DE4407195C1 - Kabelaufroller für fahrbare elektromotorisch angetriebene Kleingeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kabelaufroller für fahrbare elektromotorisch angetriebene Kleingeräte gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Bei fahrbaren elektromotorisch angetriebenen Kleingeräten, wie z. B. Rasenmähern, Schneefräsen oder dergleichen besteht ein Problem in der Handhabung darin, daß die überschüssige hänge des Kabels, durch welches der elektrische Antriebsmo­ tor gespeist wird, lose am Boden liegt und von dem Benutzer ständig bewegt und aus der Fahrbahn gebracht werden muß. Um diesem Problem zu begegnen, ist es aus der DE-OS 15 82 391 bekannt, auf einem elektromotorisch angetriebenen Rasenmäher einen Kabelaufroller in der Weise anzubringen, daß die Achse seiner Kabeltrommel horizontal angeordnet ist und der Kabel­ aufroller insgesamt um eine vertikale Achse schwenkbar ist. Bei Änderung der Fahrtrichtung des Rasenmähers verschwenkt sich der Kabelaufroller jeweils so, daß das Kabel problemlos senkrecht zur Achse der Kabeltrommel abgezogen oder aufge­ rollt wird. Die Kabeltrommel wird durch eine Feder im Auf­ roll-Drehsinn angetrieben, so daß das Kabel stets automa­ tisch gestrafft gehalten wird. Der Antrieb der Kabeltrommel durch eine Feder eignet sich schlecht für größere Kabellän­ gen. Außerdem muß das Kabel gegen die Federkraft von der Kabeltrommel abgezogen werden, was die Handhabung des Rasen­ mähers behindert.

Aus der US-PS 1,802,358 ist ein elektromotorisch angetriebe­ ner Rasenmäher bekannt, auf welchem eine Kabeltrommel mit horizontal angeordneter Achse montiert ist. Die Kabeltrommel des Kabelaufrollers wird durch den elektrischen Antriebsmo­ tor des Rasenmähers angetrieben. Die Kabeltrommel ist nicht verschwenkbar, so daß sich die Kabelabzugsrichtung nicht der jeweiligen Fahrtrichtung des Rasenmähers anpassen kann. Der Antrieb der Kabeltrommel durch den Antriebsmotor des Rasen­ mähers muß über eine Kupplung erfolgen, die den Antrieb der Kabeltrommel bei gestrafftem Kabel auskuppelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kabelaufrol­ ler für fahrbare elektromotorisch angetriebene Kleingeräte zu schaffen, der einen verbesserten Bedienungskomfort ge­ währleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kabel­ aufroller mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Kabelaufroller wird die Kabeltrom­ mel von einem zusätzlichen separaten Elektromotor angetrie­ ben, der zusammen mit der Kabeltrommel auf dem Kleingerät montiert ist. Der Elektromotor wird parallel zu dem An­ triebsmotor des Kleingeräts durch das auf die Kabeltrommel aufgewickelte Kabel gespeist. Eine Abschalteinrichtung schaltet den Elektromotor ab, wenn das von der Kabeltrommel aufgerollte Kabel straff gespannt ist.

Die Kabeltrommel ist mit horizontaler Achse angeordnet und ist um eine vertikale Achse verschwenkbar. Die Kabeltrommel kann sich bei Änderungen der Fahrtrichtung der jeweiligen Fahrtrichtung des Kleingerätes anpassen, so daß das Kabel stets tangential in einer zur Achse der Kabeltrommel senk­ rechten Ebene abgezogen bzw. aufgerollt wird. Bildet sich eine Kabellose, so wird der Elektromotor eingeschaltet und rollt das Kabel auf, bis die Kabellose verschwunden und das Kabel straff gespannt ist. Dann wird der Elektromotor abge­ schaltet, so daß keine Zugspannung auf das Kabel einwirkt und die Handhabung des Gerätes behindert. Das Kabel kann bei abgeschaltetem Elektromotor ohne Widerstand nach Bedarf von der Kabeltrommel abgezogen werden. Erst wenn in Folge einer Änderung der Fahrtrichtung eine überschüssige Kabellänge das Kabel schlaff werden läßt, wird der Elektromotor wieder eingeschaltet, um das Kabel aufzurollen.

