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"Selbstfahrende Maschine zum
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Pflegen einer Rasenfläche"
Die Erfindung betrifft
eine selbstfahrende Maschine zum Pflegen einer Rasenfläche, insbesondere zum Mähen
eines Rasens, bestehend aus Fahrwerk, Antriebsmotor, Lenkeinrichtung und Arbeitsgerät.
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Zur Erzielung einer gut gepflegten Rasenfläche ist es bekanntlich
notwendig, den Rasen häufig, das heißt in relativ kurzen Abständen zu mähen. Zudem
ergibt sich bei häufigem Mähen der Vorteil, daß sich das Entfernen der abgeschnittenen,
relativ kurzen Grasstckchen erübrigt. Allerdings hängt die Häufigkeit der Rasenbehandlung
von mannigfachen Faktoren ab, z.B. von der Fruchtbarkeit des Bodens, der Jahreszeit,
der Witterung und ähnlichen Umständen.
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Der Abstand zwischen zwei ähvorgängen kann z.B. ein Tag sein oder
aber auch, bei schlechten Wachstumsbedingungen, Wochen oder gar Monate betragen.
Außerdem gehört es zur Rasenpflege, daß die Rasenfläche auch regelmäßig gewalzt
wird und von Zeit zu Zeit flüssige oder pulverförmige Behandlungsmittel, z.B. Düngemittel,
auf der Rasenfläche verteilt werden.
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Es sind selbstfahrende Maschinen bekannt, die Schneidwerke und andere
Bearbeitungsgeräte zum Behandeln des Rasens bzw. der Rasenfläche tragen können,
darunter auch solche Maschinen, auf denen die Bedienungsperson sitzend selbst mitfahren
kann. Weiterhin sind auch bereits drahtlos fernsteuerbare Maschinen zur Rasenpflege
bekannt.
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Diese bekannten Maschinen haben alle den Nachteil, daß sie die ständige
Aufmerksamkeit einer Bedienungsperson erfordern und somit
für die
Betriebsdauer jedesmal eine Arbeitskraft binden. Diese tatsache wiederum hat zur
Folge, daß die Pflege des Rasens anderen, dringender erscheinenden Arbeiten nachgestellt
und deshalb häufig vernachlässigt wird. Das gilt sowohl für Sportanlagen als auch
für öffentliche Parkanlagen, sowie Rasenflächen in Privatbesitz. Besonders die zuletzt
genannten Rasenflächen liegen im allgemeinen in Wohngebieten. Wegen der erheblichen
Larmbelästigung, insbesondere durch von Verbrennungsmotoren angetriebenen Rasenmähern,
ist der Einsatz derartiger Maschinen zu bestimmten Tageszeiten nicht möglich. Diese
Zeiten decken sich meistens gerade mit solchen Zeiten, in denen der Privatbesitzer
Zeit zur Pflege seines Rasens hätte.
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Daraus ergibt sich also die erfindungsgemäße Aufgabe, einen Ausweg
zur Beseitigung bzw. zur Umgehung der beschriebenen Nachteile und Hindernisse zu
finden, die der zur Erzielung eines wirklich gepflegten Rasens notwendigen Bearbeitung
der Rasenfläche im Wege stehen. Diese Arbeiten sollen in regelmäßigen, jedoch beliebigen
Abständen durchgeführt werden können. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung,
die geeignete Maschine zur Durchführung dieser Maßnahmen bereitzustellen.
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Zur Lösung-dieser Aufgabe wird daher erfindungsgemäß nach Anspruch
1 vorgeschlagen, eine selbstfahrende Maschine zum Pflegen einer Rasenfläche, insbesondere
einen Rasenmäher mit an sich bekannten Steuer- und Schalteinrichtungen zur vollautomatischen
Steuerung auf dem Fahrweg über die Rasenfläche auszurüsten.
