DE2635807A1

DE2635807A1 - Messeranordnung fuer einen motorisch angetriebenen sichel-rasenmaeher

Info

Publication number: DE2635807A1
Application number: DE19762635807
Authority: DE
Inventors: Hans Biberger
Original assignee: ERING METALLWAREN
Current assignee: ERING METALLWAREN
Priority date: 1976-08-09
Filing date: 1976-08-09
Publication date: 1978-02-16
Also published as: GB1563496A; DK489276A; FR2361055A1; NO141823B; NO763704L; SE7611968L; FR2361055B3; CH622166A5; BE847573A; US4161096A; NO141823C

Description

PAT E N TA N WÄLT E

RAINER-ANDREAS PAUL-ALEXANDER 2635

kühnen & wacker **■""*·«

Telegr. PAWAMUC-FREISING dipl.-ing. dipl-ing. u. dipl.-wirtsch.-ing. 0-805OFREISINGZMONCHEN

Firma

ERING GmbH
Metallwarenfabrik
Ringstr. 1 ■

83(M Ergolding - Landshut

αϊ. 8.

11 ER 0101 2/st

Messeranordnung für einen motorisch angetriebenen Sichel-Rasenmäher

Die Erfindung betrifft eine Messeranordnung für einen motorisch angetriebenen Siehe 1;-Rasenmäher mit Grasauswurf in einen Grasfangbehälter.

Derartige Sichel-Rasenmäher werden entweder durch einen Elektromotor oder einen kleinen Verbrennungsmotor angetrieben. Da insbesondere bei Antrieb durch einen Verbrennungsmotor, also einen 2-Takt-Motor oder 4-Takt-Motor, eine erhebliche Geräuschentwicklung auftritt, wird seit langem versucht, derartige Rasenmäher leiser zu machen, wozu beispielsweise der Motor gekapselt wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei den üblichen Drehzahlen von ca. 3600 U/min das Messergeräusch ebenfalls sehr stark ist und schon nach geringfügiger Geräuschdämpfung des Motors das Motorgeräusch übersteigen kann. Dies ist insbesondere bei Ra-

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senmähern mit Grasauswurf in einen Grasfangbehälter der Fall, bei dem an der rotierenden Messerwelle irgendwelche Luftablenkelemente, meistens in Form einer entsprechenden Aufbiegung der hinteren Kante des Messerarmes, vorgesehen sind, so daß die Messerarme zugleich als Ventilator wirken und das geschnittene Gras in einem Luftstrom in den Grasfangbehälter fördern. Hierbei treten starke Luftgeräusche auf, die wohl auf örtliche steile Luftdruckschwankungen etwa beim Vorbeilaufen des Luftablenkelementes an den Seitenbegrenzungen der Grasauswurföffnung des Gehäuses oder an sonstigen unregelmäßig ausgebildeten Stellen des Gehäuses zurückzuführen sind»

Es ist versucht worden, dieses Geräusgh ebenso wie das Motorgeräusch durch Verminderung der Drehzahl der Messerwelle zu vermindern. Jedoch ist hierbei sehr schnell eine untere Drehzahlgrenze erreicht, bei der keine ausreichende Ventilatorwirkung der Luftablenkelemente mehr auftritt und somit der Grasauswurf nicht mehr zufriedenstellend arbeitet. Außerdem ist die Drehmomentkennlinie des Motors zu beächten, anhand der sichtbar wird, daß das Drehmoment bereits kurz unterhalb der optimalen Drehzahl stark abfällt, so daß die Messerarme insbesondere in hohem Gras steckenbleiben können oder jedenfalls derart abgebremst werden, daß wiederum die für den Grasauswurf erforderliche Drehzahl bei weitem nicht erreicht wird, was zu Betriebsstörungen führt.

Somit sind insgesamt der Geräuschdämpfung an üblichen Sichel-Rasenmähern mit einem mittig an der Messerwelle gelagerten Messerarm mit Schneiden und Luftablenkelementen an seinen Enden enge Grenzen gesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Messeranordnung der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, mit der bei einwandfreiem Schneidverhalten und guter Füllung des Grasfangbehälters eine deutliche Absenkung des Geräuschpegels um mehrere Dezibel erzielbar ist.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der rotierenden Messerwelle eine im wesentlichen horizontale Platte befestigt ist, daß die Messerschneiden an Messerarmen im Abstand unterhalb und radial außerhalb des im wesentlichen kreisförmigen Umfangsrandes der Platte angeordnet sind und daß eine größere Anzahl von Luftablenkelementen an den Messerarmen und/oder Platte insgesamt gleichmäßig über den Umfang der Messeranordnung verteilt angeordnet ist.

