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Im
Garten gibt es Rasenkanten an Übergängen zu Gehwegplatten,
Abschlussplatten, Beeten, senkrechten Abschlüssen wie z.
B. Mauern.
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Beim
Mähen werden immer die nach oben stehenden Halme des Rasens
gekürzt. Parallel zum Boden kann er sich ausdehnen und
dabei die Ränder von Gehwegplatten überwuchern,
in die Fugen zwischen den Platten hineinwachsen oder in an den Rasen
grenzende Beete hineinwachsen. Wird der Rasen durch vertikale Flächen
begrenzt, wird beim Mähen des Rasens ein Streifen von wenigen
Zentimetern entlang dieser Wand nicht gemäht.
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Zum
Nachschneiden des nicht gemähten Streifens entlang von
vertikalen Begrenzungen sind Rasenkantenscheren bekannt die entweder
handbetätigt oder über Motor getrieben sind. Die
Schneidbewegung kann auch durch eine Fahrbewegung automatisch erzeugt
werden, wie in
DE 2058984 und
DE 1913299 bekannt gemacht.
Die Schere kann dabei aus einem oder mehreren Ober- und Untermesserpaaren
bestehen.
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Außerdem
sind Rasenkantenschneider bekannt, die statt der Schere mit einem
umlaufend angetrieben Schneidfaden ausgerüstet sind.
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Diese
Typen von Rasenkantenschneidern sind in den Einsatzmöglichkeiten
sehr eingeschränkt, nämlich nur als Ergänzung
zum Rasenmäher in dem Randstreifen z. B. entlang einer
Mauer, wo der Rasenmäher nicht hinkommt.
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Bei
den Übergängen Rasen/Platten und Rasen/Beet ist
die einfachste Möglichkeit einen sauberen Übergang
zu erreichen die Benutzung eines in der Formgebung leicht modifizierten
Spatens, wobei die Rasenkanten durch senkrechtes Einstechen des Spatens
geformt werden. Bei über Gehwegplatten wuchernden Rasen
entsteht dabei das Problem, immer genau die Plattenkante zu treffen,
die man nicht sehen kann. Darum wird an solchen Rasenübergängen
oft mit einem Messer gearbeitet und der Rasenüberhang sozusagen
abgeschnitten.
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Diese
manuelle Methode ist körperlich anstrengend und langwierig.
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DE 20 2004 020 170
U1 zeigt einen Vorschlag, wo ein zwischen Rasen und Platten
eintauchendes schräg angestelltes Messer an einem Fahrgestell
befestigt stoßweise vorwärts geschoben wird und
dabei Trennwirkung ausüben soll. Das Problem dabei ist,
dass das Gras vor der Schneide seitlich ausweicht und nicht sauber
geschnitten wird.
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Gemäß
DE 20 2008 017 462
U1 kann eine Schneide motorisch vertikal auf und ab bewegt
werden. Bei dem vertikalen Hub des Messers entsteht eine kontinuierliche
relativ große Kraft in Vorschubrichtung. Gleichzeitig entstehen
auch vertikale Kräfte, die versuchen, das Gerät
anzuheben. Zur Veranschaulichung kann man sich eine Stichsäge
vorstellen, die ständig hohe Vorschubkraft benötigt
und durch die hin und her gehenden vertikalen Schnittkräfte
zum Springen neigt. Um dieses Springen in Grenzen zu halten, sorgt
man dafür, dass beim Vorhub des Sägeblatts die
Säge mit ihrer Auflagefläche gegen das Schneidgut
gezogen wird. Entsprechend ist die Richtung der Verzahnung am Sägeblatt
gestaltet. Diese Entschärfung des Problems ist bei einem glatten
Messer des erwähnten Vorschlags aber nicht möglich.
Ein Pendelhub entschärft das Problem nur geringfügig.
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Bei
dem Vorschlag entsteht durch die Messerbewegung eine schwingende
vertikale Kraft, die das Gerät anheben möchte,
was noch verstärkt wird, wenn das Messer schräg
angestellt wird. Die Schnittbewegung des Messers, insbesondere die
Aufwärtsbewegung bringt die oberen Schichten des überwuchernden
Rasens insbesondere einzelne Grashalme zum Ausweichen, so dass kein
sauberer Schnitt erfolgen kann.
