DE60221021T2

DE60221021T2 - Für eine tragbare mechanische ernte/dreschvorrichtung bestimmte kraftausgleichs- und -verstärkungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60221021T2
Application number: DE60221021T
Authority: DE
Inventors: Jose Gurri Molins
Original assignee: Hispaes SA
Current assignee: Hispaes SA
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: ES2195729B1; ATE366040T1; ES2195729A1; DE60221021D1; EP1417878B1; WO2003005801A1; EP1417878A1; ES2289123T3

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleich und zur Vervielfachung der auf eine tragbare mechanische Schüttelerntemaschine einwirkenden Kräfte mit einem Grundaufbau wie z.B. einem Rahmen, Gehäuse oder Ummantelung, an dem ein Motor befestigt ist, der über eine Zentrifugalkupplung und eine Reduziervorrichtung mit einem Schüttelbewegungsmechanismus verbunden ist, der zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine abwechselnde Längsschüttelbewegung befähigt ist, einer Stange, die mit dem Ausgang des Schüttelbewegungsmechanismus verbunden ist, wobei die Stange mit mindestens einem bezüglich des Rahmens in einer Führung linear geführten Bereich und einem am distalen Ende der Stange befestigten Betätigungselement, wie z.B. einem Haken, versehen ist. Im Betrieb ist das Betätigungselement an einem Zweig oder Nebenstamm eines Baums oder Strauchs befestigt, um die Schüttelbewegung an den Zweig oder Nebenstamm zu übertragen, um von dem Zweig oder Nebenstamm die Obstentnahme zu erzwingen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zwar sehr gut für Schüttelerntemaschinen, doch ist deren Anwendung nicht darauf beschränkt und auf andere Apparate ausdehnbar, bei denen ein Betätigungselement mit abwechselnder Längsschüttelbewegung, wie z.B. ein Maschinenhammer, vorhanden ist.
Stand der Technik
Im Stand der Technik auf diesem Gebiet sind mehrere tragbare mechanische Schüttelerntemaschinen der oben genannten Art bekannt, z.B. aus der FR-A-2305927 , US-A3924390 sowie dem Gebrauchsmuster ES-A-1000253 , aus dem ein Grundaufbau bekannt ist, der sich für derartige Maschinen eingebürgert hat. Andererseits betreffen die WO 99/01022 und WO 99/07203 der Anmelderin der vorliegenden Patentschrift Armaturen und Verbesserungen für derartige tragbare mechanische Schüttelerntemaschinen. Im allgemeinen sind bei diesen Apparaten ein Rahmen oder eine Ummantelung, an dem der Motor befestigt ist, bei dem es sich um einen Zweitakt-Verbrennungsmotor handelt, eine Reduziervorrichtung, bei der es sich um ein Getriebe, Riemen oder eine passende Kombination beider handelt, und ein Schüttelbewegungsmechanismus mit Pleuelstange und einer Handkurbel oder Kurbelwelle eingebaut. An einem, bezüglich des Motors, distalen Ende des Rahmens bzw. der Ummantelung befindet sich eine Linearführungsvorrichtung für den geführten Bereich der Stange, die einen bis zum Haken überstehenden langen Abschnitt aufweist. Die Stange kann aus zwei oder mehreren durch ein Sicherheitsverbindungsstück verbundenen Bereichen gebildet sein.
Aus der EP-A-1095554 ist ein Baumschüttelapparat mit einem Gehäuse bekannt, an dem ein Motor befestigt ist, der mit einem Schüttelbewegungsmechanismus verbunden ist, der zur Umwandlung der Drehbewegung in eine abwechselnde Längsbewegung befähigt ist. Eine Stange mit mindestens einem bezüglich des Rahmens in einer Laufschiene linear geführten Bereich ist mit dem Ausgang des Schüttelbewegungsmechanismus verbunden. Am distalen Ende der Stange ist ein Betätigungselement vorgesehen.
Im Rahmen der vorliegenden Patentschrift wird mit „Maschine" ganz allgemein der Satz von Elementen bezeichnet, deren Schwerpunkt bezüglich des Rahmens bzw. der Ummantelung, also Motor, Kupplung, Antrieb, Teile des Schüttelbewegungsmechanismus usw. eine feste Lage einnimmt, und mit „Stange" der Satz von Elementen bezeichnet, der bezüglich des Rahmens mit Bauteilen für die Vor- und Rücklaufschüttelbewegung versehen ist, also Teile der Handkurbel bzw. Kurbelwelle, Pleuelstange, die Stange selbst, der Haken und andere dazu gehörende Armaturen.
Zwischen dem Gewicht oder genauer gesagt der Masse der Maschine und der bei jedem Schütteln der Schüttelbewegung durch die Stange an den Zweig übertragenen Kraft besteht ungeachtet des Drehmoments oder der Motorleistung ein enger Zusammenhang. Dies ist darauf zurückzuführen, dass aufgrund der Reaktions- und Trägheitskräfte sowohl die durch die Maschine erzeugte Aktivierungskraft als auch der Fahrweg des Schüttelbewegungsmechanismus von der Maschine und dem Satz von Stangen und Zweigen je nach ihren jeweiligen Massen gemeinsam getragen wird. Dies bedeutet, dass je größer die Masse der Maschine bezüglich der Masse des Satzes von Stange und Zweig ist, desto größer der an die Stange und somit an den Zweig übertragene Anteil der Gesamtkraft und des Gesamtfahrwegs ist.
Dies scheint nahe zu legen, dass der Einsatz von Maschinen mit einer großen Masse im Vergleich mit der Stange und der Größe des zu schüttelnden Zweigs von Vorteil wäre. Diese Maschinen sind jedoch sehr schwer und führen zur leichten Ermüdung des sie bedienenden Arbeiters, wodurch häufige Pausen zwischen verhältnismäßig kurzen Arbeitszeiten erforderlich werden. Somit wäre es aus Sicht der Mitarbeiterrentabilität am vorteilhaftesten, eine möglichst leichte Maschine zu verwenden.
Die von den tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschinen aus dem Stand der Technik verfolgten Ansätze zur Lösung dieses Problems bestanden darin, eine ausgeglichene Lösung zwischen dem Gewicht der Maschine und der Größe der zu schüttelnden Zweige zu suchen, wobei leichtere Maschinen bei Strauchkulturen, wie z.B. Kaffee und Pistazie, und schwerere Maschinen bei Baumkulturen, wie z.B. Olivenbäumen, zum Einsatz kommen, ohne jedoch im letzteren Fall ein für den Bediener bei dauernder Bedienung als zu groß erachtetes Gewicht zu überschreiten. Durch diese Gewichtsbegrenzung ist es auch beim Arbeiten mit großen Bäumen erforderlich, dünnere Zweige zu schütteln, wodurch es zu einer geringeren Erntegeschwindigkeit und somit einer niedrigeren Leistung und höheren Kosten kommt.