Versuche mit einer derartigen Messeranordnung haben gezeigt, daß hierdurch der Geräuschpegel um mehrere Dezibel bis in einen Bereich von etwa 68 dbA absenkbar ist. Diese Geräuschminderung hat ihren Grund offensichtlich vor allem in einer wesentlichen Vergleichmäßigung des lokalen Förderdruckes der Luft am Umfang der Messeranordnung. Die horizontale Platte selbst erzeugt bei ihrem Umlauf keine lokalen Luftdruckschwankungen, da der kreisförmige Umfangsrand keine Förderwirkung auf die Luft ausübt. Geringe lokale LuftdruckSchwankungen können außer von den Luftablenkelementen allenfalls noch von den Messerarmen erzeugt werden, die jedoch in ihrer wesentlichen Erstreckung mit den Messerschneiden im Abstand vom Umfangsrand der Scheibe liegen, so daß auch insoweit keine merklichen strömungstechnischen Wechselwirkungen zwischen der Scheibe und den Messerarmen auftreten. Die Luftablenkelemente selbst sind in größerer Anzahl gleichmäßig am Umfang der Messeranordnung verteilt, so daß zur Erzielung einer gewünschten Förderwirkung bei einer gegebenen Drehzahl eine geringere Beschleunigung der Luft an jedem Luftablenkelement erfolgen kann und so der Luftstrom bereits ganz wenige Zentimeter stromab der Luftablenkelemente weitestgehend vergleichmäßigt ist. Daher treten an Verengungen oder Erweiterungen des Gehäuseumfanges nur noch geringe lokale Luftdruckschwankungen und Druckwellen auf, was insgesamt die Geräuschentwicklung beim Umlauf der Messeranordnung im Gehäuse wesentlich vermindert.

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In bevorzugter Weiterbildung weist die Messerwelle wenigstens vier gleichmäßig am Umfang verteilte Messerarme auf. Durch diese Vergrößerung der Anzahl der Schneiden sinkt die spezifische erforderliche Schneidleistung jeder Schneide ab.. Dadurch wiederum kann problemlos selbst mit für einen Betrieb bei höheren Drehzahlen ausgelegten Motoren eine Drehzahlverminderung erfolgen, ohne daß dadurch die Schneidleistung der Messeranordnung abfällt und in hohem Gras nicht mehr ausreicht. Durch eine solche Verminderung der Drehzahl sinkt sowohl der Geräuschpegel des Motors als auch derjenige der Messeranordnung weiter ab_o Die erforderliche Gesamtförderleistung der Luftablenkelemente zur Erzielung einer guten Füllung des Grasfangbehälters läßt sich dennoch ohne Schwierigkeiten dadurch erzielen, daß die größere verwendete Anzahl von Luftablenkelementen eine entsprechend geringfügig vergrößerte Anstellung jedes Luftablenkelementes erhält, so daß auch bei geringerer Drehzahl die gewünschte Förderleistung problemlos aufrechterhalten werden kann.

Die Messerarme sind vorzugsweise unterhalb der Platte unmittelbar gegen die Messerwelle festgelegt. Dadurch sind strömungstechnische Wechselwirkungen' zwischen den Messerarmen und der Platte, die sich nachteilig auf die Geräuschentwicklung auswirken· können, im Vergleich zu dem Fall weitestgehend ausgeschlossen, daß die Messerarme im Bereich des Umfangsrandes an der Platte selbst befestigt sind.

