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Die Erfindung befaßt sich mit einer Mähmaschine unter Einsatz
einer Energieübertragungseinrichtung, bei der zwei sich drehende
Schneidmesser aufeinander gleiten, um Gegenstände ähnlich einer
Schere zu schneiden.
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Aus FR-A-457 026 ist eine Energieübertragungseinrichtung bekannt,
welche ein großes Hohlrad mit inneren Zähnen, einen Zahnring mit
inneren und äußeren Zähnen und ein kleines Zahnrad konzentrisch
zu dem großen Zahnrad aufweist. Das große Hohlrad ist in
Kämmeingriff mit den äußeren Zähnen des Zahnrings bzw. Hohlrads
und das kleine Zahnrad ist in Kämmeingriff mit den inneren Zähnen
des Zahnrings bzw. Hohlrads. Die Differenz zwischen der Anzahl
der jeweils in Kämmeingriff befindlichen Zähnesätze beläuft sich
auf eins. Der Kämmkontakt zwischen dem großen Hohlrad und dem
Zahnring liegt im Durchmesser zu jenem zwischen dem Zahnring und
dem kleinen Zahnrad gegenüber. Im Gebrauchszustand führt der
Zahnring eine exzentrische Umlaufbewegung als ein
eingangsseitiges Zahnrad aus. Die Abgabe kann entweder über das
große Hohlrad oder das kleine Zahnrad erfolgen. Somit arbeitet
das Hohlrad als ein erstes getriebenes Zahnrad und das kleine
Zahnrad arbeitet als ein zweites getriebenes Zahnrad. Diese
Übertragungseinrichtung hat nur eine einzige sich drehende
Abtriebsseite. Somit arbeiten das Hohlrad und das kleine Zahnrad
nicht gleichzeitig.
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Eine Mähmaschine der vorstehend genannten Art kann sich drehende
Schneidräder aufweisen, welche an einem distalen Ende eines
Hebels angebracht sind und eine Energiequelle, wie einen Motor,
welcher am proximalen Ende des Hebels angebracht ist. Hierbei
wird die Drehbewegung des Motors auf die Schneidräder übertragen,
um Gras in Wäldern und auf Wiesen zu schneiden.
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Insbesondere weist die Mähmaschine zwei Schneidräder auf, welche
sich in Gegenrichtung drehen und zugleich aufeinander eine
Gleitbewegung ausführen. Schneidmesser bzw. Schneiden können auf
den äußeren Umfangsteilen der Schneidräder ausgebildet sein, um
das Gras ähnlich einer Schere zum Abscheren des Grases zu mähen.
Typischerweise sind Bedienungsgriffteile an dem Hebel der
Mähmaschine angebracht, und ein Schulterband ist gegebenenfalls
vorgesehen, so daß die gesamte Anordnung für einen einfachen
Betrieb auf der Schulter getragen werden kann.
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Um in üblicher Weise Drehbewegungen in Gegenrichtungen auf ein
und dieselbe Achse zu übertragen, ist es im allgemeinen üblich,
daß unterschiedliche Kombinationen von Zahnradeinrichtungen mit
einer einzigen Antriebswelle gekoppelt sind, um Drehbewegungen
mit unterschiedlichen Drehrichtungen zu erzeugen.
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Auf dem Gebiet der Mähmaschinen wird im allgemeinen die
Drehbewegung eines Motors bzw. einer Brennkraftmaschine auf ein
einziges Schneidrad zum Mähen übertragen. Insbesondere dreht sich
das Schneidrad mit einer sehr hohen Geschwindigkeit, und
Schneidmesser, die am äußeren Umfang des Rades vorgesehen sind,
schneiden Gras oder Büschel zum Abmähen derselben durch, und die
abgetrennten Gegenstände werden durch die Zentrifugalkraft des
Schneidrads ausgeworfen. Eine derartige Auslegung kann sehr
gefährlich sein, wenn das Schneidrad in Berührung mit dem Bein
bzw. dem Fuß der Bedienungsperson oder einer anderen Person
kommt, und hierbei können schwerwiegende Verletzungen verursacht
werden. Auch ist diese Auslegung sehr gefährlich, wenn das
Schneidrad Steine wegschleudert oder wenn es beschädigt wird,
oder der drehende Ausgleichszustand nicht mehr eingenommen wird,
wodurch die gesamte Maschine unkontrollierbar wird.
