DE2638291C3 - Vorrichtung zum selbsttätigen Führen eines fahrbaren, motorisch angetriebenen Arbeitsgerätes, insbesondere eines selbstfahrenden Rasenmähers - Google Patents

Description

5. Vorrichtung nach einem dei Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung am Bahnzentrum (8) angeordnet ist (F i g. 4).

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Führen eines fahrbaren, motorisch angetriebenen Arbeitsgerätes, insbesondere eines selbstfahrenden Rasenmähers, über eine zu bearbeitende bzw. zu mähende Fläche, dessen Fahrtrichtung nach Zurücklegen eines vorbestimmbaren, etwa der Breite der zu bearbeitenden Fläche entsprechenden Bahnabschnittes mit Hilfe einer am jeweiligen Ende dieses Bahnabschnittes durch einen entsprechenden Impuls oder ein Signal betätigbaren Umschaltvorrichtung umkehrbar und gleichzeitig bei bzw. unmittelbar nach jedem Fahrtrichtungswechse! um etwa die Arbeitsbreite des Arbeitsgerätes quer zur Fahrtrichtung versetzbar ist.

Eine solche Vorrichtung ist in der Druckschrift »Deutsche landtechnische Zeitschrift«, Heft 5, Mai 1964, Seiten 325 bis 326 bei einem selbsttätigen, selbstfahrenden Pflug beschrieben worden. Dieser auf einem Einachsschlepper montierte Kipp-Pflug orientiert sich bei seiner Hin- und Herbewegung über die zu bearbeitende Fläche mit Hilfe eines Führungsrades, welches in der jeweils frisch gepflügten Längsfurche läuft, und seine Bewegungsrichtung wird am Ende jedes Bahnabschnittes mit Hilfe eines Tastrades umgesteuert, welches in eine dort vorgesehene Querfurche einfällt und eine Umkehrung des Antriebs bewirkt. Zum Herstellen dieser Querfurchen und der ersten Längsfurche muß der Pflug von Hand gelenkt werden. Bei einem Rasenmäher oder anderen Arbeitsgeräten ist ein

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solches Verfahren nicht anwendbar, weil der Rasen bzw. die sonstige zu bearbeitende Fläche nicht durch Furchen od,dgl, beschädigt werden darf. Außerdem soll der bekannte Pflug am Ende seines jeweiligen Bahnabschnittes selbsttätig um die Arbeitsbreite des Pfluges versetzt werden. Wie dieser Versatz praktisch ausgeführt werden kann, ist der genannten Druckschrift nicht zu entnehmen; bei dem beschriebenen Pflug wWd dies jedenfalls nur schwierig und umständlich mit Hilfe von aufwendigen Einrichtungen ausführbar sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hauptsächlich zum selbsttätigen Führen eines Rasenmähers bestimmte, aber gegebenenfalls auch für andere fohrbare Arbeitsgeräte verwendbare Vorrichtung zu schaffen, welche eine hin- und hergehende Bewegung des Rasenmähers oder sonstigen Arbeitsgerätes und dabei einen Versatz desselben um die jeweilige Arbeitsbreite auf einfache Weise ermöglicht, ohne daß ein unerwünschter, zu einer Beeinträchtigung oder Beschädigung der Rasenfläche oder der sonstigen zu bearbeitenden Arbeitsfläche führender Eingriff in diese Fläche vorgenommen werden muß. Abgesehen von dem Hauptanwendungsgebiet der Erfindung, d.h. beim selbsttätigen Rasenmäher, kommt hierfür beispielsweise die selbsttätige Bearbeitung großer Oberflächen durch andere landwirtschahöche Geräte zum Düngen, Entlüften, Einebnen, Fräsen, Säen usw. oder durch fahrbare Geräte zum Schleifen, Polieren, Reinigen oder sonstige Behandlung von Fußböden oder Sporteisflächen, waagerechten Glasflächen, Schnecflächen od. dgl. in Betracht

