DE102005025867B4

DE102005025867B4 - Rasenmäher

Info

Publication number: DE102005025867B4
Application number: DE102005025867.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2025-06-07
Also published as: DE102005025867A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rasenmäher, der mit einem lonenstrahl-Erzeuger / UV-Laserstrahler ausgestattet ist, der das Gras in eine Schnitthöhe bestrahlt und die Grashalme an der Stelle kaputt macht. Die erste Variante zeigt einen Rasenmäher, der mit einem lonenstrahler ausgestattet ist. Hier wird ein lonenstrahl für das Schneiden der Grashalme verwendet. Dabei wird er brüchig an der lonen-Treffstelle (Schnittstelle). Die Luft kann auch ein UV-Laser in dünnen Luft-Kanälen ionisieren und sie stromleitfähig machen. DurchHochspannungselektroden, die jeweils am Anfang und am Ende des UV-Strahls eingebaut ist, können Ladungsträger in dem Strahl geleitet werden, die dann mit dem Strahl von einem auf das andere Ende des UV-Strahls reisen. Durch die schnelle Bewegung der Ladungsträger kann das Gras geschnitten werden. Das Gras kann man auch mit einem sehr kalten Flüssig-Strahl allein durch den Gefrierungs-Vorgang schneiden. Ein Kryo-Strahl-Erzeuger, der aus einer Düse, einem Flüssigkeits-Druckbehälter und einer Steuerung besteht, kann dafür verwendet werden. Die Flüssigkeit ist ein verflüssigtes Gas, vorzugsweise Wasserstoff oder Stickstoff.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rasenmäher, der mit einem lonenstrahl-Erzeuger / UV-Laserstrahler ausgestattet ist, der das Gras in eine Schnitthöhe bestrahlt und die Grashalme an der Stelle kaputt macht.
Ein Rasenmäher, der die Grashalme mittels Laserstrahlen schneidet, ist aus der US 4 952 222 A bekannt.
Die lonenstrahl-Technologie wird seit mehreren Jahren für MaterialBearbeitung verwendet.
Bei der werkstoffbearbeitenden „Focused Ion Beam-Technik“ wird ein lonenstrahl zum Bohren und Schneiden benutzt, der bis in Größenordnungen von 10 Nanometer genau gesteuert werden kann. Mit der nanotechnologischen Workstation können sehr flexibel 3-D-Strukturen hergestellt und analysiert werden. Dies funktioniert an praktisch allen modernen metallischen, keramischen und polymeren, also aus Molekülketten bestehenden Werkstoffen und ebenso an biologischen Materialien und zwar im Mikro- und Nanomassstab. Mit einem lonenstrahl kann man Veränderungen an Material-Flächen verursachen. Dabei bringt man auf die zu glättende Oberfläche eine Hilfs- bzw. Opferschicht auf (z.B. durch Aufschleudern einer Photolackes). Durch die geringe Viskosität dieser Schicht werden die Unebenheiten des Materials ausgeglichen und es bildet sich eine glatte (Lack-) Oberfläche aus. Diese Oberfläche wird nun mittels Ionenstrahlätzen abgetragen. Geschieht dies für einen loneneinfallswinkel bei dem die Abtragsgeschwindigkeiten von Lack und dem darunter liegenden Substrat gleich sind (der so genannte Planarisierungswinkel), überträgt man die glatte Lackoberfläche in das Substrat und eliminiert damit die langwelligen Rauhigkeitsanteile.
Arbeitsschwerpunkte sind die Untersuchungen unterschiedlicher Plasma-Anregungsprinzipien zur Erzeugung von Plasmen für Niederenergie-Breitstrahlionenquellen (induktive HF-Anregung (13,56 MHz), resonante Mikrowellenanregung (2,45 GHz) und Heisskatoden-DC-Anregung), zu Multiaperturgittersystemen (Modellierung, Materialien, Herstellungstechnologien) und die experimentelle Charakterisierung der Eigenschaften des generierten lonenbreitstrahls. Die umfassende Modellierung sowohl der Teilchenstrahlen als auch der Plasmaeigenschaften selbst ist zwingender Teil dieser Entwicklungen und ermöglicht ein rasches Reagieren auf neue technologische Anforderungen.