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In JP-U-1-84533 ist eine Mähmaschine angegeben, welche Gras
scherenähnlich mit Schneiden abschneidet, die auf den äußeren
Umfangsteilen von zwei Schneidrädern ausgebildet sind, welche
sich drehen und zugleich eine Gleitbewegung aufeinander
ausführen. Jedoch ist das Vorsehen einer
Energieübertragungseinrichtung, welche die schnellen Umlaufbewegungen des Motors oder der
Brennkraftmaschine herabsetzt und die Drehbewegungen auf zwei
unterschiedliche Richtungen mit Stirnrädern überträgt,
kompliziert und führt zu einem komplizierten Aufbau, welcher viele
Zahnräder oder mehrere unterschiedliche Zahnradsätze aufweist.
Eine derartige Mähmaschine wird zu schwer, wenn sie von einer
Person getragen werden soll.
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Die übliche Zahnradübertragungseinrichtung, welche Drehbewegungen
in Gegenrichtungen auf ein und dieselbe Achse überträgt, macht
Kombinationen von vielen Zahnrädern erforderlich, so daß man eine
große und ineffiziente Einrichtung erhält. Daher läßt sich eine
derartige Einrichtung als eine Energieübertragungseinrichtung bei
einem kraftbetriebenen Handgerät, wie einer Mähmaschine,
praktisch nicht einsetzen. Auch läßt sich die übliche Mähmaschine nur
mit Schwierigkeiten verbunden in der Praxis einsetzen, und da die
Brennkraftmaschine im allgemeinen mit einer hohen Drehzahl läuft,
ist eine gesonderte Übersetzungseinrichtung ebenfalls
erforderlich.
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Um die vorstehend genannten Schwierigkeiten und Probleme zu
überwinden, zielt die Erfindung hauptsächlich darauf ab, eine
Mähmaschine mit einer Energieübertragungseinrichtung
bereitzustellen, welche einen einfachen Aufbau hat, welche kompakt und
gewichtsmäßig leicht mit einer möglichst kleinen Kombination von
Zahnrädern für die Geschwindigkeitsuntersetzung ausgelegt werden
kann und welche die abtriebsseitigen Räder in Gegenrichtungen um
ein und dieselbe Achse antreiben kann.
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Gemäß einer weiteren Zielsetzung nach der Erfindung wird eine
kompakte und gewichtsmäßig leicht ausgelegte Mähmaschine
bereitgestellt, welche mit Hilfe von zwei Schneidrädern unter
Einsatz der Energieübertragungseinrichtung, welche eine direkte
Hochgeschwindigkeits-Energiequelle, wie eine Brennkraftmaschine,
nutzt, Abscherbearbeitungen ausführen kann.
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Nach der Erfindung wird eine Mähmaschine mit einer
Energieübertragungseinrichtung bereitgestellt, welche eine möglichst kleine
Kombination von Zahnrädern aufweist, welche eine
Hochgeschwindigkeitsumlaufbewegung direkt von der Energiequelle, wie einer
Brennkraftmaschine, untersetzt.
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Die Energieübertragungseinrichtung hiervon weist ein großes
Hohlrad (kreisförmiges Zahnrad) mit Zähnen auf dem Innenumfang,
einen Zahnring mit Zähnen sowohl auf dem inneren als auch auf dem
äußeren Umfang und ein kleines Zahnrad auf, welches die gleiche
Achse wie das große Hohlrad hat.
