CZ285293B6 - Stříhací zařízení pro ekologické stříhání stonků nebo stébel rostlin - Google Patents

Abstract

Zařízení pro ekologické stříhání stonků nebo stébel rostlin a/nebo podobných trávě má protibřity (2), uspořádané na kruhové dráze a nad mini uspořádané rotační nože (1). Mezi rotačními noži (1) a protibřity (2) je vytvořena nastavitelně mezera (h) o velikosti nejvýše 2 mm. Otáčení rotačních nožů (1) je nastavitelné v rozmezí oběžné rychlosti 10 - 50 m/s. Poměr mezi plochami protibřitů (2), které se přímo podílí na procesu stříhání a volnými plochami meziprostorů (21) je menší než jedna.ŕ

Description

Stříhací zařízení pro ekologické stříhání stonků nebo stébel rostlin

Oblast techniky

Vynález se týká stříhacího zařízení pro ekologické stříhání stonků nebo stébel rostlin a/nebo porostů podobných trávě s nejméně jednou řeznou jednotkou, která má protibřity uspořádané na kruhové dráze ve vzájemném odstupu a nad protibřity uspořádané rotační nože, přičemž poměr mezi plochami protibřitů, které se přímo podílí na procesu stříhání a plochami meziprostorů mezi dvěma sousedními řeznými plochami je menší nezjedná.

Dosavadní stav techniky

Je známa řada zařízení pro stříhání s protibřity. Společným charakteristickým znakem těchto zařízení je tření mezi rotačními noži a protibřity.

V důsledku tření je spotřeba energie u známých stříhacích zařízení značná a funkční díly jsou vystaveny zvýšenému opatření.

Navíc je v důsledku tření mezi rotačními noži a protibřity možno využít pouze omezené otáčky rotačního kotouče, na nichž jsou upevněny nože. Rotační nože mohou být provozovány pouze s otáčkami v rozmezí 3 až 6 m/s. Z toho vyplývá, že odvod, dělení a sbírání částí rostlin a současné stříhání může být provedeno pouze s malou pracovní rychlostí.

Nevýhodou rovněž je, že u těchto stříhacích zařízení nelze pro velkou spotřebu energie použít ani akumulátory ani nízkonapěťové elektromotory.

Velký podíl stříhacích zařízení tvoří oscilující stříhací zařízení. Jedno z nich je např. popsáno v patentu US 4 881 363. Spotřeba energie nutná jednak ke krytí třecích ztrát a jednak pro pohon převodů, je kryta spalovacím motorem. Takovýto spalovací motor je však konstrukčně velmi nákladný.

US patent 3 701 238 obsahuje stříhací zařízení na stříhání trávy, které má jak znaky rotačních, tak i oscilujících zařízení, přičemž pro vysokou energetickou náročnost je zdrojem energie traktor.

Z francouzského patentu č. 1 094 336 je známo zařízení, které stříhá stébla trávy střižným způsobem třecím pohybem rotačních nožů a protibřitů. Zdrojem energie nutné k mechanickému přenosu síly je v tomto případě také traktor nebo spalovací motor. Nevýhodou je, že pro trvalé tření nemůže být obvodová rychlost nože vyšší než 3 až 6 m/s. Z toho vyplývá také omezení pracovní iychlosti.

Tento typ stříhacích zařízení neřeší problém transportu a dalšího vedení odstřižených kousků rostlin. To má za následek hromadění odstřižených kousků rostlin před sekačkou, což brání pohybu sekačky vpřed. Nevýhodou u těchto zařízení jsou také dlouhé prsty, které napichují listy stromů spadané na trávník, přičemž napíchnuté listy odtlačují stébla trávy dříve než je může stříhací zařízení odstřihnout. Takovémuto ucpání sekačky se lze jen těžko bránit. Stříhací zařízení je náchylné k poškození, neboť rotační nože jsou z důvodů nízké obvodové rychlosti (3 až 6 m/s) nasazeny pevně a nemohou tudíž vykývnout před překážkou.

