CH618578A5

CH618578A5 - Garden implement with electrically driven tools

Info

Publication number: CH618578A5
Application number: CH357677A
Authority: CH
Inventors: Ewald Quack
Original assignee: Wolf Geraete Gmbh
Priority date: 1976-04-21
Filing date: 1977-03-22
Publication date: 1980-08-15
Also published as: NL7704333A; SE7703099L; NO771364L; ES457865A1; DE2617460A1; BE853699A; DK153077A; FR2348644A1; IT1077393B; ZA772139B; ATA206577A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gartengerät mit elektrisch angetriebenen Werkzeugen, beispielsweise einen Rasenmäher, eine Heckenschere, eine Grasschere oder ein anderes Gerät, das zur Erleichterung der Bearbeitung, mit einem elektromotorischen oder einem elektromagnetischen Antrieb ausgestattet ist.

Der Antrieb derartiger Gartengeräte erfolgt durch An-schluss an das 220-V-Lichtnetz (ggf. auch an ein 380-V-Drei-phasennetz) oder mittels Batterieantrieb. Bei netzbetriebenen Geräten ist insbesondere auf elektrische Sicherheit durch zuverlässige Isolation zu achten, damit eine körperliche Berührung einer Spannung führenden Phase mit Sicherheit verhindert wird. Ein besonderes Augenmerk ist dabei auch den Schaltvorrichtungen zu widmen, die die Ein- und Ausschaltung des Motors ggf. in Kombination mit Überstromschutzschaltern bewirken.

Bei batteriegetriebenen Geräten ist zwar wegen der benutzten Kleinspannungen eine Gefahr durch Stromschlag nicht zu befürchten, jedoch müssen auch hier die Schaltvorrichtungen einer Sicherheitskonzeption unterworfen sein, um zu verhindern, dass durch zufällige oder ungeschickte Berührung ein Schalter betätigt wird, und das hierdurch in Tätigkeit gesetzte Werkzeug auf mechanischem Wege Verletzungen verursacht.

Die Erfindung befasst sich mit dem Problem der An- und Abschaltung der elektrischen Antriebe von Gartengeräten, und ihr liegt die spezielle Aufgabe zugrunde, die Ein- und Ausschaltgeräte dieser Gartengeräte so zu gestalten, dass sie einen weitgehenden Schutz gegen unbeabsichtigte zufällige Betätigung bieten, eine hohe Sicherheit in elektrischer Hinsicht gegen Berührung spannungsführender Teile bei Netzgeräten bieten und ausserdem den Bedienungskomfort der Gartengeräte in besonderem Masse erhöhen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, dass zur Schaltung des oder der Versorgungsstromkreise der elektrischen Antriebe wenigstens eine Sensorschalteinheit in das Gerät eingebaut ist.

Derartige Sensorschalteinheiten, die auf kapazitivem Wege oder bei Berührung durch Änderung des ohmschen Widerstandes in Verbindung mit elektronischen Schaltelementen arbeiten, sind an sich bekannt. Sie werden beispielsweise bei Fernsehgeräten, Plattenspielern und anderen Geräten der Unterhaltungselektronik benutzt und bieten hier eine echte Erhöhung des Bedienungskomforts, weil bei Verwendung derartiger Sensorschalter die bei Drucktastschaltern oft erheblichen Schaltkräfte in Wegfall kommen, so dass das Gerät insbesondere wenn es sich um ein Gerät von relativ geringem Gewicht handelt, bezüglich seiner Lage nicht verändert wird.

Benutzt wurden bisher derartige Schalter ferner zur Fahrstuhlsteuerung und es sind auch bereits Versuche unternommen worden, im Haushalt Geräte oder Lichtquellen über derartige Sensorschalter in Betrieb zu setzen, bzw. abzuschalten. Sofern dabei nicht der Gesichtspunkt eine Rolle spielt, durch Verminderung der Schaltkraft eine Verschiebung oder ein Umkippen eines Gerätes zu vermeiden, hatten solche Schaltanlagen im wesentlichen das Ziel im Auge, dem Benutzer etwas «modernes», «neuartiges» und «einmaliges» darzubieten. Allerdings war auch hierbei der Gesichtspunkt der Erhöhung des Bedienungskomforts nicht gänzlich zu vernachlässigen, spielte aber im allgemeinen nur eine untergeordnete Rolle.

Zur Schaltung der elektrischen Stromkreise bei Gartengeräten hat man sich bisher dieser Sensortechnik jedoch noch nicht bedient, möglicherweise in der Annahme, dass derartige Schalter für den rauhen Betrieb im Garten auch bei Regen und Sturm zu empfindlich sind, und durch Witterungseinflüsse sowie mechanische Beschädigungen durch Anschlagen an Gebäudeteilen, Eisenpfosten oder dgl, zu leicht beschädigt werden.

