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Vorrichtung zum Mähen vo*.Getreide, Halmgut und Rasen Die Erfindung
bezieht.sich auf eine Vorrichtung zum Mähen von Getreide, Halmgut und Rasen mittels
eines quer zur Fahrtrichtung verlaufenden flähbälkens, dessen Mähmesser durch Rotation
einer parallel zum Mähbalken verlaufenden Antriebswelle in schwingende Bewegungen
versetzt werden und mit feststehenden Gegenmessern zusanmenwirken.
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Das Prinzip eines schwingendes Mähmesserantriebes, durch den Mähmesser
durch Rotation einer parallel zum Mähbalken v.r1utenden Antrietsteile bewegt werden,
ist bereits aus der DT-PS 379 629 bei einer Schneidvorrichtung für Mais und aus
der US-PS 2 724 941 bei einer Grasmähmaschine bekannt, Die Messerhalter werden hierbei
jeweils an ihrem einen Ende durch eine mit der Antriebswelle umlaufende Kurvenbahn
oder Nockensteuerung in eine im wesentlichen hin- und hergehende Bewegung versetzt,
sind etwa in ihrer Mitte mittels systemfest vorgesehener vertikaler Zapfen schwenkbar
gelagert und vermitteln den Messern eine entgegengesetzt gerichtete hin- und hergehende,
einen Kreisbogen überstreichende Bewegung, Die bei solchen schwingenden Mähmessern
jedem Mähmesser zugeordneten Schwenkzapfen bringen Reibungsverluste mit
sich,
müssen geschmiert werden und verringern dadurch den Wirkungsgrad der Mähvorrichtung.
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Dadurch, daß die Mähmesser ausschließlich in einer parallel zum Boden
liegenden horizontalen Ebene schwingen und durch die schwenkbare Lagerung an einer
Aufwärtsbewegung gehindert sind, können Bodenunebenheiten oder Steine leicht zu
Messerbrüchen oder zum Bruch der Schwenkzapfen führen.
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Die vorliegende Erfindung macht vom Prinzip der schwingenden Mähmesser
Gebrauch, schlägt jedoch einen neuartigen Antrieb vor, der die Vorteile des sogenannten
Kreiselmähers, insbesondere dessen hohe Fahrgeschwindigkeit und der Wegfall der
Verstopfungsgefahr, mit den Vorteilen des Fingerbalkenmähwerkes, nämlich eine einfache
Konstruktion, eine gute Bodenfolge und eine in Fahrtrichtung kurze Schneidlänge,
in sich vereinigt, der jedoch deren Nachteile vermeidet, die bekanntermaßen darin
gesehen werden, daß der Kreiselmäher im Vergleich zum Fingerbalkenmähwerk unsauberer
schneidet, eine hohe Antriebsleistung erfordert, die Grasabfuhr bei langem Halmgut
problematisch macht und gefährlich für Umstehende ist, wohingegen das Fingerbalkenmähwerk
oft Veranlassung zur Verstopfung der Mähmesser gibt, eine geringe Fahrgeschwindigkeit
hat, empfindlich für auf dem Boden liegende Steine ist und ein regelmäßiges Schärfen,
Auswechseln und Wiedereinstellen den sich stark abnutzenden Mähmesser erfordert.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Verwendung einer
parallel zum Mähbalken verlaufenden Antriebswelle die Überführung einer Drehbewegung
in eine schwingende Messerbewegung wesentlich vereinfacht, da Massenträgheitskräfte
weitgehend ausgeschaltet sind und das Problem des Auswuchtens besser zu lösen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten
Bauart unter Anwendung von schwingenden Mähmessern die Überführung einer Drehbewegung
in die schwingende Bewegung noch weiter zu vereinfachen, hierbei die ein Ausweichen
der Messer nach oben verhindernden Zwangs führungskräfte und die Drehbewegungen
um Achsen zu eliminieren, welche einen komplizierten Aufbau der Antriebsorgane mit
sich bringen, als auch die Mähvorrichtung derart zu gestalten, daß mit hoher Fahrgeschwindigkeit
eine optimale Schnittwirkung unter stets ausreichend bleibendem Andruck der Mähmesser
zum Gegenmesser bei einfacher Konstruktion mit geringer Pflege erreicht wird, wobei
sich ein Auswuchten der schwingenden Messer von selbst erübrigen soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Messer
an den Außenringen von schief zur Achse der Antriebswelle angeordneten Kugellagern
befestigt sind, deren Innenringe auf gleichem Abstand voneinander auf der Antriebswelle
drehfest befestigt sind, und daß die Antriebswelle in einem ein derart gerichtetes
Drehmoment auf die Messer ausübenden Drehsinn antreibbar ist, daß die Messer gegebenenfalls
mit zusätzlicher Federbelastung gegen das Gegenmesser angedrückt werden.