Außerdem ist bei einer verhältnismäßig leichten Maschine von Nachteil, dass die Maschine erhöhten Schüttelbewegungen, d.h. einem höheren Anteil der auf die Maschine einwirkenden Kraft und des Fahrwegs bezüglich der Gesamtkraft und des Fahrwegs, die von dem vom Motor angetriebenen Schüttelbewegungsmechanismus erzeugt wird, ausgesetzt ist. Dies bedeutet, dass einerseits an den Bediener mehr Schüttelbewegungen übertragen werden, die zur Ermüdung führen, und es andererseits zu einem bedeutenden Verlust der Maschinenleistung bei der Schüttelarbeit kommt. Außerdem ist zu beachten, dass Bediener, wenn er einer mangelhaften Stabilität der Maschine gegenüber steht, oft versucht, mit der von seinem eigenen Körper ausgeübten Gegenkraft der von einem zu dicken oder kräftigen Zweig bzw. Nebenstamm ausgeübten Gegenkraft entgegen zu wirken, wodurch er einen großen Teil der erzeugten Schüttelbewegung ausgesetzt ist.
Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Druckschriften zu Vorrichtungen bekannt, mit denen versucht wird, den Bediener von den Schüttelbewegungen zu isolieren, denen die tragbare mechanische Schüttelerntemaschine ausgesetzt ist, wie z.B. das Patent US-3459269 oder das bereits genannte Patent WO 99/07203 der Anmelderin der vorliegenden Patentschrift.
Hierdurch wird der Bediener zwar von den Schüttelbewegungen isoliert, doch ist das Problem eines Leistungsverlustes der Maschine weiterhin vorhanden.
Aufgrund des oben Ausgeführten besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, mit einer auf einen tragbaren mechanischen Schüttelernteapparat der bekannten Art anwendbare Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung zur Lösung des Problems beizutragen, indem versucht wird, die Schüttelbewegungen, denen die Maschine ausgesetzt ist, zu verringern und die durch die Stange erbrachte Arbeitsleistung zu erhöhen.
Beschreibung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe beruht gemäß der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung, die auf einen tragbaren mechanischen Schüttelernteapparat anwendbar ist, wobei der Apparat einen Grundaufbau wie z.B. einen Rahmen, Gehäuse oder Ummantelung aufweist, an dem ein Motor bzw. Abtrieb befestigt ist, der mit einer Zentrifugalkupplung und einer Reduziervorrichtung verbunden ist. Der Ausgang der Reduziervorrichtung ist mit einem Schüttelbewegungsmechanismus verbunden, der zur Umwandlung der Eingangsdrehbewegung in eine abwechselnde Ausgangslängsschüttelbewegung befähigt ist. Eine Stange mit mindestens einem bezüglich des Rahmens linear geführten Bereichs ist mit dem Ausgang des Schüttelbewegungsmechanismus verbunden, und ein Betätigungselement wie z.B. ein Haken ist am distalen Ende der Stange befestigt. Im Betrieb ist der Haken an einem Zweig oder Nebenstamm eines Baums oder Strauchs befestigt, um an diesen die durch den Apparat erzeugte Schüttelbewegung zu übertragen, um die Obstentnahme von dem Zweig bzw. Nebenstamm zu erzwingen.
Die Ausgleichs- und Vervielfachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die auf einen derartigen Apparat anwendbar (aber nicht darauf beschränkt) ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine durch den Motor angetriebene und mit dem Schüttelbewegungsmechanismus koordinierte Verschiebevorrichtung aufweist, mit der zumindest eine Masse auf einem Vor- und Rücklaufweg bewegt wird, der zu dem Vor- und Rücklaufweg des Schwerpunkts des Satzes von Elementen, der mit der mit einer abwechselnden Bewegung bezüglich des Rahmens versehenen Stange verknüpft ist, räumlich entgegengesetzt und zeitlich gleichzeitig ist. Der Wert der zumindest einen Masse und der Amplitudenwert ihres Vor- und Rücklaufwegs zusammen werden so ausgewählt, dass eine gegenläufige Trägheitskraft erzeugt wird, mit der zumindest die durch die Masse des mit der Stange verknüpften Satz von Elementen verursachte Trägheitskraft ausgeglichen werden kann. Hierdurch wird erreicht, dass die tatsächliche Verschiebung der Stange bezüglich eines äußeren Punkts gleich dem Lauf des Schüttelbewegungsmechanismus ist (das heißt 100% der Verschiebungsleistung) und dass die auf den Haken ausgeübte Kraft, die auf einen Zweig ausgeübt werden kann, größer ist, da beim Schütteln der Maschine keine und nur beim Schütteln der Stange Leistung verbraucht wird. Beim Verschieben der Ausgleichsmasse wird natürlich etwas Leistung aufgenommen, was jedoch mit einer leistungsfähigeren Maschine ausgeglichen wird. Bei gleichem Gesamtgewicht des Schüttelbewegungsapparats wird jedoch durch den Einbau der Ausgleichs- und Vervielfachungsvorrichtung ein Lauf erreicht und auf die größeren Zweige eine wirksame Kraft ausgeübt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden der Wert für die Ausgleichsmasse und die Amplitude ihres Vor- und Rücklaufwegs so gewählt, dass eine gegenläufige Trägheitskraft erzeugt wird, die größer ist als die durch die Masse des mit der Stange verknüpften Satzes von Elementen verursachte Trägheitskraft. Hiermit wird erreicht, dass eine zur vom Motor an die Stange gelieferten wirksame Kraft addierte wirksame Kraftkomponente entsteht, wobei die erhöhte wirksame Kraft über einen Haken auf einen Zweig einwirken kann. Dies bedeutet, dass durch die zu ihrem Lauf passende Ausgleichsmasse nicht nur die Massen der Stange kompensiert werden, sondern auch eine erhöhte Kraft und eine erhöhte Amplitude der tatsächlichen Verschiebung des Hakens entstehen, die größer ist als der Lauf des Schüttelbewegungsmechanismus. Auch hier können durch den Einbau der Ausgleichs- und Vervielfachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung auch unter Berücksichtigung der durch eine leistungsfähigere Maschine bedingten Gewichtszunahme, optimale Leistungen bei nur geringer Zunahme des Gesamtgewichts des Schüttelbewegungsapparats erzielt werden. Diese geringe Gewichtszunahme ist auf jeden Fall viel geringer als das Gewicht, dem ein Apparat aus dem Stand der Technik zur Erzielung einer gleichwertigen Verbesserung der Dienstleistung ausgesetzt ist.
Bei dem Mechanismus der Vorrichtung zur Verschiebung des Gegengewichts kann es sich ebenso wie bei dem des mit der Stange verbundenen Schüttelbewegungsmechanismus um jeden beliebigen bekannten Mechanismus handeln, der zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine abwechselnde Längsbewegung befähigt ist, wobei beide Mechanismen vorzugsweise in einem Schutzgehäuse oder Ummantelung des tragbaren Schüttelbewegungsapparats untergebracht sind. Die Läufe beider Mechanismen können gleich oder verschieden sein, obwohl sie auf jeden Fall mit der jeweiligen Stange und den Ausgleichsmassen in Beziehung stehen müssen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden beide Mechanismen durch die von der Reduziervorrichtung kommende gleiche Eingangswelle angetrieben und weisen Handkurbel oder Kurbelwellen mit diametral entgegengesetzten Kurbelzapfen und Pleuelstangen auf, mit denen die jeweiligen Kurbelzapfen mit der Stange bzw. der Ausgleichsmasse verbunden sind.
