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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Rasenpflegeausrüstung, und
insbesondere einen elektrisch betriebenen fahrbaren Rasenmäher.
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STAND DER
TECHNIK
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Es
gibt eine große
Vielzahl von Rasenmähern,
unter anderem elektrisch angetriebene oder nicht elektrisch angetriebene
Rasenmäher,
fahrbare Rasenmäher,
geschleppte oder geschobene Rasenmäher, Mehrfach- oder Gruppenmäher, Spindel-
oder Drehmäher
und so weiter. Viele dieser Mäher
sind imstande, das Mähen
von Rasen um ein Einfamilienhaus, das Mähen von Gras am Rand einer
Straße und
um Bürogebäude oder
auf den Wegen und auf Spielflächen
von Golfplätzen
gut zu erledigen. Das Mähen
von Golfplatzgrünflächen verlangt
jedoch einen sehr präzisen
Mäher,
welcher speziell dazu konstruiert und gebaut wird, einen einheitlich
kurz geschnittenen Schnitt der Rasenfläche sicherzustellen. Wegen
der Zeit, welche erforderlich ist, eine Golfplatzrasenfläche wachsen
zu lassen, welche manchmal mehrere Jahre Reifezeit beträgt, und
wegen der mit Anlage und Pflege einer Rasenfläche verbundenen Kosten, welche
allgemein Zig-tausende von Dollar betragen, ist es zusätzlich enorm
wichtig, dass die Mäheinheit
gut funktioniert und die Rasenfläche
nicht beschädigt.
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Einige
Mäher für Grünflächen sind
im Stand der Technik bekannt und sind offenbart in den US-Patentschriften
3,425,197; 3,429,110; und 4,021,996. Ein spezifischerer Rasenmäher, ein
fahrbarer Rasenmäher
mit Mehrfach- oder Gruppenschneideinheiten ist offenbart und ist
Gegenstand in den US-Patentschriften Nr. 3,511,033; 3,668,844; 4,866,917; und 5,042,236.
Die in diesen Patenten besprochenen Mäher haben gemeinsam, dass sie
auf einer Brennkraftmaschine oder einer Energiequelle und auf komplexe
Antriebsmechanismen oder hydrostatische Systeme beruhen, um Energie
zu den bodenberührenden
Rädern
und zu den Spindelmäheinheiten
zuzuführen.
Diese Maschinen weisen einige Nachteile auf. Zum Beispiel macht
der Einsatz von Brennkraftmaschinen die Maschinen von sich aus sehr
laut, wodurch die Stunden am Tag, in denen sie benutzt werden können, ohne
Golfplatznachbarn oder Golfspieler, welche auf benachbarten Flächen spielen,
zu stören,
begrenzt sind. Diese Maschinen und insbesondere die Maschinen, welche
auf hydrostatischen Antriebssystemen beruhen, sind imstande, eine
Grünfläche schwer
zu beschädigen,
wenn nicht sorgfältige Vorsichtsmaßnahmen
getroffen werden, um das Auslaufen oder das Verschütten von
Treibstoff, Schmieröl
und Hydraulikflüssigkeit
zu verhindern. Diese Maschinen produzieren auch von selbst Emissionen
als eine Folge des Verbrennens von Kohlenwasserstoff-basierten Treibstoffen
in den Brennkraftmaschinen. Zusätzlich
erfordern die nichthydrostatischen Maschinen im Allgemeinen beträchtliche
Wartung, Justage und/oder Ersatz von Riemen, Antriebsmitteln und Ähnlichem,
um den Betrieb der Maschine beizubehalten. Die hydrostatischen Maschinen
erfordern ein hartnäckiges Überprüfen und
Nachfüllen von
Hydraulikfluid, genauso wie ein sorgfältiges Überprüfen auf Undichtigkeit der Hydraulikschläuche und
Verbindungen. Sämtliche
Maschinen erfordern eine periodische Wartung, um darin Schmierstoffe auszuwechseln
und um die Brennkraftmaschinen einzustellen. Ebenso ist im Stand
der Technik ein elektrisch angetriebener fahrbarer Mäher bekannt, welcher
offenbart ist in der Patentschrift US-A-3,732,671. Dieser Mäher ist
für den
Einsatz auf Rasenflächen
und in Gärten
beschrieben und ist mit einem Drehmäher versehen, welcher vom Hauptrahmen
aus aufgehängt
ist zwischen den Vorderrädern und
den Hinterrädern.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung schafft einen vollständig elektrisch angetriebenen
fahrbaren Rasenmäher.
