DE3610140C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine handgeführte selbstfahrende Maschine zur Bearbeitung oder Pflege von Gärten, Grundstücken oder dergleichen, bestehend aus einem Grundgerät mit Holmen zum Führen der Maschine, mit einem Motor als Fahrantrieb und mit einer ebenfalls vom Motor über ein Getriebe antreibbaren, um eine X-Achse drehbare Welle und weiterhin aus einem vorn an der Maschine angebrachten Arbeitsgerät mit mindestens einem Werkzeug, das über die Welle und unter Verwendung einer Kurbeleinrichtung in Richtung einer horizontalen Y-Achse hin- und herbeweglich antreibbar ist.

Die Arbeitsgeräte von Maschinen der vorgenannten Art bestehen z.B. aus einer horizontalen Balkenmähvorrichtung, die vorn an dem Grundaufbau der Maschine zu dieser quer verlaufend und in der Regel auswechselbar befestigt ist. Diese Vorrichtung weist wenigstens ein hin- und hergehend antreibbares Schneidmesser auf, das beim Mähvorgang erhebliche Schwingungen in seiner horizontal verlaufenden Längsrichtung hervorruft, die sich auf die Maschine und damit auch auf deren Führungsholme übertragen und der Bedienungsperson die Handhabe der Maschine erschweren und auf die Bedienungsperson selbst unangenehm wirken.

Zur Lösung dieses Problems gibt es Vorschläge, die darauf abzielen, die genannten Führungsholme vibrationsarm zu halten. Man hat z.B. die Führungsholme mit Gummielementen von der übrigen Maschine entkoppelt, was jedoch eine nachteilig ist, da hierdurch die Maschine und das an ihr angebrachte Arbeitsgerät in ihrer bzw. seiner Führungsfähigkeit stark eingeschränkt sind und somit die Bewegungshandhabungen der Bedienungsperson nur sehr ungenau auf das Arbeitsgerät übertragen werden können. Ferner ist es bekannt, im Bereich der Verbindung zwischen Arbeitsgerät und Maschine eine pufferartige Dämpfungseinrichtung vorzusehen, um die vom Arbeitsgerät auf die Maschine wirkenden Vibrationen schon an dieser Stelle zu dämpfen. Durch diese Lösung werden die Vibrationen gedämpft übertragen und damit die Führungsfähigkeit der Maschine verbessert, jedoch werden die diesbezüglich erreichten Verbesserungen noch nicht als ausreichend empfunden und die Lebensdauer der pufferartigen Dämpfungseinrichtung wird noch als zu gering angesehen.

In der am 2.4.1953 veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 42 931 D ist eine Maschine zur Bearbeitung oder Pflege von Gärten, Grundstücken oder dergleichen beschrieben, die vorne ein Mähwerk mit horizontalem Mähbalken aufweist, das bzw. der von einem Motor der Maschine angetrieben wird. Der Motor treibt zunächst eine im wesentlichen horizontale Welle an, die an ihrem Vorderende eine Kurbelscheibe besitzt, die ihrerseits einen zweiarmigen Schwinghebelmechanismus antreibt, der seinerseits dann den Mähbalken antreibt. Mittels der Kurbelscheibe wird der eine Arm des Schwinghebelmechanismus auf einer Kreisbahn bewegt, während dessen anderer Art hin- und hergehend angetrieben wird, so daß das Schneidmesser des Mähbalkens ebenfalls hin- und hergehend angetrieben wird. Um die etwa vertikale Schwenkachse des Schwinghebelmechanismus schwenkt ebenfalls ein rückwärtiger Hebel, an dessen Ende ein Massenausgleichsgewicht starr befestigt ist, um die hin- und herschwingenden Massen des Mähbalkens auszugleichen. Das Vorsehen eines Schwinghebelmechanismus bedeutet einen erheblichen Mehraufwand an Bauteilen und Fertigungskosten, zumal der Mechanismus relativ kompliziert aufgebaut ist, da er aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Hebelarmen besteht, von denen sich der eine Arm zum Antreiben des Mähmessers hin- und herbewegen und der andere Arm eine kreisende Bewegung ausführen muß, da er von der Kurbelscheibe angetrieben wird. Der kreisende Hebelarm erfordert wiederum eine Ausgleichsmasse, weshalb die Kurbelscheibe mit einem Gegengewicht versehen ist. Außerdem erfordert der Schwinghebelmechanismus und das Gegengewicht beträchtlichen Einbauplatz, was einer kompakten Bauweise der Maschine entgegensteht. Da der Schwinghebelmechanismus im wesentlichen aus beweglichen Bauteilen besteht, muß er sorgfältig gewartet werden, um seine Funktionssicherheit zu gewährleisten.

