DE2533118A1

DE2533118A1 - Mit niedriger geschwindigkeit umlaufender kreiselmaeher

Info

Publication number: DE2533118A1
Application number: DE19752533118
Authority: DE
Inventors: Robert C Comer
Original assignee: Toro Co
Current assignee: Toro Co
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1975-07-24
Publication date: 1976-02-12
Also published as: CA1047260A; AU505819B2; FR2280310A1; IT1040328B; GB1516875A; US4129977A; AU8361875A; US4149358A; FR2280310B1; ZA754953B; BE831888A; USB494167I5

Description

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Mähergehäuses angeordnet/ in welchem eine Aufbauchung der oberen Wand vorgesehen ist, die oberhalb der Schneide liegt und zur Abgabeöffnung des Gehäuses führt. Das Gehäuse weist eine kontinuierliche äußere Seitenwand auf, die die Schneiden umgibt und sich über die Flügelteile derselben erstreckt. Die Flügelteile der Schneide im Bereich der Schneidkanten weisen einen im wesentlichen nach innen und oben gerichteten Neigungswinkel auf und bewirken ein mechanisches Werfen des Grases und einen Pumpeffekt aufgrund der Gehäuse- und Schneidenformgebung.

Beschreibungseinleitunq:

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Mähvorrichtung und insbesondere einen verbesserten Kreiselmäher, derart, bei welcher ein Schneidbalken auf Drehung um eine vertikale Achse innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, wobei das Gehäuse den Schneidbalken umgibt.

Kreiselmäher arbeiten durch die Schlagkraft eines Schneidbalkens auf das Gras, wobei die Schneidkante so angetrieben wird, daß sie die Grashalme abschlägt mit einer solchen Geschwindigkeit, daß die Schneiden mittels der Schneidkanten einen klaren Schnitt ausführen,

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bevor die einzelnen Grashalme aus der Schneidebene umgebogen werden. Dies unterscheidet das Mähsystem von dem der Trommelmäher, bei welchen die einzelnen Grashalme durch ein-Paar zusammenarbeitender Schneidkanten geschnitten werden.

Es ist seit einiger Zeit bekannt, daß das Schneiden von Gras verschiedener Qualität mit verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten und Dichtigkeitsbedingungen dann sicher erreicht wird, wenn die Schneidkante oder die Schneidspitze Geschwindigkeiten aufweisen, die etwa bei 1.5oo m/min liegen. Unabhängig von dieser Kenntnis arbeiten einige der zum Stand der Technik gehörenden Mäheinrichtungen mit einer Umlaufgeschwindigkeit der Schneidkanten in der Größenordnung von 6.000 m/min. Der erste Grund für diese hohe Schneidengeschwindigkeit ist darin zu sehen, daß es wünschenswert ist, daß der Rasenmäher dem geschnittenen Graspartikelchen ein ausreichendes Moment erteilt, so daß dieses geschnittene Graspartikelchen in einem porösen Grasfangsack oder einem anderen Aufnahmebehälter, der an die Abgabeöffnung des Mähergehäuses angeschlossen ist, aufgefangen werden kann.

Leider resultiert die hohe Umlaufgeschwindigkeit des Schneidbalkens in erheblichen Lärmerscheinungen, durch

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die den Schneidbalken antreibende Maschine und durch das Zusammenwirken der angetriebenen Schneide mit dem Mähergehäuse. Der Antrieb des Schneidbalkens mit einer Umlaufgeschwindigkeit von etwa 6.000 m/min bewirkt, daß, wenn der Schneidbalken Fremdkörper, wie Steine, Drahtpartikelchen oder andere härter als Gras ausgebildete Bruchstücke, erfaßt, daß diesen Fremdkörpern eine so hohe Geschwindigkeit erteilt wird, daß sie geschoßartig wirken. Da die kinetische Energie , die zur Verfügung steht, um auf Fremdkörper übertragen zu werden, mit dem Quadrat der Geschwindigkeit anwächst, ist es sehr wesentlich, die Mähmaschinen mit einer niedrigeren Umlaufgeschwindigkeit zu betreiben.

Unabhängig von den Nachteilen, die die Mähmaschinen aufweisen, bei denen die Schneidbalken mit solch hohen Geschwindigkeiten angetrieben werden, werden für das breite Publikum heute üblicherweise Mähmaschinen angeboten, deren Schneidbalken die vorstehen genannten hohen Geschwindigkeiten aufweisen , und zwar im wesentlichen aufgrund der Schwierigkeiten, die bei der Konstruktion eines mit niedriger Umlaufgeschwindigkeit arbeitenden Mähers auftreten, insbesondere bezüglich des Aufnehmens und Fanges des geschnittenen

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Grases in einem Grasfangsack. Mit steigendem Umweltbewußtsein und Sicherheitsbewußtsein wurde daher das Problem der Konstruktion einer ruhigeren Mähmaschine akut, ohne daß dabei aber die für die Benutzung der Maschine sonst angenehmen Eigenschaften mitgelöst wurden.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Lösung aller anstehenden Probleme. Die Erfindung bezieht sich daher auf eine Mähmaschine, bei welcher eine eine niedrige Geschwindigkeit aufweisende Schneide eingesetzt wird, wobei trotzdem das Sammeln des geschnittenen Grases möglich ist, selbst bei Einrichtungen, bei denen eine rückwärtige Abgabeöffnung vorgesehen ist, bei welcher das Aufsammeln des geschnittenen Grases wie allgemein bekannt wesentlich schwieriger ist als bei einer seitlichen öffnung. Dies ist deshalb der Fall, da das Schneiden des Grases in den beiden vorderen Quadranten des Schneidbalkenumlaufes erfolgt. Daher muß das Gras über einen wesentlich größeren Weg transportiert werden, wenn eine rückwärtige Abgabeöffnung anstatt einer seitlichen Abgabeöffnung vorgesehen ist. Der verbesserte Mäher gemäß der Erfindung schafft ein dem geschnittenen Graspartikelchen erteiltes Moment, und zwar aufgrund der nach oben und innen gerichteten mechanischen Zug-

