Herramienta doble helicoidal y máquina cortacésped que incorpora dicha herramienta.

La herramienta está constituida por dos rotores (1, 2), cada unode ellos formado por un eje de giro (4,

4'') rotativo y al menos una cuchilla (5, 6) con forma de hélice, encontrándose los ejes degiro (4, 4'') paralelos entre sí y paralelos al suelo o césped yseparados una distancia inferior a la suma de los radios de las hélices de cada uno de los rotores (1, 2). La/s cuchilla/s (5, 6)de uno de los rotores (1, 2) cuentan con forma de hélice dextrógira y la/s cuchilla/s (6, 5) correspondiente/s al otro rotor (2, 1) muestran forma de hélice levógira, así como uno de los rotores(1, 2) consiste en un rotor conductor (1) y el otro consiste en un rotor conducido (2). La máquina derivada incorpora al menos unaherramienta doble helicoidal asociada al menos a una de las ruedas (14) de la máquina.

Herramienta doble helicoidal y máquina cortacésped que incorpora dicha herramienta.

Objeto de la invención La presente invención se refiere a una herramienta de corte que incorpora dos rotores helicoidales, que es susceptible de ser utilizada para cortar césped y para otras aplicaciones de corte de vegetales, por ejemplo para la limpieza de montes y otros.

Es asimismo objetivo de la invención la propia máquina cortacésped que incorpora dicha herramienta doble helicoidal.

Antecedentes de la invención Por el tipo de herramienta utilizada, las máquinas cortacésped que se encuentran en el mercado se pueden agrupar en dos tipos, las que tienen una herramienta rotativa y aquellas equipadas con una herramienta helicoidal. Se denominan herramientas rotativas aquellas cuyo eje de giro es perpendicular a la superficie de corte (al suelo) , y herramientas helicoidales aquellas otras en las que el eje de giro es paralelo al plano de corte (al suelo) y que consisten en cuchillas con forma de arcos de hélice, montadas de tal modo que su envolvente conforma un cilindro.

Las herramientas rotativas cortan gracias al hecho de que la cuchilla gira a gran velocidad y “choca“con la hierba. La patente de la invención US2071872 divulga una máquina rotativa con una función de aspiración incorporada, en la que la herramienta girando a gran velocidad crea una sobrepresión que dirige la hierba con ayuda de una carcasa hacia un colector. Una mejora de esta máquina se divulga en la patente de la invención US435567, en la que la innovación fundamental se refiere al hecho de que la herramienta es un disco sobre el que se montan unas cuchillas construidas con un material flexible.

El principio de operación de las herramientas helicoidales es el de las tijeras, corte por cizalla; cuando el rotor gira, sus cuchillas pasan rozando otra cuchilla que está fija al chasis de la máquina atrapando hierba entre ellas y cortándola tal y como haría un tijera. Una herramienta de este tipo se divulga en la patente de la invención ES 0280883 utilizada para una máquina cortaforrajes. En el modelo de utilidad ES 1043864 se reivindica una máquina de siega con herramienta helicoidal estándar, cuya innovación más sobresaliente es la de incorporar una transmisión hidráulica, y la de incorporar un rodillo situado delante de la herramienta que incorpora unas cuchillas que cortan verticalmente, resultando de especial utilidad para cortar vegetales dispuestos horizontalmente, como es el caso de hierba alta y caída. El documento US-A-3979887 divulga una herramienta doble helicoidal según el preámbulo de la reivindicación 1.

Las principales ventajas y desventajas de una y otra, refiriéndonos exclusivamente a la función de corte, son las siguientes:

- Las máquinas rotativas tienen la ventaja de que para una operación aceptable no son necesarios ajustes “finos” ni gran mantenimiento, (afilado de las cuchillas) , su precio es reducido y su eficiencia es mínima (se invierte mucha energía para el corte) .

- La ventaja de las máquinas helicoidales se refiere a que tanto la eficiencia como la calidad del corte son mucho mayores, su inconveniente es que necesitan un mantenimiento también mucho mayor (afilado de las cuchillas y ajuste de la separación entre las cuchillas móviles y la cuchilla fija) . Esto se debe a su diseño, dado que para la correcta operación de una máquina helicoidal es necesario que las dos cuchillas, la que está montada en el rotor y la fija, se toquen, lo que supone desgaste y necesidad de reajuste de la separación entre ambas.

- Comparando órdenes de potencia consumida y por tanto de eficiencia, una máquina helicoidal de 1Hp puede realizar el mismo trabajo que una máquina rotativa de 5Hp.

