| JP3665174 | SWINGING MECHANISM OF WORKING VEHICLE |
| WO/2009/153400 | MOWING MACHINE AND SYSTEM |
| JP2007037427 | PROTECTIVE NET |
KRESS, Markus (Goerdelerweg 11, Ulm, 89051, DE)
Patentansprüche
1. Autonom arbeitender Rasenmäher umfassend wenigstens einen Elektromotor, wenigstens ein Schneidsystem, wenigstens ein Antriebsrad, eine elektronische Steuer- und/ oder Regeleinrichtung sowie eine Einrichtung zur Energieversorgung des autonom arbeitenden Rasenmähers, insbesondere eine wiederaufladbare Batterie oder Photovoltaikzellen , dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidsystem wenigstens eine um eine horizontale Achse umlaufende Schneidspindel umfasst, die in Fahrtrichtung des autonom arbeitenden Rasenmähers nach dem Antriebsrad bzw. den Antriebsrädern angeordnet ist und der autonom fahrende Rasenmäher einen ziehenden Antrieb zum Schneiden aufweist.
2. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidspindel eine Schnittbreite größer 32 cm, bevorzugt größer 35 cm, ganz bevorzugt größer 38 cm aufweist.
3. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidspindel eine Schnittbreite kleiner 100 cm, bevorzugt kleiner 60 cm, insbesondere kleiner 50 cm, aufweist.
4. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidspindel wenigstens ein Obermesser des Schneidsystems aufnimmt und zwischen Obermesser und einem feststehendem
Untermesser ein Schnittspalt ausgebildet wird, ergebend ein berührungsloses Spindelschneidwerk.
5. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidspindel einen gesteuerten und/oder geregelten Antrieb aufweist, wobei der geregelte Antrieb ein langsames Anfahren der Spindel auf Betriebsdrehzahl erlaubt.
6. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieser insgesamt wenigstens drei Räder umfasst, wovon wenigstens zwei Räder einen Antrieb aufweisen.
7. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der autonom arbeitende Rasenmäher eine Höheneinstellungsvorrichtung für die Schnitthöhe des Schneidsystems umfasst.
8. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Höheneinstellvorrichtung eine Höhenverstellung des Schneidsystems mit Schneidspindel und Untermesser umfasst.
9. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Höheneinstellvorrichtung eine Höhenverstellung für wenigstens ein Rad umfasst.
10. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Höheneinstellvorrichtung einen motorischen Antrieb aufweist.
11. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung die eine Regelung für die Bewegung des autonom arbeitenden Rasenmähers umfasst.
12. Autonom arbeitender Rasenmäher nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung eine Regelung für die Ladung der wiederaufladbaren Batterie oder Photovoltaikzelle umfasst.
13. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der autonom arbeitende Rasenmäher eine Einrichtung zur Leistungsaufnahme der Schneidspindel umfasst.
14. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der autonom arbeitende Rasenmäher einen Detektor zur Leistungsaufnahme umfasst, der ein Steuer-Regelsignal an die Steuer- und/oder Regeleinrichtung übermittelt und die Steuer- und/oder Regeleinrichtung ein
Blockieren der Schneidspindel detektiert und in Abhängigkeit von dem Signal, das die Blockierung anzeigt, die Schneidspindel entblockiert wird.
15. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Schneidspindel beim
Entblockieren ein oder mehrmals entgegengesetzt der Schneidrichtung angetrieben wird.
16. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der autonom arbeitende Rasenmäher zum Entblockieren entgegengesetzt zur Schneidrichtung verfahren wird.
17. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, das Verfahren entgegen der Schneidrichtung wenigstens teilweise entlang eines von dem autonom arbeitenden Rasenmähers gefahrenen Bahnabschnitt, insbesondere im Bereich einer bereits geschnittenen Bahn erfolgt.
18. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidspindel derart gelagert ist, dass sie werkzeuglos gewechselt werden kann.
19. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der autonom arbeitende Rasenmäher in Fahrtrichtung wenigstens einen Scheinwerfer aufweist.
20. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die wiederaufladbaren Batterien auf dem autonom arbeitenden Rasenmäher verschiebbar angeordnet sind, derart, dass der Schwerpunkt des Rasenmähers eingestellt werden kann. .
21. Autonom arbeitender Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der autonom arbeitende Rasenmäher ein Schiebegestänge für eine Handbetätigung umfasst.
22. System mit einem autonom arbeitenden Rasenmäher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 und einer Ladestation.
23. System gemäß Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation einen Regen- und/oder Feuchtesensor umfasst.
24. System gemäß einem der Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation und/oder der selbstfahrende Rasenmäher eine Funkeinrichtung umfasst. |
Selbstfahrender Rasenmäher
Die Erfindung betrifft einen selbstfahrenden bzw. autonom arbeitenden Rasenmäher mit Motorantrieb.