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Durch die unmittelbare Anordnung der Messer an den Außenringen von
umlaufenden, schief gestellten Kugellagern ergibt sich eine Kombinationsbewegung
der Messer, die sich aus einer auf einem Kreisbogen parallel zum Gegenmesser verlaufenden
schwingenden Bewegung und einer Drehbewegung der Messer um ihre eigene Längsachse
innerhalb eines Winkels zusammensetzt, der dem Winkel der schiefgestellten Kugellager
entspricht. In bezug auf die Schneidkanten des Gegenmessers führen die hin- und
herschwingenden Mähmesser einen ziehenden Schnitt aus, wodurch eine
hohe
Schnittqualität erreicht wird. Die Drehbewegung der Messer um ihre Längsachse innerhalb
des Neigungswinkels der Kugellager bringt den Vorteil mit sich, daß sich die Schneidkanten
der Mähmesser selbst schärfen und das Gegenmesser stets gereinigt bleibt. Diese
Drehbewegung ist auf den Arbeitshub eines jeden Mähmessers so abgestimmt, daß sich
der Winkel der den Arbeitshub ausfUhrenden Schneidkante in bezug auf die Ebene des
Gegenmessers während des Arbeitshubes vergrößert und gegen Ende des Arbeitshubes
wieder auf Null abnimmt, dann umgekehrt, was sich während des entgegengesetzten
Arbeitshubes im Bereich der gegenüberliegenden Schneidkante wiederholt.
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Ein stets gleichbleibender Anpreßdruck der Messer gegenüber dem Gegenmesser
wird durch die besondere Wahl der Antriebsrichtung der Welle, gegebenenfalls mit
zustzlicher Federbelastung erreicht. Hierbei bleiben die Aussenringe gegenüber den
sich drehenden Innenringen der Kugellager ortsfest stehen und führen lediglich eine
Taumelbewegung aus, die sich auf die schwingende Bewegung der das Gegenmesser überstreichenden
Mähmesser auswirkt. Das Drehmoment der Messer in bezug auf das sie Uberstreichende
Gegenmesser ist abhängig von der Antriebsdrehzahl und gegebenenfalls von der Federbelastung,
läßt sich aber soweit begrenzen, daß durch Steine jedes Messer einzeln nach oben
ausweichen kann.
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Die Befestigung der Innenringe kann auf einer Antriebswelle von kreisrundem
Querschnitt mittels Buchsen vorgesehen sein, welche unter einem Winkel q zur Achse
der Antriebswelle von der Antriebswelle durchsetzt und mit dieser drehfest verbunden
sind.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jeder Innenring
eines Kugellagers auf der Antriebswelle
mit dieser drehfest durch
Abstandsbuchsen verbunden, deren gegen die Innenringe der Kugellager anliegende
Flächen unter dem Winkel q abgeschrägt sind, Durch die axiale Preßwirkung dieser
Abstandsbuchsen auf die Innenringe ergibt sich ein Mitnahmeeffekts so daß die schiefgestellten
Innenringe der Kugellager mit der Antriebswelle umlaufen, Um in Längsrichtung der
Antriebswelle die schwingende Bewegung der Messer in sich auszuwuchten und keine
Massenträgheitskräfte entstehen zu lassen, sind die Innenringe der Kugellager in
Drehrichtung der Antriebswelle in bezug auf jeweils benachbarte Innenringe in einem
solchen Maße zueinander winkelversetzt auf der Antriebswelle angeordnet, daß während
eines Umlaufes der Antriebswelle eine gleiche Anzahl von Messern einen linksgerichteten
und eine gleiche Anzahl von Messern einen rechtsgerichteten Arbeitshub durchführen,
Es werden hierdurch außerdem die durch den Schnitt des Erntegutes bedingten Reaktionskräfte
gegeneinander ausgeglichen.
