DE10303213A1

DE10303213A1 - Cutterbar for lawnmower, has support arm with a bore at the center for mounting on the shaft of a drive motor, and measurers behind which corresponding air guiding vanes are respectively formed

Info

Publication number: DE10303213A1
Application number: DE2003103213
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dr. Kern; Philipp Epple
Original assignee: DR KERN GmbH
Current assignee: DR KERN GmbH
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-07-29

Abstract

The cutterbar has a support arm (1) with a bore (3) at the center for mounting on the shaft of a drive motor, and measurers (4) behind which corresponding air guiding vanes (2) are respectively formed.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rasenmäherbalken, der so gestaltet ist, daß sowohl der Tragarm als auch das Messer mit seinem integrierten Luftleitflügel strömungstechnischen Anforderungen hinsichtlich vor allem eines niedrigen Geräusches bei gleichzeitig gutem Grastransports genügt. Zu diesen Zwecken kann bzw. können an die Messer mit ihrem jeweiligen Luftleitflügel zusätzlich ein- oder beidseitig eine Seitenwand angefügt sein, die eine weitere erhebliche Verbesserung des für den Grastransports notwendigen Luftauftriebs bei gleichzeitiger Verminderung der Strömungsgeräusche bewirken.The invention relates to a lawn mower bar, which is designed so that both the support arm as well as the knife with its integrated air-guiding wing Requirements regarding especially a low noise good grass transport is also sufficient. Can be used for these purposes or can a side wall can also be attached to the knives with their respective air guide vanes on one or both sides, which is another significant improvement in what is necessary for grass transport Cause air buoyancy while reducing the flow noise.

Rasenmähermesser werden heute mit den vielfältigsten Ausgestaltungen hergestellt, die in etwa sechs Grundformen eingeteilt werden können. Diese Grundformen lassen sich in strömungstechnischer Hinsicht z. B. in Messer mit ausgeprägten Luft-Leitflügeln, oder Messer gruppieren, bei denen irgendwelche Teile auf die verschiedenste Art und Weise nach oben gebogen sind ohne über die Breite des Tragarms hinaus zu reichen. Diese Messertypen sind nach unseren Untersuchungen in der Regel nicht oder nicht erkennbar nach strömungstechnischen Gesichtspunkten gestaltet. Diese Situation führt zu einer schlechten Führung der Luft mit mangelhaftem Grastransport und trotzdem hohen Geräuschwerten oder zu Messerbalken mit ausreichend guten Grastransport und verhältnismäßig sehr lauten Geräuschen im Bereich von ca. dB(A). Hinzu kommen kann zusätzlich eine mehr oder weniger große Ablagerung von abgeschnittenen Grasteilchen an Teilen des Messerbalkens oder des Gehäuses bis hin zur Verstopfung des Transportkanals.Lawn mower blades are used today the most diverse Manufactured designs that are divided into about six basic shapes can be. These basic forms can be flow-related z. B. in knife with pronounced Air guide vanes, or group knives, where any parts on different Way are bent upward without exceeding the width of the support arm to reach out. These types of knives are according to our research usually not or not recognizable from a fluidic point of view designed. This situation leads to poor leadership the air with poor grass transport and still high noise levels or to knife bars with sufficient grass transport and relatively very much loud noises in the range of approx. dB (A). In addition, there can be a more or less size Deposition of cut grass particles on parts of the cutter bar or the housing to the blockage of the transport channel.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile durch eine strömungstechnisch bestimmte Gestaltung von Tragarm, Messer und deren Luftleitflügel sowie der Seitenteile zu vermeiden bzw. zu vermindern.The invention is therefore the object based on these disadvantages through a flow-specific design of the support arm, knife and their air guide vanes as well as the side parts avoid or reduce.