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Dadurch ist es nun möglich, die Maschine sich selbst zu überlassen,
bis der Fahrweg über die gesamte Rasenfläche durchfahren ist. Die Zeit, die dazu
notwendig ist, ist nach einmaliger
Beobachtung der Maschine festgestellt,
so daß die Maschine bei ihren späteren Einsätzen nach dieser empirisch ermittelten
Zeit jeweils abgestellt werden kann. Der Vorteil besteht darin, daß, während die
Maschine selbständig den Rasen mahlt, andere Arbeiten durch eine in der Nähe weilende
Person verrichtet werden können, bzw. die .Maschine außer der Ein- und Ausschalttätigkeit
keiner Aufmerksamkeit und keiner Bedienung bedarf.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird nach Anspruch 2 vorgesclllagenr
die Maschine mit an sich bekannte Steuer- und Schalteinriontungen zur vollautomatischen
Steuerung aller ihrer Funktionen auszurüsten. Also auch das Eine und Ausschalten
des Antriebsmotors sowie des Schneidwerkes oder anderer Bearbeitungsgeräte erfolgt
automatisch, so daß die Maschine vollautomatisch -also unabhängig von einer Bedienungsperson
- von ihrem AbstellpLatz selbsttätig ihren Fahrweg über die Rasenfläche beginnt
und nach Beendigung des Arbeitsvorganges auch automatisch wieder ihren Abstellplatz
aufsucht und sich dort selbsttätig abschaltet. Ein wesentlicher Vorteil dieser Maßnahmen
besteht in der Möglichkeit, nunmehr die Maschine zeitlich so einzustellen, daß sie
jeweils zur geeigneten Tageszeit und in den gewünschten, bzw. günstigsten Zeitabständen
ihre Arbeit ausführt, ohne daß ihr Einsatz von der Anwesenheit einer Bedienungsperson
abhängig wäre.
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Eine vorteilhafte Anordnung der zum vollautomatischen Steuern der
Maschine auf dem Fahrweg über die Rasenfläche ist in den Ansprüchen 3 und 4 beschrieben.
Der Fahrweg auf der Rasenfläche wird durch die Spurgeber derart vorgegeben, daß
die gesamte Rasenfläche durch die von der Maschine getragenen Arbeitsgeräte
behandelt,
bzw. der Rasen auf der ganzen Fläche gleichmäßig geschnitten wird.
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Nach Anspruch 5 ist es möglich, den Zeitpunkt des Einsatzes der Maschine
und den zeitlichen Abstand zwischen jeweils zwei Einsätzen mittels einer z.B. batteriebetriebenen
Zeitschaltuhr vorzuwählen. Der Zeitraum zwischen jeweils zwei Einsätzen der .^Maschine
kann zwischen z.B. einigen Stunden bis zu ggfls. mehreren Wochen betragen Auf diese
Weise ist die Erzielung eines wirklich gepflegten Rasens gewährleistet, da sich
der Einsatz der Maschine dem durch Witterung, Bodenbeschaffenheit und anderen Faktoren
bedingten günstigsten Zeitrythmus anpassen läßt und keine personalbedingten Schwierigkeiten
bestehen Nach Anspruch 6 erfolgt das Abschalten der Maschine wegabhängig, d.h.
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das ein am Ende des durch die Spurgeber vorgeschriebenen Fahrweges
angebrachter Anschlag solche an der Maschine befestigten Schalter zum Abschalten
aller Funktionen der Maschine betätigen kann. Die Betätigung der Schalter kann jedoch
auch elektrisch, bzw. elektromagnetisch erfolgen. Als Schalteinrichtungen können
bekannte, handelsübliche Schalter verwendet werden Durch diese vorbeschriebenen
Einrichtungen wird die Maschine insofern besonders umweltfreundlich, als ihr Einsatz
für solche Tageszeiten vorgeplant werden kann, in denen der von ihr zwangsläufig
erzeugte, jedoch bekanntermaßen unerwünschte Lärm am wenigsten störend für die Umgebung
wirkt.