Zur Verschiebung der Stange und der Ausgleichsmasse können jedoch neben dem Kurbel- und Kurbelwellenmechanismus auch andere Mechanismen zur Anwendung kommen, wie z.B. Exzenternockenmechanismen und Stößel, Trommelnocken, Dreh-, Schwenkscheiben usw. sowie dazu passende Teile. Es sei darauf hingewiesen, dass bei einigen der genannten Mechanismen die Eingangswelle parallel zum Ausgang der abwechselnden Längsverschiebung verläuft, während sie bei anderen senkrecht dazu verläuft, weshalb beide Mechanismen durch die gleiche Reduziervorrichtung oder durch unabhängige Reduziervorrichtungen bzw. Antriebe mit zueinander parallel oder senkrecht angeordneten Wellen, angetrieben werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen noch deutlicher ersichtlich. Hierin zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine aus dem Stand der Technik;
2 eine Prinzipskizze, in der die benutzte Kräfte- und Verschiebungsverteilung einer tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine aus dem Stand der Technik ohne Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung veranschaulicht ist;
3 eine Prinzipskizze, in der die benutzte Kräfte- und Verschiebungsverteilung einer tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine aus dem Stand der Technik mit einer Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist, die zum Ausgleich der Trägheitskräfte des Apparats ohne Berücksichtigung äußerer Reaktionskräfte vorbereitet ist;
4 eine Prinzipskizze, in der die benutzte Kräfte- und Verschiebungsverteilung einer tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine aus dem Stand der Technik mit einer Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist, die zum Ausgleich der Trägheitskräfte des Apparats sowie anderer äußerer Reaktionskräfte wie z.B. die von einem Baum oder Strauchzweig oder Nebenstamm auf den Haken ausgeübten Kräfte vorbereitet ist;
5 eine schematische Seitenansicht einer tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine mit einer Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der eine Doppelpleuelstange und ein Kurbelmechanismus eingebaut sind;
5A eine schematische Seitenansicht einer tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine mit einer Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung gemäß einem weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der eine Doppelpleuelstange und ein Kurbelmechanismus eingebaut sind;
5B eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie V-V aus 5A;
6 und 7 sehr schematische Ansichten von Beispielen für die Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, in der eine Doppelpleuelstange und ein Kurbelmechanismus sowie eine Eingangsdrehantriebswelle parallel zur abwechselnden Ausgangslängsschüttelbewegung eingebaut sind, die z.B. bei einer tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine zum Einsatz kommt;
7A und 7B sehr schematische Ansichten von Beispielen für die Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, in der eine Doppelpleuelstange und ein Kurbelmechanismus sowie eine Eingangsdrehantriebswelle senkrecht zur abwechselnden Ausgangslängsschüttelbewegung eingebaut sind, die z.B. bei einer tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine zum Einsatz kommt; sowie
8 bis 11 sehr schematische Ansichten einiger anderer Formen, die von der Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angenommen werden können, die z.B. bei einer tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine zum Einsatz kommt.
Ausführliche Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den verschiedenen Abbildungen werden zur Bezeichnung analoger Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
Der Schüttelbewegungsapparat aus 1 besitzt die klassische Form aus dem Stand der Technik. Der Apparat weist einen Grundaufbau wie z.B. einen Rahmen 1, Gehäuse oder Ummantelung auf, an dem ein Motor 2 mit einer Zentrifugalkupplung 3 (die bei einigen Ausführungen durch einen Abtrieb eines externen Motors ersetzt ist) befestigt ist. Eine von der Kupplung 3 kommende Eingangsdrehantriebswelle 40 ist über eine Reduziervorrichtung 4 wie z.B. ein Schnecken- und Trommelgetriebe, konisches Getriebe, Riemenscheibe und Riemen usw. mit einem Schüttelbewegungsmechanismus 5 verbunden. Der Schüttelbewegungsmechanismus 5 kann nach verschiedenen Funktionsweisen arbeiten, ist jedoch auf jeden Fall zur Umwandlung der Drehbewegung am Ausgang der Reduziervorrichtung 4 in eine abwechselnde Schüttelbewegung am Ausgang des Schüttelbewegungsmechanismus 5 selbst befähigt, wo er mit einer Stange 6 verbunden ist, an deren distalem Ende ein Betätigungselement wie z.B. ein Haken 7 befestigt ist. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist der Schüttelbewegungsmechanismus 5 mit einer Handkurbel bzw. Kurbelwelle 11 und einer Pleuelstange 15 ausgeführt. Die Stange 6 ist mit mindestens einem durch eine Längsführung 31 linear geführten Bereich versehen, die bezüglich des Motors 2 am distalen Ende des Rahmens 1 befestigt ist.
Der Apparat aus 1 ist in der Regel mit mindestens einem Griff (nicht gezeigt) ausgestattet, in dem die Maschinensteuerungselemente und ein Gurt oder Gürtel (nicht gezeigt) zum Tragen des Apparats auf der Schulter integriert sind, die dazu dienen, dass der Bediener zur Befestigung des Betätigungselements 7 an einem Baum oder Buschzweig oder Nebenstamm oder zum Einhängen mit einem Haken, während der Motor 2 langsam läuft, den Apparat tragen, steuern und regulieren und nach Befestigung des Zweigs bei gelöster Kupplung 3 den Motor 2 schneller laufen lassen und die Kupplung in den Schüttelbewegungsmechanismus 5 einrasten kann, um die Schüttelbewegung der Stange 6 an den Zweig oder Nebenstamm zu übertragen, um die Obstentnahme davon zu erzwingen. Die Maschine ist einem Teil der Kraft und Verschiebung ausgesetzt, da die Schüttelbewegung von der Maschine und der Stange proportional zu ihren jeweiligen Massen gemeinsam getragen wird, wobei die Begriffe „Maschine" und „Stange" so zu verstehen sind, wie sie in dem den Stand der Technik betreffenden Punkt oben beschrieben worden sind. Bisher waren die Bemühungen der Konstrukteure hauptsächlich darauf gerichtet, Vorrichtungen zur Dämpfung der in Verbindung mit den Griffen und Gurten auftretenden Schüttelbewegungen bereitzustellen. Ein weiterer aus der Sicht der Verringerung der Schüttelbewegung als günstig einzustufender Punkt bestand darin, die Maschine mit einer möglichst großen Masse im Vergleich zur Stangenmasse auszuführen. Durch diese größere Masse der Maschine wird der Bediener jedoch aufgrund erhöhter Müdigkeit stark belastet.