Beim Tragarm gehört zu diesen Maßnahmen eine strömungstechnisch gestaltete Form des Querschnitts des Tragarms. Bei einer üblichen Materialdicke vom >= 3 mm genügt bei einem Tragarm aus Stahl ein Flachprofil von z. B. 70 mm Breite den Festigkeitserfordernissen. Bei einer kleineren Materialstärke hingegen ist eine Profilierung des Tragarms in radialer Richtung notwendig. Das Profil des Tragarms wird erfindungsgemäß so gewählt, daß hierdurch kein oder kein nennenswerter Auftrieb der Luft entsteht. Das wird erreicht durch einen S-förmigen Querschnitt mit praktisch neutralem Auftriebsverhalten vorgesehen. Dieser S-förmige Querschnitt, der vorzugsweise so gestaltet ist, daß die grasseitig konvexe Wölbung des S-Schlags direkt hinter der Anströmkante liegt, während die grasseitig konkave Wölbung in die Abströmkante übergeht.These measures are part of the support arm a fluidic designed shape of the cross section of the support arm. With a usual Material thickness from> = 3 mm is sufficient with a steel support arm a flat profile of z. B. 70 mm width the strength requirements. With a smaller material thickness, however profiling of the support arm in the radial direction is necessary. The Profile of the support arm is selected according to the invention so that no or no Significant buoyancy of the air arises. That is achieved by one S-shaped cross section provided with practically neutral buoyancy behavior. This S-shaped cross section, which is preferably designed so that the convex curvature of the grass S-blow lies directly behind the leading edge, while the concave curvature on the grass side merges into the trailing edge.

Die Messer sind mit ihren Luftleitprofilen strömungstechnisch so gestaltet, daß sie den für den Transport der abgeschnittenen Grasteilchen erforderlichen Volumenstrom ohne Ablösungen oder Wirbel mit möglichst kleinem Geräusch erzeugen.The knives are with their air guiding profiles aerodynamically designed so that they the for the volume flow required to transport the cut grass particles without detachments or vortex with if possible little noise produce.

Zusätzlich können ein- oder beidseitig des einzelnen Messerprofils Seitenteile angebracht sein. Mit diesen Seitenteilen wird erreicht, daß die Luftströmung im Bereich des Messers und seines Luftleitprofils seitlich nicht von der Ober- zu Unterseite oder umgekehrt strömt und dadurch Wirbel entstehen, die den Auftrieb erheblich vermindern, den Grastransport verschlechtern und das Strömungsgeräusch vergrößernIn addition, one or both sides of the individual knife profile side parts attached. With these Side parts is achieved that the airflow not laterally in the area of the knife and its air guide profile flows from the top to the bottom or vice versa, creating vortices, which significantly reduce buoyancy, worsen grass transport and increase the flow noise

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen:Other advantages, features and details the invention result from the following descriptions of embodiments based on the drawings:

Dabei zeigen:Show:

1 Grundform eines marktüblichen Messerbalkens 1 Basic form of a common knife bar

2 Grundform des erfindungsgemäßen Messerbalkens 2 Basic shape of the cutter bar according to the invention

3 Alternativen für balkenartige Tragarmquerschnitte 3 Alternatives for beam-like cross sections

4 Scheibenförmige Alternativen zum Tragann-Balken 4 Disc-shaped alternatives to the Tragann beam

5 Sichelförmige Tragarm-Alternative zum Balkenprofil 5 Sickle-shaped support arm alternative to the beam profile

In der 1 ist eine Grundform eines konventionellen Messerbalkens dargestellt, der sich in der Richtung 5 dreht. Der Messerbalken besteht aus einem Tragarm 1, der in der Mitte die Bohrung 3 zur Aufnahme auf der Welle des Antriebsmotors trägt und mit zwei Messern 4 ausgestattet ist, hinter denen jeweils ein Luftleitflügel 2 mit den unterschiedlichsten Formen angeformt ist. In der Regel gibt es keine sichtbare Grenze zwischen einer möglicherweise vorhandenen Messerklinge 4a und dem Messerflügel 2. Man erkennt lediglich die – angeschliffene – Scheidkante 4b. Im Schnitt AB wird eine sehr häufig angewendete Form eines Messerflügels dargestellt. Der Flügel wird durch das Abkanten des äußeren Teils des Tragarms gewonnen.In the 1 is a basic form of a conventional cutter bar shown, which is in the direction 5 rotates. The cutter bar consists of a support arm 1 , the hole in the middle 3 for mounting on the shaft of the drive motor and with two knives 4 is equipped, behind each of which an air guide wing 2 is molded with a wide variety of shapes. As a rule, there is no visible boundary between a knife blade that may be present 4a and the knife wing 2 , You can only see the - ground - cutting edge 4b , Section AB shows a very frequently used form of a knife blade. The wing is obtained by folding the outer part of the support arm.