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Zur winkelversetzten Anordnung der Kugellager-Innenringe bzw, der
sie abstützenden Abstandsbuchsen kann die Antriebswelle einen polygonen Querschnitt
aufweisen, auf die die Abstandsbuchsen um den Flächenwinkel der Antriebswelle gegeneinander
winkelversetzt aufgeschoben werden, Eine ähnliche Wirkung läßt sich erreichen, indem
die Antriebswelle als Vielkeilwelle ausgebildet ist oder bei kreisrundem Querschnitt
eine oder mehrere bis zu einem geschlossenen Gang schraubenlinienförmig verlaufende
Profilnuten oder -rippen aufweist, Bedingt durch die besondere Wahl der Drehrichtung
der Antriebswelle und die zwischen Innen- und Außenring des
Kugellagers
entstehenden Reibungskräfte wird auf die Mähmesser ein auf das Gegenmesser gerichtetes
Drehmoment ausgeübt Dieses Drehmoment wird sich in vorteilhafter Ausgestaltung der
Erfindung noch dadurch unterstützen, daß auf das Messer oder den Außenring jedes
Kugellagers eine im Drehsinn der Antriebswelle vorgespannte, vorzugsweise einstellbare
Feder angreift. Diese Feder kann als systemfest sich abstützende Druckfeder oder
als systemfest eingehängte Zugfeder ausgebildet sein, Zur besseren Bodenanpassung
kann das Gegenmesser mehrfach unterteilt sein, jeweils für sich auf der gemeinsamen
Antriebswelle gelagert sein und mit ausgewuchteten Gruppen von Messern zusammenwirken,
Hierdurch können die einzelnen Gegenmesser-Abschnitte in bezug auf die Achse der
Antriebswelle unterschiedlich hochschwenken, so daß sich Bodenunebenheiten nicht
auf die gesamte Arbeitsbreite der Mähvorrichtung auswirken können.
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Eine besonders günstige Schnittwirkung ergibt sich, wenn der Schnittwinkel
zwischen Messer und Gegenmesser konstant ist Bedingt durch die schwingende Bewegung
der Mähmesser auf einem Kreisabschnitt würde diese Wirkung nicht erzielt werden,
wenn das Gegenmesser sägezahnartig gezahnt wäre.
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Besonders zweckmäßig ist es daher nach der Erfindung, wenn die Kanten
der Gegenmesser innerhalb des Schwenkbereiches eines jeden Messers unterschiedlich
derart abgeschrägt sind, daß sie in bezug auf die augenblickliche Stellung des Messers
beim Überstreichen mit dessen Kanten einen etwa konstanten Winkel bilden. Die Länge
des von den Gegenmessern jeweils überstrichenen Kreisbogens wird durch die Länge
der Messer und dem Neigungswinkel der Kugellager in bezug auf die Antriebswelle
bestimmt, Der Abstand der Kugellager untereinander ist so gewählt, daß die Umkehrpunkte
benachbarter Mähmesser etwa auf dem gleichen Gegenmesserzahn
zu
liegen kommen. Dadurch kommen die Messer am Umkehrpunkt nicht mit dem zu erntenden
Gut in Berührung, sondern nur während des Arbeitshubes zwischen zwei Umkehrpunkten
im Bereich der größten Hubgeschwindigkeit. Im Vergleich zu Fingerbalkenmähwerken
ergibt sich hierdurch eine besonders gute Schnittwirkung, Es hat sich gezeigt, daß
es ausreicht, die Mähmesser als Stäbe mit im Wirkungsbereich mit dem Gegenmesser
trapezförmigen oder dreieckförmigen Querschnitt auszubilden, wobei die breiteste
Seite der Messer dem Gegenmesser gegenüberliegt, Es ergibt sich durch diesen Querschnitt
stets ein stumpfer Winkel der Schneidkanten in bezug auf die Ebene des Gegenmessers
in Richtung des Arbeitshubes, auch wenn durch die begrenzte Drehbewegung der Messer
um ihre Längsachse innerhalb des Anstellwinkels der Kugellager sich der mit dem
Gegenmesser eingeschlossene Winkel verkleinert, Die Beibehaltung eines stumpfen
Winkels mit der Ebene des Gegenmessers gewährleistet, daß das zu schneidende Gut
immer an einer echten Schneidkante geschnitten wird und nicht gequetscht werden
kann.