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Die Mähmaschine nach der Erfindung weist ein großes Hohlrad auf,
welches Zähne auf einem Innenumfang hat, weist ferner einen
Zahnring auf, welcher Zähne sowohl auf dem Innenumfang als auch
auf dem Außenumfang hat, und ein kleines Zahnrad, welches die
gleiche Achse wie das große Hohlrad hat, bei der das Hohlrad und
der Zahnring in Kämmeingriff miteinander sind und ein sehr
kleiner Unterschied hinsichtlich der Zähnezahl zwischen dem
Hohlrad und der Zähnezahl auf dem Außenumfang des Zahnrings
vorhanden ist, der Zahnring und das kleine Zahnrad in Kämmeingriff
miteinander gegenüberliegend zu der vorstehend genannten
Kämmeingriffsposition des Hohlrads und des Zahnrings sind und ein sehr
kleiner Unterschied hinsichtlich der Zähnezahl zwischen den
Zähnen auf dem Innenumfang des Zahnrings und dem kleinen Zahnrad
vorhanden ist, ein Teil einer Antriebswelle eine Exzenterwelle
bildet, auf welcher ein Lager angeordnet ist, um die
Umdrehungsbewegung der Antriebswelle auf den Zahnring in Form einer
exzentrischen Umlaufbewegung zu übertragen, ferner Lager auf der
Antriebswelle vorgesehen sind, um das Hohlrad und das kleine
Zahnrad zu lagern, von denen eines fest mit einem oberen
Schneidrad, und das andere fest mit einem unteren Schneidrad
verbunden ist, und die oberen und unteren Schneidräder sich in
Gegenrichtungen unter Ausführung einer Gleitbewegung aufeinander
drehen.
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Somit drehen sich bei der Mähmaschine nach der Erfindung die
beiden Schneidräder in Gegenrichtungen, so daß eine kleine
gewichtsmäßig leichte und leicht zu bedienende Mähmaschine
bereitgestellt wird, welche zum Mähen zwei Schneidräder hat.
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Die Differenz zwischen der Zähnezahl des Hohlrads und der
Zähnezahl auf dem äußeren Umfang des Zahnrings ist sehr klein und
beläuft sich beispielsweise auf eins bei dem Kämmeingriff der
Zahnräder. In ähnlicher Weise ist die Differenz zwischen der
Zähnezahl des kleinen Zahnrads und der Zähnezahl auf dem inneren
Umfang des Zahnrings ebenfalls sehr klein, und der Zahnring und
das kleine Zahnrad sind in Kämmeingriff miteinander
gegenüberliegend zu der Kämmeingriffsposition des vorstehend genannten
Hohlrads und des Zahnrings. Der Zahnring arbeitet als
eingangsseitiges Zahnrad und führt eine exzentrische Umlaufbewegung an
Stelle einer konzentrischen aus. Das Hohlrad, welches eine
Drehbewegung unter Kämmeingriff mit dem Zahnring ausführt,
arbeitet als erstes getriebenes Zahnrad, und das kleine Zahnrad
arbeitet als das zweite getriebene Zahnrad.
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Wenn der Zahnring eine Umlaufbewegung ausführt, drehen sich das
Hohlrad und das kleine Zahnrad, welche in Kämmeingriff mit dem
Zahnring sind, in Gegenrichtungen.
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Wenn die Differenz zwischen der Zahl der äußeren Zähne des
Zahnrings und der Zähnezahl des Hohlrads eins ist, beläuft sich
die Anzahl der Umdrehungen des Hohlrads auf eins dividiert durch
die Anzahl der Umdrehungen des Zahnrings. Wenn in ähnlicher Weise
die Differenz zwischen der Zahl der inneren Zähne des Zahnrings
und der Zähnezahl des kleinen Zahnrads eins ist, beläuft sich die
Anzahl der Umdrehungen des kleinen Zahnrads auf eins dividiert
durch die Anzahl der Zähne. Die exzentrische Umlaufbewegung des
Zahnrings wird beispielsweise dadurch erzeugt, daß ein Teil der
von der Brennkraftmaschine kommenden Antriebswelle als eine
Exzenterwelle ausgebildet ist und diese als eine Lagerung benutzt
wird.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen
2 und 3 wiedergegeben.