Wie aus 5 und den nachfolgenden Abbildungen hervorgeht, ist die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung z.B. in einer tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine der oben in 1 beschriebenen Art eingebaut, die eine durch den Motor 2 oder einen Abtrieb angetriebene und mit dem Schüttelbewegungsmechanismus 5 koordinierte Verschiebevorrichtung 9 aufweist, mit der eine Masse 8 (die zusammen mit den zugehörigen Elementen die Ausgleichsmasse E der nachfolgenden Beispiele darstellt) auf einem Vor- und Rücklaufweg bewegt wird, der zu dem Vor- und Rücklaufweg des Schwerpunkts des Satzes von Elementen, der mit der mit einer abwechselnden Bewegung bezüglich des Grundaufbaus 1 versehenen Stange 6 (die in den nachfolgenden Beispielen die Masse der Stange V darstellt) verknüpft ist, räumlich entgegengesetzt und zeitlich gleichzeitig ist. Die Wirkungen dieser Massen der Stange 6 und der Ausgleichsmassen 8, die synchronisiert in entgegengesetzten Richtungen verlaufende Schüttelbewegungen ausführen, können vollständig ausgeglichen werden und können sogar zugunsten einer Nutzkraft- und -verschiebung des Apparats unausgeglichen bleiben. Die Werte für die Massen der Stange 6 und die Ausgleichsmasse 8 sowie die Läufe ihrer abwechselnden Längsschüttelbewegungen müssen nicht unbedingt gleich sein, doch ist es unbedingt nötig, dass sie die vorgegebenen Verhältnisse einhalten.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird der auf den Amplitudenwert ihrer Vor- und Rücklaufweg eingestellte Wert für die Masse 8 so gewählt, dass eine gegenläufige Trägheitskraft erzeugt wird, mit der die durch die Masse des mit der Stange 6 verknüpften Satzes von Elementen verursachte Trägheitskraft ausgeglichen werden kann.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel werden der Wert für die Masse 8 und die Amplitude ihres Vor- und Rücklaufwegs vorteilhafterweise zusammen so ausgewählt, dass eine gegenläufige Trägheitskraft erzeugt wird, die größer ist als die durch die Masse des mit der Stange 6 bzw. „Stange" V verknüpften Satzes von Elementen verursachte Trägheitskraft, damit eine zur durch den Motor 2 an die Stange gelieferten wirksame Kraft addierte wirksame Kraftkomponente entsteht, durch die die Länge der Verschiebung der Stange 6 bezüglich des Laufs des Schüttelbewegungsmechanismus 5 erhöht wird, wobei die erhöhte wirksame Kraft und Verschiebung über einen Haken 7 auf einen Zweig ausgeübt werden können.
In 2 bis 4 sind schematisch die Verteilungen der Kräfte und Verschiebungen in drei Beispielen für eine tragbare mechanische Schüttelerntemaschine der oben beschriebenen Art dargestellt: in dem in 2 gezeigten Beispiel 1 ist im Apparat keine Ausgleich- und Vervielfachungsvorrichtung eingebaut, d.h. es handelt sich um einen Apparat aus dem Stand der Technik; in den in 3 bzw. 4 gezeigten Beispielen 2 und 3 sind in den Apparaten Ausgleichs- und Vervielfachungsvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut, die jeweils den zwei oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen entsprechen. In 2, 3 und 4 sind die Längen der Pfeile proportional, wobei die einfachen Pfeile die Anteile der Kräfte bezüglich der vom Motor 2 erzeugten Gesamtkräfte darstellen, denen die „Maschine" M und die „Stange" V ausgesetzt sind, während die Pfeile mit den gestrichelten Linien die Anteile der Verschiebung darstellen, denen die „Maschine" M bzw. „Stange" V bezüglich der Gesamtverschiebung bzw. des Laufs des Schüttelbewegungsmechanismus 5 ausgesetzt sind.
Außerdem muss darauf hingewiesen werden, dass die Kräfte nicht konstant sind, sondern einem sinusartigen Verlauf folgen, indem sie abwechselnd und zunehmend zwischen einem bezüglich eines Nullwerts symmetrischen positiven Maximalwert und einem negativen Maximalwert schwanken. Die in den folgenden Beispielen angegebenen Kräfte entsprechen einem der Maximalwerte.
Beispiele
Beispiel 1
Beispiel 1 ist im Diagramm der 2 veranschaulicht und entspricht einem Apparat aus dem Stand der Technik, der oben in Bezug mit 1 beschrieben wurde. In 2 besitzt die „Maschine" M eine Masse von 10 kg, die „Stange" V eine Masse von 2,5 kg und der 2000 Takte/Minute durchführende Schüttelbewegungsmechanismus 5 einen Gesamtlauf von 60 mm. Die auf die Stange V ausgeübte Kraft FV beträgt 3240 N und die auf die Maschine M ausgeübte Gegenkraft FM beträgt ebenfalls 3240 N. Die Ausübung dieser gleichen Kräfte auf die sehr ungleichen Massen V und M der Stange bzw. der Maschine führt jedoch dazu, dass von den zur Verfügung stehenden 60 mm Schüttelbewegungsverschiebung lediglich 48,4 mm der Nutzverschiebung DV der Stange und 11,6 mm der Verschiebung DM, der die Maschine ausgesetzt ist, entspricht. Dies bedeutet, dass die tatsächlich vorhandene auf den Zweig eines Baums oder Strauchs einwirkende Kraft gleich der auf die Stange einwirkenden Kraft FV von 3240 N ist bei einer Nutzverschiebeleistung von 80,7 % und einer Restschüttelbewegung des Maschinenkörper mit einer Amplitude von 11,6 mm, wodurch sich für den Bediener Störungen und Ermüdung ergeben.
Beispiel 2
Beispiel 2 ist im Diagramm der 3 veranschaulicht und entspricht einem tragbaren Schüttelbewegungsapparat mit der Ausgleichs- und Vervielfachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, der in dem vorliegenden Beispiel 2 zum Ausgleich der Trägheitskräfte des Apparats ohne Berücksichtigung der äußeren Reaktionskräfte vorbereitet ist. Hier besitzt die Maschine M wie im vorhergehenden Beispiel eine Masse von 10 kg, die Stange V eine Masse von 2,5 kg und der Schüttelbewegungsmechanismus 5 einen Gesamtlauf von 60 mm und führt 2000 Takte/Minute durch. Bei diesem Beispiel ist jedoch ein zweiter Schüttelbewegungsmechanismus bzw. Verschiebe-vorrichtung 9 vorhanden, durch den eine Ausgleichsmasse E von 2,5 kg bei einem Lauf von 60 mm verschoben wird, also ein Verhältnis von Masse zu Lauf gleich dem Verhältnis von Masse und Lauf der Stange V. Es ist zu berücksichtigen, dass die Masse M der Maschine zur Ausgleichsmasse E addiert wurde und die Gesamtmasse MT der Maschine somit 12,5 kg beträgt. Bei diesem Beispiel 2 wurde vom ersten Schüttelbewegungsmechanismus 5 auf die Stange V eine Kraft FV von 4191 N ausgeübt, wobei die entsprechende, auf die Maschine MT einwirkende Kraft FMV der Stange ebenfalls 4191 N beträgt. Andererseits wird durch die Verschiebevorrichtung 9 auf die Ausgleichsmasse eine Kraft FE von nochmals 4191 N ausgeübt, und die Maschine MT ist bezüglich der Ausgleichsmasse einer Gegenkraft FME von 4191 N ausgesetzt. Hier sind die auf die Maschine MT in gegenläufiger Richtung ausgeübten Kräfte FME und FMV gleich und werden auf gleiche Massen ausgeübt. Somit sind sowohl die Verschiebung DV der Stange V als auch die Verschiebung DE der Masse E in gegenläufiger Richtung genau gleich den 60 mm des Laufs des Schüttelbewegungsmechanismus 5 bzw. 9 und, da die Ausgleichsmasse E in der „Maschinen"-Anlage enthalten ist, beträgt die Nutzverschiebung der Stange V bezüglich eines außerhalb des Apparats gelegenen Punkts 60 mm, während die Verschiebung der Maschine plus der Ausgleichsmasse MT 0 beträgt. Die tatsächlich vorhandene, auf den Baum oder einen Strauchzweig einwirkende Kraft ist die Kraft FV von 4191 N bei einer Nutzverschiebeleistung von 100% und keiner Restschüttelbewegung des Maschinenkörpers. Dies bedeutet, dass der Apparat aus Beispiel 2 im Leerlauf im Vergleich mit Beispiel 1 aus dem Stand der Technik ausgeglichen ist, da die Schüttelbewegung des Maschinenkörpers unter Erhöhung der auf den Zweig einwirkenden Kraft und Verbesserung der Schwingungsamplitude beseitigt wurde.
