凸緣2136和下凸緣2138。這可以例如替換圖6的卷軸使用。可以根據需要設置適當的鈍齒、坡道和/或止動件，以與殼體上的坡道、鈍齒或止動件配合。可以將碰撞式鈕(未示出)設置成在卷軸的底部配對或與卷軸設置為一體。運行時，供給穿過開口 2140的線將供給穿過另一側、供給到殼體中的開口(118，圖6)。
[0063]隨著卷軸的轉動，線將供給出輻條或翅2117的側開口2141，并且將繞著卷軸的中央壁2111纏繞。因為輻條將用于根據通路開口 2141是向翅2117的頂部還是底部開放而使線分離進入頂開口或底開口，所以不需要凸緣。實踐中，在隨后的轉動期間，頂室中的線將在輻條2117的頂部2119的上方被教導和間隔開。輻條能夠張開(沿徑向展開)，以有助于確保線沿適當的方向纏繞。這將用于將隨后的一點線仍拉到翅的上方，使得其仍卷繞在頂室中。底室中的線將類似地纏繞在底室中。頂凸緣和底凸緣將用于將線維持在卷軸上。可以繞著卷軸的芯設置額外的輻條或翅。這些額外的輻條可以具有通道以允許使用額外的修剪線，或者能夠在穿過卷軸的主通道被破損的線等堵塞的情況下用作可選通道。作為線控制輻條，額外的輻條還可以無通道地設置(未示出)，以有助于確保線繼續纏繞進入適當通路。除此以外，卷軸將以與圖6類似的方式作用。
[0064]圖13-圖14示出了本發明的又一實施方式。圖13是利用無底凸緣的芯316的修剪器頭310的截面圖。如圖14所示，芯316具有中央凸緣317，中央凸緣317具有直穿式修剪線供給通路324。上盤336(圖14)攜帶有與上殼體321上的止動件354協作的鈍齒352，以形成修剪線排出控制機構。通路324終止于一對相反的開口 340。一個開口使修剪線偏向進入形成在上盤336與中央凸緣317之間的室。另一開口具有使修剪線的一部分向下偏向到殼體的形成在凸緣317與下殼體332內部和鈕330之間的區域的口。鈕可以具有上表面(“架板”)339，以防止在轉動期間聚積在其上的線伸展到不期望的區域中和限定用于接收線的下室。芯316的下管部374可以被設置成延伸進入鈕，以使芯進一步固定于鈕和促進芯繞著修剪器頭的中央軸線轉動。由于芯316和鈕通過縫370和芯延伸部374上的槽372固定在一起，所以在鈕和芯一起轉動時線將停留在上表面上。為了釋放修剪線，如上面所討論的，鈕上的坡道346與下殼體上的從動件(參見圖9，附圖標記244)協作，以允許修剪線纏繞在芯316上。
[0065]圖15示出了具有多個修剪器頭供給通路424(“通道”)的修剪器頭的可選實施方式。芯416設置有多個供給通路424。該通路可以通過芯416的中央模塊422中的通道420與適當的相對的或相鄰的通路連接，使得供給穿過一個通路417的線供給出芯416中的第二通路。參見圖。能夠被同時供給的多根線被外殼體上的多個孔眼(例如，參見圖1)控制成一根線，并且典型地僅為一根線。然而，出于包括一個通路被破損的線或碎片堵塞的情況的各種原因，可以期望在芯416上設置額外的通路。另外，通路可以被設置成接收不同類型/直徑的修剪線，或用于其它目的。通路可以在中間彼此交叉，使得通路彼此連通，或者一個或多個通路可以均略微彎折，使得通路彼此越過。根據芯316的要求的不同，各通路上的開口可以使線均流入一個室或將線劃分到通路的任一側。通路可以根據需要而被相似地構造或不同地構造。多個通路可以設置于中央凸緣或頂盤或底盤或者無凸緣芯。圖22示出了在中央凸緣中具有四個通路/通道2217的類似的四通路式卷軸2216。優選地，通道的相反端處的通路開口將引入同一室，以使兩根修剪線的纏繞分離。
[0066]圖23A和圖23B示出了分別在頂凸緣和底凸緣中具有通道2317的卷軸2316。卷軸和修剪器殼體可以還被構造成在頂凸緣和底凸緣兩者中同時具有通道，以用于多根修剪線的安裝或在一個通道堵塞時為修剪線提供可選的安裝點。中央凸緣可以被設置使得來自頂凸緣的修剪線的兩端存儲在頂室中，來自底凸緣的修剪線的兩端存儲在底室中。
