DE2923272A1

DE2923272A1 - Rasenmaeher

Info

Publication number: DE2923272A1
Application number: DE19792923272
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Tietze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-06-08
Filing date: 1979-06-08
Publication date: 1980-12-11

Description

Rasenmäher
Die Erfindung betrifft Rasenmäher, und zwar Rasenmäher mit elektrischem, von einer Batterie gespeister Antriebsmotor.
Eatteriebetriebene Rasenmäher sind aus Gründen des Umweltschutzes und der Bedienung erstrebenswerte Geräte.
ITachteilig sid in erster Linie die geringe Leistung und das hohe Gewicht sowie der Umstand, daß sich eine höhere Leistung nur mit noch größerem Gewicht erzielen läßt. Das hohe Gewicht kommt vor allem dadurch zustande, daß man den üblicherweise als Batterie verwendeten, wieder aufladbaren Blei-Akkumulator besonders groß bemessen muß, um einen bei stärkeren Belastungen eintretenden Drehzahlabfall mOglichst gering zu halten und damit die Schnittleistung zu erhalten. Trotzdem ist die Mähleistung unbefriedigend, weil die Drehzahl bei erhöhter Belastung schnell so weit abfällt, daß das Gras nicht mehr geschnitten wird.
Diese Mängel und Schwierigkeiten sollen durch die Erfindung behoben und ein Rasenmäher mit Batterieantrieb geschaffen werden, der bei weitgehender Verringerung des Gewichts des zum Antrieb verwendeten Akkumulators eine von der Belastung weitgehend unabhängige, konstante Schnittleistung dadurch aufweist, daß die Drehzahl innerhalb eines vorgegebenen Belastungsbereichs konstant gehalten wird.
Dieses Problem ist gemäß der Erfindung bei einem Rasenmaher der eingangs genannten Art dadurch zu lösen, daß eine zwischen Antriebsbatterie und Motor geschaltete, elektronische Regeleinrichtung vorgesehen wird, die einen Sensor zur Erfassung des Motorstromes und von diesem gesteuerte, die Antriebsspannung zur den Motor im Sinne einer Konstanthaltung der Motordrehzahl ändernde Elemente besitzt. Hierbei können die die Antriebsspannung des Motors ändernden Elemente bei Erhöhungen des Motorstromes zdie Antriebsspannung über die Batteriespannung hinaus erhöhen. Sie können aber auch die Antriebsspannung dadurch erhöhen, daß sie die Verringerung der Batteriespannung reduzieren.
In beiden Fällen kann als Regeleinrichtung ein Schaltregler dienen, der eine periodisch mit änderbarer Impulsbreite und vorgegebener Schaltfrequenz schaltbare Schalteinrichtung besitz. Hierbei kann als Schalteinrichtung im einfachsten Falle ein Kontaktsatz bzw. Schalter vorgesehen sein. Mit Vorteil jedoch wird als Schalteinrichtung ein über einen Impulsbreiten-Modulator mit einer vorgegebenen Schaltfrequenz getasteter Schalttransistor vorgesehen.
FUr die Regeleinrichtung sind vorzugsweise zwei Ausfuhrungsmöglichkeiten denkbar, und zwar die eine, bei der die Schalteinrichtung in Reihe mit dem Motor und dem Sensor für den Motorstrom im Motorstromkreis liegt, und die andere, bei der die Schalteinrichtung in Reihe mit einer Drossel angeordnet ist und impulsartig den Drosselstrom erh8ht, der in den Impulspausen Uber einen Sperrgleichrichter einen parallel zum Motor liegenden Kondensator auflädt.
Als Sensor fAr den Motorstrom kann ein im Motorstromkreis liegender Strom/Spannungs-Wandler vorgesehen sein, der den Schalttransistor direkt oder indirekt steuert. Der Strom/Spannungs-Wandler kann durch einen Strombegrenzer-Zusatz zum Schutz des Motors gegen Überlastung ergänzt sein.
Die Schaltfrequenz für die Tastung des Schalttransistors beträgt vorzugsweise etwa 20 kHz.
Die Erfindung läßt mannigfache AusfUhrungsformen zu.
In der Zeichnung sind zwei AusfUhrungsmöglichkeiten fAr batteriegespeiste Rasenmäher als Beispiele mit den zum Verständnis wesentlichen Teilen in Form von Blockschemen dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsrorm und Fig. 2 eine abgewandelte AusfUhrungsmöglichkeit.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist zwischen Batterie 11 und Motor 12 eine Regeleinrichtung 13 geschaltet, die als wesentliche Elemente eine in Reihe mit dem Motor 12 liegende Drossel 14 und einen parallel zum Motor liegenden Ladekondensator 15 sowie eine Schalteinrichtung 16, die im einfachsten Falle aus einem steuerbaren Kontaktsatz bestehen kann und bei vollelektronischer Ausbildung der Regeleinrichtung als Schalttransistor ausgebildet ist. Durch einen als Strom/Spannungs-Wandler 17 ausgebildeten Sensor werden Xnderungen des Motorstromes erfaßt, die erfaßten Werte einer Vergleichseinrichtung 18 und Ueber einen Regelverstärker 19 und einen Impulsbreiten-Modulator 20 dem Schalttransistor 16 zugefUhrt. Die während der Schaltzeiten des Transistors 16 erzielten Stromerhöhungen in der Drossel 14 haben eine Erhöhung der Ladespannung des Kondensators 15 während der Schaltpausen des Transistors 16 zur Folge. Diese erhöhte Ladespannung ihrerseits verhindert einen Abfall der Motordrehzahl und der Schnittleistung. Durch Einfügen der Diode 21 zwischen Kondensator und Drossel wird der Wirkungsgrad erhöht.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besitzt die Regeleinrichtung 23 eine in Reihe mit Batterie 11 und Motor 12 liegende Schalteinrichtung 26, die die Batteriespannung auf die vorgesehene Motorspannung verringert. Im Motorstromkreis liegt als Sensor ftlr den Motorstrom der Strom/Spannungs-Wandler 27, der Uber eine Vergleichseinrichtung 28 und einen Regelverstärker 29 sowie einen Impulsbreiten-Modulator 30 die Schalteinrichtung 26 steuert. Parallel zum Motor 12 liegt eine Diode 22.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen läßt sich beispielsweise ein Akkurasenmäher erzielen, der leistungsmäßig vergleichbaren Benzinrasenmähern nicht nachsteht. Auf Grund der erfindungsgemäßen Maßnahmen steht die wolle Mähleistung bis zur völligen Entladung des Akkumalators zur Verfügung.
FUr eine Rasenfläche, für die nach bisherigen Bemessungsregeln eine Kapazität von 40 Ah erforderlich war, kommt man unter Anwendung der Vorschläge der Anmeldung mit einer Kapazität von 20 Ah bei wesentlich verbesserter Schnittleistung aus. Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung wird unter diesen Umständen hinsichtlich der Kosten weitgehend durch die Einsparung an Akku-Kapazität gedeckt.