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Bei
einer Vielzahl von Vorschlägen wird ein rotierendes Messer
mit senkrechter Schnittebene direkt neben der Kante einer Platte
in den Rasen eingetaucht. Durch die Fahrbewegung entlang der Plattenkante
wird das Rotationsmesser angetrieben. Die über die Kontaktreibung
der Laufräder zum Boden erreichbare Kraft ist viel zu klein,
um das Messer gegen die Schnittkraft anzutreiben, wenn ein wirklicher
Rasenüberhang abzuschneiden ist und nicht nur überstehende
Grashalme.
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Das
Messer kann dabei als Kreismesser ausgeführt sein wie es
EP2022321A1 darstellt.
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Es
liegt nun nahe zur Reduzierung der körperlichen Belastung
und zur Überwindung der Schnittkräfte die Drehbewegung
des Rotationsmessers unabhängig durch einen Motor anzutreiben.
Das zeigt der Vorschlag gemäß
EP1616473A1 . Das Kreismesser
ist dabei ersetzt durch ein Messer mit 2 auf dem Umfang verteilten
Schneidfingern mit etwa radial verlaufender Schneide.
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Ein
wesentliches Problem stellt bei diesen Lösungen dar, dass
die umlaufenden Schneidfinger auf die Platten des Gehweges oder
Abschlussplatten aufschlagen können und dabei sich selbst
und die Platten beschädigen.
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Nach
DE29814169 wird versucht
dieses Problem zu vermeiden. Durch eine Führungsrolle,
die allerdings nur gegen quer zur Bewegungsrichtung verlaufende
Kanten, auf die der Schneider direkt hinbewegt wird, stößt
und das rotierende Messer fernhält.
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Die
umlaufenden motorisch angetriebenen Kreismesser oder Schlagmesser
stellen außerdem noch eine große Verletzungsgefahr
dar. Damit der Rasen nicht vor den umlaufenden Schneiden ausweicht,
muss die Drehzahl wie bei einem Rasenmäher sehr hoch sein,
was die Beschädigungs- und Unfallgefahr potenziert. Das
Kreismesser kann nur mit scharfer Schneide arbeiten. Das bringt
eine zusätzliche Verletzungsgefahr auch bei stehendem Antrieb. Das
Kreismesser stumpft durch die Umfangsbewegung ab und muss nachgeschliffen
werden.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rasenkantenschneider
zu schaffen, der die erwähnten Probleme vermeidet und für
alle vorkommenden Übergänge des Rasens zu verwenden
ist.
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Für
komfortables Arbeiten ist die Einrichtung motorisch angetrieben
und über Laufräder auf dem Rasen oder den Gehwegplatten
fahrbar.
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Statt
des gefahrvollen Hackschnittes der umlaufenden Schlagmesser und
des ebenso gefahrvollen und verschleißbehafteten Ziehschnittes
der Kreismesser wird durch einen Vibrationsschnitt oder Impulsschnitt
mit horizontal liegender Amplitude geschnitten.
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Dabei
taucht das Messer, das in einer vertikalen Schneidebene entlang
der Rasenkante arbeitet, um ein bestimmtes Maß t in den
Rasen ein. Seine Schneide ist unter einem Winkel α von
vorzugsweise 45° in Transportbewegungsrichtung von oben
nach unten zurückfallend angeordnet.
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Die
Schneide ist bewusst abgestumpft und stellt keinerlei Verletzungsgefahr
dar.
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Eine
stumpfe Schneide kann nicht mehr stumpf werden. Es gibt dadurch
keine Standzeitprobleme mit dem Messer.
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Das
Messer ist an einer Mechanik befestigt, die dem Messer eine vorwiegend
horizontale Schwingbewegung von vorzugsweise 15 mm Hub mit einer
Frequenz von vorzugsweise 25 Hz erteilt.
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Bei
jedem Schwinghub schneidet das Messer auf dem Hub in Vorschubrichtung
nun um einen geringen Betrag bis zu einer gewissen Eindringtiefe in
den Rasen ein. Die Schnittkraft geht dabei gegen die Bewegungsrichtung.
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Die
Schnittkraftimpulse sind nur kurz und die träge Masse der
gesamten Einrichtung verhindert merkliche Reaktionen, so dass der
Bedienungsmann kontinuierlich ohne große Widerstände
durch den Schnitt den Rasenkantenschneider entlang der Rasenkante
schieben kann. Beim Rückhub des Messers kann jeweils ein
Stückchen weitergeschoben werden. Es können auf
diese Weise bei 10 mm effektivem Vorschub/Umdrehung des antreibenden
Motors und 25 Hüben/Sekunde max. 15 m Rasenkante in der
Minute geschnitten werden.