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Die Spurgeber können gemäß Anspruch 7 streifenförmig oder vorzugsweise
nach Anspruch 8 punktförmig auf der Rasenfläche angeordnet sein. Die letzte Art
der Anordnung ist besonders vorteilhaft. Einmal lassen sich auf diese Weise die
Spurgeber sehr
schnell verlegen - das bedeutet: denkbar geringer
Arbeitsaufwand - zum anderen bleibt die Verletzung der Grasnarbe bei der Verlegung
der Spurgeber auf das Notwendigste beschränkt. Dieser letzte Vorteil wird besonders
durch die Anordnung nach Anspruch 9 erkennbar. Bei langen, geraden Fahrabschnitten
kann der Abstand zwischen jeweils zwei-Spurgebern im günstigsten Fall mehrere Meter
betragen. In kurvenförmigen Abschnitten werden die Abstände in Abhängigkeit vom
Krümmungsradius des zu befahrenden Bogens größer oder enger gewählt. Je kleiner
der Krümmungsradius ist, je kurzer muß der Abstand zwischen jeweils zwei Spurgebern
sein; in Ausnahmefällen kann dieser Abstand jedoch auch auf 0 zu reduzieren sein.
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Günstige Ausführungsformen der Spurgeber sind in den Ansprüchen lo
bis 13 beschrieben. Im allgemeinen wird ihr Flächeninhalt nicht größer als ein qdm
sein. Auf die Funktion der Spurgeberform wird in der Zeichnungsbeschreibung noch
näher eingegangen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Spurgeber ist in Anspruch
14 beschrieben. Diese besondere Ausführungsform kann auf alle in den Ansprüchen
lo bis 13 aufgeführten Spurgeberformen angewendet werden. Danach ausgebildete Spurgeber
behindern das Wachstum des Rasens praktisch überhaupt nicht. Letzterer Vorteil gilt
auch für die Ausgestaltung der Spurgeber nach Anspruch 15.
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Bekanntlich sprechen induktive Annäherungsschalter auf passive Schaltelemente
aus Eisen oder eisenhaltigen Werkstoffen am stärksten an. Die Spurgeber werden daher
vorzugsweise aus Eisen hergestellt, können jedoch auch aus anderen, geeigneten Werkstoffen
bestehen. Um die Spurgeber vorteilhafterweise aus Eisen herstellen
zu
können, ohne daß sie unterhalb der Grasnarbe schnell korrodieren, wird im Anspruch
16 vorgeschlagen, die Spurgeber, bzw.
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Spurplatten allseitig mit einer korrosions- und witterungsbeständigen
Schicht zu umgeben.
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In den Ansprüchen 17 bis 21 sind funktionssichere und kostengunstige
Ausführungsformen der zur Steuerung der Maschine vorgeschlagenen Steuerelemente,
insbesondere der Lenkeinrichtung in Wirkverbindung mit dem von den Annäherungsschaltern
beeinflußten Steuermotor beschrieben.
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Die vorteilhafte Weiterbildung der Maschine nach den Ansprüchen 22
und 23 erlaubt es, daß die Maschine auch Fahrwegen mit sehr engen Wendekurven sicher
folgen kann.
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Da die Maschine bei jedem Einsatz die gleiche Spur fährt, besteht
die Gefahr, daß sich die Räder der Maschine in den Boden eindrücken. Durch die walzenförmige
Ausgestaltung der Räder der Maschine und ihrer Anordnung gem. Anspruch 24 wird diese
Gefahr ausgeschlossen. Darüberhinaus wird ein vorteilhafter Walzeffekt erzielt,
ohne den ein gut gepflegter Rasen nicht erreicht werden kann.