Bekannt sind auch Rasenmäher od. dgl. Arbeitsgeräte, welche gemäß der GB-PS 8 57 834, der US-PS 37 44 223 oder der DE-OS 15 07 427 mit Hilfe eines Führungsseiles an ein Bahnzentrum gefesselt sind. Diese bekannten Einrichtungen ermöglichen aber nur kreisförmige oder spiralförmige Bewegungen des Rasenmähers um das Bahnzentrum herum. Es '»Ilen nun aber im Sinne der vorliegenden Erfindung keine vollständigen Kreise oder Spiralen durchfahren werden, sondern nur bestimmte Bahnabschnitte, um auf diese Weise nahezu alle praktisch vorkommenden, nicht kreisförmigen Flächen selbsttätig vollständig bearbeiten zu können.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, insbesondere bei einem Rasenmäher, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Arbeitsgerät mittels eines Führungsseiles an ein ortsfestes Bahnzenrrum gefesselt ist, und daß das Führungsseil durch eine beim Fahrtrichtungswechsel steuerbare Antriebsvorrichtung verlängert bzw. verkürzt wird.

Dadurch wird erreicht, daß sich der Rasenmäher bzw. das Arbeitsgerät ohne besonderen Eingriff in die zu bearbeitende Fläche nacheinander auf Kreisbahnabschnitt neben Kreisbahnabschnitt bewegt, wobei der Versatz des Rasenmähers oder Arbeitsgerätes um die jeweilige Bearbeitungsbreite ganz einfach durch die Verlängerung oder Verkürzung des Führungsseiles erzielt wird. Mit einer solchen Vorrichtung kann man nahezu aile praktisch vorkommenden nicht kreisförmigen, z. B. rechteckige oder ähnliche Flächen selbsttätig und ohne besondere Umrüstungen bearbeiten.

Die Umsteuerung der zur Verlängerung oder Verkürzung des Führungsseil dienenden Antriebsvorrichtung kann z. B. mit Hilfe eines elektrischen oder mechanischen oder elektromechanischen Umschalters geschehen, welcher am Ende jeder Abschnittbewegung des Gerätes auf ein Hindernis, wie z. B. auf ein zwischen

Festpunkten gespanntes Seil oder beliebige andere Anschläge, stößt. Die Energie für die Arbeitsvorriebtung kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung aus dem Triebwerk des Arbeitsgerätes entnommen werden. Die Antriebsvorrichtung selbst kann erfindungsgemäß aus einer motorisch angetriebenen Seilwickeltrommel bestehen, welche an dem Arbeitsgerät oder an dem Bahnzentrum des Fühningsseiles angeordnet sein kann.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung an Hand eines Rasenmähers veranschaulicht Es zeigt

Fig. 1 teils in Draufsicht, teils im Horizontalschnitt einen seilgefesselten Rasenmäher mit angebauter Umschaltvorrichtung in der einen Fahrtrichtung,

F i g. 2 den Rasenmäher gemäß F i g. 1 nach erfolgter Umschaltung in der entgegengesetzten Fahrtrichtung,

Fig.3 in schematischer Draufsicht eine zu mähende Rasenfläche mit einem Rasenmäher gemäß F i g. 1 und 2, und 2u

Fig.4 teils in Draufsicht, teils im Horizon'.alschr.itt eine andere Ausführungsform des Rasenmähers mit räumlich getrennter Umschaltvorrichtung.

Der selbstfahrende, hier z.B. als Sichelmäher ausgebildete Rasenmäher 1 zum Mähen einer Rasenfläehe 14 wird elektrisch angetrieben und erhält seine Energie über ein hier nicht gezeigtes Elektrokabel. An einer Längsseite des Rasenmähers 1 ist die Grasauswurföffnung Γ angeordnet, aus der der Sichelmäher das abgeschnittene Gras herausschleudert Gegenüber der Auswurföffnung Γ ist das Gehäuse des Sichelmähers zu einer Montageplatte 1" verlängert An der gleichen Seite des Sichelmähers ist ein Parallelkurbelgetriebe befestigt, welche aus zwei Hebeln 2 und 2' und einer Schwinge 3 besteht Die Schwinge 3 kann sich also mit Hilfe der Hebel 2,2' relativ zum Mäher 1 und parallel zu diesem bewegen.

