DE1482805A1 - Rasenmaeher mit Maehbalkensystem - Google Patents

Description

Licentia Patent - Verwaltung* - ^

Frankfurt (Main), fhebdor-S^fXa^ß ;^ r>]_# K-lfr. Ii 64/123 ftrankfurt, den 5. 8. 1964 HS/P-m/Lenmann/Dl♦

PUr Motorisch angetriebene Rasenmäher für den Hausgebrauch werden vorwiegend Anordnungen mit rotierenden Heeeern verwendet« Der intrieb dieser Messer erfolgt entweder durch einen Elektromotor oder durch einen Verbrennungsmotor. Die Welle des Motors ist senkrecht sub Erdboden angeordnet· Seitlich am Mäher befindet sich meistens eine Öffnung, aus der das geschnittene uras herausgeschleudert wird« Obwohl sich diese Geräte in der Praxis bewährt haben, besitzen sie gewisse lachteile bsw. Gefahrenmomente.

Der lachteil liegt darin, daß die äußere Kante des Mähers nicht gleichseitig die Schneidkante 1st, d. h. an Mauern und unter Büschen und Bäumen verbleibt immer ein restlicher Grasstrelfen, der dann mit der Handschere beseitigt werden

Das Gefahrenmoment entsteht dadurch, daß infolge der hoben Umlaufgeschwindigkeit evtl. an Boden vorhandene Steine herausgeschleudert werden, was eins große Gefahr für den Bedienenden bsw· für die Umgebung darstellt·

Eine welter· Gefährdung besteht dann, wenn man mit dem Mäher an einen größeren ßtein auffährt, wie dies in Gartenanlagen z, B. bei Trittplatten möglich 1st. Das rotierende Messer kann brechen und die Bruchstücke werden mit großer Geschwin-

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digkeit herausgeschleudert. £s sind schon häufig dadurch Unfälle pas eiert und in den Betriebsanweisungen derartiger Mäher wird diesem Thema ein relativ breiter Baum gewidmet«

TUr landwirtschaftliche Zwecke sind größere verbrennungsmotorgetriebene Grasmäher bekannt, die mit einem festen und einem beweglichen kamm- oder sägeartigen Mähbalken arbeiten. Der bewegliche Mähbalken ist hierbei mit geschliffenen dreieckigen Messern versehen, die bei der Hin- und Herbewegung auf den Zinken des festen Mähbalkens die Halme abschneiden.

Dieses Mähsystem hat den .Vorteil, daß auch Kanten, Böschungen und Winkel an Mauern, Bäumen usw. ausgemäht werden können. Allerdings erfordert die hin- und hergehende Bewegung ein kompliziertes Übersetzungsgetriebe nach der Schwungscheibe des Motors. Deswegen wurden bisher nur größere und aufwendigere Geräte für landwirtschaftliche Nutzung mit diesem System gebaut.

Sin preiswerter, einfacher Rasenmäher mit Mähbalken, auch für kleinere Rasenflächen, insbesondere Hausgärten, wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Antrieb des beweglichen Mähbalkens durch ein elektromagnetisches Schwingsystem erfolgt und das Schwingsystem als Zwei- oder Dreimassensystem ausgebildet ist.

In den Zeichnungen Pig. 1 und Fig« 2 ist die Erfindung beispielsweise und schematisch skizziert. Der Schwingrasenmäher hier besteht aus einer Grundplatte 1, die gleichzeitig einen Messerkamm enthält, der zweckmäßig auswechselbar angeordnet ist. An der Grundplatte 1 befinden sich ferner die Lauf räder 6 und 7, der Bedienungebügel 8 und die Elektromagnete 5* und 5". Ferner ist an der Grundplatte 1 dl· Halterung für die Blattfeder 3 angebracht. Am anderen Ende der Blattfeder 3

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befindet eich der «weite bewegliche Messerkamm, an welche« auch die Anker 4* und 4" befestigt sind. Diese Anordnung stellt ein schwingfähiges 8wel~Maseen-Syetea dar. Die eine Masse wird durch die Teile 1, 5, 6, 7 und θ gebildet und die swelte Hasse durch die felle 2 und 4« Beide Massen sind duroh die feder 3 elastisch gekoppelt.

Damit die Energieversorgung einfach 1st und sur Erzeugung einer niederfrequenten und davit für den Einsatz vorteilhaften Schwingung ist die Anordnung der Magnete und der Anker derart gewählt» daß die Eigenfrequenz des Systems in der iahe, zweckmäfiigerweise etwas oberhalb, der halben Hetzfrequens liegt.

Erwähnt sei vorweg noch, daß die Einheiten auf der Grundplatte 1 alt einer geeigneten Haube, die als Schutshaube fungiert, versehen sind« Zur Einstellung der Schnitthöhe kann das Rad 7 verstellt werden, wodurch sich die vorderen Schneiden in Abstand sum Erdboden verändern. Es ist durchaus denkbar und für viele Zwecke vorteilhaft, wenn an Stelle des Rades 7 zwei Räder rechte und links angeordnet werden.