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Die vorstehend genannten und weitere Zielsetzungen, Merkmale und
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden näheren
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. In dieser gilt:
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Gesamtanordnung
der Mähmaschine;
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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung
lediglich des Mähteils der Mähmaschine;
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Fig. 3 ist eine Vertikalschnittansicht des Mähteils der
Mähmaschine;
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Fig. 4 ist eine Draufsicht zur Verdeutlichung eines Teils der
oberen und unteren Schneidräder, welche mit Schneiden
bzw. Schneidmessern versehen sind;
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Fig. 5 ist eine Draufsicht zur Verdeutlichung einer
Kombination von Stirnrädern, welche eine
Energieübertragungseinrichtung bilden;
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Fig. 6 ist eine vergrößerte schematische Ansicht zur
Verdeutlichung des Kämmeingriffzustands der in Fig. 5
gezeigten Zahnräder; und
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Fig. 7 ist eine Draufsicht zur Verdeutlichung einer
Kombination von Zahnrädern mit einem kraisförmigen
Zahnprofil, welche eine Energieübertragungseinrichtung
bilden.
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Eine bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird nunmehr
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer
Mähmaschine.
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Diese Mähmaschine weist einen kleinen Motor bzw. eine kleine
Brennkraftmaschine 2 auf, welche an einem Ende eines Traghebels
bzw. einer Tragstange 1 angebracht ist, und ein Paar von sich
drehenden Schneidrädern 5, 6 auf, welche an dem distalen Ende der
Stange 1 vorgesehen sind. Das Paar von Schneidrädern 5, 6 umfaßt
ein oberes Schneidrad 5 und ein unteres Schneidrad 6, welche
sich, wie in Fig. 2 gezeigt in Gegenrichtungen drehen. Scharfe
Schneidkanten 5a und 6a sind an dem vorderen Ende der
Schneidräder 5, 6 ausgebildet, welche radial an dem jeweiligen Schneidrad
5, 6 vorstehen.
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Wenn ein Mähen mit einer Mähmaschine vorgenommen wird, wird die
Stange 1 derart gehalten, daß ihr distales Ende geringfügig
geneigt nach unten weist. Somit schneiden sich die Richtung der
Stange 1 und die Richtung einer Antriebswelle 9 des Schneidrads
unter einem spitzen Winkel. Die Umdrehung der Brennkraftmaschine
2 wird durch den Kämmeingriff eines Kegelrads 8 übertragen,
welches an dem Kopf einer Übertragungswelle 7 vorgesehen ist,
welche durch die Stange 1 geht, sowie über ein weiteres Kegelrad
10, welches an der Antriebswelle 9 für die Schneidräder 5, 6
vorgesehen ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Eine flexible
Welle kann ebenfalls zur Übertragung der Drehbewegung der
Brennkraftmaschine 2 auf die Antriebswelle 9 eingesetzt werden.
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Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Getriebeeinrichtung an drei
unterschiedlichen Positionen in der Nähe des Bodenendes der
Antriebswelle 9 über Lager gelagert. Insbesondere ist an der am
tiefsten liegenden Bodenstelle der Antriebswelle 9 ein kleines
Zahnrad 12 mittels eines Lagers 11 angebracht, an einer oberen
Stelle ist ein Hohlrad 15 mit Hilfe von Lagern 13 und 14
vorgesehen, und zwischen dem Lager 11 und den Lagern 13, 14 ist
ein Zahnring 17 mit Hilfe eines Lagers 16 gelagert. Die Achse
eines Wellenteils 9a der Antriebswelle 9, an der das Lager 11
angebracht ist, und die Achse eines Wellenteils 9b, auf dem das
Lager 13 angeordnet ist, liegen beide auf der Achse O&sub1;, bei der
es sich um die Achse der Welle 9 insgesamt handelt. Andererseits
ist die Achse O&sub2; eines Wellenteils 9c, an welchem das Lager 16
angeordnet ist, exzentrisch. Wenn daher die Antriebswelle 9 eine
Drehbewegung ausführt, führt der Zahnring 17 eine exzentrische
Umlaufbewegung aus.
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Das kleine Zahnrad 12, welches von einer dünnen Platte gebildet
wird, ist zu einer Einheit fest mit einem Tragrohr 12 über eine
Schraube 18 verbunden. Diese Einheit wird von dem Wellenteil 9c
über das Lager 11 gehalten. Eine Bodenplatte 19 ist fest mit dem
Tragrohr 12a mit Hilfe einer Schraube 30 verbunden, und das
untere Schneidrad 6, welches ringförmig auf dem äußeren Umfang
der Bodenplatte 19 ausgebildet ist, ist an diesem mit Hilfe einer
Schraube befestigt.