Der Mäher
umfasst einen Rahmen, der im Wesentlichen aus rohrförmigen äußeren Elementen konstruiert
ist, die eine allgemeine rechteckige Konfiguration mit einem offenen
zentralen Abschnitt und einer Mehrzahl von Querstützelementen
besitzt, die sich zwischen den rohrförmigen äußeren Elementen erstrecken,
wobei der Rahmen von einer Mehrzahl von bodenberührenden Rädern gestützt wird; eine Batterie-Energiequelle; eine
Mehrzahl von Spindelrasenmähern,
die vor den bodenberührenden
Rädern angeordnet
sind und von dem Rahmen getragen werden, wobei die Spindelrasenmäher zwischen
einer angehobenen Außerbetriebsposition
und einer abgesenkten Betriebsposition, in welcher die Spindelrasenmäher den
Boden berühren,
bewegbar sind, wobei die Spindelmäher von elektrischen Motoren
angetrieben werden und die elektrische Energie von der Batterieenergiequelle
erhalten; und einen Hauptantrieb, der einen elektrischen Motor umfasst,
der mit elektrischer Energie von der Batterieenergiequelle angetrieben
wird, und eine zwischen zwei der Räder positionierte Antriebsachse
besitzt, um mindestens einem der bodenberührenden Räder ein Antriebsdrehmoment
zur Verfügung
zu stellen, wobei der elektrische Motor vor der Antriebsachse positioniert ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist der Mäher
ein Rahmenelement auf, welches für
die Bewegung von einer Mehrzahl von bodenberührenden Rädern gestützt wird und wobei von dem
Rahmenelement eine Batterieenergiequelle, eine Bedienerstation und
eine Mehrzahl von Spindelrasenmähern getragen
werden. Ein elektrischer Motor schafft ein Antriebsdrehmoment, um
den Mäher
zwischen und über
Golfplatzgrünflächen und
andere zu mähende
Oberflächen
zu bewegen, und einzelne elektrische Motoren schaffen ein Antriebsdrehmoment
für jeden
Spindelrasenmäher.
Elektrisch angetriebene Linearstellantriebe können auch vorgesehen sein und
erleichtern das Bewegen des Spindelrasenmähers zwischen einer abgesenkten
Betriebsposition, in welcher die Spindelrasenmäher die zu mähende Grasoberfläche berühren, und
einer angehobenen Nichtbetriebs- oder Transportposition. Das einzige Rahmenelement
schafft entsprechend eine Schwenkvorrichtung für mindestens einen der Spindelrasenmäher, um
die Wartung zu erleichtern, und ist ferner ergonomisch konstruiert,
um einen effizienten Bedienereinsatz des Mähers zu erleichtern. Das Rahmenelement
wird vorzugsweise ferner effizient benutzt, um unterschiedliche
elektrische und mechanische Komponenten zu tragen. Eine bedienerorientierte
Steueranordnung und eine Bedienerkommunikationskonsole können vorgesehen
sein, um einen wirksamen Gebrauch des Mähers zu erleichtern. Der gesamte
elektrische Betrieb schafft einen emissionslosen fahrbaren Rasenmäher, welcher
im Betrieb extrem leise ist. Der elektrische Betrieb von Spindelrasenmähern schafft
ferner ein geeignetes Mittel für
einen Reversierbetrieb des Mähers
genauso wie für eine
kundenspezifische Mähersteuerung.