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Die
Funktion des Impulsschnitts ist zu verstehen wie die Funktion einer
Schlagbohrmaschine oder eines Presslufthammers, wobei auch mit geringerer Kraft
und mit stumpfen Werkzeugen gearbeitet werden kann. Es besteht hier
eine Analogie bei den Schnittimpulsen und den stumpfen Schneiden.
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Der
Impulsschnitt erlaubt es, dass die Schneide des Messers vollkommen
stumpf ist.
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Die
stumpfe Schneide in Verbindung mit dem geringen Hub schaltet Verletzungsgefahr
vollständig aus. Es ist möglich die Hand im Lauf
auf das Messer zu legen ohne dass die geringste Verletzung auftritt. Das
stumpfe Messer wird bei Berührung mit Steinkanten nicht
beschädigt und beschädigt diese auch nicht. Die
Standzeit des Messers ist extrem groß.
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Damit
durch die horizontale Schnittkraftkomponente der Rasen nicht in
Richtung Bewegung seitlich weggebogen wird, wird direkt über
der Eintrittsstelle des Messers in den Rasen oder vorteilhafterweise
etwas versetzt um das Maß x in Fahrrichtung je eine Niederhalterolle
direkt rechts und links neben der Schneide angebracht, die den Rasen
gegen die Schnittkraft festhält. Der Spalt zwischen den
Niederhalterollen dient auch als Orientierung beim Fahren der Einrichtung
entlang der Rasenkante. Ohne die Niederhalterolle weicht der Rasen
vor der stumpfen Messerschneide aus.
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Die
Niederhalterollen können auch gleichzeitig die Laufrad-Funktion übernehmen.
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Beim
Schneiden der entlang Gehwegplatten oder Randsteinen verlaufenden
Rasenkante kann die Einrichtung in beiden Richtungen bewegt werden. Die
Laufräder der Einrichtung können auf dem Rasen oder
auf den Platten laufen. Dazu muss das Messer jedoch mit einer zusätzlich
zur Schneide für den Vorwärtsbetrieb spiegelbildlich
angeordneten rückwärtigen Schneide ausgestattet
werden.
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Das
Messer ist austauschbar. Zum Schneiden einer Rasenkante entlang
eines Beets wird ein einer Pflugschar ähnliches Messer
eingesetzt, das den abgeschnittenen Rasen zur Seite wirft, wo er
abgeharkt werden kann. Hierbei ist Rückwärtsbewegung
nicht möglich. Die Rasenkante beim Übergang Rasen/Beeet
kann aber auch mit dem flachen Standardmesser geschnitten werden.
Die Entsorgung des Abschnitts ist dann nur etwas unkomfortabler.
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Für
den Beschnitt von Rasenkanten entlang einer vertikalen Begrenzung
z. B. Mauer wird ein Messer mit einer schräg verlaufenden
schmalen Abkantung an der Messerhinterkante eingesetzt. Es schneidet
in einem Abstand von vorzugsweise 2 cm neben der vertikalen Begrenzung
(Rasenkantenstein, Zaun, Mauer) wenige cm tief in den Rasen ein und
fordert mit Hilfe der Abkantung an der Hinterkante des Messers den
abgeschnittenen Rasen hoch und schneidet dabei praktisch eine schmale
Rille. Auch hier kann statt mit dem Spezialmesser mit dem flachen
Standardmesser geschnitten werden. Die Entsorgung des Rasenkantenabschnitts
ist dann nur wieder etwas aufwendiger.
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Der
Leistungsbedarf des Messerantriebs ist wegen des Impulsschnitts
gering: in der Größenordnung von 200 W. Als Antrieb
bietet sich daher ein Elektromotor netz- oder akkugespeist an. Die
geringe Leistungsaufnahme ist sicher ein positiver Umweltfaktor.
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Die
Bewegung des Messers wird beispielsweise direkt durch den Motor über
einen Excenter erzeugt. Denkbar ist auch ein magnetischer Schwingantrieb.