Auf der Montageplatte 1" ist ein Lagerbolzen 4 angeordnet, um den sich ein mit einem Zahn 5' versehenes Hemmrad 5 drehen kann. Konzentrisch zu dem Hemmrad 5 und mit diesem fest verbunden ist eine hier nicht näher dargestellte Seiltrommel oder Seilspule für ein teilweise nur in gestrichelten Linien schematisch angedeutetes Führungsseil 6, welches sich um eine Seilführungirolle 7 schlingt, deren Lager fest mit der Montageplatte i" des Mähers 1 verbunden ist Das Führungsseil 6 verläßt hier den letzten mäherfesten Drehpunkt und ist straff gespannt an dem Bahnmittelpunkt 8 befestigt

Auf der Montageplatte 1" ist ferner ein elektro-mechanischer Umschalter 9 h Form eines Kippschalters angeordnet, der über ein hier nicht näher dargestelltes Kabel auf den Antriebsmotor der Treibräder des Mähers 1 einwirkt ist der Knebel 9' des Kippschalters 9 nach links gedrückt, dann läuft der Mäher I in die linke Fahrtrichtung, ist er nach rechts gedrückt, läuft er in die rechte Fahrtrichtung. Da der Kippschalter 9 keine stabile bzw. neutrale Stellung hat, ist der Mäher ständig entweder nach links oder nach rechts in Bewegung. Die Schwinge 3 enthält zwei einander mit Abstand ω gegenüberliegende Ankerzähne 3' und 3", welche mit dem Zahn 5' des Hemmrades 5 derart zusammenwirken, daß entweder der Ankerzahn 3' oder der Ankerzahn 3" die Drehung des Hemmrades 5 verhindert

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: tr. In der Stellung der Fig.) hat der Mäher 1 gerade begonnen, in die linke Fahrtrichtung zu laufen. Der linke Teil der Schwinge 3 nähert sich dann einem in F i g. 1 links angedeuteten Hindernis oder Anschlag 10, Sobald das Hindernis 10 von einem nach links vorstehenden Stößel 11 der Schwinge 3 berührt wird, beginnt die Schwinge 3 eine Relativbewegung gegenüber dem Mäher 1, wobei sie mit Hilfe der beiden Kurbeln 2 und 2' gegenüber dem Mäher 1 nach rechts verschoben wird. Bei dieser Relativbewegung gibt zunächst der Ankerzahn 3" den Zahn 5' des Hemmrades 5 frei In diesem Augenblick ist der Mäher 1 nicht mehr gefesselt, vielmehr beginnt das Führungsseil 6 das Hemmrad 5 und damit auch die Seiltrommel im Uhrzeigersinn zu drehen, und zwar so lange, bis der Zahn 5' des Hemmrades 5 durch den Ankerzahn 3' gehemmt wird. Nach kurzer weiterer Relativbewegung der Schwinge 3 gegenüber dem Mäher 1 wird auch der Umschalter 9 umgeschaitet, und der Mäher 1 beginnt sich in entgegengesetzter Richtung so lange zu bewegen, bis ein nach rechts vorstehender Stößel 12 der Schwinge 3 auf der rechten Seite der Bahn wieder gegen ein Hindernis 13 stößt Dann verläuft dei -ganze Vorgang in umgekehrter Richtung.