Selbstfahrende Rasenmäher sind aus der US 4 887 415 A, der EP 0 550 473 A, der US 3,550,714, oder der DE 199 32 552, der US 66 50 975, der EP 1 488 296 und der EP 1 495 661 bekannt.
Eine Vielzahl der aus dem Stand der Technik bekannten selbstfahrenden
Rasenmäher weisen eine Schneideinrichtung auf, die Schnittmesser mit einer begrenzten Schnittbreite von weniger als 30 cm umfassen. Eine ausreichende Schnittbreite konnte daher bei diesen Mähern nur mit einer Vielzahl von Messern erreicht werden.
Die Verwendung einer Vielzahl von Messern mit jeweils eigenständigen motorischen Antrieben ist aber eine sehr aufwendige Konstruktion.
Ein weiterer Nachteil der aus dem Sstand der Technik bekannten selbstfahrenden Rasenmäher ist, dass die Schneideeinrichtungen bei der Mehrzahl der selbstfahrenden Rasenmäher um eine vertikale Achse drehbar gelagert. Daher schlagen die Schneiden im Betrieb das Gras ab, wodurch im Bereich, in dem das Gras abgeschlagen wurde der Grashalm verletzt wird. Dies beeinträchtigt die Schnittqualität ganz erheblich.
Ein weiterer Nachteil ist die geringe Schnittbreite der aus dem Stand der Technik bekannten selbstfahrenden Mähroboter bei Verwendung nur eines einzigen Motors.
Bei selbstfahrenden Rasenmähern sind Motor und Schneideeinrichtung von einem Gehäuse umschlossen. Das Gehäuse wird von einem Fahrgestell getragen bzw.
weist Räder auf, die auf dem Rasen abrollen. Zum selbständigen Verfahren weisen die Räder zumindest teilweise einen Antrieb auf.
Selbstfahrende Rasenmäher, die anstelle von Messern eine umlaufende Spindel als Schneideinrichtung aufweisen, sind aus der US 6,650,975 bekannt. Nachteilig an der in der US 6,650,975 gezeigten Einrichtung ist, dass der Antrieb so erfolgt, dass die Spindel geschoben wird, d.h. die Schneidspindel ist vor den Antriebsrädern angeordnet. Alternativ kann die Antriebsspindel auch direkt mit dem Antrieb der Räder gekoppelt sein. Dies führt dazu, dass nur ein unzureichendes Mähergebnis, insbesondere in schwierigem Gelände erzielt wurde. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass man bei einem Spindelmäher im Regelfall nur eine sehr geringe Bodenfreiheit hat. So beträgt beispielsweise bei einer Schnitthöhe von 30 mm und einem Abstand des Untermessers von 5 mm der Abstand der Spindel nur 25 mm. Dies führt dazu, dass bei geringsten Bodenunebenheiten es bei starr mit dem Gehäuse verbundener Spindel zu einem Abheben eines oder mehrerer der Antriebsräder kommt. Bei einem Differentialantrieb führt dies zum Verlust der Traktion und des Weiteren zur Manövrierunfähigkeit. Durch die erfindungsgemäße Anordnung bevorzugt in einem gewissen Abstand zur Antriebsachse können diese Nachteil überwunden werden. Eine Bodenunebenheit oder ein kleines Hindernis führt bei einer derartigen Anordnung nur zu einem leichten Kippen des Hecks über die Antriebsachse. Die Manövrierfähigkeit hingegen wird nicht beeinträchtigt. Zur weiteren Verbesserung könnte die hinter der Antriebsachse angeordnete Spindel auch noch flexibel gelagert sein.