Entwicklungen zur Strahlcharakterisierung (Faraday-Sondenarray, Thermosonden-Array) und zur lonenquellenperipherie (Mikrowellenapplikator, Netzteile, Strahlschalter, Substrathalter) wurden durchgeführt. Unverzichtbar für eine qualitätsgerechte Überführung der Entwicklungsergebnisse ist auch die solide Konstruktion in gebräuchlichen 3D-CAD-Systemen.
Es entstanden in den letzten Jahren Ionenquellen mit Strahlabmessungen von < 1mm (Feinstrahlquelle - FWHM 250 µm) bis zu 2 m (skalierbare Linearquellen). Durch neue Entwicklungen können Strahlprofil und Strahlstromdichte auf unterschiedlichen, den technologischen Anforderungen anpassbaren Wegen (elektrisch, Gittergeometrie, Clusterung bzw. Schalter für die Puls-Längen-Modulation des generierten lonenstrahls bei fixen ionenoptischen Eigenschaften) gesteuert werden.
Ausgelöst durch den Beschuss mit Ionen ausreichender Energie kommt es zu einem Zerstäubungsprozess an der Festkörperoberfläche verbunden mit einem Erosionsprozess. Bei dieser Erosion beeinflussen verschiedene Prozesse die entstehende Topographie der Oberflächen auf makroskopischer (> 1 µm) und mikroskopischer (< 1 µm) Längenskala. Eine Besonderheit ist dabei die Entstehung periodischer Höhenmodulationen in der Form von so genannten „Ripples“ (wellenähnliche Strukturen) bei schrägem Ionen-Einfall. Solche Ripple-Strukturen mit Wellenlängen zwischen 10 nm und einigen Mikrometern können bei einer Reihe unterschiedlicher Materialien beobachtet werden (Halbleiter, Metalle, Isolatoren). Basierend auf ähnlichen Selbstorganisationsmechanismen, lassen sich ebenfalls Nanometerpunktstrukturen mit einer Dimension < 100 nm erzeugen, wenn man die durch den lonenstrahl vorgegebene Vorzugsrichtung in der Entwicklung der Oberflächentopographie aufhebt. Dies ist der Fall für senkrechten oder, allgemeiner für schrägen loneneinfall mit simultaner Probenrotation. Das neue und faszinierende an diesem Prozess ist, dass bei verschiedenen Halbleitern und bei geeigneten Prozessbedingungen die erzeugten Strukturen eine über weite Bereiche ausgeprägte regelmäßige (hexagonale) Anordnung besitzen.
Die eben beschriebenen Strukturen stellen allerdings nur einen kleinen Ausschnitt aus dem Spektrum der möglichen Erosionsformen dar. Ebenso lassen sich z. B. Lochstrukturen sowie eine Vielzahl weiterer Formen erzeugen.
Die hier beschriebenen Effekte stellen einen völlig neuartigen Ansatz zur kostengünstigen (weil großflächigen) lateralen Nanostrukturierung dar. Gesamtziel dieser Arbeiten ist die Etablierung selbstorganisierender lonenstrahlerosionsprozesse als geeignetes Werkzeug, um Nanostrukturen für spezielle Anwendungen massschneidern zu können. Ein ideales Instrument zur Untersuchung und Entwicklung von Nano-Technologien ist der fokussierte lonenstrahl, aus z.B. Ionen der Elemente Kobalt, Gold, Gallium oder Silizium. Dieser lonenstrahl ist auf einen Durchmesser von etwa 220-350 Mikrometer gebündelt und dringt einige Mikrometer bis Millimeter in das Probenmaterial ein.
In einem kleinen Ofen werden Magnesium-Atome durch Verdampfen freigesetzt. Diese werden im Speichering durch einen Elektronenstrahl ionisiert und schließlich durch die ringförmig angeordneten Elektroden auf Kreisbahnen gezwungen. Zwei entgegen gerichtete Laserstrahlen dienen der Beschleunigung und Kühlung.
Für Physiker ist es leicht, in einem Elementarteilchen-Beschleuniger einen Strahl aus Ionen zu erzeugen. Allerdings heizt sich dieser durch Stöße zwischen den geladenen Teilchen auf, wodurch er sich verbreitert - ein oftmals unerwünschter Effekt. Deutsche Forscher konnten nun an einem vergleichsweise kleinen Beschleuniger demonstrieren, wie das leidige Phänomen mittels Laserkühlung zu unterdrücken ist.