Nach jedem Auftreffen eines Stößels 11 oder 12 auf ein Bahnhindernis 10 oder 13 läuft der Mäher 1 so lange ungefesselt, bis sich das Hemmrad 5 wiederum um 180° gedreht hat Der Mäher beschreibt dabei eine durch seine Konstruktion und durch die Geländeeigenschaft vorgegebene freie Bahn, deren Beginn sich tangential an das Ende der letzten geführten Bahn anschmiegt Die Abwickellänge des Führungsseiles 6 bei einer halben Umdrehung des Hemmrades 5 ist gleich der oder kleiner als die Mähbreite des Mähers 1.

In Fig.3 ist schematisch eine von dem Mäher 1 zu bearbeitende Rasenfläche 14 dargestellt, welche eine etwa rechteckige Form hai. In der rechten Ecke der Rasenfläche ist eine Mähvorrichtung 1 bis 12 gezeigt, welche der vorstehend beschriebenen und in F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung entspricht Im mittleren Teil der Rasenfläche 14 ist die Mäherbahnlinie 15 teilweise angedeutet, weiche entsteht, wenn die freie Bahn des Mähers eine gerade Linie ist Die im linken Teil der Rasenfläche 14 dargestellte Bahnlinie 16 entsteht, wenn die freie Bahn des Mähers 1 eine vom Bahnzentrum 8 weggekrümmte Kurve ist. Die vom Mäher gemähte Fläche wird durch zwei Äquidistantei parallel zur Bahnkurve beschrieben. Man erkennt, daß in den mittleren Teilen der Bahnlinien 15 das Gelände vollständig gemäht . 'ird, wenn sich die Äquidistanten zweier nebeneinanderliegenden Bahnabschnitte gerade berühren. In den Umkehrzonen jedoch entstehen spitze Abschnitte 17,18, die nicht gemäht werden, es sei denn, daß man den Vorschub halb so groß macht wie dir Mähbreite. Dann wird allerdings in den mittleren Teilen dvT üaiinkurve eine unnötige Doppelbearbeitung stattfinden, während eine einfache Bearbeitung nur an den Umkehrstellen erfolgt. Die Kurve im linken Teil der Fig.3 zeigt auch hier den Vorteil einer gekrümmten freien Bahn 16. Durch sie werden die ungemähten Flächen 19, 19' auch bei Gleichheit von Vorschub und Mähbreite sehr viel kleiner als bei gerader freier Bahn.

In Fig.4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche mit Hilfe eines Winkelhemmgetriebes den Betrieb eines selbstlaufenden Mähers mit Fahrtrichtungswechsel ermöglicht. Dabei ist am Erdboden eine Grundplatte 20 befestigt, die auf einem Vorsprung 20' einen Drehzapfen 21 trägt. Um diesen Zapfen 21 dreht sich ein Hemmrad 22, welches einen Hemmzahn 22' besitzt. Konzentrisch zu dem Hemmrad 22 und fest mit diesem verbunden ist eine