Durch die deutsche Patentschrift 9 22 622 ist eine weitere Maschine mit einer vorderen Mähbalkeneinrichtung bekannt, deren Aufbau demjenigen der vorstehend beschriebenen Maschine im wesentlichen gleicht, d. h. diese Maschine weist ebenfalls einen Schwinghebelmechanismus zum hin- und hergehenden Antrieb des Mähmessers der Mähbalkeneinrichtung auf. Ein Massenausgleich für die hin- und hergehenden Massen des Mähmessers ist in dieser Patentschrift nicht beschrieben. Diese Maschine weist somit größtenteils die gleichen Nachteile auf, wie sie zu der vorstehend beschriebenen Maschine erwähnt sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer Maschine der einleitend angeführten Art die Vibrationen, die durch das von der Kurbeleinrichtung angetriebene Werkzeug des Arbeitsgerätes hervorgerufen werden, so stark zu dämpfen, daß die verbleibenden Vibrationen von der Bedienungsperson nicht mehr als unangenehm empfunden werden, wobei die genaue Führungsfähigkeit der Maschine einschließlich des Arbeitsgerätes erhalten bleiben soll.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1 angeführt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen einer Maschine nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine, bei der z.B. das Arbeitsgerät als Balkenmäher ausgebildet und mit einer die rotierenden Teile des Werkzeugantriebes abdeckenden Haube versehen ist, besteht darin, daß die Haube als Massenausgleichskörper vorgesehen ist und daß die Haube in ihrem hinteren Bereich um eine zumindest im wesentlichen vertikal auf der X-Achse stehende Z-Achse schwenkbar gelagert und in der Nähe des Werkzeuges die hin- und hergehende Massenbewegung zulassende Führungseinrichtung mit einem feststehenden Bauteil des Arbeitsgerätes verbunden ist. Die Führungseinrichtung kann hierzu ein an der Haube starr befestigtes Führungselement und eine ortsfeste, parallel zur Y-Achse liegende Querstange aufweisen, auf der das Führungselement zwischen zwei, das Element beiderseits belastenden Wendelfedern hin und her gleitet.

Durch die erfindungsgemäße Lösung sind diejenigen Vibrationen der Maschine der einleitend angeführten Art, die durch die horizontalen Schwingungen des Werkzeuges des Arbeitsgerätes hervorgerufen werden, mit Hilfe der gegenläufig zur Masse des Werkzeuges frei hin- und herschwingenden Ausgleichsmasse so stark gedämpft, daß sie von der Bedienungsperson nicht mehr als unangenehm empfunden werden. Gleichzeitig ist aber auch die Führungsfähigkeit der Maschine gesichert, so daß die auf die Führungsholme der Maschine ausgeübten Steuerbewegungen der Bedienungsperson weiterhin genau auf die Maschine und damit auch auf das Arbeitsgerät übertragen werden können, weil das Arbeitsgerät, abgesehen von seiner Antreibbarkeit, ansonsten starr mit der Maschine verbunden ist. Ferner kann der Massenausgleich sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden, weil er einfach aufgebaut ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn aus Sicherheitsgründen für freiliegende drehende Teile der Maschine eine Abdeckhaube verwendet wird, so daß deren Masse wenigstens teilweise zum Massenausgleich herangezogen werden kann. Gegebenenfalls kann die Haube mit Zusatzmassekörpern versehen sein, um die erforderliche Größe der Ausgleichsmasse herzustellen. Durch das Nichtvorhandensein eines Schwinghebelmechanismus ist die Maschine in ihrem vorderen Bereich kompakt aufgebaut und erfordert in diesem Bereich nur eine geringe Wartung.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht auf das Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine Seitenansicht gemäß dem Pfeil A in Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 einen Teilschnitt nach der Linie IV in Fig. 3 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 5 einen vereinfachten Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 einen Teilschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 3 in vergrößertem Maßstab.