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Die
einmalige und effiziente Rahmenkonstruktion des fahrbaren Rasenmähers gemäß der vorliegenden
Erfindung wird von der starren Struktur geschaffen, welche für einen
solchen Mäher
erforderlich ist. Vorzugsweise sind die meisten Rahmenelemente jedoch
für viele
Zwecke vorgesehen. Daher können
bei einer hocheffizienten Konstruktion die Batterieenergiequelle,
die Spindelmäherhaltestruktur,
die Antriebsachse und die Elektromotorhaltestruktur, die Sitzstützstruktur,
die Fußbodenstruktur und
andere Abschnitte des Rahmenaufbaus für mehrere Zwecke dienen. Der
Rahmen ist mit einer am äußeren Rand
röhrenförmigen Struktur
konstruiert, welche mit Halteelementen verbunden ist. Daher kann eine
starre Struktur ohne den wesentlichen Einsatz von Anschlussblechen
oder anderen Verstärkungsblechen
vorgesehen sein. Diese Rahmenkonstruktion schafft ferner einen fahrbaren
Rasenmäher,
welcher ein leichtes Gewicht aufweist. Jede dieser Überlegungen
ist sehr wichtig, um eine Bodenverdichtung zu vermeiden, welche
eine Bodenfläche
aufgrund des Gewichtes des Rasenmähers beschädigen kann.
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Der
Rasenmäher
gemäß der vorliegenden Erfindung
ist vorzugsweise in einer dreirädrigen
Konstruktion ausgelegt, wobei zwei Räder zum Vorderbereich des Mähers hin
auf einer üblichen
Antriebsachse montiert sind. Diese Anordnung erleichtert den Antrieb
beider Räder
von einem einzigen elektrischen Motor, wobei erneut das Gewicht
der Einheit reduziert wird. Der Mäher kann auch eine langgestreckte
Rahmenstruktur aufweisen, welche, während die Stabilität des Mähers verbessert
wird, es ermöglicht,
die Batterieenergiequelle hinter und unter dem Bediener zu positionieren.
Bei einer dreirädrigen Konstruktion
kann das dritte Rad am Heck des Mähers auf einer Schwenkhalterung
zum Steuern des Fahrzeugs positioniert sein. Der optionale Einsatz von
vorderen bodenberührenden
Rädern,
welche in einem weiten Abstand zueinander angeordnet sind, ermöglicht es,
die Spur des Hinterrades innerhalb der Spur der Vorderräder bei
Kurven beizubehalten, was die Stabilität des Mähers verbessert. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform
sind zusätzlich
zum großzügigen Einsatz
der röhrenförmigen und
Mehrzweckrahmenelemente sämtliche
Rahmenelemente so gebildet, dass sie eine Gewichtsverringerung erleichtern.
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Die
röhrenförmige Rahmenstruktur
kann vorgesehen sein, um den elektrischen Verdrahtungs- und Steuerungskabelaufbau
durch die Rahmenelemente zu leiten. Dieses Merkmal des fahrbaren
Rasenmähers
kann eine Anzahl von Haltebügeln
und Beschlägen überflüssig machen
und auch eine Schutzummantelung verringern oder eliminieren, welche
sonst zum Halten und Schützen
der Verdrahtungs- und Kabelaufbauten erforderlich wäre. Die Rahmenkonstruktion
kann auch vorgesehen sein, um die meisten der elektrischen Steuerelemente
angemessen auf einer gemeinsamen Konsole unterzubringen, welche
in einer geschlossenen Position der Bedienerfußboden ist. Diese Konsole kann
jedoch leicht in eine offene Position geschwenkt werden, um Zugang
zu den elektrischen Komponenten für Wartung oder Inspektion zu
ermöglichen.
Es kann ein Fußboden
vorgesehen sein, welcher ergonomisch angewinkelt ist, um den Betrieb
zu verbessern und um Wasser, welches sich innerhalb des Gehäuses ansammeln
kann, zu ermöglichen,
durch darin geformte Öffnungen
abzulaufen.
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Der
vollständig
elektrische Betrieb des fahrbaren Rasenmähers gemäß der Erfindung schafft mehrere
Vorteile gegenüber
bis jetzt bekannten Mähern.