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bewegung der Graspartikelchen durch die Flügelteile in Kombination mit einem axial ausgerichteten Pumpeffekt/ so daß ein kontrollierter nach oben gerichteter Luftstrom aus dem Schneidenbereich geschaffen wird. Bei Benutzung eines nach oben und innen geneigten Flügels der mit relativ niedriger Umlaufgeschwindigkeit angetrieben wird, wird im Gegensatz zu dem bisher bekannten Maschinen ein mechanischer Wurf und ein Mediumpumpeffekt erreicht, der das geschnittene Gras in den ausgebauchten Kanal des Gehäuses führt.

Hieraus resultiert ein vollkommen unterschiedliches Konzept bezüglich des Transportes der Graspartikelchen gegenüber den bisher bekannten Transportmethoden, in welchen Graspartikelchen geschnitten und dann im wesentlichen tangential nach außen an die Seitenwandungen des Gehäuses geschleudert werden, wo Luftturbulenzen durch den Sehneidbalken erzeugt werden, so daß die Graspartikelchen winkelmäßig bezüglich der Seitenwand zur öffnung derselben geführt werden.

Gemäß der Erfindung wird ein Schneidbalken bezüglich Umdrehung um eine im wesentlichen vertikale Achse angeordnet. Der Schneidbalken hat ein Paar von Schneid-

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spitzen an den gegenüberliegenden Enden. Jede Spitze weist eine vordere Schneidkante, einen Körperteil und ein anschließendes Flügelteil auf. Das Flügelteil des Schneidbalkens besitzt einen im wesentlichen nach oben und innen gerichteten Neigungswinkel. Der Schneidbalken ist innerhalb eines Mähergehäuses angeordnet, das mit einer Ausbauchung oder einem Kanal versehen ist, dessen obere Wandung einen Anstieg zwischen den vorderenr.beiden Quadranten des Gehäuses aufweist. Das Gehäuse selbst weist eine im wesentlichen kontinuierliche äußere Seitenwand auf, die den Schneidbalken in dessen Höhe umgibt und sich über das Flügelteil desselben erstreckt. Die Abgabeöffnung des Mähergehäuses ist im wesentlichen oberhalb eines Teiles dieser Seitenwand angeordnet. Vorrichtungen zum Antrieb des Schneidbalkens mit einer Spitzengeschwindigkeit in der Größenordnung von 1.5oo bis 4.25o m/min können als Verbrennungsmaschine o.dgl. vorgesehen sein. Mittels entsprechender Räder wird das Gehäuse und damit der Schneidbalken in einer gewünschten Höhe über den Rasen geführt. An der Abgabeöffnung des Gehäuses kann ein Grasfangsack angeordnet sein, zum Sammeln der geschnittenen Graspartikelchen.

Es wurde festgestellt, daß, um eine ausreichende Leistung

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zu erzielen, es sehr wünschenswert ist, bestimmte Flügelparameter einzuhalten. So weist beispielsweise der nach oben gerichtete Neigungswinkel des Flügelteiles eine Größe von 18 bis 35° auf , wobei der Neigungswinkel zwischen der Frontfläche des Flügels und der Linie gemessen wird, die senkrecht zur Schneidebene steht, wobei die Schneidebene durch die Drehbewegung der Schneidkante um die Drehachse des Schneidbalkens bestimmt wird. Hierdurch wird der gewünschte nach oben gerichtete mechanische Wurfeffekt erreicht. Zusätzlich ist es wichtig, daß ein mechanischer Wurfeffekt aufrechterhalten wird, der nach innen anstatt tangential zur Schneidenrot at ionsebene gerichtet ist. Der bevorzugte nach innen gerichtete Neigungswinkel , d.h. des Winkels zwischen dem Flügelteil und einer Linie parallel zu einer radialen Linie von der Achse der Schneide, liegt in der Größenordnung von 25 bis 6o° .

Wie bereits vorstehend erläutert wurde, ist es schwierig einen Mäher zu schaffen mit einer rückwärtigen Abgabeöffnung. Daher ist ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion darin zu sehen, daß es möglich ist, eine rückwärtige Abgabeöffnung für den Mäher zu schaffen, der mit einem mit einer relativ

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niedrigen Geschwindigkeit umlaufenden Schneidbalken ausgerüstet ist· Bei einigen mit einer rückwärtigen Abgabeöffnung versehenen Ausführungsformen gemäß der Erfindung kann der Schneidbalken innerhalb des Gehäuses so angeordnet sein, daß in den beiden rückwärtigen Quadranten des Schneidbalkenumlaufes der Abstand zwischen der Balkenspitze und der Gehäuseseitenwandung maximal 1,5 mm beträgt. Hierdurch wird erreicht, daß Grasschnipsel, die beim ersten Durchgang des Mähbalkens nicht aus der Abgabeöffnung ausgeworfen werden, nicht zurück auf den Rasen fallen, sondern noch einmal im Mähergehäuse _"umgetragen werden und dann bei dem nächsten Umlauf des Schneidbalkens ausgetragen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Merkmale derselben gehen aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen hervor. Die Zeichnungen zeigen dabei in