Claims

Rasenmäher Ansp rttche 0 Rasenmäher mit elektrischem, von einer Batterie gespeisten Antriebsmotor, gekennzeichnet durch eine zwischen Batterie und Motor geschaltete elektronische Regeleinrichtung mit einem Sensor zur Erfassung des Motorstromes und von diesem gesteuerten, die Antriebsspannung für den Motor im Sinne einer Konstanthaltung der Motordrehzahl ändernden Elementen.
2. Rasenmäher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Antriebsspannung ändernden Elemente bei Erhöhungen des Motorstromes die Antriebsspannung ueber die Batreriespannung hinaus erhöhen.
3. Rasenmäher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Antriebsspannung ändernden Elemente bei ErhShungen des Motorstromes die Antriebsspannung durch eine Reduzierung der Batteriespannungsverringerung erhöhen.
4. Rasenmäher nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen als Regeleinrichtung dienenden Schaltregler mit einer periodisch mit änderbare Impulsbreite und vorgegebener Schaltfrequenz schaltbaren Schalteinrichtung.
5. Rasenmiller nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen als Schalteinrichtung dienenden Kontaktsatz oder Schalter.
6. Rasenmäher nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen als Schalteinrichtung dienenden, ueber einen Impulsbreiten-Modulator mit einer vorgegebenen Schaltfrequenz getasteten Schalttransistor.
7. Rasenmäher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine in Reihe mit dem Motor und dem Sensor für den Motorstrom liegende Schalteinrichtung besitzt.
8. Rasenmäher nach einem oder mehreren der AnsprUche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine in Reihe mit einer Drossel liegende Schalteinrichtung besitzt, die impulsartig den Drosselstrom erhöht, der in den Impulspausen Uber einen Sperrgleichrichter einen parallel zum Motor liegenden Kondensator auflädt.
9. Rasenmäher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen als Sensor für den Motorstrom dienenden Strom/Spannungs-Wandler im Mooorstromkreis zur direkten oder indirekten Steuerung des Schalttransistors.
10. Rasenmäher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfrequenz des Schalttransistors etwa 20 kHz beträgt.
11. Rasenmäher nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Strombegrenzer-Zusatz zum Strom/Spannungs-Wandler zum Schutz des Motors gegen Überlastung.