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Die
vorliegende Erfindung betrifft motorisierte Geräte zur Landschaftspflege, gewöhnlich Freischneider
und Kantentrimmer genannt, die dazu dienen, Gras, oder allgemeiner
Vegetation, mittels Schneidfäden
zu schneiden. Diese Erfindung betrifft insbesondere rotierende Schneidköpfe für derartige Geräte.
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Freischneider
und Kantentrimmer sind im allgemeinen mit einem Verbrennungsmotor
oder einem Elektromotor ausgestattet, der mit hoher Geschwindigkeit,
die zwischen etwa 3000 und 12000 Umdrehungen pro Minute liegen kann,
einen Drehkopf in Rotation versetzt, der einen oder mehrere Schneidfäden trägt, die
meistens aus Kunststoff hergestellt sind, aber auch Komposit-Fäden mit
Metallteilen oder mit mineralischem Material sein können. Während der
Rotation des Kopfes und durch die Wirkung der Zentrifugalkraft entfaltet
sich der Schneidfaden oder entfalten sich die Schneidfäden radial
und bestreichen so einen bestimmten kreisförmigen Bereich, innerhalb dessen
sie eine Schneidwirkung auf das getroffene Gras oder die getroffenen
Pflanzen ausüben.
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In
allen Fällen
werden die Schneidköpfe
mit ihren Schneidfäden
in einer unveränderlichen
und einseitigen Richtung in Bewegung versetzt. Daraus folgt, dass
beim Einsatz der aktuellen Freischneider und Kantentrimmer das Gras
oder die Pflanzen sehr häufig
durch die auf sie treffenden Schneidfäden "umgelegt" werden anstatt direkt, sofort und sicher geschnitten
zu werden, was für
einen raschen und sauberen Schnitt nachteilig ist. Daraus folgt
auch, im Fall der Schneidfäden
aus Kunststoff, ein relativ rascher Verschleiss dieser Fäden durch
Reibung mit dem niederliegenden Gras oder den niederliegenden Pflanzen.
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Die
Versuche zur Verbesserung des Betriebs und des Wirkungsgrades der
Schneidköpfe
und ihrer Schneidfäden
gehen bei der aktuellen Forschung hauptsächlich dahin, die Zahl der
Schneidfäden
zu erhöhen
oder diesen Fäden
ein spezielles Profil zu geben, von dem erwartet wird, dass es ihre
Schneidkraft oder ihre mechanische Widerstandskraft verbessert,
oder auch den Lärmpegel
während
des Betriebs senkt.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile der aktuellen
Schneidköpfe
mit Schneidfäden
zu vermeiden, indem sie einen perfektionierten Schneidkopf bietet,
der beim Einsatz das Gras oder die Pflanzen nicht mehr umlegt und
so für einen
rascheren und saubereren Schnitt sorgt, wobei gleichzeitig der Verschleiss
der Schneidfäden
gemindert wird.
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Zu
diesem Zweck ist im wesentlichen Gegenstand der Erfindung ein Schneidkopf
für diejenigen
Freischneider und Kantentrimmer, die in Rotation versetzte Schneidfäden umfassen,
ein Schneidkopf, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er in Kombination
umfasst:
- – einen
ersten Rotor, der mindestens einen Schneidfaden trägt und während des
Betriebs in einer vorherbestimmten Richtung um seine Achse in Rotation
versetzt wird, und
- – einen
zweiten Rotor, der mindestens einen Schneidfaden trägt und um
die gleiche Achse wie der erste Rotor montiert ist, aber während des
Betriebs in die der Drehrichtung des ersten Rotors entgegengesetzte
Richtung in Rotation versetzt wird,
so dass das Gras oder
die Pflanzen durch die Scherenwirkung der in entgegengesetzte Richtungen
drehenden Schneidfäden
geschnitten wird.
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Der
der Erfindung entsprechende Schneidkopf besitzt demnach zwei Rotoren
mit Schneidfäden,
die koaxial sind und in entgegengesetzte Richtungen drehen, so dass
ihre Fäden,
die sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen, das Gras oder die Pflanzen
nicht mehr umlegen, sondern sie durch "Scherenwirkung" rasch und sauber schneiden. In dem
Maß, wie
die zwei in entgegengesetzte Richtungen angetriebenen Rotoren übereinander
angeordnet sind, sorgen die Fäden
des "unteren" Rotors insbesondere
für den
Schnitt des Grases oder der Pflanzen, während die Fäden des "oberen" Rotors sie brechen.
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Darüber hinaus
wird der Verschleiss der Schneidfäden gemindert oder verlangsamt,
und der Schneidkopf, der Gegenstand der Erfindung ist, hat den zusätzlichen
Vorteil, den während
des Betriebs erzeugten Lärm
zu verringern. Tatsächlich
erzeugen die in entgegengesetzte Richtungen drehenden Schneidfäden Luftströme, die
ihrerseits ein ander entgegengesetzt sind und Wirbel erzeugen, die
den Geräuschpegel
senken können,
also die von Freischneidern und Kantentrimmern ausgehenden Belästigungen.