Beim Antrieb der Ausgleichsmasse E muss natürlich eine zusätzliche Leistung aufgenommen werden, das heißt die Maschine aus Beispiel 2 benötigt eine leistungsfähigere Maschine als die Maschine aus Beispiel 1 aus dem Stand der Technik. Die durch die leistungsfähigere Maschine bedingte Gewichtszunahme zusammen mit dem Gewicht der Masse E und der Ausgleichsverschiebevorrichtung 9 ist jedoch proportional gering im Vergleich mit der Zunahme der erzielten Leistung, oder anders gesagt, es lässt sich eine Maschine mit der gleichen Leistung und weniger Gewicht herstellen.
Beispiel 3
Das Diagramm aus 4 veranschaulicht das Beispiel 3 und entspricht einem tragbaren Schüttelapparat mit der Ausgleichs- und Vervielfachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die bei dem vorliegenden Beispiel 3 zum Ausgleich der Trägheitskräfte vorbereitet ist und zusätzlich über eine überschüssige Ausgleichskraft verfügt, mit der die vom Baum oder Strauchzweig oder Nebenstamm, auf den der Haken 7 angewendet wird, ausgeübte äußere Gegenkraft teilweise oder vollständig ausgeglichen werden kann. In diesem Fall besitzt die Maschine genau wie in den vorhergehenden Beispielen eine Masse von 10 kg, die Stange V eine Masse von 2,5 kg und der 2000 Takte/Minute durchführende Schüttelbewegungsmechanismus 5 einen Gesamtlauf von 60 mm. Bei diesem Beispiel ist auch ein zweiter Schüttelbewegungsmechanismus bzw. Verschiebevorrichtung 9 vorhanden, mit dem in diesem Fall jedoch eine Ausgleichsmasse E von 5 kg bei einem Lauf von 60 mm verschoben wird, das heißt ein Verhältnis von Masse zu Ausgleichslauf, das deutlich höher ist als das Verhältnis von Masse zu Lauf der Stange V. In diesem Fall beträgt die Gesamtmasse MT der Maschine 15 kg.
Bei dem vorliegenden Beispiel 3 beträgt die durch den ersten Schüttelbewegungsmechanismus 5 auf die Stange V einwirkende Kraft 4778 N, während die entsprechende auf die Maschine MT einwirkende Gegenkraft FMV der Stange ebenfalls 4778 N beträgt. Andererseits wird durch die Verschiebevorrichtung 9 auf die Ausgleichsmasse E eine Kraft FE von 7870 N ausgeübt, und die Maschine MT ist bezüglich der Ausgleichsmasse einer Gegenkraft FME von ebenfalls 7870 N ausgesetzt. Hier sind die auf den Satz von Maschinenkörper MT ausgeübten Kräfte FME deutlich höher als die auf die gleiche Maschine MT ausgeübte Kraft FMV in gegenläufiger Richtung. Somit ist in Richtung der Verschiebung der Stange ein günstiges Ungleichgewicht vorhanden, das zu einer Verschiebung DM der Maschine MT in dieser Richtung von 8,55 mm führt. Diese Verschiebung DM erfolgt auf Kosten der Verschiebung DE in gegenläufiger Richtung der Ausgleichsmasse, die jetzt lediglich 51.45 mm beträgt. Andererseits erhöht sich die Nutzverschiebung der Stange V auf 68,55 mm. Die tatsächlich vorhandene, auf den Zweig eines Baums oder Strauchs einwirkende Kraft ist die Kraft FME, das heißt 7180 N, bei einer Nutzverschiebungsleistung von 114,2%, das heißt bei einer Restschüttelbewegung des Maschinenkörpers in der gleichen Richtung wie die Verschiebung der Stange V.
Dies bedeutet, dass der Apparat aus Beispiel 3 ausgeglichen werden kann, indem zur Reaktion des Zweigs mit der auf einen Zweig eines Baums oder Strauchs geeigneter Dicke bzw. Stärke einwirkenden Stange gearbeitet wird. Die Vorrichtung der vorliegenden Vorrichtung kann je nach der für die Kultur gewünschte Dicke bzw.
Stärke, für die die Vorrichtung vorgesehen ist, über eine Zeichnung verfügen. Im Beispiel 3 wurde zusätzlich die auf den Zweig einwirkende Kraft erhöht und die Leistung bezüglich des Ausmaßes der Schüttelbewegung wesentlich verbessert, wodurch ein höheres Ausmaß als der Lauf selbst des Schüttelbewegungsmechanismus 5 des Apparats erzielt wurde.

Die Vergleichsergebnisse der vorhergehenden Beispiele sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.

	Beispie 1 Stand der Technik	Beispiel 2 erfindungsgemäß	Beispiel 3 erfindungsgemäß
Schüttelfrequenz (Takte/Minute)	2000	2000	2000
Masse des Maschinenkörpers (kg)	10	10	10
Bewegte Masse in Verbindung mit der Stange (kg)	2,5	2,5	2,5
Bewegte Ausgleichsmasse (kg)	–	2,5	5
Verschiebungslauf Stange (mm)	60	60	60
Verschiebungslauf Ausgleichsmasse (mm)	–	60	60
Gesamtnutzkraft (N)	3240	4191	7180
Tatsächliche Verschiebung der Stange (mm)	48,55	60	68,55
Nutzverschiebeleistung der Stange (%)	80,7	100	114,2

In 5 ist ein tragbarer mechanischer Schüttelapparat mit der Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt.
Der Apparat aus 5 besitzt eine allgemeine Form, die der des in 1 gezeigten Apparats aus dem Stand der Technik ähnlich ist, mit einem Grundaufbau wie z.B. einem Rahmen, Gehäuse oder Ummantelung 1, an dem ein Motor 2 mit einer Zentrifugalkupplung 3 befestigt ist. Mit einer von der Kupplung 3 kommenden Eingangsdrehantriebswelle 40 wird eine Reduziervorrichtung 4 wie z.B. ein Schnecken- und Trommelgetriebe angetrieben, wobei die Ausgangswelle mit der Eingangswelle 30 eines Schüttelbewegungsmechanismus 5 gekoppelt ist, der eine Handkurbel oder Kurbelwelle 11 aufweist, die über einen Kurbelzapfen 13 mit einer Pleuelstange 15 verbunden ist. Am dem Motor 2 gegenüberliegenden Ende des Rahmens 1 ist eine Linearführung 31 für eine Stange 6 mit einem mit der Pleuelstange 15 verbundenen inneren Ende und einem äußeren distalen Ende montiert, an dem ein Betätigungselement wie z.B. ein Haken 7 befestigt ist.