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Mähers mit rückwärtiger Abgabeöffnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch das Zentrum des Gehäuses des Mähers gemäß Fig. 1 mit eingesetztem Schneidbalken, - 1o -

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Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung der Schneidenspitze einer erfindungsgemaßen Schneide zur Verdeutlichung der wichtigen Winkel und Parameter,

Fig. 4 eine Ansicht auf ein Teil der Schneidenspitze gemäß Fig. 3, senkrecht zur Frontfläche des Flügelteiles zur Verdeutlichung eines zweiten wichtigen Winkels,

Fig. 5 sind eine Draufsicht und Ansichten der Schneidenu. 7 spitze der Schneide gemäß den Fig. 2, 3 und 4, mit Vektordiagrammen zur Verdeutlichung der Wirkungsweise der Flügelteile des Mähers gemäß der Erfindung,

Fig. 8 ist eine Draufsicht auf das Gehäuse des Mähers gemäß der Erfindung in gestrichelten Linien, wobei die Schneidenspitze in aufeinanderfolgenden Stellungen beim Umlauf innerhalb des Gehäuses dargestellt ist und

Fig. 9 ist eine Darstellung entsprechend Fig. 8, um die Bewegungsanlaufe zu zeigen.

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In Fig. 1 ist ein mit einer rückwärtigen Abgabeöffnung versehener Mäher allgemein mit dem Bezugszeichen 1o dargestellt, wobei ein Teil des Betätigungshandgriffes weggebrochen ist, da er für den Gegenstand der Erfindung nicht wesentlich ist. Der Mäher 1o weist ein Gehäuse 12 auf, an welchem weitere Mäherelemente angeschlossen sein können. Das Mähergehäuse 12 umgibt den in Fig. 1 . nicht dargestellten Mähbalken, der um eine vertikale Achse durch einen Verbrennungsmotor 14 angetrieben wird.

An dem Gehäuse 12 sind Laufräder 15 angeordnet, durch die die Höhe des Gehäuses und damit die Höhe und die Neigung des Schneidbalkens eingestellt werden kann, wie dies bei Kreiselmähern üblich ist. Die vorderen und rückwärtigen Laufräder 15 können so angeordnet sein, daß die Drehachse des Schneidbalkens, obwohl diese senkrecht zu gewissen Gehäuseteilen steht, nicht genau senkrecht zur Bodenfläche ausgerichtet ist. Normalerweise sind die Räder so angeordnet, daß das Gehäuse 12 und die Schneidebene etwas dichter zur Bodenfläche im Bereich der vorderen Seite des Mähers liegt. Der Zweck dieser Anordnung ist zweifach. Erstens wird dadurch erreicht, daß die Energiemenge zum Antrieb des Schneidbalkens verringert wird, da der Kontakt mit dem Gras . lediglich in den beiden vorderen Quadranten des durch

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den Schneidbalken beschriebenen Weges liegt. Zweitens wird erreicht, daß, wenn der Schneidbalken an den beiden rückwärtigen Quadranten höher liegt, er nicht mit den Grasspitzen in Kontakt kommt, durch die diese sonst unansehnlich und braun werden.

Das Gehäuse 12 weist einen im wesentlichen symmetrischen Kanal 16 von im wesentlichen gleichbleibender Weite auf, wobei jedoch die obere Wand sich vom Beginn bis zum Ende höher schraubt. Die obere Wand des Kanals 16 ist bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eine Wendel, die im Bereich einer Abgabeöffnung 18 mündet, deren äußere Fläche in Fig. 1 dargestellt ist. Hierbei ist es nicht erforderlich, daß der Kanal 16 kreisförmig und wendelförmig ausgebildet ist, es ist lediglich von Bedeutung, daß ein Anstieg des Kanals zwischen dem Schneidbereich und der Abgabeöffnung erfolgt.

An der Abgabeöffnung 18 ist ein Schwenkarm 2o angeordnet, der eine Verschlußklappe, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, trägt und die innerhalb der Abgabeöffnung 18 liegt. Diese Verschlußklappe kann benutzt werden, um die Abgabeöffnung zu verschließen,

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wenn der Mäher benutzt wird, wobei das Gras auf dem gemähten Rasen liegenbleibt oder als Sicherheitseinrichtung für den Fall, daß der Mäher ohne angebauten Grasfangsack gestartet wird. An die Abgabeöffnung schließt sich ein Grasfangsack 22 an, der beispielsweise aus einem Netzwerk bestehen kann. In Fig. 1 ist weiterhin ein Betätigungshandgriff 23 dargestellt mit einem Querbügel 24, gegen den der Grasfangsack 22 anliegt, insbesondere in dem Fall, wenn der Grasfangsack mit einer verstärkten Rahmenkonstruktion ausgerüstet ist»

Eig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch das Gehäuse 12 längs einer Ebene parallel zu dem gedachten Weg der Mähmaschine durch das Zentrum des Mähers. Ein schaubildlich dargestellter Mähbalken ist innerhalb der Schnittdarstellung des Gehäuses dargestellt, um damit die Lage zwischen Mähbalken und Gehäuse zu verdeutlichen. Das Gehäuse 12 weist eine Außenwand 26 auf, die sich im wesentlichen vertikal erstreckt und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zylindrisch ausgebildet ist und somit ein Schutzgehäuse für den Mähbalken bildet.