Insbesondere ermöglicht
die Erfindung die Verringerung gewisser störender Pfeifgeräusche.
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Der
Einsatz der Erfindung setzt voraus, dass zwei Rotoren, die koaxial übereinander
montierte Schneidfäden
tragen, gleichzeitig und in entgegengesetzten Richtungen in Rotation
versetzt werden. Nun haben die Freischneider und Kantentrimmer gewöhnlich eine
einzige Abtriebswelle, die in einer vom Verbrennungsmotor oder Elektromotor
vorgegebenen Richtung in Rotation versetzt wird. Der Schneidkopf,
der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist also vorteilhafterweise
mit internen mechanischen Mitteln ausgestattet, die, ausgehend von
dem Rotationsabtrieb des Freischneiders oder des Kantentrimmers,
gewährleisten,
dass seine zwei Rotoren in entgegengesetzten Richtungen in Rotation
versetzt werden. Diese mechanischen Mittel können im einzelnen eine direkte
Kopplung zwischen diesem Rotationsabtrieb und einem der zwei Rotoren
haben, sowie eine Vorrichtung zum Umkehren der Bewegung umfassen,
die zwischen einem der zwei Rotoren, oder seiner Welle, und dem
anderen Rotor, oder seiner Welle montiert ist. Die Vorrichtung zum
Umkehren der Bewegung kann eine Vorrichtung mit Zahnrädern oder mit
Reibungselementen sein, wie etwa Kugeln oder Rollen.
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Im
Fall einer Vorrichtung zum Umkehren der Bewegung zum Beispiel mit
Kugeln, die eine einfache, wirtschaftliche, zuverlässige und
leistungsstarke Lösung
darstellt, umfasst der Schneidkopf ein feststehendes Gehäuse, in
dem sich die Kugeln befinden, und eine Scheibe, die mitdrehend mit
der Welle des einen Rotors verbunden ist, die direkt mit dem Rotationsabtrieb
gekoppelt ist, wobei diese Scheibe bezogen auf diese Welle axial
beweglich ist und durch Federmittel gegen eine Seite der Kugeln
gedrückt
wird, wobei diese letzteren mit ihrer entgegengesetzten Seite gegen
eine ringförmige
Fläche
aufliegen, die mit dem anderen Rotor fest verbunden ist.
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Die
Erfindung wird jedenfalls besser verstanden werden mit Hilfe der
folgenden Beschreibung, die mit Bezug auf den beigefügten schematischen Zeichnungssatz
beispielhaft ein Ausführungsbeispiel dieses
Schneidkopfes für
Freischneider und Kantentrimmer darstellt:
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1 ist eine perspektivische
Gesamtansicht eines der vorliegenden Erfindung entsprechenden Schneidkopfes
mit Schneidfäden,
der an einem nur knapp angedeuteten Freischneider befestigt ist;
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2 ist eine Ansicht im Schnitt,
der durch die Achse des Schneidkopfes der 1 läuft;
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3 ist eine Ansicht dieses
Kopfes im Querschnitt längs
III-III der 2.
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Zuerst,
Bezug nehmend auf die 1,
ist der Schneidkopf, der insgesamt mit der Kennziffer 1 bezeichnet
ist, am Ende eines Freischneiders oder Kantentrimmers montiert,
der bei 2 teilweise dargestellt ist, der mit einem Verbrennungs-
oder Elektromotor ausgerüstet
ist. Der Schneidkopf 1 umfasst zwei übereinander angeordnete Rotoren,
nämlich
einen oberen Rotor 3 und einen unteren Rotor 4,
die drehbar um eine gemeinsame Achse 5 montiert sind.
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Wie
auch in 2 gezeigt ist,
trägt der
obere Rotor 3 an seiner Außenseite eine Vielzahl von
einzelnen, radial ausgerichteten Stücken des Schneidfadens 6,
die gleichmäßige Winkelabstände haben und
einzeln durch geeignete Mittel an diesem Rotor 3 gehalten
werden. In ähnlicher
Weise trägt
der untere Rotor 4 an seiner Außenseite eine Vielzahl von einzelnen,
radial ausgerichteten Stücken
des Schneidfadens 7, die gleichmäßige Winkelabstände haben
und einzeln durch geeignete Mittel an diesem Rotor 4 gehalten
werden. Zum Beispiel ist sowohl der Rotor 3 als auch der
Rotor 4 mit vier Stücken
des Schneidfadens 6 bzw. 7 aus Kunststoff oder
einem anderen Material ausgerüstet,
die durch Winkelabstände
von 90° voneinander
getrennt sind.