Der Unterschied besteht darin, dass im Apparat aus 5 eine Verschiebevorrichtung 9 eingebaut ist, bei der es sich um einen zweiten Schüttelbewegungsmechanismus handelt, der zur Umwandlung der Drehbewegung der Ausgangswelle 30 der Reduziervorrichtung 4 in eine abwechselnde Längsbewegung befähigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt die Ausgangswelle 30 der Reduziervorrichtung die gemeinsame Eingangswelle für beide Schüttelbewegungsmechanismen 5, 9 dar. Die Verschiebevorrichtung 9 weist eine zweite Handkurbel bzw. Kurbelwelle 12 auf, die an der Eingangswelle 30 montiert ist, wobei ein zweiter Kurbelzapfen 14 mit der Masse 8 verbunden ist, die auf einer zweiten Linearführung 17 verschiebbar ist.
Der erste und zweite Kurbelzapfen 13, 14 sind gegeneinander um einen Winkel von 180° versetzt, damit die Verschiebungen der mit der Stange 6 bzw. der Masse 8 verbundenen ersten bzw. zweiten Pleuelstange 15, 16 gleichzeitig und in gegenläufiger Richtung ausgeführt werden können.
Vorzugsweise sind die Verschiebevorrichtung 9, die Linearführung 17 und die Masse 8 in einem Schutzgehäuse (das im Grundaufbau 1 integriert sein könnte) der Mechanismen der tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine untergebracht.
Wie aus dem Ausführungsbeispiel der 5 zu ersehen ist, verläuft sowohl der Weg der abwechselnden Längsschüttelbewegung der Stange 6 am Ausgang des Schüttelbewegungsmechanismus 5 als auch der Weg der abwechselnden Längsschüttelbewegung der Masse 8 am Ausgang der Verschiebevorrichtung 9 senkrecht zur Welle 30 der Drehbewegung an dessen Eingang. Zusätzlich haben beide Schüttelbewegungsmechanismen eine Eingangswelle 30 gemeinsam, die über die gleiche Reduziervorrichtung 4 durch den Motor 2 angetrieben wird.
In 5A ist ein tragbarer mechanischer Schüttelapparat gezeigt, der mit einer Kraftausgleichs- und -vervielfachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß einem weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ausgestattet ist, der ähnlich zu dem in 5 gezeigten ist, außer dass hier die zweite Pleuelstange 16, durch die der zweite Kurbelzapfen 14 der zweiten Handkurbel bzw. Kurbelwelle 12 mit der Masse 8 verbunden ist, auf den gleichen Teil der Ummantelung 1 gerichtet ist als die erste Pleuelstange 15, durch die der erste Kurbelzapfen 13 der ersten Handkurbel bzw. Kurbelwelle 11 mit der Stange 6 verbunden ist. Somit nähert sich der Bereich, innerhalb dessen sich der Schwerpunkt der mit der Masse 8 verbundenen Elemente bewegt, an den Bereich an, innerhalb dessen die Schwerpunkte der mit der Stange 6 verbundenen Elemente eine Längsschüttelbewegung ausführen, wodurch sich eine Verringerung der durch die Verschiebungen der beiden Schwerpunkte verursachten Drehmomente gemäß einer zum Apparat quer verlaufenden Welle ergibt. Eine Annäherung der Wege der Schwerpunkte in einer Querrichtung ist erwünscht, wobei im Idealfall beide Wege koaxial sind. Mit der in 5A gezeigten Anordnung wird eine Annäherung beider Wege ermöglicht, die noch verbessert wird, wenn die Masse 8 einen Teil die Stange 6 umgibt. Diese Form lässt sich am besten am Querschnitt aus 5B erkennen, wo die Masse 8 ein U-förmiges Querschnittsprofil aufweist, das den Bereich des Innenendes der Stange 6 teilweise umgibt. Beim Beispiel aus 5B besteht die Linearführung 17 des Wegs der Masse 8 aus einem Paar paralleler Stangen mit entsprechenden Bohrungen durch die Masse 8, gegebenenfalls im Zusammenwirken mit Gleitlagern (nicht gezeigt), damit die Drehung der Masse 8 verhindert wird.
In 6 und 7 sind andere Anordnungen gezeigt, die eine Form ähnlich der aus 5 und 5A aufweisen.
So ist die Reduziervorrichtung 4 in 6 ein konischer Zahnradantrieb 32, der an der Eingangsdrehantriebswelle 40 und dem Antriebskegelrad 33 befestigt ist, das an der Eingangswelle 30 befestigt ist, die zwei Enden besitzt, an denen die erste bzw. zweite Handkurbel 11, 12 befestigt ist, die mit der Pleuelstange 15 bzw. 16 verbunden ist, durch die die Stange 6 bzw. die Ausgleichsmasse 8 angetrieben werden.
Beim Apparat aus 7 weist die Reduziervorrichtung 4 ebenfalls einen konischen Zahnradantrieb 32 und ein Antriebskegelrad 33 auf, wobei die Eingangswelle 30 hier jedoch mit einer Kurbelwelle 34 mit zwei Exzenterkurbelzapfen 13, 14 gekoppelt ist, die zueinander um einen Winkel von 180° versetzt angeordnet sind, wobei die Exzenterkurbelzapfen 13, 14 mit der Pleuelstange 15 bzw. 16 verbunden sind, durch die die Stange 6 bzw. die Ausgleichsmasse 8 angetrieben werden.
Die Mechanismen der in 7A und 7B gezeigten Apparate sind genau gleich der in 7 gezeigten, außer dass die Eingangsdrehantriebswelle 40 senkrecht zur abwechselnden Ausgangslängsschüttelbewegung angeordnet ist. Beim Mechanismus aus 7A weist die Kopplung der Eingangsdrehantriebswelle 40 mit der Eingangswelle 30, die beiden Mechanismen 5, 9 gemeinsam ist, einen Zahnradantrieb 41 und ein Zahnrad 22 mit parallelen Wellen auf, während beim Mechanismus aus 7B die Kopplung der Eingangsdrehantriebswelle 40 mit der Eingangswelle 30 ein Planetengetriebe 43 aufweist. In beiden Fällen könnte durch die Anordnung der Eingangswelle 40 senkrecht zur Schüttelbewegung der Motor 2 (in 7A und 7B nicht gezeigt) im unteren Teil der Ummantelung 1 angebracht werden, so dass die Welle 40 beim Betrieb durch die Schwerkraftwirkung an einer im wesentlichen senkrechten Ebene gehalten wird.