Zweckmäßig weist jeder Messerarm in der an sich bekannten Weise ein Luftablenkelement auf, so daß an der Platte selbst lediglich die zur gleichmäßigen Verteilung einer größeren Anzahl von Luftablenkelementen noch zusätzlich erforderlichen Luftablenkelemente vorgesehen sein müssen. Mit besonderem Vorteil sind die insgesamt vorhandenen Luftablenkelemente in wenigstens zwei Radialabständen von der Messerwelle angeordnet, wobei

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zweckmäßig ein erster Ring von Luftablenkelementen im Bereich der Messerschneiden und ein zweiter Ring im Bereich des Umfangsrandes der Platte vorgesehen ist. Durch diese somit auch radiale Verteilung der Luftablenkelemente, die gegebenenfalls auch noch durch einen inneren Ring von Luftablenkelementen auf der Oberseite der Platte ergänzt werden könnte, läßt sich eine weitere Vergleichmäßigung des Luftstromes erzielen, da dann die Luftablenkelemente nicht nur über den Umfang der Messeranordnung, sondern auch über den Radius der Messeranordnung verteilt angeordnet sind. In diesem Falle sind in jedem Radialabstand bevorzugt wenigstens vier Luftablenkelemente vorgesehen, während in jedem Falle eine Anzahl von insgesamt wenigstens sechs Luftablenkelemente für eine noch ausreichende Vergleichmäßigung der Luftströmung vorgesehen ist.

Besonders gute Ergebnisse haben sich gezeigt, wenn der Umfangsrand der Platte schüsseiförmig nach unten in Richtung auf die Messerarme abgebogen ist.

Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn der Durchmesser der Platte etwa zwei Drittel des Durchmessers der Messerarme beträgt, so daß im Falle einer Anordnung von Luftablenkelementen sowohl an den Spitzen der Messerarme als auch am Umfang der Platte ein geeigneter Radialabstand der beiden Ringe von Luftablenkelementen vorliegt.

Als besonders kritisches Maß hat sich der Vertikalabstand der vorzugsweise mit Luftablenkelementen verbundenen Messerschneiden zum Umfangsrand der Platte erwiesen. Dieser Abstand liegt zum Erzielen einer besonders intensiven Geräuschverminderung zwischen 10 mm und 40 mm, mit ganz besonderem Vorteil jedoch bei 20 bis 25 mm.

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Die Luftablenkelemente selbst können durch an der Oberseite der Platte und/oder der Messerarme angeschweißte oder angeheftete Blechfahnen oder dgl. gebildet sein. Eine besonders einfache Herstellung der Luftablenkelemente ergibt sich jedoch dann, wenn diese durch Abwinkelungen an Rändern der Messerarme und/oder der Platte gebildet sind, wie dies für die Messerarme an sich bekannt ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Messeranordnung und
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Messeranordnung gemäß Fig. 1.

In der Zeichnung ist mit 1 die Messeranordnung insgesamt bezeichnet, die an einer Messerwelle 2 vorgesehen ist. Die Messerwelle 2 ist in der an sich bekannten Weise von einem Motor, beispielswiese von einem Verbrennungsmotor, des Rasenmähers angetrieben und durchsetzt von oben her ein nicht näher dargestelltes, die Messefanordnung umgebendes Schutzgehäuse. An der Messerwelle 2 sind eine horizontale Platte 3 und unter der Platte 3 die als Messerarme 4 ausgebildeten eigentlichen Schneidwerkzeuge befestigt. Die Messerarme 4 tragen an ihren äußeren Enden in Umlauf richtung vordere Messerschneiden 5, wie dies bei Sichel-Rasenmähern üblich ist.

Die horizontale Platte 3 ist über eine Klemmhülse 6 oder dgl. an der Messerwelle 2 befestigt, während die paarweise kreuzförmig angeordneten Messerarme 4 an ihren mittigen Stoßstellen verschweißt sind und gemeinsam, getrennt von der Platte 3 unmittelbar durch entsprechende eigene Befestigungselemente an der Messerwelle 2 befestigt sind«, Die Messerarme 4 und die Platte 3 sind somit getrennt an der Messerwelle 2 befestigt, laufen jedoch sämtlich mit der Messerwelle 2 in zwei übereinanderliegenden horizontalen Ebenen drehfest um. 8 0 9 8 0 7/0083

Wie aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich ist, ragen die Messerarme 4 über den Dmfangsrand 7 der horizontalen Platte 3 hinausο Der Umfangsrand 7 der horizontalen Platte 3 ist dabei in der gezeichneten Weise schüsseiförmig nach unten abgebogen. Der Durchmesser der Platte 3 liegt dabei in der Größenordnung von etwa zwei Dritteln der Durchmesser zweier miteinander fluchtender Messerarme 4.