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Der Zahnring 17 wird von einer dünnen Platte gebildet, und ein
Halter 17a ist hieran befestigt. Das Mittelteil des Halters 17a
ist rohrförmig ausgebildet, und in demselben ist das Lager 16
eingesetzt. Der Zahnring 17 ist mit Trägerstiften 20 versehen,
welche nach oben vorstehen und mit einer eine Drehbewegung
begrenzenden Scheibe 21 derart zusammenarbeiten, daß der Zahnring
17 sich nicht konzentrisch dreht, sondern eine exzentrische
Umlaufbewegung ausführt. Insbesondere ist die eine Drehbewegung
begrenzende Scheibe 21 mit Lagern 22 versehen, welche einen
größeren Durchmesser als die Trägerstifte 20 haben, um eine
oszillierende Bewegung zu gestatten, welche durch die
Exzentrizität
des Wellenteils 9c in einer solchen Weise verursacht
wird, daß die Lager 22 zu Trägerstiften 20 auf dem Zahnring 17
passen, wobei die Lager und die Trägerstifte 20 zusammenarbeiten.
Ein Rohrteil 21a, welches an dem Mittelteil der eine Drehbewegung
begrenzenden Scheibe 21 ausgebildet ist, arbeitet von unten her
mit dem äußeren Umfang des Lagers 13 zusammen, welches mit dem
Schaftteil 9b der Antriebswelle 9 zusammenarbeitet. Dieses steht
an der Oberseite nach außen vor und von einer äußeren Wand 21b
vor, welche nach außen vorsteht. Ein Arm 21c steht nach oben vor
und der Arm 21c ist mit einem Teil der Stange 1 verbunden,
wodurch die eine Drehbewegung begrenzende Scheibe 21 derart
festgelegt ist, daß sie keine konzentrische Drehbewegung
ausführt. Das Lager 14 arbeitet mit dem äußeren Umfangs des
Rohrteils 21a der die Drehbewegung begrenzenden Scheibe 21
zusammen. Das Rohrteil 21a der die Drehbewegung begrenzenden
Scheibe 21 ist zwischen dem äußeren Umfang des Lagers 13 und dem
inneren Umfang des Lagers 14 gehalten.
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Eine Tragscheibe 15a ist fest mit der Bodenfläche des Hohlrads
15 verbunden, welches mit dem Zahnring 17 zusammenarbeitet, und
ein äußerer Umfang der Scheibe 15a des oberen Schneidrads 5 ist
hiermit verbunden und mittels Schrauben befestigt. Dieses obere
Schneidrad 5 und das zuvor genannte untere Schneidrad 6 sind
derart aufeinander eingerichtet, daß sie aufeinander eine
Gleitbewegung ausführen können. Der innere Umfang der Tragscheibe
15a des Hohlrads 15 wird von einem Tragrohr 12a des kleinen
Zahnrads 12 derart gelagert, daß es über ein Lager 23 frei eine
Drehbewegung ausführen kann. Zusätzlich zu der Tragscheibe 15a
ist eine Abdeckung 15b auf dem Hohlrad 15 derart befestigt, daß
die die Drehbewegung begrenzende Scheibe 21 von oben her
abgedeckt wird. Das Mittelteil der Abdeckung 15b arbeitet mit dem
äußeren Umfang des Lagers 14 zusammen, und der äußere Umfang der
Abdeckung 15b ist an dem oberen Schneidrad 5 festgelegt. In
anderen Worten bedeutet dies, daß das obere Schneidrad 5 durch
die Tragscheibe 15a und die Abdeckung 15b gehalten ist, und dank
den Lagern 14 und 23 kann es frei eine Drehbewegung ausführen.
Wenn daher die Antriebswelle 9 eine Drehbewegung ausführt, werden
die Drehzahlen des oberen Scheidrades 5 und des unteren
Schneidrades 6 individuell mit einem großen Untersetzungsverhältnis
untersetzt und sie drehen sich in Gegenrichtungen.