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Zum Nachschärfen der Schneidkanten braucht lediglich das Messer geringfügig
angehoben zu werden Im Vergleich zu Fingerbalkenmähwerken bedarf es also keines
Ausbaues der Schneidorgane.
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Damit unter ungünstigen Umständen auftretende Bodenunebenheiten oder
Steine nicht zu einer Beschädigung der Kugellager führen, sind die Messer an der
Halterung mit dem Außenring der Kugellager unter Zwischenschaltung einer Sollbruchstelle
oder einer Uberlastsicherung befestigt.
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Um ein Aufwickeln des geschnittenen Gutes an der Antriebswelle zu
verhindern, ist diese zwischen den Kugellagern durch eine faltenbalgähnliche Manschette
abgedeckt, Die Messerhalterungen können durch sie oberseitig umschliessende und
hiermit vereinigte Kappen abgedeckt sein, über die längeres Schnittgut mit einem
gewissen Wurfeffekt nach hinten abgestoßen wird, Insgesamt läßt sich mit einer Mähvorrichtung
der erfindungsgemäßen Bauart eine über die gesamte Schnittbreite gleichmäßig gute
Schnittwirkung erzielen, wobei eine relativ geringe Antriebsdrehzahl ausreicht,
so daßauch keine Unfallgefahr im Bereich der Mähmesser zu erwarten ist, Anhand eines
Ausführungsbeispieles ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden
erläutert; in der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf weggebrochene Endteile
der erfindungsgemäßen Mähvorrichtung im Bereich eines einzigen Mähmessers, Fig.
2 eine Seitenansicht auf die Mähvorrichtung, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Mähvorrichtung
im Bereich von vier benachbarten, winkelversetzt zueinander gelagerten Mähmesser,
sowie ein Schnitt durch die Antriebswelle gemäß A-A und eine schematische Darstellung
der momentanen Lage von sieben benachbarten Mähmessern, Fig. 4 eine Draufsicht auf
die Mähvorrichtung im Bereich von drei parallel zueinander angeordneten Mähmessern
mit zur Hälfte sich überdeckenden Hubbreiten,
Fig, 5 eine schematische
Ansicht auf ein Mähmesser von vorn'in einer links- und einer rechtsgerichteten Vorschub
stellung, Fig, 6 eine Draufsicht auf die Mähvorrichtung mit unterteiltem Gegenmesser.
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Eine in Drehung versetzbare Antriebswelle 7 von gemäß Figq 3 sechseckigem
Querschnitt trägt endseitig zwei Kugellager a, b, deren Außenring mit einem mit
Zähnen versehenen Gegenmesser 4 verbunden sind, welches durch die Rotation der Antriebswelle
auf den Boden gedrückt wird.