In dem Gehäuse gemäß Fig. 2 ist ein Abgabeeinsatz 27

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vorgesehen, um damit die äußere Seitenwand im Bereich der Ebene des Schneidbalkens weiter fortzuführen, so daß der untere Teil der Seitenwand 26 bei der dargestellten Ausführungsform im wesentlichen zylindrisch gestaltet ist. Für die vorliegende Erfindung ist es wesentlich, daß das Gehäuse im Schneidbereich im wesentlichen geschlossen ist, jedoch ist es selbstverständlich, daß dies nicht die Anwendung des Einsatzes notwendig macht. Es ist vielmehr auch möglich, das Gehäuse 12 so zu formen, daß der Einsatz ein einheitliches Teil mit dem Gehäuse bildet und den erforderlichen minimalen Abstand zwischen Schneidbalken und Gehäuse in einer anderen Weise erreicht wird.

Das Gehäuse 12 weist weiterhin verbunden mit der Außenseitenwand 26 unter Zwischenschaltung eines im wesentlichen abgerundeten rechten Winkels einen Kanal 28 auf. Der Kanal 28 ist so ausgebildet, daß er in vertikaler Richtung ansteigt, und zwar über die ganzen 36o° seines Verlaufes, so daß die vertikale Höhe dieses Kanales 28 im Bereich der Abgabeöffnung oberhalb der Wand 28 endet, während der Anfang höher ist als dies bei typischen Ausführungsformen der Fall ist.

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Bei einer praktischen Ausführungsform wurde so vorgegangen, daß der Kanal 28 einen Anstiegswinkel von etwa 2o° aufweist und eine vertikale Höhe von etwa 152 mm am Abgabeende oberhalb des Mähergehäuses.

An der gegenüberliegenden oder inneren Seite des Kanals 28, der eine nach oben gerichtete Wendel im wesentlichen zylindrischen Schneidbereich bildet, ist eine innere Wandung 29 vorgesehen, die der oberen Wand folgt und in ihrer Höhe ansteigt, um damit einen kontinuierlichen Weg zwischen der Kanalwandung 28 und der im wesentlichen ebenen inneren Gehäusewand 3o zu schaffen. Die innere Gehäusewand 3o ist im wesentlichen eine kreisförmige Platte mit einer Motortragwand 32, die nach hinten vom Zentrum der Wand versetzt ist« Eine vertikale Achse ist durch eine Vertikallinie verdeutlicht, die sich nach unten von der Motorwand 32 aus erstreckt. Diese Linie verdeutlicht die Drehachse des eigentlichen Mähbalkens 34, der an der Antriebswelle der in Fig. 2 nicht dargestellten Maschine angeordnet ist.

Der eigentliche Mähbalken 34 ist bezüglich des Zentrums der durch die Seitenwand 26,den Einsatz 27 und die Elemente 28 und 29, 3o und 32 definierten Kammer versetzt.

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Für den Gegenstand der Erfindung ist diese Versetzung nicht wesentlich. Jedoch wurde festgestellt, daß es vorteilhaft ist, daß für die beiden rückwärtigen Quadranten des Schneidbalkenumlaufs eine kleinere Freiheit zwischen dem Schneidbalken und dem Gehäuse besteht, um damit einen erheblichen Pumpeffekt zu schaffen und weiterhin zu verhindern» daß Grasteilchen oder andere Feststoffpartikelchen an der rückwärtigen Wand angesammelt werden und nach unten absinken, um damit auf dem Rasen unansehnliche Ablagerung zu bilden. Bei der benutzten Umlaufgeschwindigkeit der Schneide in der Größenordnung von 1.5oo bis 4.25o m/min wurde festgestellt, daß es vorteilhaft ist, einen Abstand von der Spitze der Schneide bis zum Gehäuse von 1,5 bis 1,6 mm aufrechtzuerhalten, und zwar im gesamten Bereich der beiden rückwärtigen Quadranten des Schneidenumlaufes.

Der Schneidbalken 34 umfaßt einen Mittelteil 35 mit nach oben gerichteten Flanschen 36 zur Anlage an einem Schneidbalkenhalter oder einem anderen Antriebsmittel. Winkelmäßig diskontinuierlich vom Mittelteil 35 sind ein Paar von Schneidspitzen 38 an den gegenüberliegenden Enden des Schneidbalkens 34 angeordnet. Die Schneidspitzen 38 sind tiefer ausgebildet als der

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Mittelteil 35, um damit die für den Antrieb der Mähmaschine benötigte Kraft zu verringern. Wenn der gesamte Schneidbalken im wesentlichen eben ausgebildet ist, so daß die Schneidspitze in der gleichen Höhenlage wie die übrige Schneide liegt, wird ein größerer Kontakt zwischen dem Schneidbalken und dem Gras hervorgerufen, wobei solcher Kontakt nur einen zusätzlichen Widerstand bildet, ohne daß dadurch Vorteile erreicht werden.

Wie vorstehend schon erwähnt, erstreckt sich der Kanal 28 um das Gehäuse 12, vorzugsweise in einer kreisförmigen Wendel zur Abgabeöffnung. In der Darstellung in Fig. 2 ist ein Teil der Abgabeöffnung im Inneren des Gehäuses erkennbar* Die Abgabeöffnungen bodenkante 39, die die obere Kante des vertikal ausgerichteten Einsatzes 27 bildet, bildet auch den Boden des Abgabebereiches. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Abgabeöffnung vollständig von der Schneidregion, und zwar in diesem Falle oberhalb der Schneidregion entfernt liegt.

