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Die
Erfindung betrifft eine Bodenwalze, umfassend einen an einem Tragrahmen
geführten und drehbar gelagerten Walzenkörper
und eine Führungsdeichsel, wobei im Walzenkörper
eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher der Walzenkörper
in Drehung versetzbar ist.
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Mit
Bodenwalzen werden Untergründe bearbeitet, um sie einzuebnen
und/oder zu verdichten. Besonders im Gartenbau werden derartige
Bodenwalzen als Rasenwalzen zur Rasenpflege eingesetzt. Dabei ist
ein schwerer und gegebenenfalls durch Einfüllen von beispielsweise
Wasser noch schwerer zu machender zylindrischer Walzenkörper um
seine Mittelachse drehbeweglich an einem Tragrahmen gelagert. Der
Tragrahmen wird vom Nutzer mit einer Führungsdeichsel geführt,
wobei an der Führungsdeichsel Bedienelemente zur Steuerung
einer Antriebseinrichtung im Inneren des Walzenkörpers
angeordnet sind. Beispielsweise kann ein Elektromotor als Antrieb
ein- und ausgeschaltet werden und ggf. seine Leistung verändert
sowie seine Antriebsrichtung umgekehrt werden, um die Bodenwalze
vor und zurück zu fahren. Weiterhin kann eine Bremsvorrichtung
vorgesehen sein. Auch ein Verbrennungsmotor als Antriebseinrichtung
ist möglich. Die Führungsdeichsel kann teleskopierbar
und/oder relativ zum Tragrahmen verschwenkbar sein. Um auf das Innere
des Walzenkörpers zugreifen zu können, sind dessen
Stirnseiten vorzugsweise als abnehmbare Walzenscheiben ausgebildet.
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Derartige
Bodenwalzen sind aus der
DE 523 526 sowie
der
DE 196 26 001
A1 bekannt. Dabei hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt,
dass es aufgrund einer starren Anordnung der einzelnen Komponenten
der Antriebseinrichtung relativ zueinander im Betrieb zu Beschädigungen
kommen kann. Trifft der Walzenkörper auf eine zu hohe Bodenunebenheit oder
ein sonstiges Hindernis, das ihn am Weiterrollen hindert, so beaufschlagt
die Antriebseinrichtung das antreibende Rad weiterhin mit einer
Antriebskraft, und eine mechanische Beschädigung kann auftreten, wenn der
Nutzer die Antriebseinrichtung nicht schnell genug abschaltet oder
einen Leerlauf einlegt.
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Für
die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Bodenwalze
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass Beschädigungen
insbesondere der Antriebseinrichtung im normalen Betrieb wirkungsvoll
vermieden werden.
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Die
Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit
einer Bodenwalze der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet
ist, dass die Antriebseinrichtung ein den Walzenkörper
antreibendes Rad aufweist, welches in seinem radialen Abstand zu
einer Mittellinie des Walzenkörpers verlagerbar ist.
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Bei
einer derart ausgebildeten Bodenwalze ist in herkömmlicher
Weise ein zylindrischer Walzenkörper beziehungsweise ein
Walzenmantel entlang seiner Mittelachse drehbeweglich an einem Tragrahmen
gelagert, der sich in das Innere des Walzenkörpers erstreckt.
Mit einer von einer Bedienungsperson gehaltenen Führungsdeichsel,
die starr mit dem Tragrahmen verbunden ist, kann die Walze gehandhabt werden.
An der Führungsdeichsel können u. a. Handgriffe
und Bedienelemente zur Steuerung der Bodenwalze vorgesehen sein.
Im Inneren des Walzenkörpers, das beispielsweise über
lösbare stirnseitige Walzenscheiben zugänglich
ist, ist an dem Tragrahmen die Antriebseinrichtung, vorzugsweise
in Form eines umsteuerbaren Elektromotors, angeordnet. Dabei wirkt
der Motor entweder unmittelbar oder über ein Getriebe auf
ein antreibendes Rad ein, das seinerseits mit einer inneren Oberfläche
des Walzenmantels in Antriebseingriff steht. Dadurch kann die Bodenwalze
motorisch angetrieben in eine rollende Bewegung versetzt werden,
wobei sich der Walzenkörper um den Innenteil, bestehend
aus Tragrahmen und Antriebseinrichtung, dreht. Erfindungsgemäß ist das
antreibende Rad beweglich gelagert, um in seinem radialen Abstand
zur Mittelachse des Walzenkörpers verlagerbar zu sein.