Die Abschalteinrichtung kann die Kabelstraffung auf unter­ schiedliche Weise feststellen. In einer rein elektronischen Ausführung überwacht ein Stromsensor die von dem Elektromo­ tor aufgenommene Stromstärke. Wird die von dem Elektromotor angetriebene Kabeltrommel durch das straff gespannte Kabel an der Drehung gehindert, so steigt die Stromaufnahme des Elektromotors an. Dieser Anstieg der Stromaufnahme wird durch den Stromsensor festgestellt und dient als Signal für das Abschalten der Stromzufuhr zu dem Elektromotor.

In einer elektromechanischen Ausführung betätigt das Kabel, wenn es straff gespannt ist, mechanisch einen Schalter, wodurch die Stromzufuhr zu dem Elektromotor abgeschaltet wird. Ist das Kabel schlaff, so gibt es den Schalter frei und die Stromzufuhr wird wieder eingeschaltet.

Damit das ständige Auf- und Abrollen des Kabels nicht zu Störungen infolge eines ungleichmäßigen Aufrollens des Kabels auf die Kabeltrommel führt, ist eine Führungseinrich­ tung vorgesehen, die das auf die Kabeltrommel laufende Kabel führt und beim Aufrollen gleichmäßig über die Breite der Kabeltrommel hin- und herbewegt. Die Führungseinrichtung wird ebenfalls durch den die Kabeltrommel antreibenden Elektromotor angetrieben, so daß das Aufrollen des Kabels und die hin- und hergehende Führung stets zwangsläufig synchronisiert sind.

In einer vorteilhaften Ausführung kann die Leistung des Elektromotors über eine Phasenanschnittsteuerung der hänge des aufzurollenden Kabels, d. h. dem für das Aufrollen des Kabels benötigten Drehmoment angepaßt werden. Es ist dabei auch möglich, die Leistung des Elektromotors über die Pha­ senanschnittsteuerung kontinuierlich so zu regeln, daß das auf die Kabeltrommel einwirkende Drehmoment der sich ändern­ den hänge des freien Kabels und dem sich ändernden Durchmes­ ser des auf die Kabeltrommel aufgerollten Kabelwickels angepaßt wird und die auf das Kabel einwirkende Zugkraft über die gesamte Kabellänge im wesentlichen konstant gehal­ ten wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Kabelaufrollers im abge­ schalteten Zustand,

Fig. 2 eine entsprechende Seitenansicht im eingeschalte­ ten Zustand, wobei die Verkabelung weggelassen ist,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kabelaufroller,

Fig. 4 den Kulissenzylinder der Führungseinrichtung,

Fig. 5 den Schlitten der Führungseinrichtung in Seiten­ ansicht und

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Kulissenfühler.

Auf ein nicht dargestelltes, handelsübliches fahrbares elektromotorisch angetriebenes Kleingerät, z. B. einen Rasen­ mäher wird der erfindungsgemäße Kabelaufroller montiert. Zur Montage dient ein Träger 10, der die Form einer Platte oder eines breiten Bügels hat und in seiner Gestalt und seinen Abmessungen dem jeweiligen Kleingerät angepaßt ist. Eine horizontale Grundplatte 12 ist mittels einer kugelgelagerten vertikalen Hohlwelle 14 um eine vertikale Achse schwenkbar auf dem Träger 10 gelagert.

Auf der Grundplatte 12 ist ein vertikaler Ständer 16 be­ festigt. An dem Ständer 16 ist eine horizontale Hohlwelle 18 drehbar gelagert, die eine Kabeltrommel 20 trägt. Auf die Kabeltrommel 20 wird ein Kabel 22 aufgerollt, welches zum Anschluß an eine Netzsteckdose dient. Das innere an der Kabeltrommel 20 fest liegende Ende des Kabels 22 ist über einen Schleifkontakt mit einem Kabel 24 verbunden, das durch die Hohlwelle 18 aus der Kabeltrommel 20 herausgeführt ist und über ein Schaltungsgehäuse 26 durch die Hohlwelle 14 zu dem Anschlußsteckverbinder des elektrischen Antriebsmotors des Rasenmähers führt.