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Die vorteilhafte Aufhängung, bzw. Befestigung der Abdeckhaube am Fahrwerk
der Maschine nach Anspruch 25, macht den Betrieb der Maschine -insofern problemlos,
als hierdurch das Abstellen der Maschine bei einem unerwünschten Abweichen vom Fahrweg
infolge unvorhersehbarer Störungen oder auch beim Auftreffen auf unerwartete Hindernisse
sichergestellt wird. Insbesondere ist dadurch die Sicherheit von möglicherweise
auf der Rasenfläche
oder deren näherer Umgebung sich aufhaltenden
Personen gewänrleistet Die weitere Ausb-ildung nach Anspruch 26 macht die Maschine
besonders vielseitig- verwendbar. Durch die Anordnung von weiteren, passiven Schaltelementen
auf dem Fahrweg und aktiven SchItelementen am Fahrwerk der Maschine können auch
andere Arbeitsgeräte, wie z.B. Dungerstreuer oder Wassersprenger von der Maschine
getragen und funktionsgerecht gesteuert werden.
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Anhand der -beiliegenden Zeichnung is-t ein Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemaßen Maschine schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht
mit längsgeschnittener Abdeckhaube, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Maschine ohne
Abdeckhaube, Fig. 3 eine weitere Draufsicht der Maschine etwa gemäß dem Schnitt
III - III in Fig. 1.
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Am Rahmen 1 des vorderen Fahrwerkteiis sind die Laufwalzen 2 freidrehbar
gelagert. Der Rahmen 3 des hinteren Fahrwerkteils ist mittels der Deichsel 4 gelenkig
(Gelenkzapfen 5, Fig. 2 und 3)erbunden. Die im hinteren Fahrwerksrahmen gelagerten
Antriebsräder 6 sind von dem auf dem vorderen Fahrwerks teil angeordneten Verbrennungsmotor
7 über die Gelenkwelle 8 und ein nicht dargestelltes Getriebe angetrieben. Der Kraftstoffbehälter
ist mit 9 bezeichnet. Es ist denkbar, anstelle des Verbrennungsmotors einen batteriebetriebenen
Elektromotor zu verwenden.
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Der vordere Fahrwerks teil trägt das Schneidwerk lo (Mähwerk), das
über ein Getriebe 11 vom Motor 7 angetrieben wird. Zwischen den vorderen Laufwalzen
2 sind die Annäherungsschalter 12 und 13 mit dem vorderen Fahrwerkteil
am
Rahmen 1 befestigt. Diese Anordnung der Annäherungsschalter ist für eine zuverlässige
Steuerung der Maschine von Bedeutung.
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Außerdem ist auf dem vorderen Fahrwerks teil eine nicht dargestellte
Lichtittaschine angeordnet, die vom Antriebsmotor angetrieben wird. Der Ausgang
der Lichtmaschine ist über die Annäherungsschalter mit dem Steuermotor galvanisch
verbunden Die Annäherungsschalter sind derart geschaltet, daß die vom Annäherungsschalter
12 ausgehenden Impulse ein Linksfahren und Impulse des Annäherungsschalters 13 ein
Rechtsfahren der Maschine bewirken.
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Auf dem Rahmen 3 des hinteren Fahrwerksteils ist die Batterie 14 für
den Start der Maschine angeordnet. Ferner trägt der Rahmen 3 des hinteren Fahrwerksteils
ein Gehäuse 15 in dem die elektrischen Schaltelemente - wie z.B. eine im einzelnen
nicht näher dargestellte Zeitschaltuhr, Relais und andere an sich bekannte elektrische
Bauelemente - untergebracht sind.
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Die Abdeckhaube 16 ist mittels geeigneter Befestigungselemente 17
derart am Rahmen 1 des vorderen Fahrwerksteils lösbar befestigt, daß sie sowohl
in Fahrtrichtung als auch quer zur Fahrtrichtung der Maschine beweglich ist. An
den Stirnseiten der Fahrwerksteile und auch seitlich (in Fig. 1 nicht erkennbar)
sind Endschalter 18 angeordnet, die mit der Zündeinrichtung des Verbrennungsmotors
7 galvanisch verbunden sind und von der gegenüber dem Fahrwerk beweglich aufgehängten
Abdeckhaube betätigt werden können, um den Antriebsmotor stillzusetzen, falls die
Maschine auf ein unerwartetes Hindernis stößt. Auf der Oberseite der Abdeckhaube
sind Schalter 19 zum Betätigen der elektrischen Schaltelemente - z.B. zum Einstellen
der Zeitschaltuhr - angeordnet.