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Zwischen diesen Lagerstellen für das Gegenmesser sind Mähmesser 3
an den Außenringen 2 von unter einem Winkel q schief zur Achse der Antriebswelle
7 angeordneten Kugellagern 1 befestigt, Die Innenringe dieser Kugellager 1 werden
unter diesem Winkel q durch axial gegen sie angedrückte, auf der Antriebswelle 7
drehfest mit dieser verbundene Abstandsbuchsen 11 gehalten, so daß die Innenringe
die Bewegung der Antriebswelle 7 mitmachen, Die Antriebswelle 7 wird in einem solchen
Drehsinn angetrieben, daß auf die Messer 3 über die in bezug auf die Drehbewegung
der Antriebswelle feststehenden Außenringe 2 ein Drehmoment ausgeübt wird, welches
die Messer 3 gegen das Gegenmesser 4 andrückt, Die Messer 3 führen zusammen mit
den zugehörigen Außenringen 2 lediglich eine Taumelbewegung aus, wobei die Messer
an dem Gegenmesser angedrückt bleiben, sich jedoch um ihre Längsachse während eines
Arbeitshubes um den Winkel q verdrehen, Wie Fig. 3 zeigt, sind die Innenringe der
Kugellager in Drehrichtung der Antriebswelle in bezug auf jeweils benachbarte Innenringe
winkelversetzt auf der Antriebswelle
angeordnet. Der Winkelversatz
ist auf die Länge des Mähbalkens und auf die Anzahl der Messer derart abgestimmt,
daß während eines Umlaufes der Antriebswelle eine gleiche Anzahl von Messern jeweils
einen linksgerichteten und einen rechtsgerichteten Arbeitshub durchführen. In der
Detailzeichnung der Fig. 3 wiederholt sich die Periode des Winkelversatzes nach
jedem sechsten Messer. Die Periode des Winkelversatzes kann sich aber auch über
die gesamte Länge des Mähbalkens erstrecken, wodurch sich eine gleichförmige Bewegung
benachbarter Messer ergibt.
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Nach dem Schnitt A-A der Fig. 3 wird eine sebhskantige Antriebswelle
7 verwendet, auf die jeweils zwei hintereinanderfolgende Abstandsbuchsen 11 um 600
gegeneinander winkelversetzt aufgeschoben werden. Im Bereich der schiefstehenden
Kugellager ist die Antriebswelle 7 etwa auf den kleinsten Durchmesser des Sechskantprofiles
abgefräst, so daß die Kugellager 1 bis zum Winkel q verkantet werden können. Ihren
drehfesten Sitz erhalten die Innenringe der Kugellager 1 durch die gegen sie angepreßten,
mit entsprechenden Schrägflächen versehenen Abstandsbuchsen 11, die zweckmäßigerweise
halbiert ausgebildet und um jeweils 600 winkelversetzt gegeneinandergeschoben sind.
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Gemäß Fig. 4 sind die Abstände benachbarter Kugellager derart gewählt,
daß ein Mähmesser jeweils die Hälfte des Arbeitshubes der beiden benachbarten Nähmesser
überstreicht.
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Bei dieser Anordnung kann die Mähvorrichtung doppelt so schnell gefahren
werden oder man kommt mit der halben Umdrehungszahl der Antriebswelle 7 aus.
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Wie Fig. 5 zeigt, sind die Mähmesser 3 als Stäbe ausgebildet und weisen
im Bereich des Gegenmessers 4 selbstschärfende Schneidkanten auf, die in der welligen
Vorschubrichtung
mit der Ebene des Gegenmessers 4 einen stumpfen Winkel bilden. Die Stäbe sind im
Wirkungsbereich mit dem Gegenmesser 4 trapezförmig profiliert, wobei die schmale
Parallelseite nach oben zeigt Die Messer können auch einen dreieckförmigen Querschnitt
aufzeigen, wobei dann die Spitzen nach oben weisen, Fig. 6 zeigt die Anordnung mit
unterteiltem Gegenmesser, Zweckmäßigerweise ist das Mittelstück 4a in Fahrtrichtung
vorgezogen und überdeckt geringfügig die Enden der benachbarten Gegenmesser-Abschnitte
4q Die Länge der Messer ist entsprechend vergrößert, Die Gegenmesser-Abschnitte
sind einzeln auf der Antriebswelle 7 gelagert und können somit unabhängig voneinander
auf den Erdboden gedrückt werden, aber auch unabhängig voneinander hochgeschwenkt
werden, Patentansprüche;