Bei selbstfahrenden Rasenmähern sind Motor und Schneideeinrichtung von einem Gehäuse umschlossen. Das Gehäuse wird von einem Fahrgestell getragen bzw. weist Räder auf, die auf dem Rasen abrollen. Zum selbständigen Verfahren weisen die Räder zunächst teilweise einen Antrieb auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere, einen selbstfahrenden Mähroboter bzw. Rasenmäher anzugeben, der eine einfache Konstruktion bei großer Schnittbreite aufweist. Des Weiteren soll der erfindungsgemäße Mähroboter gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Mähern eine bessere Schnittqualität auch bei verschiedenen Grashöhen und in schwierigem Gelände erreichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, bei einem autonom arbeitenden Rasenmäher, der einen Elektromotor, wenigstens ein Schneidsystem, wenigstens ein Antriebsrad, wenigstens eine elektronische Steuer- und/oder eine Regeleinheit sowie eine Einrichtung zur Energieversorgung des autonom arbeitenden Rasenmähers, beispielsweise eine aufladbare Batterie, Brennstoffzellen, einen Hybridantrieb, einen Energiespeicher beispielsweise in Form von Kondensatoren und/ oder Photovoltaikzellen umfasst, ein Schneidsystem vorzusehen, das wenigstens eine um eine horizontale Achse umlaufende Schneidspindel aufweist.. Die Schneidspindel ist in Fahrtrichtung hinter dem wenigstens einen Antriebsrad angeordnet. In einer ersten Ausführungsform wird unter der Formulierung hinter dem Antriebsrad verstanden, dass die Achse der Schneidspindel geometrisch nach den Radmittelpunkten der Antriebsräder angeordnet ist. In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird unter der Formulierung hinter dem Antriebsrad verstanden, dass die Schneidspindel geometrisch hinter dem Außenumfang der Antriebsräder angeordnet ist. Bevorzugt sind zwei Antriebsräder vorgesehen, wobei jedes der Antriebsräder von einem Motor angetrieben wird. Durch unterschiedlichen Antrieb der beiden Antriebsräder ist Kurvenfahrt möglich. Im Gegensatz zum System gemäß der US 6,650,975 weist der so aufgebaute autonom fahrende Rasenmäher einen ziehenden Antrieb beim Schneiden insbesondere des Grases, auf, wohingegen aus der US 6,650,975 nur ein schiebender Antrieb bekannt ist. Der ziehende Antrieb beim Schneiden hat insbesondere bei bergigem Gelände Vorteile. Insbesondere führt der ziehende Antrieb zu einem gleichmäßigeren Schnitt gegenüber den schiebenden Mähern
wie in der US 6,650,975 offenbart. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Rasenmäher mit ziehendem Antrieb einen ruhigeren und besseren Lauf aufweist. Mäher mit ziehendem Antrieb weisen generell eine stabilere Lage auf. Bevorzugt sind bei einem Mäher mit ziehendem Antrieb die Räder des Frontantriebes mit einem großen Durchmesser, beispielsweise größer 200 mm, ausgebildet, der bevorzugt größer als der Durchmesser der Lenkräder ist. Durch die Räder mit großem Durchmesser können Unebenheiten besser ausgeglichen werden. Bei einer Anordnung hinter dem Antriebsrad ist gemäß der Erfindung bevorzugt eine derartige Anordnung gewählt, die eine möglichst ausgeglichene Gewichtsverteilung aufweist und bei der ein Abheben der Antriebsräder bei
Auffahrt auf ein Hindernis oder bei Bodenunebenheiten weitgehend vermieden wird.
Der erfindungsgemäße selbstfahrende Mäher erlaubt aufgrund der umlaufenden Schneidspindel und dem ziehenden Antrieb ein Schneiden des Grases nur wenn die Spindel gezogen wird. Ein Schneiden im Schub ist nicht möglich.
Dadurch, dass die bei den meisten selbstfahrenden Mähern aus dem Stand der Technik bekannten entlang einer vertikalen Achse drehbar gelagerten Schneiden durch ein Schneidsystem, das eine um eine horizontale Achse umlaufende
Schneidspindel umfasst, ersetzt wurde, können im Vergleich zu den Systemen mit um die vertikale Achse drehbar gelagerten Schneidenaus dem Stand der Technik größere Schnittbreiten sehr einfach und mit wenig Aufwand realisiert werden.
Bevorzugt beträgt die Schnittbreite der Schneidspindel mehr als 32, ganz bevorzugt mehr als 35 und besonders bevorzugt mehr als 38 cm.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Mähers ist der konstruktiv einfache Aufbau.
Der konstruktiv einfache Aufbau des erfindungsgemäßen autonom arbeitenden Rasenmähers mit einer Schneidspindel beruht vor allem darauf, dass nur ein
einziger Antrieb für die Schneidspindel notwendig ist. Bei den Systemen gemäß dem Stand der Technik war es hingegen notwendig, um die großen Schnittbreiten zu erzielen, mehrere Schneideinrichtungen, beispielsweise nebeneinander liegend anzuordnen. Da jedes Schneidsystem gemäß dem Stand der Technik mit einem eigenen Antrieb ausgestattet ist, sind diese Systeme konstruktiv und in der Herstellung sehr aufwendig.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der autonom arbeitende Rasenmäher nur eine einzige Schneidspindel umfasst.
Da die Lagerung der breiten Schneidspindel ebenfalls wiederum sehr aufwendig sein kann, wird eine konstruktiv besonders einfache Anordnung eines autonom arbeitenden Rasenmähers dann erreicht, wenn die Schnittbreite der Schneidspindel geringer als 1 m, bevorzugt geringer als 60 cm, ganz bevorzugt geringer als 50 cm ist.