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Der
Schneidkopf 1 umfasst ein generell zylinderförmiges Gehäuse 8,
das am Ende des Freischneiders oder des Kantentrimmers 2 zu
befestigen ist. Das Gehäuse 8 trägt ein Lager 9,
in dem drehbar eine rohrförmige
Welle 10 montiert ist, die mit dem oberen Rotor 3 fest
verbunden ist.
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Der
obere Rotor 3 trägt
seinerseits im Innern ein Lager 11, in dem eine massive
zentrale Welle 12 montiert ist, die mit dem unteren Rotor 4 fest
verbunden ist. Die Welle 12 des unteren Rotors 4 läuft durch die
rohrförmige
Welle 10 des oberen Rotors 3, und zwar in Richtung
nach oben, wobei das obere Ende der Welle 12 zur Ankopplung
an den Rotationsabtrieb 13 vorgesehen ist, der zum Freischneider
oder Kantentrimmer 2 gehört.
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Wie
die 3 im einzelnen zeigt,
bildet das zylindrische Gehäuse 8 innen
auf halber Höhe
einen Käfig 14,
in dem sich mehrere Kugeln 15 befinden, die in regelmäßigen Winkelabständen angeordnet sind.
Die Kugeln 15 liegen auf einer ringförmigen Fläche 16 (siehe 2) auf, die sich oben an
der rohrförmigen
Welle 10 des oberen Rotors 3 befindet.
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Die
massive Welle 12 des unteren Rotors 4 trägt über den
Kugeln 15 eine Scheibe 17, die mitdrehend mit
dieser Welle 12 verbunden ist, aber bezogen auf diese Welle 12 axial
beweglich ist. Eine Feder 18 (zylindrische Schraubenfeder
oder Belleville-Dichtungsringe),
die die Welle 12 umgibt, drückt die Scheibe 17 gegen
die Kugeln 15 und versetzt gleichzeitig diese Kugeln 15 in
Druck gegen die ringförmige
Fläche 16 der
Welle 10.
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Während des
Betriebs wird der Abtrieb 13 in einer gegebenen Richtung,
angezeigt durch einen Pfeil F (siehe 2)
durch den Motor des Freischneiders oder des Kantentrimmers 2 in
Rotation versetzt. Vermittels seiner Welle 12 wird der
untere Rotor 4 in Rotation um die Achse 5 versetzt,
und zwar in der von einem Pfeil F1 angezeigten Richtung, die der
Rotationsrichtung F des Abtriebs 13 entspricht.
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Die
Scheibe 17, die von der Welle 12 ebenfalls in
diese Richtung in Rotation versetzt wird, läßt die Kugeln 15 um
ihre jeweiligen Zentren drehen, die unverändert bleiben, weil diese Kugeln 15 durch
den Käfig 14 festgehalten
werden. Daraus folgt, dass die rohrförmige Welle 10 um
die Achse 5 in der Richtung in Rotation versetzt wird,
die der Welle 12 entgegengesetzt ist. Der obere Rotor 3,
der mit der Welle 12 fest verbunden ist, dreht demnach
ebenfalls um die Achse 5 in einer Richtung, angezeigt durch
einen Pfeil F2, die der Rotationsrichtung F1 des unteren Rotors 4 entgegengesetzt
ist, wobei die Drehgeschwindigkeiten der zwei Rotoren 3 und 4 gleich
sind (im Absolutwert).
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Daraus
ergibt sich, dass die Schneidfaden-Stücke 6, die vom oberen
Rotor 3 getragen werden, ebenfalls um die Achse 5 drehen,
und zwar in entgegengesetzter Richtung zu den Schneidfaden-Stücken 7,
die vom unteren Rotor 4 getragen werden. Die konjugierte
Wirkung dieser Fadenstücke 6 und 7,
die mit hoher Geschwindigkeit und in zueinander entgegengesetzter
Richtung drehen, erzeugt eine Scherenwirkung, die den Schnitt des
Grases oder der Pflanzen verbessert und gleichzeitig vermeidet,
diese umzulegen, sowie den Lärm
verringert.
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Man
würde den
Rahmen der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, nicht verlassen:
- – indem
man einen beliebigen geeigneten Mechanismus zur Umkehr der Bewegung
benutzt, um den einen der zwei Rotoren in der dem anderen entgegengesetzten
Richtung in Rotation zu versetzen;
- – indem
man dem Gehäuse
diese Schneidkopfes irgendeine gewünschte äußere Form gibt;
- – indem
man die Zahl der Schneidfaden-Stücke ändert, die
von jedem der zwei Rotoren getragen werden, und indem man die Schneidfäden aus
irgendeinem geeigneten Material herstellt;
- – indem
man irgendwelche anderen Haltemittel für die Schneidfaden-Stücke vorsieht
oder indem man diese einzelnen Stücke durch fortlaufende Schneidfäden ersetzt,
die sich von einer Spule abwickeln.