Zwei Laser dienen dazu, den Strahl zu beschleunigen und zu kühlen, wobei ein Lichtstrahl in Richtung des lonenstroms weist und der andere ihm entgegen gerichtet ist. Was versetzt nun die Ionen in Bewegung? Dazu muss man wissen, dass die Magnesium-Ionen Photonen einer bestimmten Energie absorbieren und dabei den Impuls des Lichtquants übernehmen. Der Lichtdruck der Photonen treibt also die Ionen an. Doch wenn sie sich bewegen, dann sehen sie den antreibenden Lichtstrahl aufgrund des Dopplereffekts zu roten Wellenlängen hin verschoben. Deshalb muss die Frequenz dieses Lasers nachreguliert, die Wellenlänge also entsprechend verkleinert werden, um den Dopplereffekt zu kompensieren.
Auf diese Weise lässt sich die Geschwindigkeit des lonenstrahls sukzessive durch Erhöhen der Frequenz des antreibenden Lasers vergrößern. Der zweite Laser dient dazu, die Temperatur des Strahls niedrig zu halten. Er strahlt gegen den Strom und ist mit einer festen Frequenz so eingestellt, dass zu schnelle Ionen ein wenig abgebremst werden - er gibt also die Maximalgeschwindigkeit vor. So kühlt er die Ionen auch ab, da er ihre Geschwindigkeitsverteilung klein hält. Dadurch gelang es den Wissenschaftlern, einen lonenstrahl zu erzeugen, der mit einer gut definierten Geschwindigkeit von 2800 Metern pro Sekunde im Beschleuniger kreiste.
Während des Experiments konnten die Physiker die Strahlbreite direkt beobachten. Dazu maß ein Detektor das Fluoreszenzlicht, das die angeregten Ionen abstrahlten. So stellten die Forscher fest, dass mit Erreichen der Zielgeschwindigkeit die Intensität des detektierten Lichts auf ein Maximum anstieg. Gleichzeitig nahm die Dicke des lonenstrahls abrupt ab, und auch die Verteilung der Teilchen-Geschwindigkeiten fiel deutlich schmaler aus. All das sind charakteristische Zeichen eines Phasenübergangs. Und so zeigen auch Aufnahmen eines unbewegten lonenstrahls eine Struktur, bei der sich leuchtende Punkte aneinander reihen wie auf einer Perlenkette.
Dieser kristalline Zustand war sogar erstaunlich stabil, denn nachdem die Forscher die Laserkühlung abstellten, überlebte der Strahl noch rund 3000 Umdrehungen. Neben dieser ringartigen, eindimensionalen Kristallstruktur konnten die Forscher auch zwei- und dreidimensionale Gitter erzeugen. Im zweidimensionalen Fall ordneten sich die Ionen in einem Zickzackmuster an, während sich im dreidimensionalen eine Art HelixStruktur bildete, bei der sich die Ionen spiralförmig um einen Kern wanden. Nun hoffen die Wissenschaftler, dass sich das Prinzip auch auf größere Beschleuniger übertragen lässt, wodurch eine ganze Reihe neuer Experimente möglich wäre.
Die Nanotechnologie hat schon so manche faszinierende neue Struktur geschaffen. Nur mit Löchern tat sie sich bisher schwer: Sie waren einfach einige Nummern zu groß. Mit einem lonenstrahl als Bohrer gelang es Wissenschaftlern nun jedoch, eine Pore mit nur wenigen Nanometern Durchmesser herzustellen. Und zwar nicht, indem sie ein winziges Loch erzeugten, sondern sie verfüllten ein großes Loch im Nachhinein, bis es die gewünschte Weite erreicht hatte.
Mit weiteren Experimenten und theoretischen Überlegungen versuchten die Wissenschaftler der Sache auf den Grund zu gehen. Dabei stellten sie überrascht fest, dass der lonenstrahl nicht nur Löcher frisst, sondern offenbar auch Atome in Bewegung setzt, die entlang der Oberfläche diffundieren und - eventuell durch Kapillarkräfte - in den Hohlraum gesogen werden. So kann sich ein gerade frisch gebohrtes Loch wieder schließen. Welcher der beiden Prozesse überwiegt, hängt von der Temperatur und der Intensität des Strahls ab.