In konventionellen Messerbalken hat der Tragarm einen relativ flachen, rechteckigen Querschnitt 1b entsprechend Schnitt CD in 1.In conventional cutter bars, the support arm has a relatively flat, rectangular cross section 1b according to section CD in 1 ,

2 zeigt eine Version des erfindungsgemäßen Messerbalkens, der im gezeichneten Beispiel aus dem Tragarm 7 und zwei Messern besteht. Ein Messer ist aus der Messerklinge 11, dem Messerflügel 10 und den Seitenflügeln 8, 9 aufgebaut. 2 shows a version of the knife bar according to the invention, which in the example shown from the support arm 7 and two knives. A knife is out of the knife blade 11 , the knife wing 10 and the side wings 8th . 9 built up.

Im Schnitt CD ist eine strömungstechnisch interessante Alternative für die Gestaltung des Querschnitts eines Tragarms 7 dargestellt, die erfindungsgemäß als S-förmiges Wellenprofil ausgebildet ist. Dieser Tragarm-Querschnitt ist ein quasi auftriebsneutrales Profil mit relativ kleinem Strömungswiderstand. Mit diesem punktsymmetrischen Querschnitt, dessen Profil drei Wendepunkte aufweist, kann ein Tragarm aus verhältnismäßig dünnem Material hergestellt werden, ohne daß ein unerwünschter Auf- bzw. Abtrieb entsteht. Das ermöglicht eine materialsparende steife Bauweise des Tragarms ohne die üblichen strömungstechnischen Nachteile einer – bezogen auf Horizontale – unsymmetrischen Profilierung.On average CD is a fluidically interesting alternative for the design of the cross section of a support arm 7 shown, which is designed according to the invention as an S-shaped wave profile. This cross-section of the support arm is a quasi-buoyancy-neutral profile with a relatively small flow resistance. With this point-symmetrical cross-section, the profile of which has three turning points, a support arm made of ver relatively thin material can be produced without causing an undesirable uplift or downforce. This enables a material-saving, rigid construction of the support arm without the usual fluidic disadvantages of an asymmetrical profiling in relation to the horizontal.

Die Messer werden nach 2 beidseitig von senkrechten, zylindrisch geformten Seitenflügeln 8, 9 begrenzt. Diese Seitenflügel sind strömungstechnisch besonders vorteilhaft, weil sie weitgehend verhindern, daß die Luft von einer Messerseite auf die jeweilige Gegenseite strömt.The knives are after 2 on both sides of vertical, cylindrically shaped side wings 8th . 9 limited. These side wings are particularly advantageous in terms of flow because they largely prevent the air from flowing from one knife side to the other side.

Die Seitenflügel können auch nur einseitig, d.h. nur auf der Innen- oder nur auf der Außenseite angebracht sein. Sie stehen entweder auf allen Seiten gemäß Schnitt EF in 2. oder auf nur einem Teil der Seiten über das Messerprofil in der selben oder einer unterschiedlichen Höhe hinaus. Der Überstand kann auf der einzelnen Seite beliebig hoch sein, teilweise oder sogar vollständig fehlen.The side wings can also be attached only on one side, ie only on the inside or only on the outside. They are either on all sides according to section EF in 2 , or on only a part of the sides beyond the knife profile at the same or a different height. The protrusion can be as high as desired on the individual page, partially or even completely missing.

Die Anströmkante eines Seitenflügels kann zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse um einen Winkel α₂ von 0 bis ±20° gemäß 2 Einzelheit A angestellt sein.The leading edge of a side wing can according to improve the flow conditions by an angle α ₂ of 0 to ± 20 ° 2 Detail A be employed.