[0067]圖29示出了卷軸2916的可選變型。在本實施方式中，無路徑/通路/通道穿過中央凸緣。替代地，存在延伸穿過卷軸的彼此成90度的兩個通道，使得兩根修剪線能夠延伸穿過卷軸。各通道在其每一端均具有終止開口 /孔2940。卷軸的芯中的開口 2940決定線是將纏繞進入上室還是纏繞進入下室。優選地，通道的相反端處的孔將被引入同一室，以使兩根修剪線的纏繞分離。這種設計的缺點在于，可能需要人工協助來將線穿進孔眼及穿進卷軸。這可以以多種方式實現，包括使用桿(straw)或其它裝置或者通過拆下修剪器頭來適當地穿線。出于這些原因，該設計不比其它設計更好，但是可以以例如較低的成本實現目標。
[0068]圖16至圖20示出了根據本發明的至少一個方面的具有非管狀芯的再一實施方式。圖18是修剪器頭510的截面圖。修剪器頭510包括收納有芯516(圖16)、彈簧550和鈕530(圖17)的上殼體521(圖19)和下殼體532(圖20)。
[0069]上殼體521具有有鍵的室，用于接收緊固件以使修剪器頭510與繩式修剪機的心軸連接。殼體內部具有多個繞著壁的間隔件519，以接收凸緣517的外徑，使得芯516在殼體內繞著中央軸線轉動。也就是，芯能夠在無不適當晃動等的情況下轉動。殼體具有可以包括金屬或塑料的保護件或套筒的多個孔眼518，以防止在將修剪線514添加到殼體或從殼體移除時磨損殼體。上殼體521與下殼體適當地連接。
[0070]圖20示出了下殼體，該下殼體具有固定在上殼體中的開口527內的彈性夾頭式指525，以在上殼體與下殼體之間設置可快速釋放的連接器。向內壓指525使指從開口 527釋放，使得能夠將殼體分成上殼體部和下殼體部。同樣地，鈕530能夠通過與芯上的開口 576協作的指76或其它緊固件或螺紋(threading)而固定于芯516。鈕上的鍵578的壁具有能夠嵌合在位于芯516的底部的開口內的尺寸和形狀。優選地，開口具有與芯的內壁578相同的形狀和尺寸，以牢固地接收鈕，使得鈕不能相對于芯轉動。本領域技術人員將認識到，無論所選擇的鈕的鍵以及芯中的對應的開口的形狀如何，只要它們能夠彼此協作，就可以實施本發明。
[0071]芯具有中央凸緣517，用于使被引入的一半修剪線514分離進入形成在盤538與凸緣517之間的下室。凸緣517上方的修剪線保持在位于凸緣517與上殼體521之間的空間。如上所討論的修剪線從殼體外部供給穿過孔眼518、穿過通路524并從另一孔眼供給出。然后，通過使鈕轉向來轉動芯516以使線繞著芯纏繞，將線供給到芯。如上面所討論的，協作的坡道546和從動件544控制芯相對于殼體的不期望的轉動，同時通過利用足夠的扭矩使鈕轉向以使坡道移動超過從動件期望的行進量，允許芯相對于殼體的期望的轉動。
[0072]優選地，當前所述的實施方式不包括具有分離的止動件和鈍齒或方形齒的指引系統。在一些實施方式中利用止動件，以控制每次“碰撞”鈕供給穿過孔眼的線的量。已經發現，僅通過坡道和從動件能夠充分地控制“碰撞”期間供給出的線的量。當通過在地面上快速地輕拍修剪器頭來碰撞鈕或對鈕加壓時，在芯實際開始轉向之前可能存在一小段時間空隙。如果適當地規定彈簧550的回彈力，并且在修剪器頭中適當地建立坡道的數量和位置，則將芯向下壓回到初始位置和將坡道載置于從動件或載置在從動件之間所花費的返回時間對于僅允許芯在坡道碰到從動件和使芯相對于殼體停止轉動之前轉動小的量是足夠的。以這種方式，僅使用棘輪系統的坡道和從動件部分對于執行允許纏繞和控制修剪線供給的功能兩者是足夠的。
[0073]應當理解，本發明的所圖示和說明的實施方式僅是示例性的，并且本領域技術人員能夠對這些實施方式作出各種變型。例如，鈍齒突起、坡道突起和止動件突起的數量能夠在這些元件的數量保持相等的情況下變化。同樣地，碰撞鈕的形狀、殼體的形狀和卷軸的形狀能夠變化成多種未示出的構造。所有這些實施方式旨在包括在本發明的由權利要求限定的范圍內。實施方式均無需包括本發明的任一或所有特征。