Diese Form von „lonenstrahl-Bohrer“, ist aber nicht nur zum Löcher bohren geeignet. Die Forscher haben festgestellt, dass man damit auch feine Schlitze oder Furchen erzeugen kann. Demnach wird es wohl bald wieder reichen Zuwachs im Baukasten geben.
Der in den Patentansprüchen 1 bis 21 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Rasenmäher zu schaffen, der in der Lage ist, Grashalme nahezu lautlos zu schneiden, ohne dass es dabei herkömmliche Schneide-Messer verwendet werden müssen.
Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1 bis 21 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Vorteile der Erfindung sind:

- lautloses Schneiden,
- weniger Energie-Verbrauch,
- sauberer Schnitt,
- umweltfreundlich und völlig ungefährlich für den Benutzer.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 4 erläutert. Es zeigen:

1 eine einfache Variante mit lonenstrahl-Erzeuger,
2 eine komplizierte Variante, die mit lonenstrahl-Ablenkelemente ausgestattet ist,
3 eine Variante mit einem UV-Laserstrahler,
4 den Rasenmäher mit Gefrierstrahl.

Die Variante aus der 1 zeigt einen Rasenmäher 1, der mit einem lonenstrahler 2 ausgestattet ist. Hier wird ein lonenstrahl 3 für das Schneiden der Grashalme 4 verwendet. Ein kleiner lonenstrahl-Modul 5 wird an den Rasenmäher eingebaut. Die Stromversorgung wird durch einen elektronischen Strom-Regler 6 dem Ionen-Erzeuger angepasst. Der Grashalm wird an eine Stelle mit einem scharfen lonenstrahl bestrahlt. Dabei wird er brüchig an der lonen-Treffstelle (Schnittstelle 7). Eine Rüttel-Vorrichtung 8 rüttelt die Grashalme, die dann an der Schnittstelle 7 abgeknickt werden. Diese Vorrichtung kann in Form eines Kamms gebaut werden. Anstatt der Rüttel-Vorrichtung kann ein Gebläse 9 durch eine Luftströmung die Grashalme herumwirbeln und an der lonen-Treffstelle brechen. Das Gebläse kann auch für den Transport der geschnittenen Grashalme bis zu einem Fangkorb 10 dienen.
Der lonenstrahler kann beweglich oder starr eingebaut werden. Er kann in einer höhen-verstellbaren Vorrichtung 11 eingebaut werden, sodass die Schnitthöhe einstellbar ist. Eine Schwenkvorrichtung 12, an dem der lonenstrahler eingebaut werden kann, kann die lonenstrahlen in eine waagerechte Ebene hin und her schwenken. Die Schwenkvorrichtung kann aus einem Elektromotor bestehen. Ein Elektromagnet kann ebenfalls dafür gut geeignet sein.
Der lonenstrahl kann auch durch spezielle Elektromagneten 13 oder Spulen abgelenkt werden. Die Spulen oder Elektromagneten sind mit einer Steuerung 14 gekoppelt und elektrisch gesteuert. Die Magnetfelder lenken die lonenstrahlen in beliebige Richtungen und das extrem schnell (2).
Eine Fläche 15 gegenüber dem lonenstrahler, auf der der lonenstrahl aufprallt, wenn keine Grashalme dazwischen kommen, kann mit einer Hochspannungsquelle 16 verbunden werden, die die Ionen stärker heranzieht. Die Hochspannungsquelle muss gut isoliert sein, sodass keine Gefahr für den Benutzer besteht. Anstatt der ganzen Fläche kann auch eine gitterartig gebaute Elektrode 17 verwendet werden.
Eine weitere ringförmige Elektrode 18 kann genau an der lonenstrahl-Austrittstelle eingebaut werden, die den lonenstrahl verstärkt.
Ein lonenstrahl-Absorbierer 19 ist gegenüber dem lonenstrahler in dem Rasenmäher eingebaut.
Die Luft kann auch ein UV-Laser 20 in dünnen Luft-Kanälen 21 ionisieren und ihn stromleitfähig machen (3). Durch Hochspannungselektroden 22, die jeweils am Anfang und am Ende des UV-Strahls eingebaut ist, können Ladungsträger 23 in dem UV-Strahl 24 geleitet werden, die dann mit dem Strahl von einem auf das andere Ende des UV-Strahls reisen. Durch die schnelle Bewegung der Ladungsträger kann das Gras geschnitten werden. Die Elektroden berühren den UV-Strahl und eine davon gibt die Ladungsträger ab, während die andere Elektrode sie nach der kurzen Reise sie wieder abholt. Der UV-Strahl, die die Luft ionisiert, wird lediglich als Transportmittel für die Ladungsträger benutzt.