Der Tragarm in 1 kann erfindungsgemäß auch ein gewölbtes Profil gemäß 3 aufweisen. Die Wölbung kann gemäß 3 a) ein Kreisprofil sein, das beidseitig symmetrisch zur Horizontalen, oder nach 3 b) unsymmetrisch ausgeführt ist Die Profile nach 3 a) oder b) können sowohl als Vollprofil 13 oder auch als Hohlprofil 14 ausgebildet sein.The support arm in 1 can according to the invention also a curved profile 3 exhibit. The curvature can be according to 3 a) be a circular profile that is symmetrical on both sides to the horizontal, or to 3 b) is executed asymmetrically The profiles after 3 a) or b) can be both full profile 13 or as a hollow profile 14 be trained.

Strömungstechnisch besonders vorteilhaft ist erfindungsgemäß ein Tragflügel beliebiger Querschnittsform, der außerdem auf den im jeweiligen Rasenmäher notwendigen Auftrieb ausgelegt ist. Dafür eignen sich erfindungsgemäß insbesondere NACA-Profile, für die beispielhaft das Profil Nummer 001215 in 3c) dargestellt ist.In terms of flow technology, a wing of any cross-sectional shape is particularly advantageous according to the invention, which is also designed for the lift required in the particular lawnmower. According to the invention, NACA profiles are particularly suitable for this, for example the profile number 001215 in 3c) is shown.

Eine weitere, erfindungsgemäße Profilvariante ist ein Spindelprofil 16 gemäß 3d), das einen besonders kleinen Strömungswiderstand hat.Another profile variant according to the invention is a spindle profile 16 according to 3d) , which has a particularly small flow resistance.

In 4 sind mehrere scheibenförmige Alternativen zum balkenförmigen Tragarm dargestellt. Der scheibenförmige Tragarm kann erfindungsgemäß aus einer einfachen Scheibe 4a) Schnitt AB, oder materialsparend und strömungsgünstig doppelt ausgebildet sein 4b) und c). und dabei eine beliebige form aufweisen.In 4 several disk-shaped alternatives to the beam-shaped support arm are shown. According to the invention, the disk-shaped support arm can consist of a simple disk 4a) Section AB, or material-saving and streamlined to be double 4b) and c) , and have any shape.

Beim Einsatz von zwei Scheiben ist es besonders vorteilhaft, wenn die Scheiben beispielsweise beidseitig symmetrisch, oder gemäß b) oder c) zur Erzielung eines bestimmten Strömungs- und Auftriebsverhaltens unsymmetrisch sind. Besonders vorteilhaft ist eine kreisförmige Scheibenform gemäß 4a).When using two disks, it is particularly advantageous if the disks are, for example, symmetrical on both sides, or unsymmetrical in accordance with b) or c) in order to achieve a specific flow and lift behavior. A circular disk shape according to FIG 4a) ,

In 4b) ist beispielhaft ein Tragarm mit einer antriebsseitig flachen Scheibe und grasseitig kegelförmigen Profil entsprechende Alternative 18 oder grasseitig gewölbtem Profil entsprechend Alternative 19 dargestellt.In 4b) is an example of a support arm with a flat disk on the drive side and a corresponding conical profile on the grass side 18 or profile curved on the grass side according to alternative 19 shown.

Eine weitere vorteilhafte Variante gemäß 4c) ist ein topfähnlicher Tragarm 21 der an der Antriebswelle 23 befestigt über die Nabe 22 gestülpt ist, und zwei oder mehrere Messer (4) trägt. Diese Lösung hat den Vorteil, daß kein Gras auf die Oberseite des Tragarms gelangen kann und die Drehbewegung behindert. Außerdem können sich sehr vorteilhaft bei allen Gestaltungsalternativen des scheibenförmigen Tragarms nach 4 keine Grashalme um seine Anströmkante falten und so das Strömungsverhalten beeinträchtigen und das Geräusch vergrößern.Another advantageous variant according to 4c) is a pot-like support arm 21 the one on the drive shaft 23 attached over the hub 22 and two or more knives ( 4 ) wearing. This solution has the advantage that no grass can get onto the top of the support arm and hinder the rotary movement. In addition, can be very advantageous in all design alternatives of the disc-shaped arm 4 do not fold blades of grass around its leading edge and thus impair the flow behavior and increase the noise.