Z maďarského patentu č. 204 642 Způsob a zařízení ke stříhání stonků a stébel rostlin je známo zařízení, u kterého je mezi protibřity a rotačními noži, které se otáčí s obvodovou rychlostí 60 až 90 m/s, uspořádána mezera 3,5 mm. Tímto řešením lze udržet spotřebu energie na nízké úrovni

-1 CZ 285293 B6 ve srovnání s oscilujícími stříhacími zařízeními, přičemž může být zachována vysoká pracovní rychlost, charakteristická pro rotační sekačky. Náchylnost k poškození stříhacího zařízení je nízká díky výkyvnému uspořádání rotačních nožů.

Nevýhodou tohoto řešení je, že neumožňuje jemný řez trávy, protože sekačka jemná stébla trávy nestříhá nýbrž následkem pevné mezery mezi protibřity a rotačními noži a zároveň i následkem vysoké obvodové rychlosti stébla trávy přetrhává, nebo je pokládá na horní plochu protibřitů. Přetrhávání stonků nebo stébel rostlin má za následek vznik hrubého poškození rostlin, které se jen pomalu zaceluje. Poškozením částí rostlin, které zůstávají v zemi, dochází k jejich usychání a zaostávání růstu. Tím se zabarvuje plocha trávníku a jeho stav se zhoršuje. V případě zemědělské produkce rostlin přináší poškození rostlin ztráty ve výnosech. U zvláště těžkého poškození rostlin vzniká nebezpečí infekce, z čehož vyplývá, že použití takového žacího zařízení je neekologické.

Další nevýhodou výše popsaného zařízení je vysoká obvodová rychlost nožového kotouče (60 až 90 m/s), která s sebou nese neekologické vyzařování velkého hluku, což působí rušivě zejména v blízkosti domů, nemocnic a zotavoven.

Konečně je také nevýhodné, že takovýmto zařízením nelze sekat husté trávníky, protože plocha protibřitů je příliš velká a velikost meziprostorů mezi sousedními protibřity příliš malá. Poměr mezi plochou protibřitů a volných meziprostorů je roven nejméně jedné. Protože jsou meziprostory těsné, nemohou se do nich stébla trávy vměstnat, z čehož vyplývá, že během pohybu zařízení vpřed jsou stébla trávy odtlačována. Výsledkem je špatný střih, který negativně ovlivňuje výsledný estetický dojem z posečeného trávníku. V praxi tudíž může být takovýmto zařízením dosaženo pouze nízké pracovní rychlosti.

Z britského spisu GB, A, 1 591 489 je známo stříhací zařízení u něhož mezera mezi protibřity a rotačními noži činí 5 mm. Aby bylo u takovéto mezery dosaženo uspokojivého výsledku stříhání, je nutná obvodová rychlost rotačních nožů asi 80 m/s. Přitom nejsou stébla trávy v důsledku mezery 5 mm přímo při zachycení odstřižena rotačními noži, nýbrž přetažena přes řezné hrany protibřitů a přetržena, tudíž rotační nože jsou vystaveny zvýšenému odporu. V důsledku tohoto zvýšeného odporu a vysoké obvodové rychlosti je vysoká i spotřeba energie tohoto známého stříhacího zařízení. Při použití akumulátoru k napájení elektropohonu rotačních nožů je proto možná doba provozu velmi malá. Navíc v důsledku vysoké obvodové rychlosti je toto známé stříhací zařízení velmi hlučné.

Úlohou vynálezu je použitím jednoduchých konstrukčních prostředků získat stříhací zařízení, které by při nízké spotřebě energie dosahovalo vynikajícího výsledku střihu.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo stříhacím zařízením pro ekologické stříhání stonků nebo stébel rostlin a/nebo porostů podobných trávě s nejméně jednou řeznou jednotkou, která má protibřity uspořádané na kruhové dráze ve vzájemném odstupu a nad protibřity uspořádané rotační nože, přičemž poměr mezi plochami protibřitů, které se přímo podílí na procesu stříhání a plochami meziprostorů mezi dvěma sousedními řeznými plochami je menší než jedna, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezera (h) mezi protibřity a rotačními noži činí 0 < h < 2 mm a obvodová rychlost rotačních nožů činí 10 až 50 m/s.

Díky malé mezeře mezi protibřity a rotačními noži je možné stébla nebo stonky stříhat přesně při malé obvodové rychlosti rotačních nožů v rozmezí 10 až 50 m/s. To je umožněno v první řadě tím, že opěrné působení protibřitů uvnitř této mezery je tak velké, že stonky nebo stébla nejsou

-2 CZ 285293 B6 při uvedené obvodové rychlosti ohýbána a přetahována přes řezné hrany. Navíc rotační nože nejsou ve styku s přibřity, takže nevznikají žádné ztráty třením.