Die beiden Varianten können mit einander kombiniert werden.
Ein eingebauter Temperatur-Sensor 25 überwacht den Ionen- oder UV-Strahlbereich. Sobald ein Körper in dem Strahl-Bereich 26 kommt, der so warm wie der Menschen Körper ist, wird der Strahl über eine Steuerung sofort unterbrochen.
Die beiden Rasenmäher-Varianten können mit einer dritten Variante kombiniert werden. Das Gras kann man auch mit einem sehr kalten Flüssig-Strahl 27 allein durch den Gefrierungs-Vorgang schneiden (4). Ein Kryo-Strahl-Erzeuger, der aus einer Düse 28, einem Flüssigkeits-Druckbehälter 29 und einer Steuerung besteht, kann dafür verwendet werden, die Grashalme durch einen dünnen Strahl schnell und stark zu gefrieren. Der Druck mit dem der Strahl abgegeben wird ist relativ gering und kann z.B. ca. 10 Bar betragen. Schliesslich wird hier der Druck nicht zum Scheiden verwendet, wie das bei einem Wasserstrahl-Rasenmäher der Fall ist. Die Flüssigkeit ist ein verflüssigtes Gas, vorzugsweise Wasserstoff 30 oder Stickstoff. Flüssiges Wasserstoff ist heutzutage sehr günstig und ihn gibt sogar an einer Tankstelle im Münchener-Flughafen. Die Busse fahren dort mit flüssigem Wasserstoff. Ein Kälte-Strahl 27 aus diesem verflüssigten Gas kühlt die Grashalme sehr schnell auf minus 130°C, was eine extrem schnelles Gefrierungs-Prozess im Gange gesetzt wird. Der Grashalm knickt sofort ab, wenn er an eine Fläche getroffen wird. Das weil, die andere Fläche noch warm ist und wegen der extrem schnellen Temperatur-Unterschied ein Längen-Unterschied an dem Grashalm erzeugt wird. Die kalte Fläche zieht sich zusammen an der Schnittstelle. Die warme Fläche des Grashalms, die gegenüber liegt wird innerhalb von ein paar Dutzend Millisekunden ebenfalls kalt und zieht den Grashalm in die andere Richtung. Durch die blitzartig schnellen Mikrobewegung des Grashalms, die vielmehr wie eine schwache Vibration / Schwingung zu erfassen ist, und dadurch, dass der Grashalm schon brüchig allein wegen der extremen Kälte wird, bricht er sofort an der Strahl-Treffstelle ab. Somit hat sich der Schneidevorgang erledigt. Trotzdem kann eine Rüttelvorrichtung eingebaut werden, der die an der Schnittstelle tief gefrorene Grashalme rüttelt und sie dadurch bricht. Kombiniert mit einen der beiden vorherigen Rasenmäher-Varianten bildet die dritte Variante einen nahezu perfekten, jedoch ziemlich komplizierten Rasenmäher.
Das schnelle Gefrieren der Grashalme kann auch mit Hilfe von einem Laserstrahler 31 erreicht werden, der ein Material durch Laser-Strahl abkühlen kann. Der Laserstrahl muss mit einer Frequenz abgegeben werden, die in der Lage ist, die Bewegung der Moleküle des Grashalms zu verlangsamen. Dadurch verlieren diese Moleküle an Energie und kühlen sich ab. Diese Methode ist ziemlich neu und wurde von Wissenschaftlern getestet. Zum ersten Mal waren die Wissenschaftler in der Lage Moleküle und Materialien mit Hilfe von Laserstrahlen abzukühlen. Das Abkühlen von Materie kann durch verschiedene Methoden realisiert werden. Eine davon ist das Abkühlen durch Laserstrahl. Die Grundidee der Beeinflussung von Atomen durch Licht besteht nun darin, dass durch Streuung von Photonen ein Impulsübertrag stattfinden kann. Dabei können reelle oder auch virtuelle Streuprozesse auftreten. Otto Frisch gelang es 1933 erstmals, einen Natrium-Atomstrahl durch Bestrahlen mit Licht aus einer Na-Lampe minimal abzulenken. Seine Experimente waren durch die niedrige Anregungsrate aufgrund der niedrigen spektralen Leistungsdichte begrenzt. Erst später ließ sich dies durch die Entwicklung von schmalbandig abstimmbaren Lasern wesentlich verbessern. Durch deren starke Intensität lässt sich die Anzahl von Absorptions-Fluoreszenz-Zyklen enorm steigern, was in einer effektiv starken Kraft resultiert.