Die Erzeugung der niederfrequenten Schwingung bei relativ guter Energiebilanz erläutern die Flg. 2 und 4* In Ruhestellung befinden sich beide Anker im Abstand cT, von den zugehörigen Magneten. Aufierdem sind sie um einen gewissen Betrag aus der Polmitte verschoben angeordnet. Durch die skizzierte Anordnung der Blattfeder 3 kann sich das beweglich elastisch gelagerte Messer nur in der Arbeiterichtung bewegen. In den zwei weiteren Richtungen besitzt die Blattfeder 3 eine sehr große Steifigkeit, wodurch der Abstand zwischen den Teilen 1 und 2 gewahrt bleibt.

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Die Spulen der Magnetsystese 5' und 5" sind parallel geschaltet und werden netzseitig über einen Einweggleicbrichter 9 gespeiet. Wird diese Anordnung alt netzfrequenter Wechselspannung gespeist, so übt Jeder der Magnete auf den zugehörigen Anker eine Zugkraft aus. Die Größe der Kräfte 1st ron der Stellung des Ankere zu den FoIflachen abhängig. Wenn auch diese Anordnung völlig symmetrisch aufgebaut ist» ergeben sich fertigungsbedingte Onsymnetrien, die zur Folge haben, daß die Zugkraft eines Magneten größer ist als des «weiten Magneten. Zur Darstellung des Verhaltens sei auf die Skizze Pig. 6 hingewiesen. Mit X₀ iet hler die Ruhelage beselchnet und mit X₁ bzw. Xg die Ende teilung. Mit k« bsw. k₂ werden die jeweils auftretenden Zugkräfte, zugeordnet zu der Stellung des Ankere, gekennzeichnet. Bei x_Q sind beide Zugkräfte kj und k₂ gleich groß und heben sich auf, da Ja die Richtung der beiden Kräfte entgegengesetzt ist.

über den Einweggleichrichter 9 fließt während jeder Netzperiode nur eine Stromhalbwelle. Durch die bereits beschriebenen Unsymmetrien schwingt nun das System in eine (durch die Unsymmetrie bevorzugte) Schwingrichtung ein.

Durch das Ausschwingen des als beweglich bezeichneten Ankerteiles wird die magnetische Leitfähigkeit bei beiden Systemen rerändert und zwar derart, daß sie bei dem System mit dem Ausschlag größer wird und beim anderen dementsprechend geringer. Die resultierende Kraft, die sich als Differenz zwischen beiden Zugkräften einstellt, ist die nutzbare Antriebskraft. Es ist insbesondere aus Pig. 6 bzw. Pig, 8 ersichtlich, daß sich die nutzbare Kraft als die Differenz beider wirksamen Zugkräfte ergibt. Man miß also bestrebt sein, durch konstruktive Anordnung sowohl in elektrischer wie auch räumlicher Weise die Differenz der Zugkräfte auglichst hoch zu halten·

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Nachdem der erst· Kraftliipule verklungen let, schwingt daa XeIl 2 mit den beiden Ankern 4 lurttck In dl· Mittellag·. Dl· Schwingfrequenz wird weltgehend durch dl· mechanisch· Abstimmung, dl·» wie eingange bereite erwähnt, etwa der halben Setsfrequens entspricht, bestimmt. Infolge großer Trägheit wird natürlich diese· System über die Mittellage hinaus schwingen. In diese« Augenblick trifft ein neuer Kraftlmpuls ein, der von der nächsten vom Gleichrichter durchgelesenen Halbwelle der «weiten Hetsperlode herrührt. Durch dl· veränderte Leitfähigkeit schwingt nun das bewegliche System in der anderen Richtung aus· Ss treten also Schwingungen alt der halben Hetsfrequens auf«

Durch die gewählt« Anordnung der Magnete, der Anker und vor allem der Blattfeder 3 wird eine sehr hohe Differenz swiechen den beiden wirksamen Krafteinrichtungen ersielt«

Die ?ig. 4 zeigt den einen Anker der beiden Systeme mit dem sugehbrlgen Magneten in der Ruhelage. Durch die Anordnung der Blattfeder 3 wird der Anker in seiner Bewegung sum Magneten swahgsweis· parallel geführt und dessen Schwerpunkt wandert Infolge gleichbleibender Länge der Feder etwa auf einem Kreisbogen. Durch das Ausschwingen in der Richtung Z₁ wird die Leitfähigkeit und damit eine große Zugkraft einmal dadurch erzielt, daß der Anker über den Polflächen bu stehen kommt und andererseits, daß der bei Mittellag· herrschende Luftspalt Sy sich auf den Wert e/^ vermindert. Dies bringt auch ein· günstigere Bnergiebilans in Beeug auf die Scheinlelstungsaufnahm· mit sich.

Beim Ausschwingen in die andere Rlohtung X₂ entfernt sich der Anker viel weiter von den Polflächen, so daß der beschriebene Einfluß durch kleiner werdenden Luftspalt nicht wirksam wird«

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Ein Maß für die Energie dee Schwingmagneten stellt dae Flächenintegral der Plufl - Strom - Kennlinie für die beiden Grenszustände des Luftspaltee dar« Dies 1st in Pig. 5 angedeutet« Je größer die γοη den beiden Kennlinien umachloss·- nen Fläche ist· desto höher ist die nutsbare Energie» die der Zugmagnet abzugeben rermag.

