DE69603648T2

DE69603648T2 - Rasenmäher mit einem Gehäuse mit Bypassgebläse

Info

Publication number: DE69603648T2
Application number: DE69603648T
Authority: DE
Inventors: Michael Miller; Axel Schaedler
Original assignee: MTD Products Inc
Current assignee: MTD Products Inc
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: US5873225A; CA2158889A1; EP0738463A1; US5960616A; EP0738463B1; DE69603648D1; US6282874B1

Description

Erfindungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Mähergehäuse.

Hinterrund der Erfindung

Rotations-Mähergehäuse haben typischerweise Einzel- oder Mehrfachmesser, welche die Vegetation durch Rotation dieser Messer in einem eingegrenzten Gebiet wie z. B. unterhalb eines Mähergehäuses abschneiden. Typischerweise umfaßt dieses Mähergehäuse einen einzelnen Auswurfkanal, der entweder zur Seite oder gelegentlich zum Heck des zugeordneten Rahmens weist, welcher selbiges für eine Bewegung über dem Boden trägt. Derartige Mähergehäuse benötigen ein großes Luftvolumen, um für die Bewegung des geschnittenen Grases unterhalb des Gehäuses und durch den Auswurfkanal zu sorgen. Typischerweise wird dieses Luftvolumen dadurch bereitgestellt, daß die Unterkante des Mähergehäuses im Abstand zum Boden angeordnet wird, so daß die benötigte Luft zwischen Mähergehäuse und Boden hindurchtreten kann, bevor sie durch den Auswurfkanal ausgeblasen wird. Jedoch entsteht durch diesen Abstand ein Spalt, durch den die Messergeräusche zur Umwelt austreten können, und außerdem wird die kürzeste Schnittlänge der Messer begrenzt. Rotations-Mäher mit einer zusätzlichen Druckluft-Quelle sind aus DE-A-30 52 252 und FR-A-2 573 954 bekannt.

Zusammenfassung der Ziele der Erfindung

Es ist ein Ziel dieser vorliegenden Erfindung, die Leistungsfähigkeit von Mähergehäusen zu erhöhen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine größere Seitenwandhöhe eines Mähergehäuses zu ermöglichen.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Effizienz der Verstreuung des geschnittenen Grases in einem Mähergehäuse zu erhöhen.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Verstopfungen und/oder die Grasablagerungen innerhalb der Wandungen des Mähergehäuses zu reduzieren.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Effizienz der Mähergehäuse beim Einsacken zu erhöhen.
Weitere Ziele und ein vollständigeres Verständnis der Erfindung können durch Bezugnahme auf die Zeichnungen gewonnen werden, in denen:

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Aufbau, Funktionsweise und Vorteile der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung offenbart werden unter der Berücksichtigung der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, wobei:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des durch die Erfindung innerhalb des Mähergehäuses erzeugten Luftstromes ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches der hinteren Kante des Mähergehäuses aus Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine nach unten gerichtete Ansicht eines die Erfindung umfassenden Mähergehäuses ist;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Mähergehäuses aus Fig. 3 und
Fig. 5 eine Vergrößerung des die Welle des Mähergehäuses aus Fig. 3 umgebenden Bereiches ist.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft den Gebrauch von Hochdruckluft, um die Schnitteffizienz von Rotations-Rasenmähern zu erhöhen und wird wie in den Ansprüchen aufgeführt definiert. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei Mähern, bei denen die Schneidgehäuse sehr nahe zum Boden angeordnet sind 35 und/oder deren Gehäuse sonst ein verringertes Luftvolumen aufweisen, das durch das Gehäuse und/oder aus dem Auswurfkanal strömt. Die Erfindung wird in einer Ausführungsform beschrieben, welche ein 760 mm langes Einzelmesser in einem Aufsitzmäher-Typ mit Heckauswurf umfaßt.
Die Erfindung bezieht sich auf den Einbau einer eine Druckdifferenz erzeugenden Vorrichtung, welche einem Mähergehäuse 50 mit einem Auswurfkanal 51 und einem rotierenden Messer 52 zuzuordnen ist.
Bei einem typischen Mähergehäuse besteht die Tendenz, daß eine Verstopfung und/oder eine Ablagerung von Grasklumpen überall innerhalb der Wandungen des Mähergehäuses auftritt, insbesondere an der hinteren Kante 54 des Auswurfkanals 51, wenn das Messer mit niedriger Geschwindigkeit rotiert, unter schweren Lastbedingungen betrieben wird und/oder dem Gehäuse eine schnelle Strömung von Ersatzluft fehlt. Genau an dieser Stelle ist jegliche Ablagerung besonders störend, da während der Ablagerung des geschnittenen Grases an dieser Stelle gleichzeitig die Querschnittsfläche des Auswurfkanals 51 reduziert und die laminare Strömung der Luft unterbrochen wird, die innerhalb der Wandungen des Mähergehäuses zirkuliert.
Die vorliegende Erfindung reduziert dieses Problem durch einen Einbau einer zusätzlichen Vorrichtung zur Erzeugung einer Druckdifferenz in das Mähergehäuse, wobei eine derartige Druckdifferenzvorrichtung den Druck und die Geschwindigkeit der Luft unterhalb des Mähergehäuses erhöht, ganz besonders an der hinteren Kante 54 des Auswurfkanals 51. Diese Druckdifferenzvorrichtung bewirkt eine Erhöhung der Luftgeschwindigkeit unterhalb des Mähergehäuses sowie eine Verbesserung der Beförderung der Vegetationsreste durch den Auswurfkanal 51, und zwar unter Vermeidung von Ablagerungen an der hinteren Kante 54 oder an anderen Stellen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Mähergehäuse 50 ein 760 mm- Einzelmesser-Heckauswurf-Mähergehäuse, das an einem Aufsitz-Rasenmäher verwendet wird. Obwohl dieses besondere Gehäuse eine Konstruktion mit Heckauswurf und Einzelmesser darstellt, ist verständlich, daß eine Verwendung der Erfindung mit Seite-an-Seite-Mehrfachwellen-Mähergehäusen sowie mit anderen Rotations-Mähervorrichtungen, die einen Anstieg der Druckdifferenz ausnutzen können, insbesondere an der hinteren Kante des Auswurfkanals, möglich ist. Derartige Mähergehäuse können unterhalb des Aufsitzmähers aufgehängt werden, können mit der Vorderseite oder mit der Rückseite des zugeordneten motorisierten Fahrzeugs verbunden werden, wie aus dem Stand der Technik bekannt.
Das besondere, offenbarte Mähergehäuse 50 umfaßt ebenfalls Seitenwände 53, die nach unten bis in die Vegetation ragen, weiter als bei üblichen Mähergehäusen. Der Zweck dieser zusätzlichen, besonderen Verlängerung ist, die unterhalb des Mähergehäuses 50 austretenden Messergeräusche zu reduzieren. Obwohl vorteilhaft, hat die Verlängerung der Seitenwand 53 nach unten ebenfalls den Effekt einer weiteren Reduzierung der Luftmenge, die vom Messer ansonsten genutzt werden kann, um eine genügend große Luftströmungsgeschwindigkeit zu erzeugen, welche ein zufriedenstellendes Mähen unter allen Bedingungen ermöglicht. Besonders problematisch ist nasser Rasen mit hohem Blaugras oder anderen hohen Konzentrationsdichten von Grashalmen.
Selbst in einem herkömmlichen Gehäuse würde unter diesen Umständen die Luftströmung, erzeugt durch das sich unterhalb des Mähergehäuses befindende Rotationsmesser 52, unterbrochen, wodurch die Vegetationsablagerung an der hinteren Kante 54 des Auswurfkanals 51 und sonstiges Verstopfen der laminaren Luftströmung verursacht würde, die für einen gleichmäßigen Auswurf vorzugsweise vorhanden ist. Mit den verlängerten Seitenwänden der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform würde ansonsten das Problem noch verschärft.