Die Verwendung von Lasern zur Kühlung von Atomen geht auf einen Vorschlag von Hänsch und Schawlow 1975 zurück. Das hierbei zur Anwendung kommende Prinzip der Dopplerkühlung beruht darauf, dass das zu kühlende (bzw. bremsende) Atom mit entgegenkommendem Licht bestrahlt wird, dessen Frequenz knapp unterhalb der Anregungsfrequenz liegt, wobei durch den Dopplereffekt eine Absorption ermöglicht wird. Anschließende Emission eines Photons entzieht dem Atom dabei effektiv Energie, da das emittierte Licht kurzwelliger ist als das absorbierte. Den schematischen Aufbau einer eindimensionalen Laserkühlung zeigt 2, wobei die Atome bestrahlt werden, um eine Bremswirkung zu erreichen.
Nur mit Licht kühlten amerikanische Forscher ein Stück Fluorid-Glas auf minus 65 Grad Celsius - was ein Rekordwert für diese Technologie darstellt. Im Gegensatz zum klassischen Kühltechnik in einem Küchenkühlschrank, bei dem eine Wärmepumpe (Kompressor und Kühlmittel-Kreislauf) für die Kühlung sorgt, nutzten die Wissenschaftler für ihr Kühlsystem einen Infrarot-Laser. So angeregt erreichte das Glasstück eine tiefkalte Temperatur. Die Wissenschaftler berichten im Fachblatt Applied Physics Letters (Vol. 86, Art.Nr. 154107) über ihre Entwicklung, die zur einfacheren Kühlung von Infrarotkameras oder Supraleitern führen könnte.
Das Ziel, laserbetriebene Kühlaggregate zu entwickeln, die kompakt verpackt Festkörper ohne Schwingungen abkühlen wurde vom Los Alamos Laboratory in New Mexico erreicht. Für ihren Prototypen nutzte die Forschergruppe einen acht Millimeter kleinen Zylinder aus mit Ytterbium versetztem Fluoridglas, den sie zusammen mit optischen Modulen in einer kleinen Vakuumkammer installierte (ZBLAN). Das einfallende Infrarotlicht (1020 Nanometer Wellenlänge) wird dabei von dem Glasstück verschluckt. So angeregt sendet es selbst wiederum Lichtteilchen über Fluoreszenz aus. Da die Energie dieser Photonen jedoch ein wenig über der der eingestrahlten Lichtteilchen liegt, muss diese Lücke geschlossen werden. Dazu dient die umgebende Wärme, die während der kühlenden Fluoreszenz nach und nach aus dem Fluorid-Glas abgezogen wird. Auf diese Weise wird Materie abgekühlt.
Das Kühlverfahren wird in der Erfindung verwendet, um Grashalme an einem kleinem Bereich tief abzukühlen und sie brüchig zu machen, sodass sie leicht berechen können oder von allein an der Stelle umgeknickt werden, sodass das Schneiden sich dadurch erledigt. Ein Sensor, der den Betrieb sofort einstellt, wenn der Rasenmäher vom Boden gehoben wird, kann eingebaut werden. Falls der Rasenmäher umgekippt wird, dann kann der Sensor den Betrieb sofort einstellen.
Die brüchig gewordene Grashalme können auch mit Hilfe von einem Propeller 32, der sich mit ein paar Umdrehungen pro Sekunde dreht, berührt und abgeknickt werden. Das kann auch eine Drahtwalze erreichen.
Um die Funktionen übersichtlich dargestellt zu bekommen, kann der Rasenmäher mit einem Display oder einem Farbbildschirm (LCD, TFT, OLED) 33 ausgestattet werden.
Eine Ausstattung mit Solarzellen kann ebenfalls sinnvoll sein. Dadurch würde der Energieverbrauch ein wenig senken.