Zum Beispiel ist der Mäher
beim Betrieb extrem leise. Somit können Grünflächen nahe Häusern gemäht werden, ohne die Hausbesitzer
zu stören,
oder Grünflächen, welche
sich neben Golfplätzen
befinden, können
gemäht
werden, ohne die Golfspieler zu stören. Die Einheit produziert
auch keine Emissionen, und die Möglichkeit,
Kraftstoff, Schmieröl
oder Hydraulikfluid zu verschütten,
ist ausgeschlossen.
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Der
elektrische Betrieb des fahrbaren Rasenmähers verringert Instandhaltungsarbeiten.
Der Mäher
muss nach dem Einsatz nur an eine Ladestation angeschlossen werden.
Im voll geladenen Zustand ist der Mäher imstande, mehr als 20 Grünflächen zu mähen, wobei
dies das Fahren innerhalb der Grünflächen mit
beinhaltet. Somit können
eine oder zwei Rasenmäher-Einheiten
einfach die Anforderungen an das Mähen der Grünflächen für einen durchschnittlichen
Golfplatz handhaben. Die bevorzugte Ausgestaltung des Mähers ist
spezifisch konstruiert, um eine Instandhaltung zu reduzieren. Zum
Beispiel können
die Spindelmäher
in geeigneter Weise auf der Einheit in Reversierbetrieb gesetzt
werden, indem ein externer Umkehrlaufmotor hinzugefügt wird oder
indem ein einfacher Adapter hinzugefügt wird, welcher es erlaubt,
die Spindeln mithilfe der Spindelantriebsmotoren rückwärts zu betreiben.
Die zentrale Spindel der Einheit kann konstruiert sein, um für Wartungsarbeiten
einfach unter der Einheit herausgeschwenkt zu werden. Ferner kann
die Batterieabdeckung so geöffnet
werden, dass sie während
des Ladevorgangs nicht entfernt werden muss.
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Im
Hinblick auf eine effektive Konstruktion und eine einfache Instandhaltung
ist der fahrbare Rasenmäher
zusätzlich
leicht und für
den Bediener angenehm zu handhaben. Der Mäher ist vorzugsweise mit einer
Armstruktur konstruiert, welche das Steuerrad genauso wie die meisten
Steuerungselemente und Anzeigeninstrumente so hält, dass sie für den Bediener
einfach zu sehen und zu erreichen sind. Benachbart zum Sitz kann
ein Hilfsarm vorgesehen sein, um dem Bediener zu helfen, in die
Einheit ein- und auszusteigen. Antrieb, Bremsen und Spindelmotorsteuerelemente
können
so positioniert sein, dass sie vom Fuß des Bedieners auf dem ergonomisch
angewinkelten Fußdeck,
welches einstückig
mit der Rahmenstruktur ausgebildet ist, leicht erreichbar sind.
Zusätzlich
kann eine Kommunikationskonsole vorgesehen sein. Eine Kommunikationskonsole
erlaubt es dem Aufseher der Golfplatzgrünflächen, durch löschbare
Nachrichten dem Bediener der zu mähenden Grünflächen leicht und angemessen mitzuteilen,
wie er zum Beispiel die Grünflächen zu
mähen hat
und wann er die Einheit für
eine Wartung vorfahren soll. Die löschbaren Nachrichten ermöglichen es
dem Aufseher, die Maschine täglich
neu zu konfigurieren und den Bediener mit klaren Tagesanweisungen
herauszuschicken.