Eine weitere Variante der Schüttelbewegungsmechanismen 5, 9 ist in 8 veranschaulicht. In diesem Fall ist die Eingangsdrehantriebswelle 40 über einen konischen Zahnradantrieb 32 und ein Antriebskegelrad 33 gekoppelt, wodurch an eine beiden Schüttelbewegungsmechanismen 5, 9 gemeinsame Eingangswelle 30 eine Drehbewegung übertragen wird, wobei die Schüttelbewegungsmechanismen 5, 9 aus sinusförmigen Mechanismen hergestellt sind, die aus der Handkurbel 35 bzw. 36 mit auf Führungen 38 bzw. 39 gleitenden Schenkeln 37 bestehen, die mit der Stange 6 bzw. der Masse 8 verbunden sind.
Es sind noch weitere Varianten (nicht gezeigt) der Schüttelbewegungsmechanismen mit einer Eingangswelle senkrecht zur Ausgangswelle möglich, die auf die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung anwendbar sind. Eine dieser Varianten könnte einen Exzenternockenstößelmechanismus aufweisen, z.B. in Form eines am bezüglich der Schüttelstange nahen Ende befestigten kleinen Rads oder eines an der Ausgleichsmasse befestigten Stabs, wobei die Stange und/oder der Stab der Kraft einer Rückzugsfeder entgegen wirken.
In den nachstehenden 9 bis 11 sind weitere Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen beide Schüttelbewegungsmechanismen 5, 9 über eine zur Ausgangswelle parallele Eingangswelle verfügen.
Beim Apparat aus 9 ist die Ausgangswelle der Reduziervorrichtung (nicht gezeigt) mit der Eingangswelle 30 einer Trommelnocke 18 mit einer Nockennut 19 gekoppelt, mit der ein erster und zweiter Stößel 21, 22 verknüpft sind, die im Bereich der Nut 19 bezüglich Zentralwelle der Trommel 18 gegeneinander um einen Winkel von 180° versetzt angeordnet sind, wobei der erste Stößel 21 mit dem nahen Ende der Stange 6 und der zweite Stößel 22 mit der auf der Linearführung 17 bewegten Masse 8 verknüpft sind.
Beim Apparat aus 10 ist die Ausgangswelle der Reduziervorrichtung (nicht gezeigt) ebenfalls mit der Eingangswelle 30 einer Trommelnocke 23 mit einer ersten und zweiten Nockennut 24, 25, mit gegenläufigen Wegen bezüglich einer zur Zentralwelle der Trommel 23 senkrechten Ebene gekoppelt. Ein erster Stößel 26, der mit dem nahen Ende der Stange 6 verknüpft ist, ist mit der ersten Nut 24 gekoppelt angeordnet und ein zweiter Stößel 27, der mit der Masse 8 verknüpft ist, ist mit der zweiten Nut 25 gekoppelt angeordnet. Die Masse 8 bewegt sich auf der Linearführung 17.
Für den Schüttelbewegungsmechanismus mit einer zur Ausgangswelle parallelen Eingangswelle sind auch noch weitere Varianten (nicht gezeigt) möglich, die auf die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung anwendbar sind. Eine dieser Varianten könnte einen Mechanismus mit einer Kippscheibe, die bezüglich der Welle des entsprechenden Schüttelbewegungs- bzw. Verschiebemechanismus und Stößelmechanismus geneigt befestigt ist und z.B. die Form eines am zur Schüttelstange nahen Ende befestigten kleinen Rads oder eines mit der Ausgleichsmasse verbundenen Stabs aufweist, wobei die Stange und/oder der Stab der Kraft einer Rückzugsfeder entgegen wirken.
Beiden Schüttelbewegungs- und Verschiebevorrichtungen 5, 9 ist zwar in den anhand der 5 bis 10 oben beschriebenen Vorrichtungen eine von der Reduziervorrichtung 4 kommende einzige Eingangswelle 30 gemeinsam und beide Mechanismen sind jeweils artgleich, doch könnte die Ausgleichs- und Vervielfachungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung auch dazu beitragen, dass die Mechanismen der Schüttelbewegungs- und Verschiebevorrichtungen 5, 9 verschiedenartig sind und/oder von unabhängigen Eingangswellen angetrieben werden.
Beim in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Schüttelbewegungsmechanismus 5 eine von den Eingangswellen 20 der Verschiebevorrichtung 9 unabhängige Eingangswelle 10 auf. Die Eingangswellen 10, 20 sind jeweils über unabhängige Reduziervorrichtungen (nicht gezeigt) mit der Antriebskraft des Motors 2 oder einem anderen gleichwertigen Abtrieb verbunden. Es ist vorgesehen, dass die Drehgeschwindigkeiten der beiden Eingangswellen 10, 20 synchronisiert sind, z.B. dass beide Reduziervorrichtungen ihre Antriebskraft von einer gemeinsamen Welle erhalten. Die Umwandlung der Drehbewegung der Welle 10 in die abwechselnde Längsbewegung der Stange 6 erfolgt über die Pleuelstange 15 und den Kurbelmechanismus 11, der den in 5 und 6 gezeigten ähnlich ist, während die Umwandlung der Drehbewegung der Welle 20 in die abwechselnde Längsbewegung der Masse 8 über den Trommelnocken- 18 und Stößelmechanismus 22 erfolgt, der dem in 9 gezeigten ähnlich ist.
Es versteht sich von selbst, dass der Fachmann an den Schüttelbewegungs- und Massenausgleichsverschiebungsmechanismen weitere Änderungen vornehmen kann, ohne dadurch den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Tragbarer abwechselnder Längsschüttelbewegungsapparat mit einem Grundaufbau wie z.B. einem Rahmen, Gehäuse bzw. Ummantelung (1), an dem ein Motor (2) bzw. Abtrieb befestigt ist, der mit einem Schüttelbewegungsmechanismus (5) verbunden ist, der zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine abwechselnde Längsschüttelbewegung befähigt ist, einer Stange (6), die mit dem Ausgang des Schüttelbewegungsmechanismus (5) verbunden und mit mindestens einem bezüglich des Rahmens (1) in einer Führung (31) linear geführten Bereichs und einem Betätigungselement (7) am distalen Ende der Stange (6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine durch den Motor (2) bzw. Abtrieb angetriebenen und mit dem Schüttelbewegungsmechanismus (5) koordinierte Verschiebevorrichtung (9) aufweist, mit der zumindest eine Masse (8) auf einem Vor- und Rücklaufweg bewegt wird, der zu dem Vor- und Rücklaufweg des Schwerpunkts des Satzes von Elementen, der mit der mit einer abwechselnden Bewegung bezüglich des Grundaufbaus (1) versehenen Stange (6) verknüpft ist, räumlich entgegengesetzt und zeitlich gleichzeitig ist, wobei der Wert der zumindest einen Masse (8) und der Amplitudenwert ihres Vor- und Rücklaufwegs zusammen so ausgewählt werden, dass eine gegenläufige Trägheitskraft erzeugt wird, mit der zumindest die durch die Masse des mit der Stange (6) verknüpften Satz von Elementen verursachte Trägheitskraft ausgeglichen werden kann.
Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der zumindest einen Masse (8) und die Amplitude ihres Vor- und Rücklaufwegs zusammen so ausgewählt werden, dass eine gegenläufige Trägheitskraft erzeugt wird, die größer ist als die durch die Masse des mit der Stange (6) verknüpften Satzes von Elementen verursachte Trägheitskraft, so dass eine wirksame Kraftkomponente entsteht, die zu der durch den Motor (2) an die Stange (6) gelieferte wirksame Kraft addiert wird, wodurch die Amplitude der Verschiebung der Stange (6) bezüglich des Laufs des Schüttelbewegungsmechanismus (5) erhöht wird, wobei die erhöhte wirksame Kraft und die Verschiebung über das Betätigungselement (7) an ein Außenelement übertragen werden kann.
Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebevorrichtung (9) und die Masse (8) in einer Ummantelung, Rahmen oder Gehäuse (1) der tragbaren mechanischen Schüttelerntemaschine untergebracht sind, wobei in der Ummantelung, Rahmen oder Gehäuse (1) außerdem zumindest eine Reduziervorrichtung (4) sowie der Schüttelbewegungsmechanismus (5) untergebracht sind.
Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich, in dem sich die Masse (8) hin- und herbewegt, nahe eines Bereiches liegt, in dem sich ein Innenende der Stange (6) hin- und herbewegt, und dass die Masse (8) ein U-förmiges Querschnittsprofil aufweist, das teilweise einen Teil der Stange (6) umgibt.
Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg der abwechselnden Längsschüttelbewegung der Stange (6) am Ausgang des Schüttelbewegungsmechanismus (5) senkrecht zur Welle (10) der Drehbewegung an dessen Eingang verläuft, wobei der Schüttelbewegungsmechanismus (5) aus der Gruppe bestehend aus Pleuelstange und Kurbelwelle bzw. Kurbelmechanismus und Exzenternockenstößelmechanismus ausgewählt ist.
Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg der abwechselnden Längsschüttelbewegung der Masse (8) am Ausgang der Verschiebevorrichtung (9) senkrecht zur Welle (20) der Drehbewegung an deren Eingang verläuft, wobei der Schüttelbewegungsmechanismus (5) aus der Gruppe bestehend aus Pleuelstange und Kurbelwelle bzw. Kurbelmechanismus und Exzenternockenstößelmechanismus ausgewählt ist.
Apparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (10, 20) am Eingang zu der Schüttelbewegungs- (5) bzw. Verschiebevorrichtung (9) als gleich- oder verschiedenartige Einzelwelle (30) ausgeführt sind, die beiden Vorrichtungen gemeinsam ist.
Apparat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttelbewegungs- (5) und Verschiebevorrichtung (9) jeweils eine erste und zweite Kurbel bzw. Kurbelwelle (11, 12), die an der Eingangswelle (30) montiert sind, wobei ein erster und zweiter Kurbelzapfen (13, 14) gegeneinander um einen Winkel von 180° versetzt sind, sowie eine erste Pleuelstange (15), mit der der Kurbelzapfen (13) mit dem nahen Ende der Stange (6) verknüpft wird, und eine zweite Pleuelstange (16) aufweisen, mit der der zweite Kurbelzapfen (14) und die Masse (8) verknüpft sind, wobei die Masse (8) sich auf einer zu der Führung (31) der Stange parallelen Führung (17) bewegt.
Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg der abwechselnden Längsschüttelbewegung der Masse (8) am Ausgang der Verschiebevorrichtung (9) parallel zur Welle (20) der Drehbewegung an deren Eingang verläuft, wobei der Schüttelbewegungsmechanismus (5) aus der Gruppe bestehend aus Trommelnockenstößelmechanismus und bezüglich der Drehachse und des Stößelmechanismus schrägen Schwingscheibe ausgewählt ist.
Apparat nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (20) am Eingang der Verschiebevorrichtung (9) über eine Reduziervorrichtung, die unabhängig von der mit der Eingangswelle (10) des Schüttelbewegungsmechanismus (5) gekoppelten Reduziervorrichtung (4) ist, mit der Antriebsleistung des Motors (2) verbunden ist.
Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg der abwechselnden Längsschüttelbewegung der Stange (6) am Ausgang des Schüttelbewegungsmechanismus (5) parallel zur Welle der Drehbewegung an dessen Eingang verläuft, wobei der Schüttelbewegungsmechanismus (5) aus der Gruppe bestehend aus Trommelnockenstößelmechanismus und bezüglich der Drehachse und des Stößelmechanismus schrägen Schwingscheibe ausgewählt ist.
Apparat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg der abwechselnden Längsschüttelbewegung der Masse (8) am Ausgang der Verschiebevorrichtung (9) parallel zur Welle (20) der Drehbewegung an deren Eingang verläuft, wobei der Schüttelbewegungsmechanismus (5) aus der Gruppe bestehend aus Trommelnockenstößelmechanismus und bezüglich der Drehachse und des Stößelmechanismus schrägen Schwingscheibe ausgewählt ist.
Apparat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen (10, 20) am Eingang zu der Schüttelbewegungs- (5) bzw. Verschiebevorrichtung (9) als gleich- oder verschiedenartige Einzelwelle (30) ausgeführt sind, die beiden Vorrichtungen gemeinsam ist.
Apparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttelbewegungs- (5) und Verschiebevorrichtung (9) eine Trommelnocke (18) mit einer Nockennut (19) aufweist, mit der ein erster und zweiter Stößel (21, 22) verknüpft sind, die im Bereich der Nut (19) bezüglich der Zentralwelle der Trommel (18) gegeneinander um einen Winkel von 180°C versetzt angeordnet sind, wobei der erste Stößel (21) mit dem nahen Ende der Stange (6) und der zweite Stößel (22) mit der auf der Linearführung (17) bewegten Masse (8) verknüpft ist.
Apparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttelbewegungs- (5) und Verschiebevorrichtung (9) eine Trommelnocke (23) mit einer ersten und zweiten Nockennut (24, 25) mit gegenläufigen Wegen bezüglich einer zur Zentralwelle der Trommel (23) senkrechten Ebene, einen ersten Stößel (26), der mit der ersten Nut (24) gekoppelt angeordnet und mit dem nahen Ende der Stange (6) verknüpft ist, und einen zweiten Stößel (27) aufweist, der mit der zweiten Nut (25) gekoppelt und mit der auf der Linearführung (17) bewegten Masse (8) verknüpft ist.
Apparat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg der abwechselnden Längsschüttelbewegung der Masse (8) am Ausgang der Verschiebevorrichtung (9) senkrecht zur Welle (20) der Drehbewegung an deren Eingang verläuft, wobei der Schüttelbewegungsmechanismus (5) aus der Gruppe bestehend aus Pleuelstange und Kurbelwelle bzw. Kurbelmechanismus und Exzenternockenstößelmechanismus ausgewählt ist.
Apparat nach Anspruch 12 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (20) am Eingang der Verschiebevorrichtung (9) über eine Reduziervorrichtung, die unabhängig von der mit der Eingangswelle (10) des Schüttelbewegungsmechanismus (5) gekoppelten Reduziervorrichtung (4) ist, mit der Antriebsleistung des Motors (2) verbunden ist.
Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Apparat um eine tragbare mechanische Schüttelerntemaschine und bei dem Betätigungselement um einen Haken (7) handelt, der an einem Baum, Strauchzweig oder Nebenstamm befestigt wird, um an diesen die Schüttelbewegung zu übertragen, um hierdurch von diesem die Obstentnahme zu erzwingen.