Ein weiteres Merkmal des in Fig. 2 dargestellten Gehäuses 12 ist die Anordnung von vorderen und rückwärtigen

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Tragflanschen 41 und 42 und ein zurückversetztes Teil für die Tür 44, die in Fig. 2 als Ausformung aus dem Kanal 28 dargestellt ist.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die öffnung des Gehäuses 2 in vertikaler Richtung größer als die Weite ist. Für die erfindungsgemäße Anordnung ist es erforderlich, daß ein wesentlicher Bereich für die Abgabeöffnung zur Verfügung gestellt wird. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist die Höhe der öffnung etwa 2o3 mm und die Weite der öffnung etwa 14o mm. Es ist wichtig, daß das Sammeln der Grasschnipsel dadurch erfolgt, daß diese angehoben werden und nach oben weggetragen werden von dem Schneidbereich, anstatt durch den Aufwand einer enormen Energie ausgeschleudert zu werden.

In Fig. 3 ist in größerem Maßstab schaubildlich eine der Schneidspitzen 38 des Mähbalkens dargestellt, Jede Schneidspitze 38 weist einen Körperteil 46 auf mit einer Schneidkante 47, die den untersten Punkt der Schneide definiert, wobei der Körper 46 etwas höher liegt, so daß lediglich die Schneidkante 47 die Schnittebene definiert und ein Bürsten des Rasens nicht auftreten kann, da kein zusätzlicher Kontakt

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zwischen dem Schneidenkörper und den Grasspitzen vorliegt. Hinter der Schneidkante 47 liegt ein Flügel 48, der bei der dargestellten Ausführungsform im wesentlichen trapezförmig mit einer ebenen Frontfläche dargestellt ist. Der Flügel 48 kann als Teil der Schneide aus dem Werkstoff der Schneide ausgebildet sein, indem die Schneide in diesem Bereich gegenüber dem Körperteil 46 nach, oben gebogen ist. Der Flügel 48 weist eine äußere Kante 51 und eine obere Kante 49 auf. Die Frontfläche des Flügels 48 ist im wesentlichen eben dargestellt und hat einen nach innen gerichteten Neigungswinkel gegenüber einer Linie, die parallel zu einer radialen Linie ausgehend von der Achse des Mähbalkens besitzt.

Obgleich die exakte Theorie der Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung um trotz niedriger Umlaufgeschwindigkeit ein einwandfreies Schneiden und Abtransportieren der Graspartikelchen zu erreichen, nicht endgültig geklärt ist, ist es bekannt, daß der nach innen gerichtete Neigungswinkel,der in Fig. 3 mit A bezeichnet ist, einen sehr wesentlichen Parameter darstellt, der bei der Herstellung einer Mähmaschine gemäß der Erfindung zu beachten ist»

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Der Neigungswinkel A wird definiert als der Winkel zwischen einer Linie parallel zu einer Radiallinie und einer Linie, die durch die Frontfläche des Flügels 48 gelegt ist, und zwar in der Schnittebene oder in der Ebene des Mähbalkens. Versuche mit der Größe des Neigungswinkels A haben' gezeigt, daß ein relativ großer Winkel erforderlich ist, um das nach innen gerichtete Moment auf die geschnittenen Graspartikelchen zu übertragen, das erforderlich ist zu verhindern, daß die Partikelchen tangential nach außen geschleudert werden und damit an der Seitenwand des Gehäuses haftenbleiben.

Im nachfolgenden soll die bevorzugte Geschwindigkeit der erfindungsgemäßen Mähmaschine kurz diskutiert werden. Die Größenordnung der bevorzugten Geschwindigkeit geht von einem Minimum vom 1. 5oo m/min aus bis zu einem Maximum von 4.26o m/min, unterhalb 1.5oo ra/min wird kein ausreichendes Moment erzielt und kein ausreichender Medienstrom, um das Gras von der Schneidkante freizugeben. Andererseits bewirkt eine Geschwindigkeit oberhalb von 4.26o m/min, daß der nach oben und innen gerichtete Neigungswinkel des Flügels,durch den ein im wesentlichen mechanischer Transport der Graspartikelchen und kein pneumatischer

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Transport erreicht werden soll, einen Überdruck innerhalb des Gehäuses und bewirkt ein Ausblasen der Mähmaschine, d.h., angesaugte Luft und Graspartikelchen werden entlang der unteren Kante des Gehäuses ausgeblasen anstatt in den Kanal geführt und von dort zu Grasfangsack geleitet zu werden. Außerdem werden durch die hohe Geschwindigkeit unnötige Turbulenzen innerhalb des Gehäuses hervorgerufen.

Im Gegensatz zu den üblichen zum Stand der Technik gehörenden Mähmaschinen, die sich ausschließlich auf einen pneumatischen Transport der geschnittenen Graspartikelchen verlassen, sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung vor, daß die Graspartikelchen aufrechterhalten werden und der Abtransport bzw. die erste Phase des Abtransports der Partikelchen ausschließlich durch einen mechanischen Schleudereffekt erfolgt, wobei die Flügeloberflächen benutzt werden. Aus diesem Grunde werden die Parameter für die Flügel von besonderer Wichtigkeit. So wurde bereits darauf hingewiesen, daß der Neigungswinkel A, der in Fig. 3 dargestellt ist, in der Größenordnung von 25 bis 6o° liegen sollte. Unterhalb von 25 weist der Ausflußstrom eine zu große radiale

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Komponente aus, die dazu führt, daß sich Gras an der Gehäuseseitenwand aufbaut. Der 60 große Winkel ist die obere Grenze, da bei einem größeren Winkel unnötige Turbulenzen erzeugt werden, höhere Gehäusedrücke hervorgerufen werden und durch die Überbearbeitung der Rasenoberfläche schlechte 'Schnitteigenschaften bedingt werden. Außerdem wird natürlich eine höhere Menge an Energie zum Betrieb des Mähers benötigt.