Der wesentliche Aufbau des Grundgerätes der Maschine ist all­ gemein bekannt und besteht aus einem Radsatz 1, aus einem Motor 2, der u.a. als Fahrantrieb der Maschine dient, aus zwei Holmen 3 mit den üblichen Bedienungselementen zur Hand­ habung der gesamten Maschine, wobei alle Teile an einem ge­ meinsamen Rahmen montiert sind, und aus dem allgemein mit 4 bezeichneten und vorn an dem Grundgerät montierten Arbeits­ gerät, das vorzugsweise als abnehmbares Arbeitsgerät ausgebil­ det ist und durch ein anderes Arbeitsgerät ersetzt werden kann. Der Motor 2 treibt üblicherweise über ein Getriebe auch gleich­ zeitig das Arbeitsgerät 4 an, das wenigstens ein Werkzeug auf­ weist und ferner von der Art ist, daß beim Betrieb des Werk­ zeuges hin- und hergehende Schwingungen auftreten, die neben den Motorvibrationen zu weiteren Vibrationen der gesamten Maschine führen, die gedämpft werden sollen.

Ein derartiges Arbeitsgerät ist vorzugsweise eine Mähbalken­ vorrichtung 5, deren Aufbau ebenfalls allgemein bekannt und deshalb im einzelnen nicht näher erläutert ist. Eine solche Vorrichtung hat z.B. ein hin- und hergehend angetriebenes Obermesser 5a, das mit einem feststehenden Untermesser 5b zusammenwirkt, um den Schneidvorgang auszuführen. Es können jedoch auch andere Werkzeuge in Betracht kommen als die vorerwähnten Messer; wichtig in dem hier fraglichen Zusam­ menhang ist lediglich, daß bei deren Betrieb unerwünschte, hin- und hergehende Schwingungen entstehen, die zu dämpfen sind.

Das von Hand geführte, jedoch von einem Motor vorwärts an­ getriebene Grundgerät besitzt eine bekannte Zapfwelle, die mit der Antriebswelle des Arbeitsgerätes bzw. der Balken­ mähvorrichtung verbunden wird bzw. ist. Die beiden Wellen verlaufen innerhalb eines für diesen Zweck üblicherweise verwendeten Rohrträgers 6.

Zum leichteren Verständnis des vorgeschlagenen Lösungs­ prinzips sei die gemeinsame Drehachse der beiden vorgenann­ ten Wellen als X-Achse bezeichnet (Fig. 5 und 6). Quer zu dieser Achse verläuft eine horizontale Y-Achse (Fig. 3), innerhalb der die hin- und hergehende, vibrationsauslösende Bewegung des schwingenden Werkzeuges bzw. des Schneidmessers 5a stattfindet.