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Vorzugsweise
hat das Fahrgestell 4 Räder inklusiv der auch als Laufrad
fungierenden Niederhalterolle. Vorteilhaft ist auch eine Anordnung
von 3 Laufrädern inklusiv Niederhalterolle. Die Niederhalterolle
stellt das vordere Laufrad dar. Hinter dem Messer in Vorschubrichtung
können 2 Laufräder koaxial mit Abstand zueinander
angeordnet werden. Sie bringen Standfestigkeit und verhindern seitliches
Kippen, sorgen für eine kontrollierte Eindringtiefe und
erlauben das Hochschwenken um die hintere Achse zwecks Außereingriffbringen
des Messers und ergeben damit die gleichen Merkmale wie bei der
Anordnung mit 4 Rädern. Bei nur zwei Laufrädern
inklusiv Niederhalterolle, wobei das zweite Laufrad hinter dem Messer
in Fahrrichtung gesehen angebracht ist, geht die Standsicherheit
verloren und der Bediener muss stets das Gerät halten.
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Im
Folgenden ist eine beispielhafte Ausgestaltung der Einrichtung anhand
der Zeichnungen 1 bis 8 beschrieben.
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1 Rasenkantenschneider
Seitenansicht
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2 Rasenkantenschneider
Draufsicht
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3 Funktion
Rasenkantenschneider bei Übergang Rasen/Gehwegplatten
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4 Funktion
Rasenkantenschneider bei Übergang Rasen/Randsteine
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5 Rasenkantenschneider
für Übergang Rasen/Beet
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6 Messer
mit Pflugschar Draufsicht
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7 Messer
mit Pflugschar Funktion
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8 Rasenkantenschneider
bei Übergang Rasen/Mauer
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9 Funktion
des Messers bei Übergang Rasen/Mauer
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1 und 2 zeigen
den Aufbau des Rasenkantenschneiders.
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Das
Gestell besteht aus der Frontplatte 1, der hinteren Lasche 2 und
der Verbindungsplatte 3. Am Gestell befinden sich vorzugsweise
vier Laufräder 4a ... d und die Niederhalterolle 5 mit
gleichem Durchmesser wie die Räder 4. In einer
anderen Ausgestaltungsmöglichkeit kann das Laufrad 4d entfallen.
Am Gestell ist außerdem gelagert der Antriebsmotor 6.
Es kann ein Drehstrommotor, Wechselstrommotor oder Gleichstrommotor
sein.
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Er
treibt über den Excenterzapfen 7 den Hebel 8 mit
der Exzentrizität e an und erzeugt dabei an dem Hebel 8 mit
einem Übersetzungsverhältnis der Hebellängen
b/a einen vornehmlich horizontalen Hub von beispielsweise 15 mm
am Messer. Der Hebel 8 wird durch die Koppel 9 geführt.
Bei der als Beispiel vorgeschlagenen einfachen Mechanik wird am
Messer auch ein kleiner vertikaler Hub erzeugt, der aber unschädlich
ist und zugunsten einer einfachen Konstruktion in Kauf genommen
wird. Das Messer bewegt sich dadurch nicht linear sondern in einer
flachen Ellipse E, deren großer Durchmesser der Hub h ist.
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Die
Schneide des Messers 10a ist um den Winkel α von
vorzugsweise 45° gegen die Rasenoberfläche gerichtet.
Sie taucht entsprechend dem Maß t1 in den Rasen ein. Das
Messer schneidet nun beim Hub nach vorn in Vorschubrichtung um den
Hub h in den Rasen ein.
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Beim
Rückhub wird das Messer dann freigezogen und ermöglicht
ein kraftloses Nachschieben der gesamten Einheit entsprechend der
Bewegung v. Die nur kurzen Kraftimpulse des Schneidens werden von
der trägen Masse des Transportgestells und des Motors kompensiert,
wodurch Springen des Rasenkantenschneiders beim Schnitt vermieden
wird. Die kurz andauernden Drehmomente am Motor für die
Erzeugung der momentanen Schnittkraft werden aus der Schwungenergie
des Motorankers kompensiert, so dass ein Motor von ca 200 W Leistung
ausreichend ist.
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Das
Vorschieben erfolgt manuell über den Arm 11 mit
dem Griff 11b, der in der Muffe 11a am Arm 11 verschiebbar
und verrastbar gelagert ist. Für Wechsel der Fahrrichtung
kann der Griff 11b in der Muffe 11a verschoben
werden, so dass er in Position 11c steht. Man ist auch
ergonomisch komfortabel in der Lage, die Einrichtung über
die Laufräder 4b und 4c so zu schwenken,
dass das Messer 10 austaucht. Auf den beiden Laufrädern 4b und 4c laufend
kann der Rasenkantenschneider an einen anderen Ort gefahren werden.