Die konstruktiv optimale Schnittbreite liegt somit in einem Bereich von 32 cm bis 1 m Schnittbreite der Schneidspindel.
Der konstruktiv einfache Aufbau ist insbesondere dann ganz entscheidend, wenn der autonom arbeitende Rasenmäher von ungeübtem Bedienpersonal, d.h. im Freizeitbereich verwendet werden soll. Außerdem ist die Größe der Schneidspindel durch ihr Gewicht wegen der nur begrenzt zur Verfügung stehenden Leistung der Elektromotoren insbesondere beim Anfahren limitiert, da insbesondere die Kapazität der wiederaufladbaren Batterie begrenzt ist.
In einer besonderen Ausführungsform ist die Spindel so ausgebildet, dass ein Spindelwechsel z.B. zum Schleifen der Spindel werkzeuglos erfolgen kann.
In einer ersten Ausführungsform für einen werkzeuglosen Wechsel der Spindel ist vorgesehen, das die Schneidspindel mit Hilfe einer Rastverbindung, z.B. einer Klippverbindung befestigt ist. Dies ermöglicht einen werkzeuglosen Ausbau und
damit einen werkzeuglosen Wechsel der Schneidspindel z.B. bei Verschleiß.
Alternativ hierzu kann in einer zweiten Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Befestigung der Schneidspindel mit einer Steckverbindung erfolgt. Auch dies ermöglicht den werkzeuglosen Wechsel der Schneidspindel.
Bevorzugt stellt die rotierende Schneidspindel das rotierende Obermesser des Schneidsystems zur Verfügung. Das Untermesser des Schneidsystems ist feststehend. Zwischen dem rotierten Obermesser und dem Untermesser wird ein Schnittspalt ausgebildet, ergebend ein berührungsloses Spindelschneidwerk. Eine derartige Ausgestaltung des Schneidsystems ist besonders deswegen bevorzugt, weil bei umlaufender Schneidspindel nur ein geringer Kraftaufwand zum Drehen des Messers erforderlich ist.
Um möglichst die Spindel mechanisch zu schonen, wird die Drehzahl der Spindel mittels eines geregelten Antriebes langsam vom Stillstand auf die Betriebsdrehzahl von ungefähr 500 bis 1000 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt 700 Umdrehungen pro Minute gebracht. Besonders bevorzugt ist es, wenn an der Spindel eine Vorrichtung zur Leistungsmessung vorgesehen ist. Mit Hilfe der Leistungsmessung an der Spindel ist es möglich, die Spindel leistungsabhängig anzusteuern. So ist bei niedrigem Gras die Leistungsaufnahme gering, bei hohem Gras entsprechend höher. Insbesondere ist es durch eine derartige Messung auch möglich, einen Blockierfall zu detektieren. Liegt ein Blockierfall vor, der sich durch eine hohe Leistungsaufnahme auszeichnet, d. h. dann wenn ein bestimmter Leistungswert überschritten wird, so kann ein kurzes Rückwärtsfahren der Spindel eingeleitet werden, wodurch die Spindel wieder freiläuft und die Blockierung aufgehoben wird. Das Gerät selbst kann hierbei zurückfahren.
Alternativ oder zusätzlich kann der Antrieb der Schneidspindel beim Entblockieren ein oder mehrmals entgegengesetzt der Schneidrichtung angetrieben werden.
Wird der autonom arbeitende Rasenmäher zum Entblockieren entgegengesetzt
zur Schneidrichtung verfahren, so erfolgt das Verfahren entgegen der Schneidrichtung, bevorzugt entlang der zuletzt vom autonomen Rasenmäher befahrenen Bahn bzw. Bahnabschnitt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der autonom arbeitende Mäher rückwärts wenigstens teilweise im Bereich einer bereits geschnittenen Bahn bewegt. Dies hat den Vorteil, dass ein nochmaliges Blockieren der Spindel beim Zurückfahren weitgehend vermieden wird, da blockierende Gegenstände in der bereits geschnittenen Bahn mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht mehr aufzufinden sind.
Der selbstfahrende Rasenmäher zeichnet sich in einer besonders bevorzugten
Ausführungsform dadurch aus, dass er wenigstens zwei Antriebsräder aufweist.
Bevorzugt wird jedem Antriebsrad ein eigener motorischer Antrieb zugeordnet.
Durch Ansteuerung der jeweiligen, den Rädern zugeordneten Antriebsmotoren wird erreicht, dass der selbstfahrende Rasenmäher auch Kurven fahren kann.