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Die Formen der Schneidmesser des oberen Schneidrads 5 und des
unteren Schneidrads 6 sind keinen Beschränkungen unterworfen,
vorausgesetzt, daß sie derart ausgebildet sind, daß sie eine
Scherbearbeitung ähnlich einer Schere ausführen können. Beispiele
dieser Schneidmesser sind in Fig. 4 gezeigt. Bei dieser
bevorzugten Ausführungsform sind die oberen und unteren Schneidräder 5,
6 beide ringförmig ausgebildet und haben radial vorstehende
Schneidmesser. Die Schneidkanten 5a und 6a, welche am vorderen
Ende in Drehrichtungen gesehen liegen, sind geringfügig in
Drehrichtung abgewandt geneigt ausgebildet, so daß ein nicht
geschnittener Gegenstand, welcher zufällig dazwischenkommen kann,
automatisch herausgedrückt wird. Ferner sind die Freiwinkel des
Schneidmessers 5a des oberen Schneidrades 5 und des
Schneidmessers 6a des unteren Schneidrades 6 unterschiedlich bemessen. Dies
bedeutet, daß die Schneidlängen des Schneidmessers 5a und des
Schneidmessers 6a unterschiedlich sind, so daß sie einen
Gegenstand unter Ausführung einer Scherbewegung in Relation zu
dem zu schneidenden Gegenstand abschneiden können.
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Fig. 5 ist eine Draufsicht zur Verdeutlichung einer bevorzugten
Ausführungsform einer Energieübertragungseinrichtung, bei welcher
eine Kombination aus Stirnrädern vorgesehen ist, und Fig. 6 ist
eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines Teils
derselben in vergrößertem Maßstab.
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Das Hohlrad 15 ist mit den äußeren Zähnen des Zahnrings 17 in
Kämmeingriff, und das kleine Zahnrad 12 ist in Kämmeingriff mit
den inneren Zähnen des Zahnrings 17. Alle Zähne haben den
gleichen Zahnmodul, und das Hohlrad 15 hat einen Zahn mehr als
der Zahnring 17, und das kleine Zahnrad 12 hat einen Zahn weniger
als der Zahnring 17.
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Das Hohlrad 15 und das kleine Zahnrad 12 sind beide um den
Mittelpunkt O&sub1; angeordnet, und der Zahnring 17 ist um den
Mittelpunkt O&sub2; mit einer exzentrischen Lage zu O&sub1; angeordnet. Wenn
die Drehbewegung des Zahnrings 17 durch die Trägerstifte 20
begrenzt wird, führt der Zahnring 17 eine exzentrische
Umlaufbewegung aus, wenn die Antriebswelle 9 sich um O&sub1; dreht,
wobei der Abstand zwischen O&sub1; und O&sub2; den Radius bildet. Der
Abstand zwischen den Mittelpunkten wird durch die Differenz
zwischen den Zähnezahlen der Zahnräder und dem Zahnmodul
bestimmt. Die Exzentrizität in Kombination mit dem Hohlrad 15 und
dem Zahnring 17 muß gleich wie die Exzentrizität der Kombination
aus Zahnring 17 und kleinem Zahnrad 12 sein. Die Kombination aus
Hohlrad 15 und den äußeren Zähnen des Zahnrings 17 und die
Kombination aus den inneren Zähnen des Zahnrings 17 und dem
kleinen Zahnrad 12 arbeiten jeweils als eine
Untersetzungseinrichtung in Form eines Innenplanetengetriebes. Wenn im
allgemeinen bei einer Innenplanetengetriebebauart eine Differenz
zwischen der Zähnezahl sehr klein ist, und beispielsweise eins
beträgt so sagt man, daß Stirnräder aufgrund der Eehinderung
durch die Zähne nicht eingesetzt werden können. Es wird dennoch
ein spezielles Zahnprofil für das jeweilige Zahnrad angegeben,
so daß Stirnräder eingesetzt werden können. Dies wird nunmehr
speziell unter Bezugnahme auf Fig. 6 im Zusammenhang mit der
Zuordnung zwischen dem Hohlrad 15 und den äußeren Zähnen des
Zahnrings 17 erläutert.