Ein Laserstrahler 34, der ein sichtbares Licht sendet, kann den aktiven Schneide-Strahl-Bereich optisch markieren. Das kann z.B. ein grünes Laserstrahl (oder eine andere Lichtfarbe) sein.
Diese Mähwerk-Technik kann auch in anderen Geräten, die ein Mähwerk aufweisen, verwendet werden. Z.B. kann sie an einem Mähdrescher, Rasentraktor oder einem Rasentrimmer eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: Rasenmäher
2: lonenstrahler
3: lonenstrahl
4: Grashalme
5: lonenstrahl-Modul
6: Strom-Regler
7: Schnittstelle
8: Rüttel-Vorrichtung
9: Gebläse
10: Fangkorb
11: höhen-verstellbaren Vorrichtung
12: Schwenkvorrichtung
13: Elektromagneten
14: Steuerung
15: Fläche
16: Hochspannungsquelle
17: gitterartige Elektrode
18: ringförmige Elektrode
19: lonenstrahl-Absorbierer
20: UV-Laser
21: Luft-Kanälen
22: Hochspannungselektroden
23: Ladungsträger
24: UV-Strahl
25: Temperatur-Sensor
26: Strahl-Bereich
27: Flüssig-Strahl
28: Düse
29: Flüssigkeits-Druckbehälter
30: Wasserstoff
31: Laserstrahler
32: Propeller
33: Farbbildschirm
34: Markier-Laserstrahler

Claims

Rasenmäher (1), dadurch gekennzeichnet, dass er anstatt mit einem Schneide-Messer mit mindestens - einen lonenstrahler (2), der in Grashalm-Schnitthöhe waagerecht strahlend in dem Rasenmäher-Gehäuse eingebaut ist, der einen scharfen lonenstrahl (3) abgibt, der die Grashalme (4) in eine Schnitthöhe bestrahlt und sie brüchig macht oder sie direkt schneidet, - eine Steuerung (14), die mit dem lonenstrahler (2) gekoppelt ist, - eine Energie-Quelle oder Strom-Anschluss-Stelle für die Stromversorgung, ausgestattet ist.
Rasenmäher (1), dadurch gekennzeichnet, dass er anstatt mit einem Schneide-Messer mit mindestens - einem UV-Laserstrahler (20), der in Grashalm-Schnitthöhe waagerecht strahlend in dem Rasenmäher-Gehäuse eingebaut ist, der einen scharfen UV-Strahl (24) abgibt, der die Luft in Form eines dünnen Luft-Tunnels (21) ionisiert und ihn stromleitfähig macht, der die Grashalme (4) in einer Schnitthöhe bestrahlt und sie brüchig macht oder sie direkt schneidet, - zwei Elektroden (22), die so angeordnet sind, dass eine am Anfang des UV-Strahls (24) und die andere am Ende des UV-Strahls (24) positioniert ist, wobei die beiden Elektroden (22) den UV-Strahl (24) als TransportMittel für elektrische Ladungsträger von einer Elektrode auf die andere benutzen, - einer Hochspannungsquelle (16), die mit den Elektroden (22) gekoppelt ist, - einer Steuerung (14), die mit dem UV-Laserstrahler (20) und / oder Hochspannungsquelle (16) gekoppelt ist, - einer Energie-Quelle oder Strom-Anschluss-Stelle für die Stromversorgung, ausgestattet ist.