Die äußeren, den Messerschneiden 5 gegenüberliegenden Enden der Messerarme 4 sind in an sich bekannter Weise mit Abwinkelungen versehen, die Luftablenkelemente 8 bilden. Diese radial äußeren Luftablenkelemente 8 erzeugen unter Berücksichtung der mit Pfeilen eingezeichneten Drehrichtung der Messeranordnung 1 eine im wesentlichen nach oben und nach Umlenkung im Gehäuse auch radial nach außen gerichtete Luftströmung, in der soeben geschnittenes Gras in einem starken Luftstrom über eine Grasauswurföffnung des Gehäuses in einen Grasfangbehälter wie einen Grasfangsack gelangt. Diese Luftströmungen im Inneren des Gehäuses erzeugen bei bekannten Rasenmähern, die lediglich zwei einander gegenüberliegenden Messerarme 4 mit entsprechenden Luftablenkelementen 8 aufweisen, starke Geräusche, die selbst bei Verbrennungsmotoren noch das Motorgeräusch übertreffen können.

An der horizontalen Platte 3 sind weitere Luftablenkelemente 9 vorgesehen, die ebenfalls als durch Drücken oder dgl. hergestellte Abwinkelungen des Umfangsrandes 7 ausgebildet sind. Statt dessen könnten selbstverständlich in nicht näher dargestellter Weise auch aufgeschweißte Blechfahnen oder dgl. verwendet werden, die eine nach oben und gegebenenfalls nach außen gerichtete Luftströmung erzeugen.

Die Luftablenkelemente 9 sind gegenüber den Luftablenkelementen an den Messerarmen 4 auf Lücke gesetzt, so daß insgesamt 8 Luftablenkelemente 8 bzw. 9 gleichmäßig am Umfang der Messeranordnung verteilt angeordnet sind. Die Anordnung erfolgt dabei in zwei Radialabständen, da die Luftablenkelemente 8 an den Messerarmen 4 radial deutlich weiter außen liegen als die Luftab-

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lenkelemente 9 am ümfangsrand 7 der Platte 3. Durch diese gleichmäßigere Verteilung von Luftablenkelementen sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung wird erreicht, daß an der Messeranordnung 1 eine gleichmäßigere Ventilatorwirkung entsteht, die weitgehend befreit ist von lokalen Druckschwankungen während des Vorbeilaufes der Elemente der Messeranordnung 1 an der Innenwand des Gehäuses. Dadurch wird eine wesentliche Absenkung des Geräuschpegels erzielt. Darüber hinaus kann durch die Anordnung von vier umlaufenden Messerschneiden 5 auch die Drehzahl des Motors wesentlich herabgesetzt werden, ohne die erforderliche spezifische Schneidleistung einer Messerschneide 5 bei ansonsten gleichbleibenden Schneidbedingungen zu erhöhen. Durch diese Absenkung der Drehzahl wird nicht nur das Motorgeräusch weiter vermindert, so daß gegebenenfalls sogar auf eine aufwendige und störanfällige Einkapselung des Motors verzichtet werden kann, sondern werden auch die im Bereich der Messeranordnung 1 erzeugten Geräusche reduziert. Trotz der geringeren Drehzahl läßt sich eine ausreichende Luftförderleistung für eine gute Füllung des Grasfangbehälters ohne Schwierigkeiten anhand der Vielzahl der Luftablenkelemente 8 und 9 erzielen, da diese bei Bedarf problemlos stärker angestellt werden können. Darüber hinaus kann gegenüber der gezeichneten Darstellung auch eine noch wesentlich erhöhte Anzahl von Luftablenkelementen 8 bzw. 9 im Bedarfsfalle zum Einsatz gelangen, wozu sowohl die Anzahl der Luftablenkelemente 9 am Ümfangsrand 7 der Platte 3 durch beispielsweise zwei Luftablenkelemente 9 zwischen zwei benachbarten Luftablenkelementen 8 an den Messerarmen 4 erhöht werden könnte und/oder zusätzliche Luftablenkelemente in nicht näher dargestellter Weise radial weiter innen an der Oberseite der Platte 3 vorgesehen werden könnten. Zu beachten ist jedoch, daß die Luftablenkelemente 8 bzw. 9 insgesamt gleichmäßig über den umfang der Messeranordnung 1 verteilt sind, wobei geringfügige Abweichungen von einer möglichst exakt gleichmäßigen Verteilung allenfalls für radial weit innen liegende und daher strömungstechnisch weniger wirksame zusätzliche Luftablenkelernente in Frage kämen. Von wesentlicher Bedeutung für die Geräuschentwxcklung ist die