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Die Stirnrad-Zahnprofile 24 sind auf dem Hohlrad 15 ausgebildet
und weisen geneigte Linien mit einem Grundwälzkreis P&sub0; als
Zahngrund auf. Die anderen Zähne 25, welche in Kämmeingriff mit
den vorstehend genannten Zähnen sind, sind auf dem äußeren Umfang
des Zahnrings 16 ausgebildet. Die Oberteile der Zähne 24 und 25
sind um H&sub1; und H&sub2; jeweils abgeschnitten. Hierdurch erhält man eine
Vielzahl von Zähnen auf den beiden Zahnrädern innerhalb eines
gewissen Bereiches ausgehend von dem Kämmeingriffszentrum, welche
miteinander mit Flächenkontaktbereichen zwischen denselben
zusammenarbeiten. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist in einem
Teilungsabstand von der Mittellinie, welche durch die
Mittelpunkte O&sub1; und O&sub2; der beiden Zahnräder geht, das Verhältnis von α1,
die Differenz zwischen den Mittelpunktswinkeln, zu α2, der
Differenz zwischen den Richtungen der Zähne, und dieses
Verhältnis beläuft sich auf 2 zu 1. Wenn man die Eingriffsflächen der
Zähne 24 und 25 derart ausbildet, daß sie von geneigten Flächen
mit dem Verhältnis von Höhe zu Umfangslänge von 2 zu 1 begrenzt
werden, beginnt der Kontaktbereich mit dem Eingriff und
Aufrechterhaltung eines vollständigen Flächenkontakts, und die
Veränderung der Eingriffstiefe führt zu einer Flächengleitbewegung.
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Aus dem Vorstehenden ist zu ersehen, daß der vorsteherid genannte
Zahnkontakt jeweils flächenhaft ist, was sich aus der
nachstehenden Beschreibung noch näher ergibt.
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In Fig. 6 wird angenommen, daß die Zähnezahl des Hohlrads 15 Z&sub1;
ist, und die Zähnezahl am äußeren Umfang des Zahnrings 17 Z&sub2; ist,
die Mittelpunktswinkel eines Hohlradzahns und eines zugeordneten
Zahnringzahns einen Teilungsabstand von der Mittellinie mit
Z&sub1;/360º und Z&sub2;/360º jeweils haben. Winkel zwischen einer Tangente
an den Teilkreis um eine Mittellinie, welche durch die
Mittelpunkte O&sub1; und O&sub2; geht, und einer Linie, welche die Oberteile der
beiden benachbarten Zähne verbinden, belaufen sich auf Z&sub1;/180º
und Z&sub2;/180º jeweils. Somit ist der Winkel α1 doppelt so groß als
der Winkel α2, und wenn die Kontaktbereiche der Zähne derart
ausgelegt sind, daß sie geneigte Flächen mit dem Verhältnis von
Höhe zu Umfangsabstand von 2 zu 1 haben, erhält man immer einen
Kontaktbereich zwischen den Zähnen 24 und 25 in Form eines
Kontaktes von Fläche zu Fläche.
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Eine Behinderung zwischen den Zähnen 25 und 24 läßt sich dadurch
vermeiden, daß die Oberteile jeweils mit H&sub1; und H&sub2; abgeschnitten
sind. Bei einem Standardstirnrad, bei dem der Grundkreis bzw.
Teilkreis durch den Mittelpunkt der Höhe eines Zahns geht, ist
es schwierig, eine abzuschneidende Größe zu wählen, aber bei der
vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist die
Größe des abgeschnittenen Teils eines Zahns relativ klein infolge
des Zusammenhangs zwischen dem Grundwälzkreis P&sub0; und dem
Zahnprofil. Untersuchungen haben gezeigt daß man gute Ergebnisse
erzielen kann, wenn man das Oberteil des Zahns in einer Größe von
etwa 25 % der Höhe des Zahns abtrennt.
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Der Zusammenhang der Zähne und des Kämmeingriffs zwischen den
inneren Zähnen des Zahnrings 17 und dem kleinen Zahnrad 12 ist
gleich wie bei dem zuvor beschriebenen Hohlrad 15 und den äußeren
Zähnen des Zahnrings 17.