[0074]雖然已經作為優選的設計說明了本發明，但是理解，能夠遵從本發明的總體構思對本發明進行進一步變化、使用和/或改變，并包括在本發明所屬領域中的已知或常規實踐內，并且落在本發明的范圍和所附權利要求的限制內的源自本公開的發展。因此，理解的是，本發明不僅限于上述的實施方式，而是包含以下權利要求的范圍內的任何/所有實施方式。
【主權項】
1.一種能夠雙向運行的修剪器頭，所述修剪器頭用于選擇性地安裝于具有順時針驅動方向機器的修剪機和具有逆時針驅動方向的修剪機中的任一者， 所述修剪器頭具有卷軸，所述卷軸以能夠轉動的方式安裝在修剪器頭殼體內，所述卷軸具有至少一個室，所述至少一個室用于使穿過所述卷軸的修剪線沿第一纏繞方向繞著所述卷軸纏繞； 所述修剪器頭具有一對孔眼，所述一對孔眼用于接收從所述卷軸穿到位于所述殼體的外部的區域的修剪線的端部； 所述修剪器頭具有以能夠滑動的方式連接到所述修剪器頭殼體的致動鈕，所述致動鈕用于使所述卷軸從相對于所述殼體的第一軸向位置移動到相對于所述殼體的第二軸向位置到相對于所述殼體的第二軸向位置； 所述修剪器頭具有棘輪機構，所述棘輪機構能夠在第一纏繞模式之間選擇性地切換，當所述修剪器頭位于第一軸向位置時，用于僅允許手動地轉動所述致動鈕，以將修剪線沿所述第一纏繞方向從所述殼體的外部纏繞在所述卷軸上，同時防止沿與所述第一纏繞相反的轉動方向轉動，以及 所述修剪器頭具有第二雙向線排出模式，當所述修剪器頭位于第二軸向位置時，用于通過所述一對孔眼排出一定長度的所述修剪線。2.根據權利要求1所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于 當所述棘輪機構處于所述第二雙向線排出模式時，當所述修剪線沿與所述修剪機的驅動方向相反的轉動方向纏繞時，所述卷軸相對于所述修剪器殼體減速，以將修剪線排出所述一對孔眼，當所述修剪線沿與所述修剪機的驅動方向相同的轉動方向纏繞時，所述卷軸相對于所述修剪器殼體加速，以將修剪線排出所述一對孔眼。3.根據權利要求1所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于 所述卷軸包括位于所述卷軸內的能夠更換的模塊，當第一模塊位于所述卷軸中時，所述模塊用于使所述修剪線沿徑向直穿過所述卷軸，當第二模塊位于所述卷軸中時，所述模塊用于使所述修剪線沿非徑向穿過所述卷軸。4.根據權利要求3所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于，所述模塊通過快速連接機構以能夠被移除的方式安裝于所述卷軸。5.根據權利要求3所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于，所述卷軸包括限定卷軸存儲區域的頂凸緣和底凸緣，其中所述修剪線在包含在所述卷軸的頂凸緣中的通道內穿過所述卷軸。6.根據權利要求3所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于，所述卷軸包括限定卷軸存儲區域的頂凸緣和底凸緣，其中所述修剪線在包含在所述卷軸的底凸緣中的通道內穿過所述卷軸。7.根據權利要求3所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于，所述卷軸包括限定卷軸存儲區域的頂凸緣和底凸緣，其中所述修剪線在包含在所述卷軸的中央凸緣中的通道內穿過所述卷軸。8.根據權利要求1所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于，致動機構通過所述卷軸上的花鍵與所述致動機構內的脊的協作以不能轉動的方式連接到所述卷軸。