Infolge der Schwingfrequens, die der halben Het«frequenz entspricht, wird bei gleicher Masse und gleicher Kraft nahezu die Yierfache Amplitude der Schwingung mit letzfrequens erreicht« Dies ist für den Torgesehenen Einsäte τοη entscheidendem Vorteil«

Damit die mechanische Abstimmung und damit eine gleichbleibende Einstellung der Eigenfrequenz unabhängig τοη Haterial- und Gewlchtescbwankungen gewährleistet werden kann» wird die Blattfeder 3 z, B« durch die Anordnung gemäß 71g. 3 Teränderbar gemacht. Die Blattfeder 3 wird durch zwei Laschen 11 eingespannt, die mit Langloch versehen sind und die durch Verschieben bei gleichen EinbauTerhältnlssen die wirksame Einspannlänge zu Termlndern gestatten*

Bei jedem Zweimassen-Schwing-System ist die Schwingamplitude der beiden Hassen umgekehrt proportional zum Gewicht dieser beiden Hassen. Wird also die Anordnung derart konstruiert» daS Teil 2 wesentlich leichter ist als Seil 1 mit Teil 5 und 8, so führt die Grundplatte 1 und damit auch der Bügel 8 praktisch eine sehr geringe Amplitude aus« Demgegenüber ist die Amplitude des Messers 2 sehr groß. Dadurch treten keine Erschütterungen am Haltebügel auf.

Die erfindungsgemaSe Anordnung kann jedoch erweitert werden gemäß 71g. 7. Hler sind die Anker 4 und der zugehörige Halte-

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winkel 15 ttber die Blattfeder 3 ait der Grundplatt· 1, die auch da« feststehende Schermesser enthält, verbunden. Das bewegliche Messer 2 1st Über weitere Blattfedern 16 alt des Winkel 15 verbunden. Bas bewegliche Schermesser, in Verbindung alt der leder 16, stellt ebenfalls ein schwingfählgee System dar, welches bei geeigneter Auslegung eine Schwingfreauenstellung gestattet.

Der Winkel 15 fuhrt also Sohwingungen alt halber 8peieefrequen* aus· Demgegenüber kann das Schermesser alt einen Tiertel der 8peisefreauens schwingen, wobei die wirksame Amplitude neoh erhöht wird.

SchlleBlich sei noch erwähnt, da6 die Begrensung unsulässig hoher Amplituden durch geeignete Anschlagpuffer 10 erreicht werden kann·

Xs ist vorteilhaft, eine übersynchrone Abstimmung su wählen, d. h. die Slgenfrequens dee Systeme liegt über der Schwingfrequens, da sich bei Auftreten τοη Dämpfung oder Belastung die Eigenfrequenz der Antrlebsfrequens nähert und somit bei gleicher Sugkraft die Amplitude erhBht wird, was su einer Entkopplung des Materials (β.B. feuchtem Qras) führt«

7 Selten Beschreibung 7 Patentansprüche 3 Blatt Zeichnungen mit 7 figuren

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Claims (1)

1. Licintia IAR 780 ζ

   Pattnt - Yerwaltung· - β. a.b. H. Frankfurt (Main), Theodor-Stern-Kai 1

   K-Jr. Ϊ, 64/125 Frankfurt, den 5. 8. 1964

   HE/P-PSt/Xehmann/Di,

   Patentansortlcbe

   1. Rasenmäher alt Mahbalkensysten, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des beweglichen !Ähbalkens durch ·1η elektromagnetisches Schwingsystem erfolgt und da· Schwingal· Zwei- oder Dreieaeaeneyrfce« auagebildet 1st·

   2· Raaenmäher nach Anspruch 1, dadurch gekennseichnet, daß da· elektroma^netieche Sonwingsystem aus eine» oder mehreren auf der Grundplatte befestigten Elektromagneten und alt dieser über Tedern, voreugeweiee Blattfedern, gekoppelter aus Anker und beweglichem Mahbalken eaeamBengesetster Schwingaaeae besteht·

   3« Rasenmäher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dafi die Antriebsfrequens gleich der halben ffetsfreguens und die Eigenfrequenz des schwingenden Systems vorzugsweise ttbereynchron abgestismt 1st.

   Hmmt

   läher nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet,

   deJ die freie Länge der schwingenden Blattfeder Teränderbar ist.

   5. Rasenmäher nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dafi die Endstellungen de· Schwingbalken· durch Chimmianschlage begrenzt sind.

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   6. Basenaäher nach Anspruch 1-5» dadurch gekennzeichnet» daj dl· Wicklungen der beiden Elektromagnet· in Reibe oder parallel «u schalten sind·

   7· HaeeiuÄber nach Anepruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß da· Gewicht des fiber Blattfeder angelenkten beweglichen Messers sehr klein in Tergleich sub Gesaatgewlcht de· Kanere gehalten let.

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