In 5 ist ein Rasenmäher-Balken der beispielhaft mit sieben sichelartig rückwärts gekrümmten Tragarmen wiedergegeben, der ganz generell aus zwei oder mehreren Sicheln bestehen kann. Die Sicheln können entsprechend 5a an ihren Außenkanten einen gemeinsamen Reifen aufweisen. An diesem Reifen können auf der Außenseite zwei oder mehr Messer befestigt sein.In 5 is a lawnmower bar that is exemplified with seven sickle-shaped backward-curved support arms, which can generally consist of two or more sickles. The sickles can accordingly 5a have a common tire on their outer edges. Two or more knives can be attached to this tire on the outside.

Die erfindungsgemäß gesichelten Tragarme lassen sich sehr vorteilhaft besonders geräuscharm gestalten.Let the cradled arms according to the invention are very advantageous to be particularly quiet.

Gemäß 5b) können die Messer auch direkt auf den Schaufelenden sitzen, wobei nicht jede Sichel mit einem Messer bestückt sein muß. In diesem Fall dienen die nicht mit Messern bestückten Sicheln der Erhöhung des Volumenstromes zur Verbesserung des Grastransportes.

According to 5b) the knives can also sit directly on the ends of the blades, although not every sickle has to be equipped with a knife. In this case, the sickles not equipped with knives serve to increase the volume flow to improve grass transport.

Claims

Cutter bar ( 1 ) characterized in that after 1 from a support arm ( 1 ) any cross-section with pronounced knives ( 4 ) consisting of a blade ( 4a ) with a defined blade width (b) and air guide vanes ( 2 ) are formed.

Cutter bar according to claim 1, characterized in that it has a support arm ( 7 ) 2 , has the as a bar 3a) is formed with a curved profile cross section, which can be designed as a solid or hollow profile.

Cutter bar according to claims 1 to 2, characterized in that it has a support arm ( 7 ) 2 , has the as a bar 3a) with a symmetrically curved profile cross section or after 3b) is formed with an asymmetrically curved profile cross section.

Cutter bar according to claims 1 to 3, characterized in that it has a support arm ( 7 ) 2 , has a curved profile according to 3a) and b) has the shape of a circular arc.

Cutter bar according to claims 1 to 3, characterized in that it has a support arm ( 7 ) 2 , has a curved profile according to 3c) is designed wing-shaped.

Cutter bar according to claims 1 to 3, characterized in that it has a support arm ( 7 ) 2 , has a curved profile according to 3c) is designed in particular as a NACA profile.

Cutter bar according to claims 1 to 3, characterized in that it has a support arm ( 7 ) 2 , has a curved profile according to 3d) is designed as a spindle-shaped cross section.

Cutter bar according to claim 1, characterized in that it has a support arm ( 7 ) 2 , has the as a bar 2 is formed with an S-shaped profile cross section according to section (CD) with three turning points.

Cutter bar according to claims 1 and 3, characterized in that the S-shaped profile of the support arm { 7 ) to 2 Cut (CD) is point symmetrical to the center line.

Cutter bar according to claims 1 to 3, characterized in that the S-shaped profile of the support arm ( 7 ) 2 ) is designed so that there is no buoyancy or only a buoyancy of less than 20% of the total buoyancy of the cutter bar.

Knife bar according to claims 1 to 10, characterized in that the leading edge ( 4b ) 1 , according to the respective knife blade 2 leads or lags parallel to the leading edge of the supporting beam, or is aligned with it, or lies on a radial beam that passes through the center of the axis of rotation, or is angled up to plus / minus 45 ° with respect to this radial beam.

Knife bar according to claims 1 to 11, characterized in that the knife blade ( 4a ) 1 , has a width (b) between 0.3 mm and 20 mm.

Knife bar according to claims 1 to 12, characterized in that the knife blade ( 4a ) to 1 an inclined cutting edge ( 4b ) Has.

Knife bar according to claims 1 to 13, characterized in that the knife blade ( 4a ) to 1 flat, ie not arched.

Knife bar according to claims 1 to 14, characterized in that the knife blade ( 4a ) corresponding 1 on the leading edge 2 Section EF is made at an angle (α ₁ ) between 0.3 ° and 20 ° to the horizontal up or down (grass side).