Zum Abstellen des Rasenkantenschneiders kann zwecks Platzersparnis
der Griff 11b aus der Muffe 11a herausgezogen
werden. Eine andere Ausführungsmöglichkeit dafür
ist, dass der Griff 11b am oberen Punkt des Arms 11 über
einen Drehpunkt gelagert ist und auch verrastet werden kann. Er kann
dann um 180° geschwenkt werden.
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Die
Niederhalterolle 5 ist zusammen mit dem Laufrad 4a,
das den gleichen Durchmesser aufweist, am Gestell so gelagert, dass
der Kontaktpunkt mit dem Boden um das Maß x vor der Stelle
des Eintritts der Schneide des Messers 10 in den Boden
entfernt ist. Der Rasen vor dem Messer wird dadurch festgehalten
und kann dem Messer nicht in Bewegungsrichtung ausweichen.
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Das
Messer 10 ist über einen an sich bekannten nicht
dargestellten Bajonett-Schnellverschluss am Hebel 8 befestigt
und kann leicht gegen andere Messer ausgetauscht werden.
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Für
die verschiedenen Rasenübergänge sind spezielle
Messer vorgesehen.
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3 zeigt
die Wirkungsweise des Messers 10 beim Übergang
Rasen/Gehwegplatten. Das Messer 10 schneidet zwischen der
Niederhalterolle 5 und dem Laufrad 4 in den Rasen
R dicht neben der Gehwegplatte G und dringt dabei um das Maß t1
in den Boden ein. Dabei wird der überstehende Teil des
Rasens RA abgeschnitten. Das Gestell mit den Laufrädern
befindet sich dabei auf den Gehwegplatten. Der Rasenkantenschneider
kann sich aber auch über dem Rasen befinden, wie es für
den Übergang zwischen Rasen R und Kantensteinen K gemäß 4 dargestellt
ist.
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Das
Messer 10 für das Schneiden der Rasenkante an
horizontalen Begrenzungen wie Gehwegplatten ist flach ausgebildet
wie in 1 dargestellt. Die Schneide 10a weist
beidseitige flache Anschrägung auf und bildet dabei einen
Keil, dessen Spitze durch Anrundung entschärft ist. Durch
Vergüten oder Härten weist das Messer gute Verschleißeigenschaften
auf.
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Zum
Beschneiden der Rasenkante mit Übergang zu Beeten kann
das gleiche Messer 10 verwendet werden, wobei aber nur
einfach in den Rasen eingeschnitten wird und der Abschnitt manuell
entfernt werden muss.
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Durch
Einwechseln des Messers 12 mit der Schneide 12a und
der Abkantung 12b gemäß 5 und 6,
dass die Form einer Pflugschar hat, kann der abgeschnittene Rasen
RA zum Beet B hin aufgeworfen werden wie in 7 dargestellt.
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Die
Eindringtiefe t2 des Pflugschar-Messers 12 ist vorzugsweise
größer als die Eindringtiefe t1 des planen Standardmessers 10.
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Der
aufgeworfene abgeschnittene Rasen RA kann dann nach dem Beschneiden
der Rasenkante sehr einfach manuell abgeharkt werden.
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Zur
Erzielung einer sauberen Rasenkante angrenzend an vertikale Begrenzungen
wie Mauer, senkrecht stehende Rasenkantensteine oder Zaun kann ein
Spezialmesser 13 mit der Schneide 13a und der
schmalen Abkantung 13b eingesetzt werden. Es ist am Hebel 8 befestigt,
so dass die Schneidebene wiederum zwischen dem Laufrad 4a und
der Niederhalterolle 5 liegt.
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Das
Messer dringt um das Maß t3, das vorzugsweise kleiner als
das Maß t1 des Standardmessers ist, in den Boden ein. Durch
die Abkantung 13b wird es um das Maß d von der
vertikalen Begrenzungsfläche W ferngehalten.
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Die
Abkantung ist in einem flachen Winkel β zur Horizontalen
gestaltet und fördert bei der Fahrbewegung des Rasenkantenschneiders
den Rasen Abschnitt nach oben. Dabei wird eine Rille der Breite
d und der Tiefe t3 in den Rasen R geschnitten. Siehe 8 und 9.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2058984 [0003]
- - DE 1913299 [0003]
- - DE 202004020170 U1 [0008]
- - DE 202008017462 U1 [0009]
- - EP 2022321 A1 [0012]
- - EP 1616473 A1 [0013]
- - DE 29814169 [0015]