Da die vordere Seite des Flügels für einen mechanischen Schleudereffekt ausgenutzt wird, ist es sehr wichtig, daß der Flügel eine wesentliche vertikale Höhe oberhalb des Mittelteiles 35 aufweist und eine ausreichende Frontfläche, um eine wirksame Impulserzeugung zu gestatten. Vorzugsweise wird so vorgegangen, daß die Flügel eine vertikale Höhe oberhalb des Mittelteils von wenigstens 12,7mm besitzt.Beispielsweise bei einer tatsächlich hergestellten Ausführungsform wurde so vorgegangen, daß das Flügelteil etwa 63 mm lang und 15,8 mm hoch war.

Fig. 4 zeigt eine andere Ansicht der Schneidspitze 38 des Mähbalkens , und zwar senkrecht zur Frontfläche des Flügels 48, um damit den Winkel des nach oben

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gerichteten Flügels zu verdeutlichen. In dieser Darstellung sind die Schneidkante 47 , die äußere Flügelkante 51 und das Flügelteil 48 dargestellt. Ein Winkel B ist eingezeichnet, der durch die Frontfläche des Flügels 48 und eine Linie senkrecht zum Schneidbalken definiert wird. Im nachfolgenden wird dieser Winkel als der aufwärts gerichtete Neigungswinkel des Flügels bezeichnet. Eine bevorzugte Größenordnung für diesen aufwärts gerichteten Neigungswinkel B wurde durch verschiedene Versuche festgestellt. Es wurde dabei gefunden, daß der Winkel B in der Größenordnung von 18 bis 35° liegt. Versuche haben gezeigt, daß ein Winkel kleiner als 18 dazu führt, daß eine zu geringe nach oben gerichtete Komponente auf die Graspartikelchen übertragen wird. Aus diesem Grund werden sie nicht richtig aus dem Schneidbereich zum Kanal des Gehäuses geführt. Hierdurch wird die Abgabe der Graspartikelchen in den Grasfangsack erschwert. Hierbei muß darauf hingewiesen werden, daß die Graspartxkelchen von dem Flügelteil des Mähbalkens angeschlagen werden. Ist der Anschlagwinkel nicht genügend groß, d.h., ist der Winkel B zu klein, tendieren die Graspartxkelchen dazu, zurückgebogen zu werden und innerhalb des Schneidbereiches zu

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verbleiben. Ist andererseits aber der Winkel zu groß, d.h. also größer als 35 , gleitet eine wesentliche Anzahl von Graspartikelchen über den Flügelteil, ohne den erforderlichen nach oben gerichteten Impuls zu erhalten. Aus diesem Grund sind in beiden Fällen Winkel, die außer der o.a. Größenordnung liegen, unbrauchsam, da sie in einer Verringerung des Abgabestromes durch den mechanischen Schleudereffekt führen.

Die Fig. 5, 6 und 7 «sind Vektordiagramme und zeigen die Schneidspitze in Draufsicht, Frontansicht und Seitenansicht, um anhand dieser Darstellungen die Geschwindigkeitskomponenten zu diskutieren, die den Graspartikelchen und den Feststoffteilchen durch den Flügel des Schneidbalkens erteilt werden. In diesen Darstellungen sind die Geschwindigkeitsvektoren mit kleinen Buchstaben bezeichnet und entscheidende Winkel zwischen diesen Geschwindigkeitsvektoren mit großen Buchstaben.

Während die in den Zeichnungen dargestellten Vektoren Verhältnisse für eine spezielle Ausbildungsform der Erfindung darstellen, sind sie jedoch auch hilfreich, um die Erfindung zu verstehen. Bei der speziellen Ausführungsform,auf welcher die Darstellungen basieren,

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wurde ein 48 cm Mähbalken benutzt und etwa mit 2.1oo U/min angetrieben, so daß an einem Punkt im Bereich der Schneidspitze Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 3.2oo m/min, d.h. also, etwa in der Mitte zwischen 1.524 und 4.2oo m/min erreicht wurden, wobei für diese Geschwindigkeit der Mäher entwickelt wurde. Das Flügelteil gemäß den Fig. 5, 6 und 7 wies einen nach innen gerichteten Neigungswinkel von etwa 4o und einen nach oben gerichteten Neigungswinkel von etwa 2o° auf.

Die Vektoren gehen von einem bestimmten Punkt am Flügelteil der Schneidspitze aus. Ein Vektor erstreckt sich senkrecht zur Schneidkante und verdeutlicht die Geschwindigkeit des Schneidbalkens bezüglich der Mähmaschine in diesem Radius. Da die Schneide um eine Achse umläuft, ist die augenblickliche Geschwindigkeit senkrecht zu einer Radiallinie von der Drehachse der Schneide aus gerichtet. Aufrechtstehende Grashalme werden von der Schneidkante des Mähbalkens angestoßen und abgetrennt. Aufgrund dieses Impulses erhalten sie ein kleines nach vorne gerichtetes Moment. Jedoch haben sie die Tendenz nach rückwärts längs des Körpers der Schneid-

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spitze zu gleiten,bis sie in Kontakt mit der Frontfläche des Flügelteiles gelangen. In diesem Punkt stoßen sie an die Frontfläche und erhalten eine erhebliche zusätzliche nach vorne gerichtete Bewegungskomponente. Da der Anstoß nicht elastisch ist, erhalten die Graspartikelchen und ggf. sonstige Feststoffteilchen nicht die gleiche tangentiale Geschwindigkeitskomponente wie die Schneide selbst. Gegenüber der Schneide weisen sie also eine nach rückwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente auf, die in den Fig. 5 und 7 mit dem Vektor b bezeichnet ist.