Neben den zwei Antriebsrädern ist in einer bevorzugten Ausführungsform des selbstfahrenden Rasenmähers vorgesehen, dass beispielsweise zwei weitere höhenverstellbare Räder vorgesehen sind. Die Höhenverstellung dieser beiden Räder dient dazu, die Schnitthöhe des Schneidsystems gegenüber der
Rasenoberkante einzustellen. Bevorzugt erfolgt die Höhenverstellung mittels dieser Räder derart, dass der Schnittwinkel des Schneidwerks, der im Wesentlichen durch den Schnittspalt bedingt wird auch bei Höhenverstellung weitgehend unverändert bleibt. Hierdurch wird, eine stets gleiche Schnittqualität gewährleistet. Die zuvor beschriebene Höhenverstellung ist nur beispielhaft.
Möglich wären auch andere Arten der Höhenverstellung. Beispielsweise könnte auch eine Höhenverstellung der Schneidspindel möglich sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Höhenverstellung motorisch erfolgt. Eine motorische Verstellung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn z.B. eine Höhenverstellung in Abhängigkeit von der aufgenommenen Leistung vorgenommen wird. So kann z.B. die überschreitung eines vorgegebenen Leistungswertes aufgrund beispielsweise einer zu hohen Leistungsaufnahme dazu führen, dass eine höhere Schnitthöhe
eingestellt wird. Generell wird durch das Einstellen einer höheren Schnitthöhe die Leistungsaufnahme der Motoren verringert, da bei geringer Schnitthöhe im Allgemeinen mehr Leistung nötig ist, wie bei einer hohen Schnitthöhe. Die Schnitthöhenverstellung kann automatisch mit Hilfe einer entsprechenden Regelung erfolgen, beispielsweise in dem die Leistungsaufnahme der Motoren zum Antrieb der Spindel ständig überwacht wird und mit Referenzwerten oder einem Grenzwert verglichen wird. In Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme erfolgt dann bei Erreichen eines Referenz- oder Grenzwertes automatisch eine Höhenverstellung beispielsweise des Schneidwerkes mit Schneidspindel und Untermesser.
Bevorzugt umfasst der selbstfahrende Rasenmäher auch zwei in Fahrtrichtung angeordnete Scheinwerfer. Hierdurch kann auch bei schlechten Sichtverhältnissen z.B. bei Dämmerung der Rasenmäher noch eingesetzt werden, da das vor dem Rasenmäher liegende zu mähende Gelände ausgeleuchtet wird. Des Weiteren kann der Rasenmäher auch bei schlechten Sichtverhältnissen, z.B. in der Dunkelheit noch von einem Nutzer des zu mähenden Geländes beobachtet werden. Durch die Scheinwerfer kann dem Mäher auch bei Nacht leicht ausgewichen werden.
Bevorzugt stellt der autonom arbeitende Rasenmäher ein Teil eines Systems dar, dass eine Ladestation zum Laden der wiederaufladbaren Batterien umfasst. Die Ladestation kann auch dazu dienen, dass der selbstfahrende Rasenmäher vor Umwelteinflüssen wie zum Beispiel Regen geschützt wird. Hierzu kann am Rasenmäher ein Regensensor vorgesehen sein, der bei Regen dem selbstfahrenden Rasenmäher die Anweisung gibt in die Ladestation zurückzukehren. Um den selbstfahrenden Rasenmäher wiederum zu aktivieren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Ladestation einen Feuchtesensor und/oder Regensensor aufweist. Ein derartiger Feuchtesensor und/oder Regensensor ist ein aus dem Stand der Technik hinlänglich bekanntes und derzeit bereits ein kommerziell erhältliches Bauteil, beispielsweise von der Firma Gardena Ulm. Wenn der Feuchtesensor eine ausreichende Trockenheit der zu mähenden Fläche detektiert,
so setzt sich der selbstfahrende Rasenmäher erneut in Betrieb. Die Anordnung des Feuchtesensors und/oder Regensensors zusätzlich zu einem am Fahrzeug angebrachten Sensor an der Ladestation hat den Vorteil, dass der autonom arbeitende Rasenmäher bei Regen in die Ladestation zurückfährt und diese erst wieder verlässt, wenn der Feuchtesensor und/oder Regensensor kein
Feuchtesignal mehr aufnimmt. Ist der Feuchtesensor und/oder Regensensor hingegen nur direkt am Fahrzeug angeordnet wie im Stand der Technik, so verlässt das Fahrzeug auch bei Regen die Ladestation, sensiert diesen und kehrt dann wieder in die Ladestation zurück. Ein weiterer Vorteil der Anordnung des Feuchtesensors und/oder Regensensors and der Ladestation ist, dass eine
Verzögerung eingestellt werden kann, bis der autonom arbeitende Rasenmäher die Ladestation wieder verlässt. So wird beispielswesise sichergestellt, dass der autonom arbeitende Rasenmäher kein nasses Gras schneidet.