Damit kann, wenn der Walzenmantel beispielsweise auf ein Hindernis
trifft, das antreibende Rad radial zur Walzenmitte hin verlagert
werden und so aus dem Antriebseingriff mit dem Walzenkörper
gebracht werden. Es kann dadurch eine Art Leerlauf erhalten werden,
was Beschädigungen des gesamten Antriebsstrangs vermeidet.
Dabei kann der Mechanismus zur beweglichen Lagerung des antreibenden
Rades vom Fachmann in an sich beliebiger Weise ausgelegt werden, vorteilhaft
aber wie im Folgenden beschrieben.
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In
einer ersten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das antreibende
Rad ein unmittelbar mit einer Innenfläche des Walzenkörpers,
vorzugsweise dessen Innenumfangsfläche, in Reibeingriff
bringbares Reibrad ist. Der technische Aufwand wird dabei niedrig
gehalten, was sich günstig auf die Fertigungskosten auswirkt.
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Eine
dazu alternative Weiterbildung schlägt vor, dass das antreibende
Rad ein Ritzel ist, welches mit einem Hohl- oder Tellerrad an einer
Innenfläche des Walzenkörpers, vorzugsweise an
dessen Innenumfangsfläche, in Verzahnungseingriff bringbar
ist. Dabei wirkt der Motor entweder unmittelbar oder über ein
Getriebe bevorzugt auf ein außenverzahntes Antriebsritzel
ein, das seinerseits in ein innenverzahntes Hohl- oder Tellerrad,
das drehfest am Inneren des Walzenmantels befestigt ist, ein. Da
das antreibende Ritzel in seinem radialen Abstand zur Mittelachse
des Walzenkörpers verlagerbar ist, kann, wenn der Walzenmantel
beispielsweise auf ein Hindernis trifft, das Ritzel aus dem Verzahnungseingriff
mit dem Hohl- oder Tellerrad radial zur Walzenmitte hin aufsteigen, um
eine Art Leerlauf zu erhalten, so dass Beschädigungen des
Antriebsstrangs, hier insbesondere der Verzahnungen, vermieden werden.
Das zur Mitte hin verlagerte Ritzel läuft dabei über
die umgebende Verzahnung des Hohl- oder Tellerrads. Hierbei ist
der technische Aufwand zwar höher, jedoch können
größere Antriebs-kräfte übertragen
werden. Im Prinzip kann in kinematischer Umkehrung auch eine starre, mit
dem Walzenmantel drehfest verbundene Mittelachse ein Zahnrad mit
Außenverzahnung aufweisen und ein relativ dazu radial verlagerbares
Ritzel dient als antreibendes Rad.
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In
bevorzugter Weise ist dem antreibenden Rad eine Spannvorrichtung
zugeordnet, die das antreibende Rad unter Ausübung einer
Spannkraft in Antriebseingriff mit dem Walzenkörper hält,
solange keine außergewöhnlichen Hindernisse auf
dem Rollweg der Walze auftreten. Mit der Spannvorrichtung wird das
antreibende Radradial nach außen gedrückt, um
mit dem Walzenkörper zusammenzuwirken. Es versteht sich,
dass die Spannkraft mindestens so groß gewählt
ist, dass ein ausreichender Kraftfluss gewährleistet ist,
aber nicht zu groß gewählt ist, um Reibungsverluste
zu minimieren.
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In
bevorzugter Ausgestaltung ist das antreibende Rad mit einer Federkraft
beaufschlagbar. Dabei ist vorzugsweise das antreibende Rad mit der
Antriebseinrichtung an einem freien Ende einer Schwinge schwenkbeweglich
gelagert. Das andere Ende der Schwinge ist drehbeweglich am Tragrahmen
im Inneren des Walzenkörpers gelagert. Das freie Ende wird
mit der Federkraft, die beispielsweise durch eine Tellerfederanordnung
erzeugt wird, beaufschlagt und wird so radial nach außen
an den Walzenkörper gedrückt.