Aufgrund des nach innen gerichteten Neigungswinkels der Frontseite des Flügels erhalten die an die Frontseite des Flügels anstoßenden Graspartikelchen eine wesentliche nach innen gerichtete Geschwindigkeitskomponente, die in den Fig. 5 und 6 als Vektor c dargestellt ist und senkrecht zum Vektor b und a steht. Diese nach innen gerichtete Geschwindigkeit ist ein direktes Resultat des mechanischen Schleudereffektes und des nach innen gerichteten Neigungswinkels des Flügelteiles des Mähbalkens. Die resultierende rückwärtige und nach oben gerichtete Geschwindigkeit des Grases, d.h. also die Summe der Vektoren b und c ,

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ist als Vektor d in Fig. 5 verdeutlicht und besitzt einen Winkel X gegenüber dem Vektor ä oder einer tangentialen Linie.

Bei der bevorzugten und vorstehend beschriebenen Ausführungsform weist der Winkel X, der die Bewegung der Graspartikelchen nach oben und innen längs des Flügels definiert, eine Größe von 3o bis 35° auf. Es liegt also somit eine wesentliche nach innen gerichtete Geschwindigkeitskomponente vor, die den Graspartxkelchen durch den mechanischen Schleudereffekt des nach innen gerichteten Flügels erteilt wird.

Die Vektoren b, c_ und d definieren Geschwindigkeiten bezüglich der eigentlichen Schneide. Die Graspartikelchen werden natürlich ursprünglich in der gleichen Richtung wie die Schneide bezüglich des Mähers oder der Bodenoberfläche bewegt. Die Geschwindigkeit des Grases gegenüber dem Mäher selbst ist durch den Vektor d¹ verdeutlicht, d.h., die Summe der Vektoren d und a, d.h. die Geschwindigkeit der Schneide bezüglich des Mähers. Der Winkel zwischen den Vektoren a und d¹ oder der Winkel der nach innen geschleuderten Graspartikelchen gegenüber dem Gehäuse wird durch den Winkel Y in

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Fig. 5 definiert. Dieser nach innen gerichtete Schleuderwinkel liegt bei der untersuchten Ausführungsform in der Größenordnung von 2o°.

Aufgrund des nach oben gerichteten Neigungswinkels des Flügels entsteht eine im wesentlichen nach oben gerichtete Komponente der Grasgeschwindigkeit, die dazu führt, daß die Graspartikelchen in den Kanal geschleudert werden, durch den sie dann leicht nach außen zur Abgabeöffnung zu führen sind. Der Vektor £ in Fig. 6 verdeutlicht diese nach oben gerichtete Geschwindigkeitskomponente. Sie ist im wesentlichen gleich der nach rückwärts gerichteten Geschwindigkeitskomponente b bezüglich der Größe, jedoch steht sie senkrecht dazu. Daher stellt die resultierende Aufwärts- und die nach innen gerichtete Geschwindigkeit, d.h. der Vektor jf, der die Summe der Vektoren «s und c darstellt, einen Winkel Z^ zur Senkrechten dar und der Winkel Z^ ist im wesentlichen gleich dem Winkel X.

Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht der Schneidspitze 38, so daß die resultierende nach oben und rückwärts gerichtete Geschwindigkeit gegenüber der Schneide, d.h. der Vektor cj , kombiniert werden kann ir.it der

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Geschwindigkeit der Schneide gegenüber der Mähmaschine, um damit den Vektor g zu schaffen. Hierdurch wird der im wesentlichen nach oben gerichtete Schleudereffekt verdeutlicht, wodurch mechanisch Graspartikelchen in den Kanal geschleudert werden und von hier aus durch pneumatische Unterstützung transportiert werden, und zwar aufgrund der zusammenwirkenden Eigenschaften des Gehäuses und der umlaufenden Schneide.

In den Fig. 8 und 9 sind aufeinanderfolgende Stellungen der Schneidspitze dargestellt, um hieran die Trag- und Transporterscheinungen aufzuzeigen. Fig. 9 ist eine abgewickelte Darstellung aus Fig. 8, bei welcher der Kanal eine aufgerollte Gestalt hat. In Fig. 8 sind die aufeinanderfolgenden Stellungen der Schneidspitze mit dem Bezugszeichen 6o bis 65 bezeichnet. Stellt man sich einen Kreis vor, der durch die umlaufbewegung der Schneidspitze gebildet wird, so erfolgt das Schneiden der Graspartikelchen zu Beginn der beiden vorderen Quadranten des Kreises. Eine Anzahl von Bewegungslinien dieser Graspartikelchen sind dargestellt. So ist z.B. der Schleuderweg des Graspartikelchens von der Schneidspitze 6o zu Beginn im wesentlichen

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nach innen von der Tangentiallinie aus gerichtet. Jedoch gelangt das Partikelchen zur äußeren Kante des Kanals und wird durch pneumatischen Transport, der durch einen axialen Pumpenstrom durch den Schneidbalken erzeugt wird, weitertransportiert, wobei dieser Pumpenstrom durch das kontinuierliche Gehäuse der Seitenwand längs der äußeren oberen Kante des Kanals zur Abgabeöffnung gefördert wird. Zur Erzeugung dieses Pumpeffektes ist der Einsatz 27 von besonderer Bedeutung, da er eine Seitenwandkontinuität schafft und somit einen größeren axialen Pumpeffekt ergibt. Weiterhin ist ersichtlich, daß für die Graspartikelchen, die in den aufeinanderfolgenden Stellungen 61, 62, 63, 64 und 65 geschnitten werden, der pneumatische Transport immer weniger notwendig wird, da das Schneiden näher zur Abgabeöffnung hin erfolgt und eine geringere winkelmäßige umlenkung der geschnittenen Graspartikelchen notwendig ist. Weiterhin wird durch den Anstieg des Kanals,der deutlich in Fig. 9 erkennbar ist, die Möglichkeit gegeben, daß geschnittene Graspartikelchen, die in der gleichen Hälfte des Gehäuses liegen wie die Abgabeöffnung, stärker angehoben werden können und damit in den Grasfangsack mit höherer Geschwindigkeit transportiert werden können. _