Stříhací zařízení podle vynálezu stříhá stonky a stébla přesně a s velmi malou spotřebou energie. Tím je umožněno dosáhnout dlouhé doby provozu i při použití akumulátoru. Navíc je hlučnost stříhacího zařízení podle vynálezu malá díky nízkému tření funkčních dílů a malé obvodové rychlosti rotačních nožů.

Výhodné je opatřit stříhací zařízení zařízením pro nastavení mezery (h) mezi protibřity a rotačními noži, jakož i zařízením pro nastavení obvodové rychlosti rotačních nožů.

Tím je umožněno stříhat přesně jak rostliny s tlustým stonkem tak i s tenkým stonkem, přičemž je zároveň zabráněno hrubému poškození rostlin. U rostlin s tlustým stonkem se nastavuje minimální mezera u rostlin s tlustým stonkem potom maximální mezera 2 mm. U ostatních druhů rostlin se potom volí velikost mezery v rozmezí obou hraničních hodnot.

Díky nastavitelnosti obvodové rychlosti rotačních nožů v rozmezí 10 až 50 m/s mohou být sekány velkou pracovní rychlostí také hustá, jemná stébla trávy trávních ploch. Stříhací zařízení během pojezdu dopředu ani neohýbá trávu ani ji nestlačuje na zem. Tráva tak může bez problémů vstupovat do meziprostorů protibřitů, kde ji rotační nože během svého rotačního pohybu tlačí proti protibřitům a přesně stříhají, aniž by ji přetrhávaly.

U jednoho z výhodných provedení je průměr kruhu, tvořeného volnými koncovými body protibřitů nejvíce o 20 % větší než průměr kruhové dráhy rotačních nožů. Tím je zamezeno napichování listí apod. a ucpávání stříhacího zařízení.

Protibřity mohou být upevněny na kruhové dráze na podvozku a rotační nože uspořádány otočně nad protibřity.

Protibřity mohou být ale také na kruhové dráze pod rotačními noži uloženy otočně, což dovoluje změnit poměr mezi plochami protibřitů, které se skutečně přímo podílí na procesu stříhání a volnými plochami meziprostorů, jednoduchým pootočením do záběru jiných protibřitů s jiným dělením zubů.

Výhodně je na jednom podvozku uspořádáno více řezných jednotek.

Každá řezná jednotka může mít vlastní pohon, který je napojen na vnější zdroj energie. Všechny řezné jednotky však také mohou být opatřeny společným pohonem, napojeným na vnější zdroj energie.

Jako zdroj energie může být použit akumulátor, nebo sluneční články, nebo připojený hydromotor.

Přehled obrázků na výkrese

Příklady provedení vynálezu budou blíže vysvětleny pomocí výkresů, na kterých jednotlivé obr. znázorňují:

obr. 1 pohled shora na principielní uspořádání stříhacího zařízení podle vynálezu;

obr. 2 příčný řez řeznou jednotkou stříhacího zařízení z obr. 1;

obr. 3 výhodné provedení kruhové dráhy rotačních nožů v pohledu shora; obr. 4 další výhodné provedení kruhové dráhy rotačních nožů v pohledu shora;

-3CZ 285293 B6 obr. 5 příklad provedení stříhacího zařízení podle vynálezu v částečném řezu;

obr. 6 pohled shora na stříhací zařízení z obr. 5 v částečném řezu.

Příklady provedení vynálezu

Stříhací zařízení znázorněné na obr. 1 a obr. 2 má řeznou jednotku 10, která sestává z nožové skupiny, tvořené rotačními noži 1, které slouží ke stříhání stonků nebo stébel rostlin a protibřity 2, které jsou prstovité, zašpičatělé a uspořádané na kruhové dráze na podvozku 9. Podle příkladu provedení spolu nože 1 svírají úhel 90°, tudíž každá řezná jednotka 10 obsahuje čtyři rotační nože 1. Počet rotačních nožů lze samozřejmě u různých příkladů provedení libovolně měnit. Rotační nože jsou uspořádány na spodním okraji bubnu 3 pro vedení trávy, který je nastavitelný ve vertikálním směru, přičemž rotační nože jsou uspořádány nad protibřity 2.