Aus diesem Grunde hat man bisher elektrische Gartengeräte über feuchtigkeitsgeschützte Schalter direkt oder über Zugschnüre bzw. über eine Luftschlauchbetätigung ein- bzw. ausgeschaltet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Art von Sensorschalteinheiten auch mit grossem Nutzen für Gartengeräte einsetzbar sind, weil hiermit den speziellen Belangen des Einzelgerätes in besonders günstiger Weise Rechnung getragen werden kann und es überdies ohne weiteres möglich ist, die Schalteinheiten so mit den Geräten zu integrieren, dass Beschädigungen und/oder Fehlbetätigungen ausgeschlossen sind.

Insbesondere wird es durch die Erfindung möglich, auch bei netzbetriebenen Geräten über dünne, nur Schwachstrom führende Steuerleitungen eine Schaltung von Motoraggregaten hoher Leistung vorzunehmen, die an einer von der Bedienungsstelle relativ weit entfernten Stelle angeordnet sind.

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Diese Anordnung hat weiter den Vorteil, dass selbst bei Beschädigung des Schaltaggregates durch unachtsame Handhabung keine Gefahr für die Bedienungsperson eintritt, weil am Bedienungsgriff oder in der Nähe desselben keine gefährliche Berührungsspannung herrscht.

Die nach der Erfindung benutzten Sensorschalter können in bekannter Weise mit Transistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren, auch als integrierte Schaltungen aufgebaut werden. Als Schaltelemente der Lastschaltkreise können Thyristoren, Triacs oder auch Relais eingesetzt werden.

Als «Sensorschalteinheit» im Sinne der Erfindung sollen auch Anordnungen verstanden werden, bei denen Reed-Schal-ter Verwendung finden. Die Anwendung derartiger Reed-Schalter trägt dem Sicherheitsbedürfnis ebenfalls in vollem Masse Rechnung, weil das die Schaltung bewirkende Magnetfeld durch einen Isolator, beispielsweise durch den aus Kunststoff bestehenden Schiebegriff eines Rasenmähers, wirksam gemacht werden kann. So ist es beispielsweise möglich am Schiebegriff eines Rasenmähers oder am Bedienungsgriff eines anderen Gartengerätes einen Permanentmagneten verschiebbar oder drehbar derart anzuordnen, dass in der einen Stellung der Magnetfluss den Reed-Kontakt betätigt und in der anderen Stellung unbeeinflusst lässt.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass durch die Sensortechnik einschliesslich der Verwendung von Reed-Kon-takten hohe Sicherheitsbedürfnisse befriedigt werden können. Bei der Sensortechnik beruht die Schaltung im allgemeinen auf einer Änderung des Ohmschen Widerstandes. Eine solche Änderung wird durch Berührung des Sensors mit Gräsern, Blattwerk oder mit der menschlichen Hand hervorgerufen und eine Anwendung hiervon findet sich beispielsweise bei einer Grasschere.

Die Grasschere hat unten einen Sensor. Diese tritt erst in Funktion, wenn die Grasschere den Rasen berührt. Ein ungewolltes Einschalten ist daher ausgeschlossen bzw. die Grasschere kann erst dann bedient werden, wenn der untenliegende Sensor mittels der zweiten Hand berührt wird. Diese Tatsache ist von grosser Bedeutung bei der Vorführung bzw. Demonstration der Schere. Die herkömmlichen Scheren haben einen Druck- oder Schiebeschalter, der zwar arretiert werden kann, so dass hier vor der Betätigung die Arretierung gelöst werden muss. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass insbesondere beim Demonstrieren oder Vorführen die zweite Hand in das Messer gelangen kann. Die Sensortechnik schliesst diese Gefahrenquelle weitgehend aus, da der Sensor nicht anspricht beim Berühren eines Tisches oder eines Fussbodens, sondern erst, wenn man mit der zweiten Hand den Sensor berührt.

Dies ist um so wichtiger, als die Grasscheren, wie sie heute angeboten werden, überwiegend batteriebetriebene Geräte, also mit eigener Energiequelle, darstellen. Wie bereits oben ausgeführt, schliesst die Verwendung der Sensortechnik diese Gefahrenquelle aus. Nach unserer Meinung ist es für den .Fachmann nicht unbedingt einleuchtend, dass er die Sensortechnik auch auf Gartengeräte anwenden kann.