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Zusätzliche
Ziele, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus
der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen ersichtlich, welche im
Zusammenhang mit den angehängten
Zeichnungen zu sehen sind.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
unterschiedlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Durchschnittsfachmann
deutlich, indem er die nachfolgende Beschreibung und die angehängten Ansprüche unter
Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen liest, in welchen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
von der linken Seite des elektrisch angetriebenen fahrbaren Rasenmähers gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine perspektivische Ansicht
von der rechten Seite des elektrisch angetriebenen fahrbaren Rasenmähers gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 eine Draufsicht des elektrisch
angetriebenen fahrbaren Rasenmähers
der vorliegenden Erfindung, wobei in 3 Merkmale
des Rasenmähers
dargestellt sind, welche allgemein oberhalb des Rahmenelementes
angeordnet sind;
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4 eine Draufsicht ähnlich zu 3, welche jedoch Merkmale
des Rasenmähers
darstellt, welche allgemein unterhalb des Rahmenelementes angeordnet
sind, wobei 4 die Antriebsachse
darstellt, welche teilweise im Schnitt dargestellt ist, um die innere
Getriebeanordnung zu zeigen;
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5 eine Vorderansicht des
elektrisch angetriebenen fahrbaren Rasenmähers der vorliegenden Erfindung,
wobei 5 ferner zwei
Spindelmäher
zeigt, von denen einer sich in einer abgesenkten Betriebsposition
und der andere sich in einer angehobenen Nichtbetriebs- oder Transportposition
befindet;
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6 eine Rückansicht des elektrisch angetriebenen
fahrbaren Rasenmähers
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einer Batterieabdeckung, welche teilweise im Schnitt
dargestellt ist, um die Batterien und die Sitzstützbaugruppe zu zeigen;
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7 eine vergrößerte Seitenansicht
des elektrisch angetriebenen fahrbaren Rasenmähers gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei 7 ferner die Sitzstützbaugruppe,
die Batterieenergiequellen-Haltebaugruppe und teilweise den Schwingrahmen
des zentralen Spindelmähers
und die Verriegelungsbaugruppe zeigt;
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8 eine vergrößerte Draufsicht
des elektrisch angetriebenen fahrbaren Mähers gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei 8 ferner die Batterien
und die Schwingarmbaugruppe des zentralen Spindelmähers zeigt,
welcher teilweise von einer Betriebsposition in eine Wartungsposition
gedreht ist;
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9 eine vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Spindelrasenmähers,
wobei 9 den Anhebemechanismus,
die Leitungsanschlüsse
und die Halteabdeckung für
den externen Reversiermotor zeigt;
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10 eine vergrößerte Draufsicht
des elektrisch angetriebenen fahrbaren Rasenmähers gemäß der vorliegenden Erfindung,
wobei 10 die Fußbodengestaltung
einschließlich
des Antriebspedals, des Bremspedals, des Spindelmäherbetriebsschalters
und der in geschlossener Position befindlichen schwenkbaren Haltekonsole
mit elektrischen Komponenten zeigt;
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11 eine vergrößerte perspektivische
Ansicht des elektrisch angetriebenen fahrbaren Rasenmähers gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei 11 den
Fußboden
zeigt und insbesondere die in einer geöffneten Position befindliche
Haltekonsole mit elektrischen Komponenten zeigt;
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12 eine vergrößerte teilweise
Draufsicht des elektrisch angetriebenen fahrbaren Rasenmähers gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei 12 die
Bedienerstation einschließlich
des Steuerrades, der Kommunikationskonsole und der Steuerkonsole
zeigt;
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13 eine vergrößerte Ansicht
der Kommunikationskonsole;
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14 eine Explosionsdarstellung
der Bedienersitz-Stützbaugruppe
und des integrierten Batterieenergiequellen-Halteelementes;
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15 eine perspektivische
Ansicht des Rahmenelementes, wobei 15 eine
Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht der Antriebsbaugruppe
und der schwenkbaren Haltebaugruppe der zentralen Spindel zeigt;
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16 ein Zeitdiagramm, wobei 16 den Ein/Aus-Verzögerungsbetrieb
des zentralen Spindelmähers
des elektrisch angetriebenen fahrbaren Rasenmähers gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt; und
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17A und 17B schematische Schaltkreise, wobei 17A und 17B die elektrischen Anschlüsse und
funktionalen Steuerelemente des elektrisch angetriebenen fahrbaren
Rasenmähers
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen vollständig elektrisch betriebenen
fahrbaren Rasenmäher.