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Dabei
ist bevorzugt weiter vorgesehen, dass die Federkraft einstellbar
ist. Beispielsweise bei glatten Untergründen kann eine
geringere Spann- oder Federkraft gewählt werden als bei
rauen Untergründen, die eingeebnet werden sollen. Dies
kann u. a. durch eine mechanische Änderung einer Vorspannung
der Feder ausgeführt werden. Prinzipiell kann das antreibende
Rad in seiner Eingriffsposition auch durch eine Verriegelung arretiert
werden. Zur Einstellung eines Leerlaufs sowie zur Durchführung
von Wartungsarbeiten kann die Spannkraft auch völlig aufgehoben
werden, z. B. mit einer manuell oder per Kraftantrieb verstellbaren
Umstelleinrichtung.
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Alternativ
zur Federkraft kann das antreibende Rad hydraulisch oder pneumatisch
radial nach außen gedrückt werden.
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Um
eine Bearbeitungsbreite der Bodenwalze zu erhöhen, können
mehrere gleichartig aufgebaute Bodenwalzen koppelbar ausgebildet
sein, um beispielsweise zwei oder drei Bodenwalzen gemeinsam zu
verfahren. Dazu können am Tragrahmen an sich beliebige
Koppeleinrichtungen, Tragrahmenansätze oder mechanische
Verbindungselemente vorgesehen sein, um zwei nebeneinander angeordnete
Bodenwalzen mechanisch miteinander zu verbinden. Eine derartige
Kopplung kann auch für herkömmliche Bodenwalzen
ohne verlagerbares antreibendes Rad vorgesehen sein. Die beiden
benachbarten Bodenwalzen können entweder starr oder zueinander
verdrehbar gekoppelt werden. Bei einer starren, relativ unverdrehbaren
Kopplung können beispielsweise große ebene Rasenflächen
bahnenförmig bearbeitet werden, da die beiden Walzenkörper
sich gemeinsam drehen. Bei einer verdrehbaren Kopplung können
sich die beiden Walzenkörper mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten
drehen, um derart eine Kurvenbahn der gekoppelten Bodenwalzen zu
ermöglichen. Bevorzugt werden die benachbarten Bodenwalzen
biegesteif miteinander verbunden, um eine gemeinsame Drehachse oder
Mittelachse der Walzenkörper zu erhalten. Dies ist bei
ebenen Flächen von Vorteil, um eine gleichmäßige
Bearbeitung zu erzielen. Prinzipiell können die Bodenwalzen
aber auch relativ zueinander verkippbar sein, um Bodenunebenheiten
in Querrichtung auszugleichen.
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Im
gekoppelten Zustand sind die mehreren Bodenwalzen bevorzugt gemeinsam
ansteuerbar. Dies kann beispielsweise beim Ankoppeln durch das Verbinden
von Steuerleitungen erfolgen, wobei mit den Bedienelementen einer
Bodenwalze alle Bodenwalzen gemeinsam angesteuert werden.
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Bei
Elektromotoren als Antrieb können auch neuartige, kompakte
Batterien, wie Lithium-Ionen-Akkus, eingesetzt werden und vorzugsweise
im Inneren des Walzenkörpers angeordnet werden. Zum Aufladen
der Batterien ist dann zweckmäßig ein Ladekabelanschluss
an der Walze vorgesehen. Auch eine Fernsteuerung oder eine programmierbare Steuerung
für vorgebbare Bearbeitungswege, die selbsttätig
abgefahren werden, sind möglich.
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Vorzugsweise
wird eine derartige Bodenwalze als Rasenwalze zur Gartenpflege eingesetzt;
sie kann aber auch im Wege- und Straßenbau und auf anderen
Gebieten der Bodenbearbeitung verwendet werden.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Bodenwalze anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Die Figuren der Zeichnung zeigen:
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1:
eine Bodenwalze in einem Querschnitt und
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2:
die Bodenwalze in teilweise geschnittener Vorderansicht.