Knife bar according to claims 1 to 15, characterized in that the knives ( 7 ) to 2 one or both sides through side wings ( 8th ), ( 9 ) to 2 are limited.

Cutter bar according to claims 1 to 16, characterized in that the side wings ( 8th . 9 ) to 2 on all four sides, according to section EF, extend beyond the - any - knife profile limits.

Knife bar according to claims 1 to 17, characterized in that the side wings ( 8th . 9 ) to 2 the knife ( 7 ) do not extend with all their edges beyond the knife profile, especially not in the area of the side of the knife blade.

Cutter bar according to claims 1 to 18, characterized in that the side wings ( 8th . 9 ) to 2 on one edge side also only partially extend beyond the knife profile, in particular on the underside or grass side in the inflow area of the knife.

Knife bar according to claims 1 to 19, characterized in that the side wings ( 8th ), ( 9 ) in 2 have a cylindrical shape concentric to the axis of rotation.

Cutter bar according to claims 1 to 20, characterized in that the side wings ( 8th ), ( 9 ) the knife ( 7 ) at their leading edge 2 Detail A have an angle of attack between 0 ° and + 20 °.

Cutter bar according to claims 1 to 21, characterized in that the support arm ( 7 ) 2 , to 4 is designed as a disc curved on one or two sides with any circumferential contour as a solid or hollow profile, to which knives are attached.

Cutter bar according to claims 1 to 22, characterized in that the support arm ( 7 ) 2 , to 4 is designed as a disc curved on one or two sides with any circumferential contour as a solid or hollow profile, on the circumference of which knives are attached radially.

Knife bar according to claims 1 to 23, characterized in that the support arm ( 7 ) 2 , to 4 is designed as a disc curved on one or two sides with any circumferential contour as a solid or hollow profile, on the circumference of which knives are fastened on the disc surface facing the grass.

Knife bar according to claims 1 to 24, characterized in that the support arm ( 7 ) 2 , to 4 is particularly advantageously designed as a circular disc, the motor-side surface is flat and the grass-side surface is convex and both converge at their edges.

Knife bar according to claims 1 to 25, characterized in that the support arm ( 7 ) 2 , to 4 is particularly advantageously designed as a circular disk, the two surfaces of which are convexly curved in a rotationally symmetrical manner and converge at their edges.

Cutter bar according to claims 1 to 26, characterized in that the support arm ( 7 ) 2 , to 4 is designed as a circular disc, the two surfaces converging at the edges are convex in a rotationally symmetrical manner with a different radius of curvature on both sides.

Cutter bar according to claims 1 to 27, characterized in that the support arm ( 7 ) 2 , to 5b is designed as a blower, which consists of several crescent-shaped support arms at the ends of which there is a knife.

Cutter bar according to claims 1 to 28, characterized in that the support arm ( 7 ) 2 , to 5b is designed as a blower, which consists of several crescent-shaped support arms at the ends of which there is only partially a knife.

Cutter bar according to claims 1 to 29, characterized in that the support arm ( 7 ) 2 , to 5a is designed as a blower, which consists of several crescent-shaped partial support arms ( 24 ) there is a common circular tire at the ends ( 25 ) on which in turn two or more knives ( 4 ) are attached.

Cutter bar according to claims 1 to 30, characterized in that the support arm ( 7 ) 2 who after 5a carries a tire to which the knives are attached so that their cutting edges are lower than the tire.

Cutter bar according to claims 1 to 31, characterized in that the support arm ( 7 ) 2 , to 5 consists of a reinforced or unreinforced plastic, in which metallic knife blades are firmly connected or interchangeably inserted at the appropriate points on the knife blades or support arms.

Knife bar according to claims 1 to 32, characterized in that the knife bar according to 2 or 5 fixed or interchangeable knife blades made of case-hardened or through-hardened steel.

Knife bar according to claims 1 to 33, characterized in that the fixed or replaceable knife blades with the cutter bar consist of hard metal or ceramic.

Knife bar according to claim 1 to 34, that the Knife bar above a self-triggering Slip clutch is connected to the drive shaft of the racial mower.

Knife bar according to claim 1 to 35, that the Slipping clutch with the release directly or indirectly switching off the cutter bar drive caused.