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Die Einrichtung eines Innenplanetengetriebes selbst ist eine
Kombination von zwei Zahnrändern, d.h. einem treibenden Rad und
einem getriebenen Rad. Kreisförmige Zahnprofile werden als
Zahnprofile für ein gleichmäßiges Zusammenarbeiten eingesetzt.
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Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform, bei der die
kreisförmigen Zahnprofile von Kombinationen aus kreisförmigen
Zähnen 26, 28 und konkaven Teilen 27, 29 gebildet werden, welche
jeweils für eine Kombination aus Zahnring 17 und äußerem Umfang
des Hohlrads 15 und einer Kombination aus inneren Zähnen des
Zahnrings 17 und dem kleinen Zahnrad 12 eingesetzt werden.
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Die in Fig. 7 gezeigten Zahnringe 17 nutzen Zähne mit einem
kreisförmigen Zahnprofil als energieübertragende Zähne, aber das
Stirnradmodell, welches in Fig. 6 gezeigt ist, läßt sich einfach
herstellen, und die Kontaktbereiche für die Energieübertragung
sind Kontaktbereiche mit einem Flächen zu Flächen-Kontakt ohne
Behinderung durch die Zähne, wodurch sich in effektiver Weise
Energie bzw. Leistung übertragen läßt. Daher ist es möglich, daß
man die Energieübertragungseinrichtung kleiner und gewichtsmäßig
leichter auslegen kann.
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Die Mähmaschine nach der Erfindung, bei welcher die
Energieübertragungseinrichtung zum Einsatz kommt, welche den Zahnring 17
aufweist, nutzt zwei Schneidräder 5, 6, welche sich in
Gegenrichtungen zum Mähen von Gras mittels einer Abscherbearbeitung
drehen. Somit können Gras und Büsche zuverlässig und sauber
gemäht werden. Ferner treibt eine Antriebswelle 9 eine
Kombination aus nur drei Zahnrädern 12, 15, 17 an, welche mit großen
Untersetzungsverhältnissen arbeiten, und Drehbewegungen in
Gegenrichtungen zueinander ausführen. Somit läßt sich die
Drehzahl einer mit Hochgeschwindigkeit arbeitenden
Brennkraftmaschine 2 direkt ohne eine
Geschwindigkeitsuntersetzungseinrichtung einsetzen, und hierdurch ist es möglich, daß man eine
kompakte und gewichtsmäßig leicht ausgelegte Mähmaschine erhält.
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Die Mähmaschine nach der Erfindung ermöglicht auch, daß sich die
Mähposition leicht verändern läßt, wenn das andere Schneidrad 6
in Kontakt mit dem Untergrund kommt. Die Drehbewegung des oberen
Schneidrades 5 verhindert, daß abgeschnittenes Gras oder Büsche
sich an den Schneidrädern 5, 6 selbst sammeln können.
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Während die Erfindung unter Bezugnahme auf einige bevorzugte
Ausführungsformen insbesondere gezeigt und erläutert worden ist,
ist es natürlich möglich, daß der Fachmann zahlreiche
Abänderungen hinsichtlich der Gestalt und in den Details vornehmen kann,
ohne den Schutzgedanken der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichen
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1 Traghebel bzw. Tragstange
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2 Motor bzw. Kraftmaschine
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5 oberes Schneidrad
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5a Schneidkante
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6 unteres Schneidrad
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6a Schneidkante
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7 Energieübertragungswelle
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8 Kegelrad
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9 Antriebswelle
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9a Wellenteil
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9b Wellenteil
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9c Wellenteil
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10 Kegelrad
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11, 13, 14, Lager
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16, 22, 23 Lager
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12 kleines Zahnrad
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15 Hohlrad
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15b Abdeckung
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17 Zahnring
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18 Schraube
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19 Bodenplatte
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20 Trägerstift
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21 eine Drehbewegung begrenzende Platte
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21a Tragrohr
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21b äußere Wand
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21c Arm
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24, 25 Stirnradzahnprofile
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26 kreisförmige Zähne
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27 konkave Teile
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28 kreisförmige Zähne
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29 konkave Teile
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30 Schraube