Die vorliegende Druckdifferenzvorrichtung schafft Abhilfe von diesen Problemen durch Bereitstellung einer zusätzlichen Quelle von Luft mit hoher Geschwindigkeit unterhalb des Auswurfkanals, insbesondere an der hinteren Kante 54 des Auswurfkanals 51. Diese Druckdifferenzvorrichtung erhöht die vorhandene Luftgeschwindigkeit im Auswurfkanal, um somit die Auswurfeffizienz an diesem kritischen Punkt zu erhöhen, während ebenfalls die hintere Kante 54 des Auswurfkanals 51 gegen unerwünschte Ablagerung von Grasresten geschützt wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt, kann die Richtung und die Position der Druckluft in bezug auf die hintere Kante des Auswurfkanals variieren. Die effizienteste Position, d. h. die der vorliegenden Erfindung, ist tangential 56 zur der Bewegungsbahn des Mähermessers und direkt auf die hintere Kante oder ein wenig stromaufwärts davon gerichtet. Hierdurch wird an dieser Stelle eine Luftströmung mit relativ hohem Druck erzeugt, die somit das Heraustreten des geschnittenen Grases aus dem Auswurfkanal fördert. Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die tatsächliche Position und Richtung der Luftströmung variieren. Wenn die Richtung der Luftströmung beibehalten wird, hat eine Verlagerung radial zum Mittelpunkt des Mähergehäuses einen minimalen zusätzlichen Einfluß auf die Luftströmung. Wird die Luftströmung jedoch um einem Winkel gedreht, der größer ist als der Tangentialwinkel (d. h. über 90º in bezug auf die radiale Richtung des Abströmpunktes), wird ein bestimmter Betrag eines parasitären Leistungsverlustes durch kollidierende Luftströmungen verursacht (welches somit nicht wünschenswert ist). Ein Winkel von plus/minus 20% ist offenbart, ebenso wie eine radiale Verschiebung 57 von plus 76 mm und minus 38 mm (in einem 760 mm-Gehäuse). Je größer die radiale Verschiebung im allgemeinen ist, desto kleiner sollte der Winkel und desto höher der Zusatzluftdruck sein (und umgekehrt).
Die Druckluft kann durch irgendein motorgetriebenes Gebläse erzeugt werden, das entweder in das Mähergehäuse integriert oder getrennt davon angeordnet ist. Zum Beispiel wäre ein separates kleines Gebläse, welches oberhalb des Mähergehäuses befestigt ist und mit einem Riemen angetrieben wird, bei Geräten geeignet, bei denen die Größe und die Komplexität eines integrierten Gebläses Kompromisse bei der Konstruktion verursacht, wie bei Mähergehäusen mit Seite-an-Seite angeordneten Mehrfachwellen.
Die besondere, offenbarte Druckdifferenzvorrichtung ist ein Radialgebläse 15, das integriert mit der Welle 60 des rotierenden Messers 52 in einem umgrenzten Raum 58 unterhalb der Oberseite 55 des Mähergehäuses angeordnet ist. Vorzugsweise wird der Raum 58 durch Hinzufügen eines Zusatzteils 61 gebildet, das separat mit der Unterseite des Mähergehäuses 50 so verschraubt ist, daß keine Störung der Gesamtheit der Oberseite 55 des Mähergehäuses, insbesondere an der kritischen Position der Befestigung der Welle 60, entsteht.
Weil die besondere, offenbarte Druckdifferenzvorrichtung ein Radialgebläse 15 ist, ist das Zusatzteil 61 exzentrisch in bezug auf die Rotationsachse des Radialgebläses derart befestigt, daß ein im allgemeinen spiralförmiger Luftkanal 65 mit zunehmendem Querschnitt erzeugt wird, welcher das Radialgebläse umgibt. Der kleinste Querschnitt 62 dieses Luftkanals 65 befindet sich an oder etwas stromabwärts von der kritischen hinteren Kante 52 des Auswurfkanals, wobei die Gebläseöffnung 66 nahe des Auswurfkanals angeordnet und tangential im wesentlichen auf die oder etwas stromabwärts zur hinteren Kante 54 des Auswurfkanals 51 ausgerichtet ist. In dieser Hinsicht ist zu erwähnen, daß die Querschnittsfläche 62 mit minimalem Durchmesser die Strömung der Luft durch die Gebläseöffnung 66 fördert, indem eine Luftbegrenzung stromabwärts der Gebläseöffnung erzeugt wird. Ferner erzeugt der im allgemeinen spiralförmige Luftkanal 65 eine gleichmäßige, laminare Luftströmung aus der Gebläseöffnung 66 heraus, wodurch somit die Effizienz der Luftströmung an dieser besonderen Position maximiert wird.
Da das Gebläse ein Radialgebläse 15 ist, erlangt es seine Luftzufuhr bei der besonderen beschriebenen Ausführungsform durch eine Reihe von Löchern 70, die in der Oberseite 55 des Mähergehäuses nächstliegend zur zentralen Rotationsachse des Radialgebläses angeordnet sind. Diese Löcher 70 ermöglichen dem Radialgebläse, Luft hierdurch anzusaugen und dann nach außen zu bewegen, um somit eine Druckerhöhung der Luft innerhalb des spiralförmigen Luftkanals 65 mit sich vergrößerndem Querschnitt zu bewirken.
Die Löcher 70 selbst weisen eine einzigartige Konfiguration auf, um die Gehäusefestigkeit zu maximieren, während die Komplexität der Herstellung reduziert wird. Insbesondere ist die Welle bei einem normalen Mähergehäuse in einem zentralen, kreisförmigen Loch befestigt, welches einen Innendurchmesser aufweist, der nur geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Welle.
Es ist zu beachten, daß bei unterschiedlichen Wellen die Zahl und die Form der Kleeblattöffnungen variieren kann. Während es zum Beispiel technisch möglich wäre, lediglich das zentrale Loch zu vergrößern oder zusätzliche umgebende Löcher hinzuzufügen, um eine Luftzufuhr für das Gebläse 15 zu schaffen, reduzieren diese beiden Möglichkeiten die Gehäusefestigkeit genauso wie, insbesondere bei der erstgenannten, die Größe, die Kosten und die Komplexität der Welle ansteigen (die nun über eine längere Strecke als sonst selbsttragend sein muß). Im Gegensatz dazu weist das Loch 70 bei der vorliegenden Erfindung eine Form eines Kleeblatts 72 auf, welches durch die vier Trägerarme für die Welle 60 ergänzt wird. Die Kanten der kleeblattförmigen Öffnung 72 sind gefalzt (vorzugsweise nach unten), um Verstärkungsflansche zu bilden, - und somit das Gehäuse an dieser kritischen Stelle zu verstärken (die Form des Loches würde abhängig von der Welle variieren). Diese Anordnung ermöglicht der Antriebswelle 60, die gleiche Größe beizubehalten wie in einem konventionellen Gehäuse, ohne die Festigkeit der Einheit zu gefährden, wobei der benötigte Luftdurchtritt dennoch geschaffen wird. Durch Anordnung der Welle in einer derartigen Position werden durch die diese umströmende Luft die kritischen Lager gekühlt und der Bereich des Treibriemens sauberer gehalten als sonst.