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Außerdem sind in Fig. 1 dicht unter der Rasenfläche verlegte Spurgeber
20 zu erkennen.
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In der Draufsicht gemäß Fig. 2 ist die Abdeckhaube 16 entfernt und
der besseren Übersicht wegen der Kraftstoffbehälter 9, die Gelenkwelle 8 und das
Gehäuse 15 für die elektrischen.Schaltele-,neunte weggelassen. Erkennbar dagegen
sind die Spurgeber 20, die eigentlich von der Grasnarbe verdeckt sind. Der von den
Spurgebern bestimmte Spurstreifen 21 ist durch strichpunktierte Linien angedeutet.
Ebenfalls ist die Anordnung der Annäherungsschalter 12 und 13 dicht neben dem Spurstreifen
21 gut zu erkennen.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die vorderen Laufwalzen 2 und die Antriebswalzen
6 nahezu eine geschlossene Walzspur bilden, die ungefähr gleich der Breite des Schneidwerkes
ist. Anstelle.der beiden Antriebswalzen ist es auch möglich, eine einzige durchgehende
Antriebswalze zu verwenden. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die gesamte Rasenfläche
gleichmäßig gewalzt wird und sich keine scharfen Spuren in den Boden eindrücken.
Da die Anordnung des Schneidwerkes vor den Laufwalzen liegt und die Laufwalzenspur
nicht breiter ist als das Schneidwerk, ist gewährleistet, daß das Gras - auch das
der später zu schneidenen Nachbarspur - nicht flach gewalzt wird, bevor es gemäht
ist.
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In Fig. 3 sind weitere Bauelemente in der Maschine der besseren Übersicht
wegen weggelassen. Erkennbar ist hier insbesondere der Steuermotor 22, der von den
Annäherungsschaltern 12 und 13 über geeignete elektrische Schalteinrichtungen im
Gehäuse 15 betätigt wird. Über ein Getriebe 23 greift der Steuermotor 22 an einer
als Lenkeinrichtung, bzw. Lenkgetriebe ausgebildeten Deichsel 4 an, die um den im
Rahmen 1 des vorderen Fahrwerksteils befestigten
Gelenkzapfen 5
schwenkbar ist. Anstelle des in Fig. 3 dargestellten und hier beschriebenen Lenkgetriebes
kann jede andere bekannte und geeignete Lenkeinrichtung, bzw. jedes andere bekannte
Lenkgetriebe verwendet und von dem Steuermotor 22 entsrechend betätigt werden (z.B.
gemäß Anspruch 20).
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Die Maschine kann auf der zu pflegenden Rasenfläche selbst oder in
deren Nähe während der Ruhezeiten, z.B. in einer besonders dafür eingerichteten
Garage abgestellt sein. Der durch die Spurgeber 20 markierte Spurstreifen 21 bzw.
der Fahrweg, beginnt unmittelbar am Abstellplatz und endet auch dort. Mittels der
im Gehäuse 15 untergebrachten Zeitschaltuhr sind die Einsatzzeiten bzw. die Einsatzabstände
eingestellt, so daß die Maschine zu den vorbestimmten Zeiten sich selbsttätig in
Betrieb setzt und den Weg über die vorgeschriebenen Spurstreifen 21 aufnimmt. Die
Arbeitsweise der Fahrzeugsteuerung sei an einem Beispiel erläutert.