In dem in Fig. 2 weggelassenen Schaltungsgehäuse 26 ist eine später beschriebene elektronische Schaltung angeordnet. In dem Schaltungsgehäuse 26 wird von dem den Antriebsmotor des Rasenmähers speisenden Kabel 24 parallel ein Versor­ gungskabel 28 abgezweigt, welches einen auf der Grundplatte 12 angebrachten Elektromotor 30 speist. Ein auf der Welle des Elektromotors 30 sitzendes erstes Zahnrad 32 treibt über einen ersten Zahnriemen 34 ein zweites Zahnrad 36, welches in einer auf der Grundplatte 12 angebrachten vertikalen Stütze 38 gelagert ist. Ein drehfest und gleichachsig mit dem zweiten Zahnrad 36 verbundenes drittes Zahnrad 40 klei­ neren Durchmessers treibt über einen zweiten Zahnriemen 42 und ein am Umfang der Kabeltrommel 20 angeordnetes viertes Zahnrad 44 die Kabeltrommel 20 an. Die Zahnräder 32, 36, 40 und 44 bilden ein Untersetzungsgetriebe, über welches der Elektromotor 30 die Kabeltrommel 20 in dem Drehsinn an­ treibt, in welchem das Kabel 22 auf die Kabeltrommel 20 aufgerollt wird.

Zwischen der Stütze 38 und einer zu dieser parallelen zwei­ ten vertikalen Stütze 46 ist oberhalb des Elektromotors 30 ein Kulissenzylinder 48 mit horizontaler Achse drehbar gelagert. Der Kulissenzylinder 48 wird über ein auf der Hohlwelle 18 der Kabeltrommel 20 sitzendes fünftes Zahnrad 50, einen dritten Zahnriemen 52 und ein an dem Kulissen­ zylinder 48 angebrachtes sechstes Zahnrad 54 von dem Elek­ tromotor 30 angetrieben. Oberhalb des Kulissenzylinders 48 sind zwischen den Stützen 38 und 46 zwei Führungsstangen 56 angebracht, die zur Achse des Kulissenzylinders 48 und zur Achse der Kabeltrommel 20 parallel verlaufen. Auf den Füh­ rungsstangen 56 ist verschiebbar ein Schlitten 58 gelagert. Der Schlitten 58 weist an seiner Oberseite zwei Führungsösen 60 auf, durch welche das Kabel 22 hindurch läuft, so daß es in einer zur Achse der Kabeltrommel 20 senkrechten Ebene geführt im wesentlichen tangential auf die Kabeltrommel 20 geführt wird.

Die axiale hänge des Kulissenzylinders 48 und der Führungs­ stangen 56 und deren Anordnung sind so gewählt, daß sie mit der Breite der Kabeltrommel 20 zusammenfallen. Der Kulissen­ zylinder 48 weist in seiner Mantelfläche eine Kulissennut 62 auf. Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, verläuft die Kulissennut 62 in zwei gegenläufigen Schraubenlinien gleicher Steigung. An den beiden axialen Enden des Kulissen­ zylinders 48 gehen die beiden Schraubenlinien der Kulissen­ nut 62 in einem Abschnitt 64 ineinander über, der ohne Steigung d. h. in einer zur Achse des Kulissenzylinders 48 senkrechten Ebene verläuft.

In dem Schlitten 58 ist zwischen den Führungsstangen 56 ein Kulissenfühler 66 gelagert. Der Kulissenfühler ist in dem Schlitten 58 um eine Achse drehbar, die senkrecht zu der Achse des Kulissenzylinders 48 verläuft. Der Kulissenfühler 66 greift mit einem Eingriffsglied 68 in die Kulissennut 62 des Kulissenzylinders 48 ein. Das Eingriffsglied 68 ist in der zur Achse des Kulissenzylinders 48 senkrechten Ebene konkav ausgebildet, so daß es sich dem Innenradius der Kulissennut 62 anpaßt. In Umfangsrichtung des Kulissenzylin­ ders 48 ist das Eingriffsglied 68 schiffchenförmig ausgebil­ det.