Um eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung zu schaffen, ist die Erfindung nachfolgend beschrieben
als ein elektrischer Triplex-Grünflächenspindelmäher mit
einem Rahmen, welcher auf drei Rädern
gehalten ist, drei Spindelrasenmäher,
welche auf dem Rahmenelement gehalten sind, eine Bedienerstation
mit einem Sitz, von welchem ein Bediener die Funktion des Mähers steuert,
und eine fahrzeugeigene Batterieenergiequelle. Es wird darauf hingewiesen,
dass die Lehre der vorliegenden Erfindung nicht auf die hier beschriebenen
Rasenmäher
begrenzt ist und auf eine Vielzahl von Anwendungen in der Rasenpflegeindustrie
und anderswo ausgeweitet werden kann.
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Die 1 bis 6 zeigen die allgemeine Anordnung des
elektrischen fahrbaren Rasenmähers 10. Der
Mäher 10 weist
einen Rahmen 12 auf, welcher für die Bewegung auf Vorwärtsantriebsrädern 14 und einem
hinteren Steuerrad 16 gestützt ist. Drei Spindelrasenmäher 18a,
bzw. 18b, bzw. 18c werden vom Rahmen 12 durch
Spindelanhebebaugruppen 190 gestützt. Zwei Spindelrasenmäher 18a und 18b sind an
den vorderen Ecken des Rahmens 12 angeordnet, und der dritte
Spindelrasenmäher 18c ist
zentral unterhalb des Rahmens 12 angeordnet. Diese Anordnung
stellt sicher, dass die Mäher
den bodenberührenden
Rädern
vorangehen, so dass die Rasenoberfläche gemäht wird, bevor sie von den
bodenberührenden
Rädern überquert
wird, wodurch eine präzise
und einheitliche Schnittlänge
sichergestellt wird.
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Jeder
der Spindelrasenmäher
wird von einem elektrischen Spindelmähermotor 22 angetrieben,
welcher mit elektrischer Energie von einer fahrzeugeigenen Batterieenergiequelle 24 gespeist
wird. Die Batterieenergiequelle 24 schafft vorzugsweise zwischen
etwa 12 Volt bis 96 Volt elektrischer Spannung. Bei der bevorzugten
Ausführungsform
weist die Batterieenergiequelle 24 acht Sechs-Volt Blei-Säurebatterien 26 auf,
welche in Serie geschaltet sind, um eine elektrische Spannung von
48 Volt zu erzeugen, und ferner die Möglichkeit schafft, mehr als
20 durchschnittliche Golfplatzrasenflächen zu schneiden, einschließlich des
Transportes des Mähers 10 zwischen
den Grünflächen. Es
ist vorteilhaft, wenn niedrigere Batteriespannungen verwendet werden
bei kleineren Einheiten, während
höhere
Batteriespannungen verwendet werden können bei größeren Einheiten wie zum Beispiel
einem Fünfgruppenmäher. Die
Batterieenergiequelle 24 ist wiederaufladbar, und es ist
offensichtlich, dass jede Art von Batterien, wie die oben erwähnten Blei-Säure- oder
Nickel-Cadmium (NiCd)-Batterien, bei dem Mäher 10 verwendet werden
können.
Die Batterieenergiequelle 24 schafft auch die elektrische
Energie für
einen Antriebsmotor 162, welcher vorgesehen ist, ein Antriebsdrehmoment
durch eine Antriebsachse 164 an jedes Antriebsrad 14 zu
schaffen, um einen Mäher 10 über eine
zu mähende
Grünfläche oder
zwischen den Grünflächen anzutreiben.
Der Antriebsmotor 162 kann eine durchschnittliche Schnittgeschwindigkeit für den Mäher 10 von
ungefähr
6,1 km/h (3,8 MPH) während
eines Mähbetriebes
und ungefähr
12,0 km/h (7,5 MPH) während
des Transportes schaffen.