Ausser der Sicherheit hat die Sensortechnik bei Rasenmähern einen nicht unbedeutenden Vorteil. Dieser liegt darin, dass das alleinige Antippen bzw. Loslösen den Mäher automatisch zum Laufen bringt bzw. das Laufen unterbricht. Man hat also ohne zusätzliche manuelle Anstrengung einen Totmannschalter.

Die gegenwärtig auf dem Markt befindlichen Mäher haben einen arretierbaren Schalter oder die sogenannte Totmannschaltung. Der Nachteil des ersten ist, dass bei Gefahr die Arretierung zunächst gelöst werden muss, was ohne gewisse Zeitverzögerung nicht möglich ist. Der Vorteil dagegen ist, dass, zumal beide Hände frei sind, das Gerät besser geführt und manövriert werden kann. Umgekehrt ist der Vorteil der Totmannschaltung eine schnelle Ausschaltung bei Gefahr. Dagegen hat aber diese Technik den Nachteil, dass die Hand ständig den Schalter festhalten muss, was zu einer Verkrampfung bzw. Ermüdung führt. Die Folge ist, dass der Benutzer den Schalter arretiert, in der Regel mittels Bindedraht oder Bindfaden. Es ist naheliegend, dass das Ausschalten des Gerätes bei Gefahr nicht mehr gewährleistet ist. Die zum Teil erheblichen Nachteile beider Systeme sind bei der Sensortechnik ausgeschaltet.

Man kann den Rasenmäher, wie bei einem zu arretierenden Schalter, an jeder beliebigen Stelle des Griffoberteils anfassen und dadurch also genau so gut manövrieren wie bisher, und man kann ihn anlüften an Rabattkanten, um die Kanten schneiden zu können. Alle denkbaren Vorzüge werden also in einer Totmannschaltung integriert. Nach unserer Auffassung stellt diese Handhabung eine Neuheit gegenüber dem bisherigen Stand der Technik dar.

Desweiteren kann die Sensortechnik so ausgebildet werden, dass nach Loslassen das Gerät erst wieder eingeschaltet werden kann, wenn vorher bewusst ein Relais eingeschaltet wurde. Es kann also mit der Sensortechnik ein Sicherheitssystem kombiniert werden, dass bei Netzausfall oder beim Ausschalten bzw. Abschalten nach einer gewissen Zeit das Gerät nicht wieder ungewollt eingeschaltet werden kann, so dass der Effekt des Nullspannungs-Schutzschalters vorhanden ist.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Rasenmähers mit einer nach der Erfindung ausgebildeten Sensorschalteinheit;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Handgrasschere;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Heckenschere.

Der aus Fig. 1 ersichtliche Rasenmäher weist einen Elektromotor auf, der über ein Netzkabel vom Netz gespeist werden kann, oder auch als Akku-Mäher ausgebildet sein kann. Als Sensorschalteinheit sind in den Schiebegriff 10 des Rasenmähers zwei im Abstand zueinander liegende Elektroden 12,14 eingebaut, die über elektrische Leitverbindungen im Inneren des Schiebebügels mit einer Schalteinheit 16 in Verbindung stehen. Durch Überbrückung der Elektroden 12,14 mit der Hand beim Erfassen des Schiebegriffes wird eine Einschaltung des Motors ausgelöst und beim Loslassen erfolgt automatisch eine Abschaltung, wodurch sich eine hohe Betriebssicherheit ergibt.

Damit der Mäher jedoch auch auf dem Boden verschoben werden kann, ohne dass der Motor anläuft, ist zweckmässigerweise mit dem Sensorschalter ein zweiter manuell bedienbarer Schalter in Reihe gelegt.

In die Schalteinheit 16 lassen sich ohne Schwierigkeiten Zeitverzögerungen oder andere Verriegelungen einbauen.

Diese Anordnung lässt sich sogar auf Rasenmäher übertragen, die mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstet sind, wenn man die Schalter in entsprechender Weise mit dem Zündstromkreis kuppelt.

Der so ausgebildete Sensorschalter lässt sich als sogenannter «Totmannschalter» mit und ohne Zeitverzögerung einsetzen. Bei der Anwendung im Mäher mit Verbrennungsmotor ist der Sensorschalter als Totmannschalter bzw. als Verriegelungsschalter am Auswurf des Mähers einsetzbar.

Wird der Schalter mit einer Verzögerung, einer Verriegelung oder einer Bremse ausgerüstet, so wird diese Kombination einem Benutzer eines mit dieser Kombination ausgerüsteten Elektromähers optimale Sicherheit gegen Schnittverletzungen bieten.