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Es wird angenommen, daß es die Kombination der nach innen und oben gerichteten mechanischen Schleuderwirkung des Flügels ist, der das Gras aufrechthält und transportiert, wobei ein pneumatischer Strom den Transport unterstützt, so daß die Mähmaschine gemäß der Erfindung mit einer rückwärtigen Abgabeöffnung ausgerüstet werden kann und einen Grasfangsack tragen kann, trotz relativ niedriger Schneidb alkenge schwindi gke it.

Die Erfindung betrifft daher die Entwicklung einer Mähmaschine mit einer kombinierten mechanischen Schleuderwirkung und einer pneumatischen Transportwirkung, wobei diese Kombination durch gewisse wesentliche Faktoren bezüglich der Ausbildung der Flügelenden des Schneidbalkens erreicht werden, und zwar zusätzlich in Verbindung mit einer Gehäuse— gestaltung, so daß durch diese Zusammenfassung eine Mähmaschine geschaffen werden kann, die mit geringer Umlaufgeschwindigkeit arbeitet und trotzdem einen an der Rückseite der Mähmaschine angeordneten Grasfangsack beschicken kann.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion werden die Nachteile der bisher bekannten Kreiselmäher ausge-

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schaltet. Obgleich die Erfindung anhand eines bestimmten Äusfühanaaagsbeispieles erläutert wurde, ist es selbstverständlich _f daß eine Anzahl von Abänderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

, 1. Kreiselmähraaschine mit Grasfangsack , gekennzeichnet durch

a) einen Mähbalken (34) , der um eine im wesentlichen vertikale Achse umläuft und mit einem Paar von Schneidspitzen (38) an gegenüberliegenden Enden ausgerüstet ist, wobei jede Schneidspitze (38) eine vordere Schneidkante

(47) und einen Flügel (48) aufweist, der im wesentlichen nach oben und innen geneigt angeordnet ist,

b) ein Mähwerksgehäuse (12) zur Aufnahme des Mähbalkens (34) mit einem Kanal (28), dessen obere Kanalwandung von seinem Beginn bis zu einer Abgabeöffnung (18) ansteigt, wobei das Gehäuse

(12) weiterhin mit einer kontinuierlichen Außenwand ausgerüstet ist, die den Mähbalken (34) umgibt, und zwar in der Höhe desselben und sich bis über den Flügel (48) erstreckt,

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c) Vorrichtung zum Antreiben des Mähbalkens

(34) mit einer Umlaufgeschwindigkeit in der Größenordnung von 1.5oo bis 4.26o m/min,

d) vordere und rückwärtige Laufräder (15) , die vom Gehäuse (12) getragen werden und eine Höheneinstellung des Mähers oberhalb der Boden-, fläche ermöglichen und

e) einen Grasfangsack (22), der an dem Gehäuse (12) im Bereich der Abgabeöffnung (18) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Flügel (48) eine Vorderfläche mit einem nach innen gerichteten Neigungswinkel in der Größenordnung von 25 bis 6o° aufweist, bezüglich einer Linie parallel zu einer Radiallinie ausgehend von der Achse des Antriebs des Mähbalkens (34).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Fläche des Flügels einen nach oben gerichteten Neigungswinkel in der Größenordnung von 18 bis 35° aufweist, wobei dieser Neigungswinkel definiert wird als der Winkel zwischen der Frontfläche und einer Senkrechten, die auf der

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Schneidebene steht, die durch die Umdrehung des Mähbalkens definiert wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabeöffnung (18) vertikal ausgerichtet ist und vollständig oberhalb der Flügelteile (48) liegt, wobei die obere Wand der Abgabeöffnung (18)· eine Verlängerung des Kanales (28) darstellt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (28) eine kreisförmige Wendel definiert mit einem vertikalen Anstiegswinkel etwa in der Größenordnung von 152 mm oberhalb des Gehäuses (12).
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Seitenwand des Kanals (28) im wesentlichen einen ringförmigen Zylinder definiert.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Drehachse des Mähbalkens (34) aus der Achse des kreisförmigen Zylinders zurückversetzt ist und der Abstand zwischen der Spitze des Mähbalkens (34) und dam Gehäuse in den rückwärtigen

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beiden Quadranten des Mähbalkenumlaufes nicht 4,7 mm übersteigt.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche/ gekennzeichnet durch an dem Mähbalken angeordnete Schleudermittel* (Flügel 48), um die von der Schneidkante (47) abgeschnittenen Graspartikelchen nach innen und oben zur Abgabeöffnung zu schleudern und mit dem Mähbalken kombinierte Pumpmittel, um Luft in das Mähergehäuse um die Bodenkante desselben einzusaugen und diese Luft umfangsmäßig und axial zur Abgabeöffnung zu führen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudermittel und Pumpmittel durch die Flügel (48) gebildet sind.

1o. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (48) eine vertikale Höhe von wenigstens 12,7 mm aufweisen.

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