Um die durch die hin- und hergehenden Schwingungen des Mes­ sers hervorgerufenen Vibrationen zu dämpfen, ist eine Aus­ gleichsmasse vorgesehen, die sich, abgesehen von einem ge­ wissen Nachlauf, im wesentlichen gegenläufig zu den Schwin­ gungsbewegungen des Werkzeuges bzw. des Obermessers bewegt, das heißt hin- und hergehend in Richtung einer Achse, die parallel zur erwähnten Y-Achse verläuft. Die Größe der Aus­ gleichsmasse wird von Fall zu Fall verschieden sein und kann durch Versuche für jeden Anwendungsfall leicht ermit­ telt werden. Wichtig ist, daß eine ausreichende Gegenläu­ figkeit der Ausgleichsmasse zu den Bewegungen des Werkzeuges bzw. Obermessers gegeben ist. Die ausreichend träge Aus­ gleichsmasse ist frei schwingend gelagert und ferner stän­ dig einer Federbelastung unterworfen, um sie im Bereich der Umkehrpunkte ihrer schwingenden Bewegung zu verlangsamen bzw. zu bremsen und im übrigen den Schwingungsbewegungen des Schneidmessers anzupassen, das sich ebenfalls nicht gleich­ förmig linear bewegt.

In Fig. 5 ist der Aufbau und die Funktion der Ausgleichs­ masse am deutlichsten zu erkennen, insbesondere wenn die Fig. 1 bis 3 mit herangezogen werden.

Die Ausgleichsmasse besteht im gezeigten Beispiel aus der anteiligen Masse einer Haube 7, die als Schutzabdeckung für Teile des Balkenmähers 4 dient. Die Haube bzw. deren an­ teilige Masse ist mittels einer Führungseinrichtung 8 vorzugs­ weise in Nähe des Mähbalkens 5 schwingungsfähig gelagert, und zwar entlang der erwähnten, zur Y-Achse parallelen Achse. Andererseits ist die Haube 7 mit Abstand zu der Führungs­ einrichtung um eine zumindest im wesentlichen vertikal auf der X-Achse stehenden Z-Achse schwenkbar gelagert (Fig. 2 und 4).

Die Führungseinrichtung 8 weist ein über eine Platte 9 an der Haube 7 starr befestigtes Führungselement 10 auf, das auf einer Querstange 11 hin- und hergleitet und hierzu vorteil­ haft mit einer Lagerbuchse 12 aus z.B. verschleißfestem Kunststoff versehen ist, um ein reibarmes und wartungs­ freies Gleiten zu ermöglichen. Die Querstange 11 ist mit­ tels eines Bügels 13 mit einer Stützplatte 14 z.B. ver­ schraubt, die wiederum starr an dem Rohrträger 6 befestigt ist. Die Querstange ist ferner so ausgerichtet, daß sie parallel zu der erwähnten Y-Achse verläuft. In Ruhestellung befindet sich das Führungselement 10 mittig auf der Quer­ stange 11 und ist beidseitig von zwei die Querstange koaxial umgebenden Wendelfedern 15, 16 belastet. Die Lagerbuchse 12 sitzt mit einem solchen Spiel auf der Querstange 11, daß der vordere Haubenteil in ausreichenden Amplituden hin- und herschwingen kann, während der hintere Haubenteil um die Z-Achse hin- und herschwenkt.

Zur hinteren Schwenklagerung der Haube 7 ist an dieser eine Platte 17 mit einer Hülse 18 befestigt. Eine Schraube 19 durchgreift die Hülse und das Oberende einer Stütze 20 und trägt dann eine Mutter 21, die sich dauerhaft so einstellen läßt, daß ein gewisses Spiel zwischen der Hülse 18 und der Stütze 20 verbleibt, so daß sich die Haube leicht schwen­ ken läßt. Die Stütze ist andererseits am Rohrträger 6 be­ festigt.

Aus Fig. 6 ist die Zusammenwirkung zwischen dem Mähbalken 5a, 5b des Arbeitsgerätes 4 und der Ausgleichsmasse (Haube 7) ersichtlich.

Die Antriebskonstruktion und Lagerung des Mähbalkens ist be­ kannt und daher nur kurz erläutert. Die in dem Rohrträger 6 mittels Wälzlager 21 gelagerte Geräte-Welle 22 versetzt ei­ nen vorzugsweise im wesentlichen massenausgeglichenen, rad­ förmigen Schwungkörper 23 in Umdrehung, der einen exzen­ trischen Zapfen 24 mit einer darauf lose drehbar gelagerten Rolle 25 trägt. Die somit auf einem Kreis bewegliche Rolle 25 läuft in einem horizontalen hin- und herbewegbaren Kulis­ senaufbau 26, an dem das Obermesser 5a starr befestigt ist, das somit in Richtung der erwähnten Y-Achse hin- und her­ schwingt.