Wird der Kulissenzylinder 48 angetrieben, so läuft das Eingriffsglied 68 in der einen Schraubenlinie der Kulissen­ nut 62 und bewegt den Schlitten 58 mit den Führungsösen 60 in einer Richtung auf den Führungsstangen 56. Kommt das Eingriffsglied 68 an das entsprechende axiale Ende des Kulissenzylinders 48, so wird es, begünstigt durch seine Schiffchenform, in dem steigungslosen Abschnitt 64 umgelenkt und gelangt in die gegenläufige Schraubenlinie der Kulissen­ nut 62. Der Schlitten 58 mit den Führungsösen 60 bewegt sich daher auf den Führungsstangen 56 in entgegengesetzter Rich­ tung, bis das Eingriffsglied 68 an das entgegengesetzte axiale Ende des Kulissenzylinders 48 gelangt und dort wieder in die erste Schraubenlinie umgelenkt wird. Solange der Elektromotor 30 die Kabeltrommel 20 in Aufrollrichtung antreibt und somit gleichzeitig auch den Kulissenzylinder 48 antreibt, bewegt sich somit der Schlitten 58 mit den Füh­ rungsösen 60 gleichmäßig über die Breite der Kabeltrommel 20 hin und her, so daß das Kabel 22 in über die Breite der Kabeltrommel 20 gleichmäßig verteilten jagen aufgerollt wird.

Oberhalb der Führungsösen 60 ist an dem Schlitten 58 ein Mikroschalter 70 angebracht. Der Mikroschalter 70 ist so positioniert, daß sein Kontakthebel 72 teilweise in den durch die Führungsösen 60 vorgegebenen Durchtrittsweg des Kabels 22 ragt. Der Mikroschalter 70 ist über nicht darge­ stellte Leitungen mit dem Schaltungsgehäuse 26 verbunden und dort in die Versorgungsleitung des Elektromotors 30 geschal­ tet. Läuft das Kabel 22 lose von der Kabeltrommel 20, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, so liegt das Kabel 22 lose in den Führungsösen 60 auf den Schlitten 58 auf. Das Kabel 22 kommt nicht mit dem Kontakthebel 72 des Mikroschalters 70 in Berührung und betätigt den Mikroschalter 70 nicht. In dieser Schaltstellung des Mikroschalters 70 wird die Strom­ versorgung des Elektromotors 30 eingeschaltet, der Elektro­ motor 30 treibt die Kabeltrommel 20 an und das Kabel 22 wird aufgerollt. Das Kabel 22 wird solange aufgerollt, bis die freie Kabellose verschwunden ist und das Kabel 22 straff gespannt ist, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Da der Schlitten 58 von der Kabeltrommel 20 weg nach unten geneigt ist, führt die straffe Spannung des Kabel 22 dazu, daß das Kabel 22 von dem Schlitten 58 abgehoben wird und an dem oberen Rand der Führungsösen 60 anliegt. Bei diesem Abheben kommt das Kabel 22 mit dem Kontakthebel 72 des Mikroschal­ ters 70 in Berührung und betätigt den Mikroschalter 70. Dadurch wird die Stromzufuhr zu dem Elektromotor 30 und damit der Antrieb der Kabeltrommel 20 unterbrochen. Auf das Kabel 22 wird keine Zugspannung von der Kabeltrommel 20 ausgeübt und das Kabel 22 kann bei Bedarf auch von der Kabeltrommel 20 ohne Widerstand abgezogen werden. Läßt infolge einer Änderung der Fahrtrichtung des Rasenmähers die straffe Spannung des Kabels 22 nach und bildet sich eine freie Kabel lose, so fällt das Kabel 22 in den Führungsösen 50 wieder nach unten auf den Schlitten 58 und gibt den Kontakthebel 72 frei. Der Mikroschalter 70 schaltet dadurch wieder den Elektromotor 30 an und die Kabeltrommel 20 wird wieder solange angetrieben, bis das Kabel 22 wieder ge­ strafft ist.

Der Elektromotor 30 wird vorzugsweise über eine in dem Schaltungsgehäuse 26 angeordnete Phasenanschnittsteuerung gespeist. Die Phasenanschnittsteuerung ermöglicht eine Anpassung der Leistung des Elektromotors 30 an die Länge des Kabels 22. In einer einfachen Ausführung wird der Phasenan­ schnittwinkel der Steuerung einmal entsprechend der Länge des verwendeten Kabels 22 fest eingestellt. In einer aufwen­ digeren Ausführung der Phasenanschnittsteuerung kann der Phasenanschnittwinkel kontinuierlich gesteuert werden, um die Leistung des Elektromotors 30 der jeweiligen freien Länge des Kabels 22 und dem Radius des auf die Kabeltrommel 20 aufgerollten Kabelwickels anzupassen und eine über die gesamte Länge des Kabels 22 im wesentlichen konstante auf das Kabel einwirkende Zugkraft zu erzeugen.