Průměr kružnic, tvořených volnými koncovými body protibřitů 2 je podle vynálezu o 20 % větší než průměr kruhové dráhy rotačních nožů L U příkladu provedení je průměr kruhové dráhy protibřitů 2 o 20 mm větší než průměr kruhové dráhy rotačních nožů 1. Z toho vyplývající rozdíl s je znázorněn na obr. 2.

Mezi rotačními noži 1 a pod nimi ležícími protibřity 2 je mezera h, tudíž mezi těmito díly nedochází k žádnému tření. Velikost mezery h lze snadno měnit výškovým přestavením bubnu 3 pro vedení trávy, který nese rotační nože 1, a to podle vlastností porostu (tloušťka stébel, hustota porostu). Optimální hodnota mezery h leží mezi 0 až 2 mm.

Poměr mezi plochou protibřitů 2 a plochou volných meziprostorů 21 je u příkladu provedení 0,8, to znamená je menší než jedna.

Rotační nože 1 jsou opatřeny na jedné straně řeznou hranou 4, na druhé straně řeznou hranou 5 a protibřity jsou na první straně 6 a druhé straně 7 u příkladu provedení rovněž opatřeny řeznou hranou, ale mohou být vytvořeny také jako tupé.

Podle příkladu provedení jsou protibřity 2 uspořádány v půlkruhu orientovaném ve směru šipky 18. Ačkoli to na obr. není znázorněno, mohou být protibřity 2 uspořádány na kotouči, otočně uloženém na podvozku 9.

Buben 3 pro vedení trávy, obsahující rotační nože 1 je uložen vertikálně přestavitelně na otočné hřídeli pohonu, uspořádaném na podvozku 9 zařízení pro stříhání. Pohonem 8 je v tomto případě stejnosměrný motor 24 V s výkonem cca 200 W.

Zařízení pro stříhání podle příkladu provedení vynálezu sestává ze dvou vedle sebe uložených řezných jednotek, to znamená že sestává ze dvou sestav obsahujících protibřity 2, uspořádaných na dvou vedle sebe ležících kruhových drahách a ze dvou sestav rotačních nožů, uspořádaných nad nimi s mezerou h, které jsou také uspořádány na dvou vedle sebe ležících kruhových drahách. Rotační nože 1 se pohybují po kruhových drahách, a to v opačném směru, vyznačeném na obr. 1 šipkami 11.

Na obr. 3 je znázorněn příklad provedení se dvěma řeznými jednotkami 10, které tvoří jedno stříhací zařízení, přičemž rotační nože 1 jsou uspořádány na dvou vedle sebe ležících kruhových drahách, které se nepřekrývají. V tomto případě není nutná synchronizace otáček řezných jednotek 10.

Na obr. 4 je znázorněno provedení se dvěma řeznými jednotkami, u nichž se vedle sebe ležící kruhové dráhy rotačních nožů 1 navzájem překrývají, z čehož je zřejmé, že je nutná synchronizace otáček obou řezných jednotek W.

-4CZ 285293 B6

Před použitím se nejprve nastaví předem stanovená mezera h mezi rotačními noži 1 a protibřity 2 (u příkladu provedení činí tato mezera 1 mm) a poté se uvede do chodu pohon 8.

Během posouvání zařízení pro stříhaní ve směru šipky 18 jsou přeřezávána stébla rostlin, která se dostanou mezi protibřity 2, střižným pohybem řezných hran 4, 5 rotačních nožů, které jsou upevněny na bubnu 3 pro vedení trávy a které se otáčejí ve směru šipek 11. Poté jsou odříznuté části rostlin dopravovány pomocí proti sobě se otáčejících bubnů 3 pro vedení trávy do středu zařízení pro stříhání a odtud ven.

Příklad provedení zařízení pro stříhání, zobrazený na obr. 5 a obr. 6 také sestává ze dvou řezných jednotek 10. Každá řezná jednotka 10 je poháněna samostatným pohonem 8, přičemž tyto dva elektromotory mají opačný smysl otáčení. Je zcela zřejmé, že díky mezeře h mezi rotačními noži 1 a protibřity 2, která činí max. 2 mm, nedochází k žádnému tření mezi těmito díly.