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In
den 1 und 2 ist eine Bodenwalze 1 dargestellt,
die einen Tragrahmen 2 und einen daran drehbeweglich gelagerten
Walzenkörper 3 umfasst. In 1 sind der
Walzenkörper 3 und dessen Walzenmantel 8 im
Querschnitt sichtbar. Radial innen ist an letzterem ein Flanschring 13 für
die Montage einer hier nicht dargestellten Walzenstirnscheibe angebracht.
Zur Handhabung der Bodenwalze 1 dient eine mit dem Tragrahmen 2 starr
verbundene Führungsdeichsel 4, an der Handgriffe
und Bedienelemente vorgesehen sind. Wie durch den Doppelpfeil D
ersichtlich, kann sich der Walzenkörper 3 vor
und zurück drehen.
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Zum
Antrieb der Bodenwalze 1 dient eine Antriebseinrichtung 5,
hier ein Elektromotor, die an einem im Inneren des Walzenkörpers 3 liegenden Teil
des Tragrahmens 2 angebracht ist. Die Antriebseinrichtung 5 wirkt
hier auf ein antreibendes Rad 6 ein, das als Reibrad ausgeführt
ist und das mit einem Innenumfangsbereich 7 des Walzenmantels 8 zusammenwirkt,
hier in Reibeingriff steht. Die elektrische Energie für
die Antriebseinrichtung 5 liefert eine Batterie 12.
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Aus
den 1 und 2 ist ersichtlich, dass die
Antriebseinrichtung 5 mit dem antreibenden Rad 6 beweglich
an einer Schwinge 9 gelagert ist, die wiederum mit der
Kraft einer Feder 10 beaufschlagt ist. Dadurch wird das
Rad 6 an den Innenumfangsbereich 7 des Walzenmantels 8 gedrückt.
Hierdurch werden mögliche Unrundheiten des Walzenmantels 8 ausgeglichen
und ein Durchrutschen des Reibrades wird vermieden, sodass die übertragene
Antriebskraft immer konstant bleibt. Stößt im
Betrieb der Bodenwalze 1 der Walzenkörper 3 auf
ein Hindernis, kann das Rad 6 entgegen der Federkraft aus
dem Reibeingriff mit dem Innenumfangsbereich 7 des Walzenkörpers 3 radial
zur Mittelachse M des Walzenkörpers 3 hin verschwenkt
werden, wie durch den Pfeil A angedeutet. Somit wird eine Beschädigung der
Antriebseinrichtung 5 vermieden. Diese Verschwenkung kann
durch manuelle Betätigung einer geeigneten, hier nicht
dargestellten Verstelleinrichtung erfolgen oder mittels eines Kraftantriebes
vorgenommen werden, der manuell ausgelöst oder bei Feststellung
einer Antriebsüberlastung automatisch betätigt
werden kann.
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Die
wesentlichen Komponenten der Bodenwalze 1 sind aus Stabilitätsgründen
aus metallischen Werkstoffen angefertigt.
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Am
Tragrahmen 2 können auch Tragrahmenansätze 11 oder
sonstige Kopplungsvorrichtungen vorgesehen sein, um mehrere gleichartige
Bodenwalzen 1 biegesteif, schwenkbeweglich und/oder relativ
zueinander unverdrehbar miteinander zu koppeln. Auch können
dann mehrere Bodenwalzen 1 gemeinsam angesteuert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bodenwalze
- 2
- Tragrahmen
- 3
- Walzenkörper
- 4
- Führungsdeichsel
- 5
- Antriebseinrichtung
- 6
- antreibendes
Rad
- 7
- Innenumfangsbereich
von 8
- 8
- Walzenmantel
- 9
- Schwinge
- 10
- Feder
- 11
- Tragrahmenansatz
- 12
- Batterie
- 13
- Flanschring
für Walzenstirnscheibe
- M
- Mittelachse
- D
- Drehrichtung
- A
- Verlagerung
des Ritzels
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 523526 [0003]
- - DE 19626001 A1 [0003]