- En cuanto al ámbito de aplicación, en general, las máquinas rotativas se utilizan para aplicaciones de pequeña escala, de “aficionado”, y las máquinas helicoidales son las utilizadas para aplicaciones profesionales, campos de golf, campos de fútbol, jardinería profesional, etc.

En los últimos años, en paralelo al crecimiento de la industria electrónica de control, han aparecido en el mercado máquinas cortacéspedes autónomas, esto es máquinas que tienen la electricidad como fuente de energía y que están equipadas con baterías que pueden trabajar sin operario humano, a modo de robots. Fabricantes de estas máquinas son, entre otros, FRIENDLY ROBOTICS, ELECTROLUX, ZUCCHETTI, TORO y HUSQUARNA. Estas máquinas son derivaciones directas de los cortacéspedes rotativos clásicos y las innovaciones están básicamente en la función de control. Una de estas máquinas se divulga en la patente de la invención EP1100305, que consiste en una máquina con una herramienta rotativa y 3 ruedas, una delantera (rueda loca) y dos traseras, teniendo un motor eléctrico exclusivamente para hacer girar la herramienta. La patente de la invención WO0170009 reivindica una herramienta que es a su vez un conjunto o ensamblaje de varias herramientas rotativas, teniendo por característica principal que cada una de ellas se acciona por un motor en exclusiva.

En lo que respecta a la operación, las máquinas autónomas se diferencian de las máquinas cortacésped clásicas porque éstas implementan necesariamente dos funciones, la de traslación (tracción y dirección) y la de corte, mientras que las máquinas clásicas implementan la función de corte y en general, aunque no necesariamente, las funciones de recogedor y la de tracción, reservándose la de dirección sólo para máquinas grandes, para aquellas que se mueven por un operario.

En cualquiera de ellas, para la implementación de la función de traslación hay dos alternativas posibles, o bien utilizar dos motores eléctricos, uno acoplado a cada rueda, o utilizar uno y construir una mecánica compleja a base de cadenas cinemáticas, embragues, etc., lo que nos lleva a que si se pretende reducir al mínimo las partes mecánicas (reducción de peso, coste, etc.) hay que plantear el diseño de una máquina autónoma al menos con tres motores, de los cuales el tercero es necesario para la herramienta de corte. En efecto, así son, en general, las máquinas disponibles en el mercado de los fabricantes anteriormente mencionados y representadas por la máquina divulgada en la patente de la invención EP1100305.

Por otro lado, la explicación de por qué todas las máquinas disponibles en el mercado están equipadas con herramientas rotativas se encuentra en el hecho de que este tipo de máquinas no recogen los restos de la hierba cortada, e incrementan la frecuencia de corte del césped para dejar el mínimo de restos y favorecer su uso como abono.

El inconveniente es que este modo de operación lleva aparejado un incremento del mantenimiento de la herramienta, que es lo que en la práctica imposibilita el uso de herramientas helicoidales en máquinas autónomas.

Así pues las condiciones de diseño ideales que deberá satisfacer la herramienta de corte para su aplicación a una máquina cortacésped autónoma se refieren a las siguientes:

1) Que la calidad del corte y la eficiencia sean las de una herramienta helicoidal (maximizar la autonomía)

2) Que el mantenimiento sea el de una herramienta rotativa (minimizar el mantenimiento y por tanto la intervención del usuario)

3) Que permita construir una máquina cortacésped capaz de realizar las funciones de corte y de traslación (tracción y dirección) únicamente con dos motores eléctricos, y que permita la función de traslación con un mínimo de componentes mecánicos (minimizar la masa y el coste)

Descripción de la invención La herramienta doble helicoidal, que constituye el objetivo de esta invención, cumple con los requerimientos expuestos, resultando de especial aplicación para máquinas cortacésped autónomas.

La herramienta está fundamentalmente compuesta por dos rotores, cada uno de ellos formado por un eje de giro al que se encuentra vinculada al menos una cuchilla con forma de hélice, encontrándose los ejes de giro paralelos entre sí y paralelos al suelo o césped a cortar y separados por una distancia inferior a la suma de los radios de las hélices de cada uno de los rotores, en el que la/s cuchilla/s de uno de los rotores cuenta/n con forma de hélice dextrógira y la/s cuchilla/s correspondiente/s al otro rotor muestra/n forma de hélice levógira, así como uno de los rotores consiste en un rotor conductor y el otro consiste en un rotor conducido.

El rotor conducido deberá encontrarse sometido a una carga que actúe a modo de freno definiendo un contrapar de corte necesario para cortar la hierba, que será función del afilado de las cuchillas de uno de los rotores.