Podle obr. 5 a obr. 6 jsou pohony 8, které jsou uspořádány na podvozku 9, překryté konickými bubny 3 pro vedení trávy a jsou tvořeny elektromotory, které jsou zásobovány energií ze zdroje 13 energie, který je tvořen akumulátorem, uspořádaným na držadle, které je připojeno k podvozku. Pro dobíjení akumulátoru slouží dobíječi přístroje, nebo vestavěné solární články 15. Pod solárními články se nachází zachycovací koš 16 na trávu, který slouží k zachycování a sbírání odřezaných dílů rostlin. Zařízení na stříhání má v tomto provedení také kryt 17.

Před použitím se akumulátor jako zdroj 13 energie dobije nabíjecím přístrojem nebo solárními články 15, výška řezu se nastaví přestavením výškově přestavitelných kol 14 a poté se zapne pohon 8.

Dále zařízení funguje tak jak bylo popsáno dříve. Odřezané části rostlin jsou dopravovány pomocí bubnů 3 pro vedení trávy a shromažďovány v zachycovacím koši 16 na trávu.

Velkou výhodou zařízení podle vynálezu je, že mezi rotačními noži 1 a protibřity 2 je nastavitelná mezera h (0 až 2 mm), čímž nedochází ke ztrátám třením a současně rotační nože 1 zaručují perfektní řez i při nízkých otáčkách a minimální spotřebě energie.

Jemná tráva není přetrhávána, nýbrž je odstřihována přesným řezem. Poškození těch částí rostlin, které zůstávají v zemi se rychle zaceluje, rostliny neusychají, nepoškozují se a tím porost roste rychleji.

Bezprostřední pohon rotačních nožů 1 pohonem 8 odstraňuje nutnost použít komplikované a energeticky náročné systémy převodu síly, používané u známých rotačních žacích zařízení.

Experimentálními pokusy bylo prokázáno, že k pohonu zařízení podle vynálezu postačuje pouze zlomek energie ve srovnání s běžnými zařízeními. Spotřeba energie u zařízení podle vynálezu činí při šířce záběru 40 cm a pracovní rychlosti 3 až 4 km/hod v praxi jen asi 120 W. To umožňuje použít jako zdroj 13 energie akumulátory nebo také jednorázově použitelné baterie.

Claims (9)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Stříhací zařízení pro ekologické stříhání stonků nebo stébel rostlin a/nebo porostů podobných trávě, s nejméně jednou řeznou jednotkou (10), která má protibřity (2), uspořádané na kruhové dráze ve vzájemném odstupu a nad protibřity (2) uspořádané rotační nože (1), přičemž poměr mezi plochami protibřitů (2), které se přímo podílí na procesu stříhání a plochami meziprostorů (21) mezi dvěma sousedními řeznými plochami je menší než jedna, vyznačující se tím, že mezera (h) mezi protibřity (2) a rotačními noži (1) činí 0 < h < 2 mm a obvodová rychlost rotačních nožů činí 10 až 50 m/s.

2. Stříhací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že je opatřeno zařízením pro nastavení mezery (h) mezi protibřity (2) a rotačními noži (1).

3. Stříhací zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je opatřeno zařízením pro nastavení obvodové rychlosti rotačních nožů (1).

4. Stříhací zařízení podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že průměr kruhu, obsahujícího volné koncové body protibřitů (2) je nejvíce o 20 % větší než průměr kruhové dráhy rotačních nožů (1).

5. Stříhací zařízení podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že protibřity (2) jsou upevněny na kruhové dráze na podvozku (9) a rotační nože (1) jsou uspořádány otočně nad protibřity (2).

6. Stříhací zařízení podle nároků laž4, vyznačující se tím, že protibřity (2) jsou uspořádány otočně na kruhové dráze pod rotačními noži.

7. Stříhací zařízení podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že na jednom podvozku (9) je uspořádáno více řezných jednotek (10).

8. Stříhací zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že každá řezná jednotka (10) je opatřena vlastním pohonem (8), který je spojen s vnějším zdrojem (13) energie.

9. Stříhací zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že všechny řezné jednotky (10) jsou opatřeny jedním společným pohonem (8), který je spojen s vnějším zdrojem (13) energie.