Rasenmäher (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der lonenstrahler (2) oder UV-Laserstrahler (20) beweglich, schwenkbar oder rotierbar eingebaut ist oder durch eine eingebaute motorangetriebene Vorrichtung hin und her bewegt.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens einer lonenstrahl-Linse oder einem lonenstrahl-Ablenk-Element, vorzugsweise aus Elektromagneten (13) oder Spulen, gekoppelt ist.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens einer aufgeladenen Elektrode ausgestattet ist, die die Ionen auf der anderen Seite gegenüber der Ionen-Quelle anzieht.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens einem Hochspannungserzeuger und einer Elektrode gekoppelt ist, die an der lonenstrahl-Austritt-Stelle eingebaut ist, die die Luft ionisiert und einen elektrisch leitfähigen Tunnel in der Luft erzeugt, durch den die elektrische Ladungsträger von einer Seite auf die andere durch die Grashalme (4) hindurch reisen.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Kryogen-Strahl-Geber gekoppelt ist, der aus mindestens - einem Flüssigkeits-Druckbehälter (29), der mit einem verflüssigten und sehr kalten Gas, vorzugsweise mit flüssigem Stickstoff oder Wasserstoff (30) gefüllt ist, - einer Düse (28), die in der Gras-Schnitthöhe parallelstrahlend zu dem lonenstrahl (3), die mit dem Flüssigkeits-Druckbehälter (29) gekoppelt ist, die einen stark gekühlten Flüssigkeitsstrahl (27) erzeugt, der waagerecht auf der Gras-Schnitthöhe abgegeben wird, - einer Steuerung (14), die den Flüssigkeitsstrahl (27) steuert, - einem Ventil, vorzugsweise einem Elektroventil, das die Flüssigkeitsströmung regelt, besteht.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Vorrichtung, die wie ein Kamm gebaut ist, die Grashalme (4) berührt und die mit einem Vibrator-Element oder einem Schwingelement, das mechanische Schwingungen erzeugt und die Grashalme (4) rüttelt, besteht.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens - einem Kryogen-Laserstrahler oder einem kühlenden Laserstrahler, der einen scharfen, kühlenden Laser-Strahl abgibt, der nahezu waagerecht strahlend in einer höhen-verstellbaren Vorrichtung in dem Rasenmäher (1) eingebaut ist, der die Grashalme (4) an einem schmalen Bereich an den gewünschten Schneidehöhe oder an eine Schnittstelle (7) stark abkühlt oder sie gefriert, sodass sie brüchig an der Stelle werden, - einer Steuerung (14), die mit dem Kryogen-Laser-Strahler gekoppelt ist, - einer Energie-Quelle oder Strom-Anschluss-Stelle für die Stromversorgung, ausgestattet ist.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens einem Temperatur-Sensor ausgestattet ist, der den Strahl-Bereich nach warmen Körpern abtastet.
Rasenmäher (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatur-Sensor mit einer Steuerung (14) gekoppelt ist, die jeden Strahl oder den Rasenmäher-Betrieb sofort stoppt, wenn ein warmer Körper den Strahlbereicht trifft.
Rasenmäher (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (14) für Temperatur-Sensor so eingestellt ist, dass er den Strahl oder den Rasenmäher (1) komplett abschaltet, wenn ein Körper in den Strahl-Bereich kommt, der so warm wie die menschliche Körpertemperatur oder wärmer als 34°C ist.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Rüttel-Vorrichtung, die die Grashalme (4) rüttelt nachdem sie an der Schnittstelle (7) brüchig geworden oder gefroren sind, und sie an der Schnittstelle durch die Schwingbewegung bricht / knickt, ausgestattet ist.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Gebläse (9), das die Grashalme (4) durch eine Wind-Erzeugung rüttelt oder sie an der Bruchstelle / Gefrierstelle abknickt, ausgestattet ist.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem drehbaren Propeller (32) oder einer Draht-Walze, der / die die Grashalme (4) berührt und sie an der Bruch- / Gefrierstelle zum Knicken bringt, ausgestattet ist.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Grasfang-Behälter (10) und einem Gebläse, das die Grashalme (4) ansaugt und bis zum Grasfang-Behälter (10) transportiert, ausgestattet ist.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Display oder Bildschirm / TFT- oder LCD- oder OLED-Bildschirm, an dem die physikalischen Mess-Werte von Temperaturen, Strahl-Intensität, Druck, Akku-Stand und andere Grössen angezeigt werden, ausgestattet ist.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Solarzellen, die mit Energie-Verbraucher oder Akku gekoppelt sind, ausgestattet ist.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Laserstrahler (34) oder Laserdioden, die den Strahl-Bereich optisch sichtbar markieren, ausgestattet ist.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Ionenstrahler (2) eingebaut sind, die gegen einander oder knapp an einander vorbei die lonenstrahlen abgeben.
Rasenmäher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem lonenstrahl-Absorbierer (19), der aus einem Material besteht, der die lonenstrahlen (3) absorbiert, der an die lonenstrahl-Treffstelle auf der anderen Seite gegenüber dem lonenstrahler (2) auf dem Rasenmäher-Gehäuse eingebaut ist, ausgestattet ist.