nicht näher dargestellte Führungsseiltrommel, auf der das Führungsseil 23 aufgewickelt ist. Im Betrieb ist das Führungsseil 23 straff gespannt und versucht, das Hemmrad 22 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Dies wird jedoch verhindert durch eine Schwinge 24. welche zwei Hemmzähne 24' und 24" enthält. Einer der beiden Hemmzähne verhindert jeweils die Drehung des Hemmrades 22. Die Schwinge 24 ist mit Hilfe der Hebel 25 und 23' gegenüber der Grundplatte 20 parallel zu dieser beweglich. Am mittleren Teil der Schwinge 24 ist ferner ein Hebelarm 26 drehbar und unter Einschaltung einer Reibungskopplung oder mittels eines Friktionsgelenkes gelagert. |ede Drehung des Hebelarmes 26 übt wegen der Reibungskupplung auf die Schwinge 24 eine nach rechts oder links gerichtete Kraft aus, je nachdem in welche Richtung der Hebelarm 26 verdreht wird. An seinem freien Ende iiägi uei Heueiami 26 ^wci Führungsrollen 26' und 26". zwischen denen das Führungsseil 23, welches sich von der konzentrisch zum Hemmrad 22 angeordneten Seiltrommel abwickelt, geführt wird. Das Führungsseil 23 ist am selbstfahrenden Mäher 27 im Punkt 28 eines Vorsprunges 28' des Mähergehäuses 1' befestigt. Der laufende Mäher 27 enthält eine Umschaltvorrichtung mit nach vorn und hinten vorstehenden Schaltstößeln 29 und 29'. Wenn diese Schaltstößel gegen ein Hindernis 30 bzw. 30' laufen, sorgen sie dafür, daß der Mäher in entgegengesetzter Richtung weiterläuft. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung läuft der Mäher 27 nach rechts, nachdem er kurz vorher durch den Schaltstößel 29 in seiner Fahrtrichtung geändert worden war. Das Führungsseil 23 nimmt hierbei den Hebelarm 26 mit, der wegen seiner Reibungskupplung die Schwinge 24 nach rechts zieht. Dadurch hemmt der Zahn 24' das Hemmrad 22 an einer Weiterdrehung. Nachdem der Mäher 27 auf der rechten Seite gegen das Hindernis 30' stößt, welches in Wirklichkeit viel weiter nach rechts z. B. in der Verlängerung des Hebelarmes 26 in seiner rechts in gestrichelten Linien angedeuteten Stellung liegt, kehrt der Mäher 27 wieder seine Laufrichtung um und verdreht den Hebelarm 26 gegenüber der Schwinge 24. Bevor das auf der rechten Seite liegende Hindernis 30' erreicht wurde, hatte sich der Hebelarm 26 gegenüber der Schwinge 24 im Uhrzeigersinn verdreht. Nach dem Richtungswechsel des Mähers 27 dreht sich der Hebelarm 26 entgegen dem Uhrzeigersinn und versucht

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Während dieses Vorganges verläßt der Hemmzahn 24' den Bereich des Hemmzahnes 22' des Hemmrades 22. welches sich zu drehen beginnt, weil der Mäher 27 versucht, sich vom Mähzentrum zu entfernen. Die Drehung des Hemmrades 22 hört aber auf. sobald der Hemmzahn 22' gegen den Hemmzahn 24" stößt. Durch die halbe Drehung des Hemmrades 22 hat sich das Führungsseil 23 um den Betrag des gewünschten Vorsch ibes des Mähers 27 von seiner Trommel oder Spule abgewickelt. Wenn schließlich der Schaltstößel 29 des Mähers 27 bei dessen Linkslauf auf das Hindernis 30 stößt, findet der umgekehrte Vorgang statt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Führen eines fahrbaren, motorisch angetriebenen Arbeitsgerätes, insbesondere eines selbstfahrenden Rasenmähers, über eine zu bearbeitende bzw. zu mähende Fläche, dessen Fahrtrichtung nach Zurücklegen eines vorbestimmbaren, etwa der Breite der zu bearbeitenden Räche entsprechenden Bahnabschnittes mit Hilfe einer am jeweiligen Ende dieses Bahnabschnittes durch einen entsprechenden Impuls oder ein Signal betätigbaren Umschaltvorrichtung umkehrbar und gleichzeitig bei bzw. unmittelbar nach jedem Fahrtrichtungswechsel um etwa die Arbeitsbreite des Arbeitsgerätes quer zur Fahrtrichtung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsgerät (1; 27) mittels eines Führungsseiles (6; 23) an ein ortsfestes Bahnzentrum (8) gefesselt ist, und daß «Ais Führungsseil durch eine beim Fahrtrichtungswechsel steuerbare Antriebsvorrichtung verlängert bzw. verkürzt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie für die Antriebsvorrichtung aus dem Triebwerk des Arbeitsgerätes (1; 27) entnommen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung aus einer motorisch angetriebenen Seilwickeltrommel besteht

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung am Arbeitsgerät (4) angeordnet ist (F i g. 1 und