Fig. 2 zeigt eine herkömmliche Grasschere, die in ihrem Handgriff 18 mit einem üblichen Schalter 20 ausgerüstet ist. Um eine Verletzung durch die Messer 22 zu vermeiden, wenn die Schere in der Hand gehalten wird, ist gemäss der Erfindung in der Auflagefläche 24 der Schere eine Elektrode 26

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eingebaut, die als Sensor wirkt und bei Bodenberührung ein Signal erzeugt, das einem Relais oder einer Elektronikschaltung zugeführt wird, um als logische «UND»-Verknüpfung zu wirken, d. h. die Schere läuft nur an, wenn sowohl der Schalter 20 geöffnet als auch der Sensor 26 am Boden aufgelegt sind. Soll die Schere ohne Bodenberührung beispielsweise in senkrechter Lage zum Schneiden überstehender Gräser oder dergleichen benutzt werden, so kann für diesen Anwendungsfall eine Hilfsbetätigungsvorrichtung für den Sensor vorgesehen werden, die gleichzeitig als Messerschutz ausgebildet ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind in dem Tragbzw. Steuergriff 28 der netzbetriebenen Heckenschere 30, Elektroden 32 eingelassen, die in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 durch Berührung einen Schalter schliessen. Dabei kann in an sich bekannter Weise ein weiterer ggf. auch als Sensorschalter ausgebildeter Schalter an jener Stelle der Heckenschere bzw. ihres Gehäuses angeordnet werden, an der die zweite Hand angreift, so dass aus Sicherheitsgründen eine Einschaltung nur dann erfolgen kann, wenn beide Hände die Heckenschere in der vorgeschriebenen Weise erfassen.

Die vorbeschriebenen Beispiele sind nicht erschöpfend und s können durch zahlreiche Abwandlungen und Änderungen ergänzt werden. Beispielsweise ist es möglich, im Handgriff eines Gerätes Griffmulden mit gegenüberliegenden Lichtleitfasern vorzusehen, wobei ein Sender moduliertes Licht erzeugt, welches über einen Lichtleitfaserstrang weitergeleitet wird. Die gegenüberliegende Lichtleitfaser fängt das Licht auf und gibt das Signal über einen Verstärker weiter. Werden die Griffmulden erfasst, so wird der Lichtstrom unterbrochen und auf diese Weise ein Schaltvorgang ausgelöst.

Stattdessen kann auch ein druckempfindliches elektronisches Element als Sensor im Handgriff angeordnet werden. Wird der beispielsweise aus Piezokristall bestehende Sensor in diesem Falle berührt, so wird ein Signal abgegeben, welches wiederum zu Steuerzwecken herangezogen werden kann.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Gartengerät mit elektrisch angetriebenen Werkzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schaltung des oder der Versorgungsstromkreise der elektrischen Antriebe wenigstens eine Sensorschalteinheit in das Gerät eingebaut ist.

2. Gartengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschalteinheit in der Nähe eines Bedienungsgriffes untergebracht ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Gartengerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Sensorschalteinheiten hintereinandergeschaltet in den Stromkreis eingebaut sind.

4. Gartengerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschalteinheit als Sensor zwei im Abstand angeordnete, am Bedienungsgriff befindliche Elektroden aufweist, die beim Erfassen des Griffes überbrückt werden.

5. Gartengerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschalteinheit als Sensor einen Druckfühler aufweist.

6. Gartengerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschalteinheit als Sensor einen Temperaturfühler aufweist.

7. Gartengerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschalteinheit als Sensor einen Lichtfühler aufweist.

8. Gartengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (26) in den in Wirkstellung auf dem Boden ruhenden Aufsatzteil (24) des Werkzeugs, beispielsweise einer Gartenschere, eingebaut ist.

9. Gartengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschalteinheit in Reihe mit einem mechanischen Schalter geschaltet ist.

10. Gartengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschalteinheit in der Nähe des zu schaltenden Motors geschützt untergebracht ist und dass zwischen diesem Schaltgerät und dem Sensor dünne Steuerleitungen vorgesehen sind.

11. Gartengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schaltung des oder der Versorgungsstromkreise der elektrischen Antriebe Reed-Schalter Verwendung finden.

12. Gartengerät nach den Ansprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Permanentmagnet in der Nähe des Bedienungsgriffes verschiebbar und/oder drehbar angeordnet ist, der mit einem Reed-Kontakt zusammenwirkt, welcher durch eine Schutzisolation eingekapselt im Bedienungsgriff untergebracht ist und unter dem Einfluss des Magnetfeldes des Permanentmagneten steht.