Selbstverständlich ist es möglich, das System noch mit weiteren Sensoren auszustatten. So kann beispielsweise eine Regelung vorgesehen sein, bei der über einen Detektor die Leistungsaufnahme gemessen wird. Anhand der Leistungsaufnahme kann dann vorgesehen sein, dass die Regelung entscheidet, ob ein Rasenschnitt erfolgen soll oder nicht. Ist die Leistungsaufnahme zu gering, d.h. liegt sie unter einem Schwellenwert, so ist das Gras noch nicht ausreichend hoch gewachsen und ein Rasenschnitt wird trotz Signal vom Feuchtesensor und/oder Regensensor, dass ein Rasenschnitt möglich ist, nicht durchgeführt. Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Ladestation einen Stromanschluss umfasst und die Elektronik, die die Ladung der wieder aufladbaren Batterie steuert, im Elektronikbauteil des selbstfahrenden
Rasenmähers untergebracht ist. Wenn die Regelung der Batterieaufladung nicht wie bislang üblich in einem externen Gerät oder der Ladestation geregelt wird, sondern im Elektronikbauteil des selbstfahrenden Rasenmähers selbst, können aufwendige externe Geräte eingespart werden. Das Elektronikbauteil des selbstfahrenden Rasenmähers ist somit zum einen der Mikrocontroller für die Ladeschaltung wie auch der Mikrocontroller, der den Bewegungsablauf des selbstfahrenden Rasenmähers steuert bzw. regelt.
Die Ladeschaltung kann sowohl die Ladung der wiederaufladbaren Batterie im Betriebszustand übernehmen wie auch die Ladung der Batterie im Haltungszustand, beispielsweise, wenn der Rasenmäher über Winter außer Betrieb genommen wird. Des Weiteren wäre es möglich, die Steuersignale für den selbstfahrenden Rasenmäher über eine an der Ladestation angeordnete Funkantenne zu übertragen. Der selbstfahrende Rasenmäher müsste dann mit einem entsprechenden Empfänger ausgestattet sein.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wiederaufladbare Batterie bzw. die wiederaufladbaren Batterien im vorderen Teil des Rasenmähers mit Schwerpunkt über den Antriebsrädern oder nur wenig versetzt hierzu angeordnet ist bzw. sind. Hierdurch wird ein besonders gleichmäßiger Schnitt erreicht, da ein Aufschaukeln des Rasenmähers bzw. ein Wippen bei Bergfahrt und/oder Talfahrt vermieden wird. Zudem wird die Traktion verbessert. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Gewicht der Batterie beispielsweise entlang einer Schiene verschoben werden kann. Hierdurch wird erreicht dass der Schwerpunkt des autonom arbeitenden Rasenmähers dem Gelände angepasst werden kann.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist bevorzugt in Fahrtrichtung hinter der Schneidewalze eine Abdeckung bzw. ein Abdeckblich vorgesehen. Dies dient dazu, zu verhindern, dass unbeabsichtigt in die drehende Walze eingegriffen werden kann. In einer weitergebildeten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Abdeckblech nicht nur Abdeckfunktion übernimmt sondern auch eine Leitfunktion für das geschnittene Gras. Ist das Abdeckblech derart gebogen, dass es nur einen geringen Abstand zum Boden aufweist und die Walze weitgehend vollständig umschließt, so wird von der Walze geschnittenes Gras in Richtung des Bodens umgelenkt. Durch eine derartiges Abdeckblech wird auch verhindert, dass geschnittenes Gras in einen Raum hinter dem Mäher ausgeworfen wird.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der selbstfahrende Rasenmäher ein Schiebegestänge aufweist, das einen Handschiebebetrieb ermöglicht. Die Kombination des selbstfahrenden Rasenmähers mit einem Handschiebegestänge erlaubt es, dass beispielsweise in Zonen, in denen ein automatisches Mähen der Rasenfläche nicht vorgesehen ist, der selbstfahrende Rasenmäher außer Betrieb gesetzt werden kann und mit dem Schiebegestänge diese Rasenfläche gemäht werden kann. Der Elektroantrieb dient dabei weiterhin zum Antrieb der Spindel, lediglich das Verfahren erfolgt nunmehr durch einen externen Bediener.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Ausführung beispielhaft beschrieben werden.
Es zeigen: Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht des erfindungsgemäßen selbstfahrenden
Rasenmähers
Fig. 2 eine Ansicht eines selbstfahrenden Rasenmähers Fig. 3 eine Seitenansicht eines selbstfahrenden Rasenmähers Fig. 4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines selbstfahrenden Rasenmähers
In Figur 1 ist eine dreidimensionale Ansicht eines selbstfahrenden Rasenmähers gezeigt.