Bei hin- und herschwingendem Obermesser 5a, das heißt im ein­ geschwungenen Zustand des Systems Werkzeug/Haube wird sich der vordere Massenanteil der Haube 7 einschließlich even­ tuell zusätzlich an ihr vorgesehener Ausgleichsmassen mit einem gewissen Nachlauf auf der Querstange 11 frei schwingend gegenläufig zu der schwin­ genden Masse des Obermessers 5a bewegen. Dadurch werden die durch das in Richtung der Y-Achse schwingende Obermesser hervorgerufenenVibrationen des Rohrträgers 6 und der darin gelagerten Welle 22 sehr stark gedämpft mit der Folge, daß die übrige Maschine einschließlich der Führungsholme den Schwingungsauswirkungen des arbeitenden Werkzeuges bzw. Obermessers weitgehend entzogen ist.

Anstelle der Verwendung der Haube 7 als schwingende Ausgleichs­ masse kann auch eine Extramasse vorgesehen sein. Die Haube ist dann feststehend angeordnet. Schließlich kann die vorstehend beschriebene Dämpfungseinrichtung auch in Verbindung mit anderen Dämpfungsvorrichtungen, die z.B. in dem Rohrträger 6 integriert sind, angewendet werden.

Claims (5)

1. Handgeführte selbstfahrende Maschine zur Bearbeitung oder Pflege von Gärten, Grundstücken oder dergleichen, bestehend aus einem Grundgerät mit Holmen zum Führen der Maschine, mit einem Motor als Fahrantrieb und mit einer ebenfalls vom Motor über ein Getriebe antreibbaren, um eine X-Achse drehbaren Welle und weiterhin aus einem vorn an der Maschine angebrachten Arbeitsgerät mit mindestens einem Werkzeug, das über die Welle und unter Verwendung einer Kurbeleinrichtung in Richtung einer horizontalen Y-Achse hin- und herbeweglich antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Nähe des direkt von der Kurbeleinrichtung (23, 24, 25) antreibbaren Werkzeuges (5) des Arbeitsgerätes (4) wenigstens ein im wesentlichen linear und parallel zu der Y-Achse hin- und herbeweglicher Massenausgleichskörper (7) vorgesehen ist, dessen Hin- und Herbewegungen durch Federmittel (15, 16) dämpfend belastet sind und der im übrigen freischwingend gelagert ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, bei der das Arbeitsgerät als Balkenmäher ausgebildet und mit einer die rotierenden Teile des Werkzeugantriebes abdeckenden Haube versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (7) als Massenausgleichskörper vorgesehen ist und daß die Haube (7) in ihrem hinteren Bereich (18 bis 21) um eine zumindest im wesentlichen vertikal auf der X-Achse stehende Z-Achse schwenkbar gelagert und in der Nähe des Werkzeugs (5) über eine die hin- und hergehende Massenbewegung zulassende Führungseinrichtung (8) mit einem feststehenden Bauteil (6) des Arbeitsgerätes (4) verbunden ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (8) ein an der Haube (7) starr befestigtes Führungselement (10) und eine ortsfeste, parallel zur Y-Achse liegende Querstange (11) aufweist, auf der das Führungselement (10) zwischen zwei, das Element beiderseits belastenden Wendelfedern (15, 16) hin und her gleitet.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (10) eine auf der Querstange (11) gleitende Lagerbuchse (12) aus verschleißfestem Werkstoff aufweist.

5. Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Haube (7) eine Platte (9) und daran das Führungselement (10) befestigt ist und daß die Platte (9) und das Führungselement (10) eine zusätzliche Ausgleichsmasse bilden.