Claims (10)

1. Kabelaufroller für fahrbare elektromotorisch angetrie­ bene Kleingeräte, mit einer Kabeltrommel, deren Achse horizontal angeordnet ist, die um eine vertikale Achse schwenkbar auf dem Kleingerät montiert ist und über deren Kabel der Antriebsmotor des Kleingerätes ge­ speist wird, und mit einer die Kabeltrommel im Auf­ roll-Drehsinn antreibenden Antriebseinrichtung, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein auf dem Kleingerät montierter Elektromotor (30) ist, daß der Elektromotor (30) parallel zu dem Antriebsmo­ tor des Kleingerätes durch das Kabel (22) der Kabel­ trommel (20) gespeist wird und daß eine Abschaltein­ richtung den Elektromotor (30) abschaltet, wenn das von der Kabeltrommel (20) aufgerollte Kabel (22) straff gespannt ist.

2. Kabelaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kabel (22) über eine Führungseinrichtung (58, 60) auf die Kabeltrommel (20) geführt wird und daß die Führungseinrichtung (58, 60) während des Antriebs der Kabeltrommel (20) durch den Elektromotor (30) über die Breite der Kabeltrommel (20) hin- und hergehend bewegt wird.

3. Kabelaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Führungseinrichtung einen achsparallel zur Kabeltrommel (20) über deren Breite verfahrbaren Schlitten (58) aufweist, über welchen das Kabel (22) geführt wird, daß achsparallel zu dem Verschiebungsweg des Schlittens (58) ein Kulissenzylinder (48) angeord­ net ist, der durch den Elektromotor (30) drehend angetrieben wird und der auf seiner Mantelfläche eine in zwei gegeneinander laufenden Schraubenlinien ver­ laufende Kulissennut (62) aufweist, und daß ein an dem Schlitten (58) angeordneter Kulissenfühler (66) in die Kulissennut (62) des Kulissenzylinders (48) eingreift.

4. Kabelaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Elektromotor (30) die Kabeltrommel (20) und den Kulissenzylinder (48) über Untersetzungsge­ triebe (32, 34, 36, 40, 42, 44 bzw. 32, 34, 36, 40, 42, 44, 50, 52, 54) in der Weise antreibt, daß der Schlitten (58) bei zehn bis fünfzehn Umdrehungen der Kabeltrommel (20) einmal über die Breite der Kabel­ trommel (20) verfahren wird.

5. Kabelaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kulissenfühler (66) um eine senkrecht zur Achse des Kulissenzylinders (48) angeordnete Achse drehbar in dem Schlitten (58) gelagert ist und mit einem schiffchenförmigen Eingriffsglied (68) in die Kulissennut (62) eingreift und daß die beiden Schrau­ benlinien der Kulissennut (62) an den beiden axialen Enden des Kulissenzylinders (48) jeweils über einen steigungslosen Abschnitt (64) ineinander übergehen.

6. Kabelaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtung einen Stromsensor aufweist, der auf den von dem Elek­ tromotor (30) aufgenommenen Strom anspricht und bei einem Anstieg der Stromstärke über einen vorgegebenen Wert die Stromzufuhr zu dem Elektromotor (30) abschal­ tet.

7. Kabelaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Führungseinrichtung ein Schalter angeordnet ist, der durch das Kabel (22) betätigt wird, wenn dieses aus seinem schlaffen Zu­ stand in den straff gespannten Zustand übergeht.

8. Kabelaufroller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kabel (22) in der Führungseinrichtung durch wenigstens eine Führungsöse (60) geführt ist, daß das Kabel (22) im schlaffen Zustand lose in der Führungsöse (60) liegt und im gespannten Zustand gegen die Oberkante der Führungsöse (60) anliegt und daß im Bereich der Oberkante der Führungsöse (60) ein Mikro­ schalter (70) angeordnet ist, der durch das Kabel (22) betätigt wird und die Stromzufuhr zu dem Elektromotor (30) abschaltet.

9. Kabelaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Elektromotors (30) über eine Phasenanschnittsteuerung einstellbar ist.

10. Kabelaufroller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Phasenanschnittwinkel der Phasenan­ schnittsteuerung so gesteuert wird, daß das Kabel (22) mit im wesentlichen konstanter Zugkraft aufgerollt wird.