1. Herramienta doble helicoidal compuesta por dos rotores (1, 2) , cada uno de ellos formado por un eje de giro (4, 4’) al que se encuentra vinculada al menos una cuchilla (5, 6) con forma de hélice, encontrándose los ejes de giro (4, 4’) paralelos entre sí y paralelos al suelo o césped a cortar y separados por una distancia inferior a la suma de los radios de las hélices de cada uno de los rotores (1, 2) , en el que la/s cuchilla/s (5, 6) de uno de los rotores (1, 2) tiene/n forma de hélice dextrógira y la/s cuchilla/s (6, 5) correspondiente/s al otro rotor (2, 1) muestra/n forma de hélice levógira, y uno de los rotores (1, 2) consiste en un rotor conductor (1) y el otro consiste en un rotor conducido (2) , caracterizada porque el rotor conducido (2) dispone de mayor número de cuchillas (6) que el rotor conductor (1) , de tal manera que los dos rotores actúan como un engranaje reductor.

2. Herramienta doble helicoidal según la reivindicación 1, caracterizada porque las N cuchillas (5, 6) de un mismo rotor (1, 2) se encuentran situadas en torno al eje de giro (4, 4’) de dicho rotor (1, 2) con la forma de una hélice con un desplazamiento de 360º/N y disponen del mismo radio.

3. Herramienta doble helicoidal según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el rotor conductor (1) está accionado por un motor (3) .

4. Herramienta doble helicoidal según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incorpora un reductor

(8) que está situado a la salida del rotor conducido (2)

5. Herramienta doble helicoidal según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incorpora un reductor

(7) que vincula el motor (3) al rotor conductor (1) .

6. Herramienta doble helicoidal según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las cuchillas (5, 6) de uno de los rotores (1, 2) incorporan un diámetro primitivo coincidente con el diámetro exterior, constituyéndose dichas cuchillas (5, 6) en cuchillas de corte.

7. Herramienta doble helicoidal según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las cuchillas (5, 6) de uno de los rotores (1, 2) incorporan un diámetro primitivo distinto del diámetro exterior, constituyéndose dichas cuchillas (5, 6) en cuchillas de empuje.

8. Herramienta doble helicoidal según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las cuchillas (5, 6) muestran una forma de hélice parcial.

9. Herramienta doble helicoidal según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque las cuchillas (5, 6) muestran una forma de hélice completa de 360º.

10. Herramienta doble helicoidal según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las cuchillas (5, 6) consisten en cuchillas helicoidales con forma de V, en las que la mitad de cada una de las cuchillas cuentan con forma dextrógira y la otra mitad con forma levógira.

11. Herramienta doble helicoidal según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el rotor conductor (1) dispone de una única cuchilla (5) .

12. Máquina cortacésped que dispone de un chasis (9) montado sobre al menos un par de ruedas (14) paralelas, caracterizada porque incorpora la herramienta doble helicoidal descrita en las reivindicaciones 1 a 11, asociada al menos a una de las ruedas (14) paralelas.

13. Máquina cortacésped según la reivindicación 12, caracterizada porque dispone de dos herramientas vinculadas a correspondientes ruedas (14) dispuestas paralelas.

14. Máquina cortacésped según las reivindicaciones 12 y 13, caracterizada porque dispone adicionalmente de al menos una rueda loca (12) .

15. Máquina cortacésped según la reivindicación 13, caracterizada porque una de las herramientas asociada a una rueda (14) dispone su rotor conductor (1) levógiro y su rotor conducido (2) dextrógiro y la otra herramienta, asociada a la rueda (14) paralela a la anterior, dispone su rotor conductor (1) dextrógiro y su rotor conducido (2) levógiro.

16. Máquina cortacésped según la reivindicación 12, caracterizada porque comprende al menos un módulo (19) formado por cuatro ruedas (14) , montadas sobre el chasis (9) , consistentes en dos ruedas (14) paralelas delanteras y dos ruedas (14) paralelas traseras, a cada una de las cuales se encuentra asociada una herramienta.

17. Máquina cortacésped según la reivindicación 16, caracterizada porque el chasis (9) dispone de un articulación

media (17) que permite el giro de las ruedas delanteras respecto de las ruedas traseras.

18. Máquina cortacésped según la reivindicación 16, caracterizada porque comprende varios módulos (19) asociados rígidamente entre sí.

19. Máquina cortacésped según la reivindicación 16, caracterizada porque comprende varios módulos (19) entre los que se encuentran unas articulaciones (18) que permiten el giro relativo entre módulos.