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Wenn die Annäherungsschalter 12 und 13 gleiche Entfernung zum Spurstreifen
21 haben, steht die Deichsel 4 senkrecht zu den Laufachsen der Vorder- und Hinterwalzen,
die dann also parallel zueinander verlaufen. Die Maschine fährt geradeaus. Ergibt
sich zwischen zwei verlegten Spurgebern 20 eine Rechts abweichung der Maschine,
so wird der Annäherungsschalter 12 den nächsten Spurgeber 20 derart überfahren,
daß ein Impuls des Annäherungsschalters an den Steuermotor 22 geht. Dieser Impuls
ist umso länger, je größer die Abweichung nach rechts vom vorgegebenen Spurstreifen
ist, da er den Spurgeber weiter zur Mitte des Spurstreifens hin überfährt, wo die
Einwirkung des Spurgebers 20 auf den Annäherungsschalter 12 aufgrund der besonderen
Geometrie des Spurgebers 20 länger andauert. Das bedeutet, daß der in firkverbindung
mit den beiden Annäherungsschaltern 12 und 13 stehende Steuermotor länger eingeschaltet
ist nnd zwar in dem Sinne, die Deichsel 4
um den Gelenkzapfen 5
derart zu verschwenken, daß die Antriebswalzen 6 nach links eingeschlagen werden.
Von der Impulsdauer hängt das Maß des Einschlagens der Deichsel 4 bzw. der Antriebs.-walzen
6 ab. Be-im Überfahren des nächsten Spurgebers 29 wird dieser möglicherweise stärker
auf den Annäherungsschaiter 13 einwirken, so daß sich nunmehr der Steuermotor in
entgegeng;esetzter Richtung dreht und den Einschlag der Deichsel somit umkehrt und
zwar proportional im Maße der Linksabweichung. Der Abstand zwischen jeweils zwei
Spurgebern 2o ist empirisch festzustellen und festzulegen. Zu Kurvenfahrten der
Maschine wird der Abstand zwischen jeweils zwei Spurgebern 20 reduziert. Der Abstand
muß umso kürzer sein, je enger die zu fahrende Kurve ist.
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Um sehr enge Kurven fahren zu können, ist auf dem Schaltweg zwischen
den Annäherungssch-altern und dem Steuermotor ein Zeitglied vorgesehen, das bei
anhaltendem Impuls durch die Annäherungsschalter den Steuermotor in eine höhere
Drehzahl schaltet, so daß das Einschlagen der Deichsel 4 schneller erfolgt. Die
Spurgeber Zo können so verlegt werden, daß auch Hindernisse - wie z.B. auf der Rasenfläche
wachsende Bäume - von der Maschine vollautomatisch umfahren werden. Außer der in
Figur 2 dargestellten Form der Spurgeber 20 können auch andere Formen - z.B. Rauten-,
Rechteck- oder andere geeignete -Formen - verwendet werden. Besonders vorteilhaft
sind Spurgeber mit einem oder mehreren Löchern, durch die das Gras hindurchwachsen
kann. Einmal wird dadurch das Rasenbild nicht gestört, zum anderen werden die Spurgeber
20 von dem durch sie hindurchwachsenden Gras in ihrer Lage festgehalten.
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Anstelle der in Abständen verlegten Spurgeber 20 können auch ein kontinuierliches
Metallband, eine Litze oder ein Drahtseil verwendet werden. Bei Verwendung eines
Metallbandes empfiehlt es sich, das Band ebenfalls mit Löchern zu versehen.
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Anstelle des Schneidwerkes können auch andere Arbeitsgräte azol der
Maschine montiert und von ihr angetrieben werden Außerdem kann.das Fahrwerk der
Maschine Schalteinrichtungen tragen, die von passiven Schaltelementen auf dem FAhrweg
der Maschine betätigt werden, um Funktionen anderer, von der Maschine getragener
Arbeitsgeräte ein- und auszuschalten. Das Ende des Fahrweges bzw des Spurstreifens
21. führt die Maschine auf ihren Abstellplatz zurück. Dort sind wiederum in den
Fahrweg der Maschine ragende Schalthebel angeordnet, die nicht dargestellte, am-Fa-hrwerk
befestigte schalter betätigen, um den Antriebsmotor stilL-zusetzen. Entsprechende
Relais in der elektrischen Ausrüstung der Maschine sorgen dafür, daß die Kirkung
dieser Schaltung beim erneuten Inbetriebsetzen der Maschine außer Funktion ist,
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