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Einhaltung eines bestimmten Abstandes h zwischen der Ebene der Messerarme 4 und dem Umfangsrand 7 der Platte 3 (vgl. Fig. 1.).. Dieser Abstand ist insofern kritisch, da sich unterhalb eines Abstandes von etwa TO mm und oberhalb eines Abstandes von etwa 40 nun ein deutlicher Anstieg der Geräuschentwicklung zeigt_o Bei der für das Ausführungsbeispiel gewählten Ausführungsform hat sich ein Abstand h in der Größenordnung von 20 bis 25 mm als optimal erwiesen, der auch für abgewandelte Ausfuhrungsformen ein Optimum darstellen dürfte. Sofern die Messerarme 4 abweichend von der dargestellten Ausführungsform nicht unmittelbar an der Messerwelle 2, sondern im Bereich des Umfangsrandes 7 des Tellers befestigt sind, ist als Abstand h die Höhendifferenz zwischen der Horizontalebene des umfangsrandes 7 und der Oberseite der waagerechten Schneidmesser 5 zu nehmen.

Mit einem erfindungsgemäßen Rasenmäher lassen sich ausgezeichnete Mähergebnisse bereits bei Drehzahlen von gegebenenfalls weit unter 3000 U/min erzielen, wobei die Geräuschentwicklung auf unter 68 dbA herabgedrückt ist.

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L e e r s e i \ e

Claims

ERING GmbH
Metallwarenfabrik
Ringstr. 1

Ergolding - Landshut

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Patentansprüche

./ Messeranordnung für einen motorisch angetriebenen Sichel-Rasenmäher mit Grasauswurf in einen Grasfangbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß an der rotierenden Messerwelle (2) eine im wesentlichen horizontale Platte (3) befestigt ist, daß die Messerschneiden (5) an Messerarmen (4) im Abstand unterhalb und radial außerhalb des im wesentlichen kreisförmigen Umfanges (7) der Platte angeordnet sind und daß eine größere Anzahl von Luftablenkelementen (8, 9) an den Messerarmen und/ oder der Platte insgesamt gleichmäßig über den Umfang der Messeranordnung (1) verteilt angeordnet ist.
2. Messeranordnung nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, daß die Messerwelle (2) wenigstens vier gleichmäßig am Umfang verteilte Messerarme (4) aufweist.
3. Messeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerarme (4) unterhalb der Platte (3) unmittelbar gegen die Messerwelle (2) festgelegt sind.
4. Messeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Messerarm (4) ein Luftablenkelement (8) aufweist.
5. Messeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftablenkelemente (8, 9) in wenigstens zwei Radialabständen von der Messerwelle (2) angeordnet sind.

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ORIQINAL IMSPECTiD

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6. Messeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens sechs Luftablenkelemente (8, 9) vorgesehen sind.
7. Messeranordnung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in. jedem Radialabstand wenigstens vier Luftablenke Lemente (8bzw. 9) angeordnet sind.
8. Messeranordnung nach einem der Ansprüche 1-bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsrand (7) der Platte (3) schüsselförmig nach unten in Richtung auf die Messerarme (4) abgebogen ist.
9. Messeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Platte (3) etwa zwei Drittel des Durchmessers der Messerarme (4) beträgt.
10. Messeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vertikalabstand (h) der Messerschneiden C5) zum Umfangsrand (7) der Platte (3) zwischen 10 mm und 40 mm, vorzugsweise bei 20 bis 25 mm liegt.
11. Messeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Luftablenkelemente durch an der Oberseite der Platte (3) bzw. der Messerarme (4) angeschweißte oder angeheftete Blechfahnen gebildet sind.
12. Messeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Luftablenkelemente (8, 9) durch Abwinkelungen an Rändern der Messerarme (4) bzw. der Platte (3) gebildet sind.

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