Der selbstfahrende Rasenmäher umfasst einen Rahmen 2. Der Rahmen 2 umfasst Bohrungen 4, die eine Schneidachse 6 einer Spindel 8 aufnimmt. Die Spindel 8 umfasst Schneidmesser 10.1 , 10.2. Mittels eines in Figur 1 nicht dargestellten Antriebes kann die Spindel 8 um die vertikale Achse 4 rotieren.
Oberhalb der Spindel ist als Schutz eine Abdeckung 12 vorgesehen. Die
Messer 10.1 , 10.2 der Spindel bilden die Obermesser des Schneidwerkes 20, dass aus der rotierenden Spindel mit Obermessern 10.1 , 10.2 sowie einem
feststehenden Untermesser 22 besteht. Das Untermesser 22 weist einen Abstand zum rotierenden Obermesser 10.2 auf. Dies ist in Figur 3 näher dargestellt. Aufgrund des Abstandes zwischen rotierenden Obermesser 10.2, 10.2 und feststehendem Untermesser 22 ist das in Figur 1 dargestellte Schneidwerk ein so genanntes berührungslose Spindelschneidwerk.
Die Rahmenteile des Rahmens 2 werden durch nicht dargestellte Querträger zusammengehalten. Auf die Querträger wiederum sind ein Elektronikbauteil 24, das die Elektronik des autonom arbeitenden Rasenmähers aufnimmt sowie wiederaufladbare Batterien 26.1 , 26.2 angeordnet. Die aufladbaren Batterien 26.1 , 26.2 speisen insgesamt zwei Antriebsmotoren (nicht gezeigt) des selbstfahrenden Rasenmähers. Die nicht gezeigten Antriebsmotoren treiben jeweils für sich die Antriebsräder 28.1 , 28.2 an. Neben den Antriebsrädern 28.1 , 28.2 sind Führungsräder 30.1 , 30.2 vorgesehen. Die Führungsräder sind wiederum in einer Hülse 32.1 , 32.2 vertikal entlang der Richtung 34.1 , 34.2 verschiebbar ausgebildet. Durch die Verschiebbarkeit der Führungsräder 30.1 , 30.2 entlang der Richtung 34.1 , 34.2 kann die Schnitthöhe des Schneidwerkes wie in Figur 3 gezeigt eingestellt werden. Die Fahrtrichtung des selbstfahrenden Rasenmähers erfolgt in Richtung des einzeichneten Pfeiles A. In Fahrtrichtung gesehen sind somit die Antriebsräder 28.1 , 28.2 vor der umlaufenden Spindel 8 angeordnet. Der autonome Mäher arbeitet somit mit ziehendem Antrieb. Durch die Anordnung der Batterien 26.1, 26.2 über den Antriebsrädern wird erreicht, dass auch bei Bergfahrt eine ausreichende Traktion des autonom arbeitenden Mähers gegeben ist. Optional könnte vorgesehen sein, die Batterien verschiebbar entlang des Rahmens z.B. auf Schienen (nicht gezeigt) auszubilden. Auf diese Art und Weise kann der Schwerpunkt des autonom fahrenden Rasenmähers an unterschiedliche Geländegegebenheiten angepasst werden.
Eine Einstellung der Schnitthöhe des Schneidwerkes wäre aber auch möglich, indem das Schneidwerk selbst beispielsweise motorisch angehoben wird. Eine derartige Ausführungsform ist vorliegend nicht dargestellt. Generell kann die
Höhenverstellung entweder manuell ausgeführt werden oder aber auch motorisch. Bei einer motorischen Höhenverstellung wäre es möglich, diese mit einem Regelsignal per Elektronik des autonom arbeitenden Rasenmähers zu koppeln. Wird von der Elektronik die Leistungsaufnahme an der Spindel über einen nicht dargestellten Sensor erfasst, so könnte in Abhängigkeit vom aufgenommenen
Leistungssignal die Schnitthöhe über den motorischen Antrieb eingestellt werden. Auf diese Art und Weise wäre stets eine optimale Schnitthöhe gewährleistet, selbst wenn sich die Schnitthöhe des Grases ändert. In einer nicht dargestellten weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der selbstfahrende Rasenmäher ein Schiebegestänge und lässt sich vom automatischen Betrieb auf Handbetrieb umstellen. Auf diese Art und Weise ist möglich, Rasenflächen zu mähen, die beispielsweise automatisch nicht gemäht werden können.
Die Steuerelektronik ist in Elektronikbauteil 24 untergebracht und regelt unter anderem den Antrieb des selbstfahrenden Rasenmähers sowie den Antrieb der Spindel. Wird der Rasenmäher in Betrieb gesetzt, sorgt die Elektronik in der Regeleinheit 24 dafür, dass das Schneidmesser 8 langsam angefahren wird. Hierdurch wird die Spindel mechanisch nur gering belastet. Ist das Messer auf Betriebsdrehzahlen vom ungefähr 800 Umdrehungen pro Minute, so reicht die Schwungmasse der Spindel aus, um mit verminderter Energie die Spindel rotieren zu lassen.