9.根據權利要求1所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于，致動機構通過所述致動機構上的花鍵與所述卷軸內的脊的協作以不能轉動的方式連接到所述卷軸。10.根據權利要求1所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于，所述至少一個室的下端由所述卷軸的第一凸緣限定，所述至少一個室的上端由所述修剪器頭殼體的壁限定。11.根據權利要求10所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于，所述卷軸包括第二室，所述第二室的上端由所述卷軸的第一凸緣限定，所述第二室的下端由所述修剪器頭殼體的壁限定。12.根據權利要求1所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于，所述至少一個室的上端由所述卷軸的第一凸緣限定，所述至少一個室的下端由所述修剪器頭殼體的壁限定。13.根據權利要求1所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于，所述至少一個室的上端由所述卷軸的第一凸緣限定，所述至少一個室的下端由所述致動鈕的架板限定。14.根據權利要求1所述的能夠雙向運行的修剪器頭，其特征在于，所述卷軸的至少一個室的范圍在上凸緣與下凸緣之間并包括從所述卷軸延伸進入該室的輻條，并且 所述修剪線穿過所述輻條內的通道，并且所述通路進入所述至少一個室。15.—種從能夠雙向運行的修剪器頭中排出修剪線的方法，所述方法包括: 提供能夠雙向運行的修剪器頭，所述修剪器頭具有以能夠轉動的方式安裝在修剪器頭殼體內的卷軸，所述卷軸具有至少一個室，所述至少一個室用于使穿過所述卷軸的修剪線沿第一纏繞方向繞著所述卷軸纏繞； 將所述能夠雙向運行的修剪器頭安裝至具有與所述第一纏繞方向方向相同的驅動方向機器的修剪機； 為所述修剪器頭提供一對孔眼，所述一對孔眼用于接收從所述卷軸穿到位于所述殼體的外部的區域的修剪線的端部； 使修剪線穿過所述一對孔眼中的一個孔眼、穿過所述修剪器頭并從所述一對孔眼中的另一孔眼穿出； 提供以能夠滑動的方式連接到所述修剪器頭殼體的致動鈕，所述致動鈕用于使所述卷軸從相對于所述殼體的第一軸向位置移動到相對于所述殼體的第二軸向位置到相對于所述殼體的第二軸向位置； 為所述修剪器頭提供棘輪機構，所述棘輪機構能夠在第一纏繞模式之間選擇性地切換，當所述修剪器頭位于第一軸向位置時，用于僅允許手動地轉動所述致動鈕，以將修剪線沿所述第一纏繞方向從所述殼體的外部纏繞在所述卷軸上，同時防止沿與所述第一纏繞相反的轉動方向轉動，以及 為所述修剪器頭提供第二雙向線排出模式，當所述修剪器頭位于第二軸向位置時，用于通過所述一對孔眼排出一定長度的所述修剪線； 使所述致動鈕沿所述第一纏繞方向纏繞，以使所述修剪線在所述卷軸的所述至少一個室中纏繞； 使所述修剪機運行，以使所述修剪器頭殼體沿所述第一纏繞方向轉動； 至少致動所述致動鈕一次，以在所述致動鈕的每次致動期間將所述棘輪機構切換到所述第二雙向線排出模式，使所述修剪器頭殼體相對于所述卷軸減速來將纏繞在所述卷軸上的線排出所述一對孔眼。16.從能夠雙向運行的修剪器頭中排出修剪線的所述方法，其特征在于，在致動所述致動鈕之后，所述卷軸和所述修剪器頭兩者均減速，所述卷軸因拉動所述卷軸的所述修剪線上的張力而比所述殼體快地加速。
【文檔編號】A01D34/416GK105934147SQ201480073834
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2014年11月20日
【發明人】G·E·艾利斯
【申請人】G·E·艾利斯