Claims

1. Rotations-Mähergehäuse (50) mit einem rotierenden Messer (52), welches einen Luftstrom durch einen Auswurfkanal (51) verursacht, gekennzeichnet durch das Anbringen einer zusätzliche Druckluft erzeugenden Quelle (15) und Mitteln, welche die genannte zusätzliche Druckluft im wesentlichen tangential zu dem rotierenden Messer (52) auf die hintere Innenkante (54) des Auswurfkanals (51) leiten.

2. Rotations-Mähergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Druckluft erzeugende genannte Quelle (15) ein mähergetriebenes Gebläse umfaßt.

3. Rotations-Mähergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine von dem Mäher angetriebene Messerwelle (60) umfaßt und daß das genannte mähergetriebene Gebläse mit der Messerwelle (60) verbunden ist.

4. Rotations-Mähergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Messer (52) umfaßt, das sich in einer Richtung auf die hintere Innenkante (54) des Auswurfkanals (51) zu dreht, und daß das genannte Mittel zum Leiten der genannten zusätzlichen Druckluft diese Luft in dieselbe Richtung wie das Messer (52) leitet.

5. Rotations-Mähergehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Mittel zum Leiten der genannten zusätzlichen Druckluft eine Ummantelung umfaßt.

6. Rotations-Mähergehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte mähergetriebene Gebläse in einer Ummantelung angeordnet ist, wobei die genannte Ummantelung eine Endöffnung aufweist, wobei die genannte Endöffnung eine Längsachse hat und wobei die genannte Längsachse der genannten Endöffnung im wesentlichen durch die hintere Innenkante (54) des Auswurfkanals (51) verläuft.

7. Rotations-Mähergehäuse nach Anspruch 3, bei dem sich die Messerwelle (60) in einer Richtung dreht, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Ummantelung einen Querschnitt aufweist, wobei der genannte Querschnitt in Richtung der Drehung der Messerwelle (60) zu der hinteren Innenkante (54) des Auswurfkanals (51) hin größer wird.

8. Rotations-Mähergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Mähergehäuse (50) eine Oberseite (55) aufweist, gekennzeichnet durch das Hinzufügen von Löchern (70) in der Oberseite (55) und dadurch, daß das genannte Gebläse (15) Luft durch die genannten Löcher (70) in der Oberseite (55) ansaugt.

9. Rotations-Mähergehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer Welle, gekennzeichnet durch das Anbringen einer kleeblattförmigen Öffnung, wobei die genannte kleeblattförmige Öffnung (72) sich in dem Mähergehäuse (50) befindet und dort die Welle umgibt.

10. Rotations-Mähergehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (60) Stützflansche aufweist und daß die genannte Öffnung eine sich mit den Stützflanschen abwechselnde Mehrfachfolge bildet.

11. Rotations-Mähergehäuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vier Stützflansche und vier Folgen von Öffnungsreihen vorhanden sind.

12. Rotations-Mähergehäuse nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Hinzufügung der genannten Öffnung, welche eine Kante, Verstärkungsflansche aufweist, wobei die genannten Verstärkungsflansche sich jenseits der Kante der genannten Öffnung erstrecken.