Der Antrieb der Räder erfolgt ebenfalls geregelt. Bevorzugt ist in der einen Elektronik eine Regelung hinterlegt, die eine kontrollierte Bewegung des selbstfahrenden autonomen Rasenmähers auf der zu schneidenden Rasenfläche ermöglicht. Neben einer kontrollierten Bewegung könnte der selbstfahrende Roboter aber auch so geregelt werden, dass er einen so genannten „random walk", also eine Zufallsbewegung durchläuft.
In Figur 2 ist der in Figur 1 in dreidimensionalen Ansichten dargestellte autonom arbeitende Rasenmäher im Schnitt gezeigt. Vergleiche Bauteile werden gleiche
Bezugsziffern verwandt. Bei der dreidimensionalen Schnittdarstellung gut zu erkennen sind die Antriebmotoren 40.1 , 40.2 der Antriebsrades 28.1 sowie des nicht dargestellten Antriebsrades 28.2. Des Weiteren ist zu erkennen sind der Antriebsmotor 42 der Spindel 8 und die Ausgestaltung der Spindel 8 mit insgesamt fünf Schneidmessern 10.1 , 10.2, 10.3 10.4 und 10.5. Des Weiteren ist die Rotationsachse 4 der Spindel erkennbar sowie das Untermesser 12 und die Befestigung 44 am Rahmen 2.
In Figur 3 ist in einer Seitenansicht ein autonom arbeitender Mähroboter gemäß Figuren 1 und 2 dargestellt.
Gleiche Bauteile wie in den vorgenannten Figuren sind mit denselben Bezugsziffern belegt.
In Figur 3 gut zu erkennen ist das Untermesser 12 sowie die Schneidmesser 10.1 , 10.2 und 10.5. Des Weiteren angegeben ist ein äußerer Umfang 50, der die Außenkante der Schneidmesser umschließt. Deutlich zu erkennen ist der Spalt S zwischen Untermesser 12 und dem Kreisumfang 50 der den Spalt zwischen den Obermessern 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5 und Untermesser 12 kennzeichnet. Dieser Spalt ist charakteristisch für das hier dargestellte berührungslose Schneidwerk.
Die Schnittfläche ist der Abstand des Schnittspaltes von einer ebenen Fläche. Durch eine Höhenverstellung der Führungsräder 30.1 , 30.2 entlang Pfeil 34.1 , 34.2 kann die Schnitthöhe h des Schneidwerkes eingestellt werden. Vorteilhafter Weise wird durch eine derartige Höheneinstellung das Schneidwerk nur wenig geneigt. Dadurch bleibt bei verschiedenen Schneidhöhen h der durch das Schneidwerk vorgegebene Schnittwinkel stets im Wesentlichen gleich. Der Schnittwinkel ist in Figur 3 mit α angegeben. Wird der Mäher in der Höhe verstellt, so ergibt sich der durch die strichpunktierte Linie 100 definierte Schnittwinkel α'. Selbstverständlich kann eine Höhenverstellung auch motorisch erfolgen und nicht nur wie eingezeichnet manuell.
In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mähers gezeigt. Die gleiche Bauteile wie die Bauteile in den vorangegangenen Figuren tragen dieselben Bezugsziffern. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen der Figuren 1-3 erfolgt der Antrieb der Spindel über einen Riementrieb 1000. Der Riemen 1010 wird vom Elektromotor 1020 angetrieben. Des Weiteren zu erkennen auch die in Fahrtrichtung hinter der Spindel 8 des Spindelschneidwerkes angeordnete Abdeckung 1030, die ein Auswurf geschnittenen Grases hinter den Mäher verhindert und dafür sorgt, dass das geschnittene Gras nach unten auf die Rasenfläche 1040 gelenkt wird. Des Weiteren wird ein Hineingreifen in das Spindelschneidwerk verhindert und so die Sicherheit des selbstfahrenden Rasenmähers erhöht.
Durch den gemäß der Erfindung angegebenen autonom fahrende Rasenmäher wird somit erstmal ein einfach aufgebauter autonom fahrender Rasen abgegeben, der sich durch eine gleich bleibende Schnittqualität bei unterschiedlichen Schnitthöhen auszeichnet und insbesondere durch eine verbesserte Schnittqualität gegenüber bisherigen Systemen mit vertikal rotierenden Messern.
Des Weiteren zeichnet sich das System durch eine sehr niedrige Leistungsaufnahme aufgrund der großen Masse des einmal in Bewegung gesetzten Spindelschneidewerks aus.
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