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Mit
Bezug auf die 7 und 14 ist eine Batterieenergiequelle 24 an
einer Batteriehalterung 40 befestigt, welche einstückig zu
einem hinteren Abschnitt des Rahmens 12 ist. Die Batteriehalterung 40 weist
eine Mehrzahl von quer zur Längsachse
des Mähers
angeordneten "L"-förmigen Elementen 42 auf,
welche jeweils ein Kanalpaar mit Kanälen 44 bzw. 46 definieren.
Die Kanäle 44 und 46 sind
so bemessen, dass sie die acht Blei-Säure-Batterien 26 der
Batterieenergiequelle 24 in zwei Reihen zu vier Stück aufzunehmen.
Die Kanäle 44 und 46 sind durch
ein vertikales Plattenelement 48 getrennt, welches auch
einen Abschnitt einer Sitzstütze 64 bildet. Das
vertikale Plattenelement 48 ist mit einer Mehrzahl von Öffnungen 50 ausgebildet,
um ihr Gewicht und somit das Gesamtgewicht des Mähers 10 zu reduzieren.
Der vordere Kanal 44 ist ferner von dem vorderen Abschnitt
des Mähers 10 durch
ein geformtes Vertikalplattenelement 52 abgeschirmt, welches auch
einen Abschnitt der Sitzstütze 64 bildet.
Wenn die Batterieenergiequelle 24 in der Batteriehalterung 40 befestigt
ist, wird das obere Halteelement 56, welches auch aus einer
Mehrzahl von "L"-förmigen Elementen
konstruiert ist, über
den Deckeln der Batterien 26 befestigt. Die Batterien werden
dann über
Brücken 45 (in 8 dargestellt) in Reihe
geschaltet, um eine elektrische Spannung von ungefähr 48 Volt
aufzubauen. Wie aus den 1 und 6 ersichtlich ist, ist die
Batterieenergiequelle 24 im Betrieb mit einer Entlüftungsabdeckung 54 abgedeckt.
Die Abdeckung 54 hat eine kalottenförmige Kontur und überlappt
die äußeren Abschnitte
des Rahmens 12, um sowohl die Batterieenergiequelle 24 wie
auch den Lenkmechamismus 260 abzudecken. Die Abdeckung 54 weist ferner
eine Öffnung 58 auf,
welche an der Spitze der Kalottenform angeordnet ist. Die Öffnung 58 erlaubt das
Entweichen von Gasen, welche während
des Wiederaufladens der Batterien 56 erzeugt werden, ohne
dass dabei die Abdeckung 54 entfernt werden muss. In den
oberen Seitenabschnitten der Abdeckung 54 sind zusätzliche Öffnungen 57 gebildet,
in welche Entlüftungsstopfen 59 eingesetzt
sind, um ferner eine angemessene Entlüftung der Batterieenergiequelle
sicherzustellen.
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Der
Mäher 10 wird
von einer Bedienerstation 60 betrieben, welche einen Sitz 62 aufweist,
welcher oberhalb des Rahmens 12 und der Batterieenergiequelle 24 durch
die Sitzstütze 64 gestützt ist.
Die Bedienerstation 60 weist auch einen Steuerungstragarm 66 auf,
welcher an einem hinteren Abschnitt des Rahmens 12 befestigt
ist. Der Steuerungstragarm 66 erstreckt sich nach vorne
und um den Sitz 62 so herum, dass ein Lenkrad 68 direkt
vor dem Bediener angeordnet ist und ein Steuerungsmodul 70 zum
Unterbringen der Steuerungselemente, wie zum Beispiel Steuerungsschalter
und Indikatoren, sich in Sichtweite und Reichweite des Bedieners
befindet. Auf dem Steuerungstragarm 66 und dem benachbarten
Lenkrad 68 ist. eine Kommunikationskonsole 72 angeordnet,
welche nachfolgend genauer beschrieben wird und welche betriebsbereit
ist, Mähinstruktionen
und Betriebsinstruktionen dem Bediener anzuzeigen. Einstückig mit
dem Rahmen 12 und zugeordnet zur Bedienerstation 60 ist
ein Fußboden 74 ausgebildet. Der
Fußboden 74 ist
ergonomisch angewinkelt, um den Komfort für den Bediener zu erhöhen und
um es dem Bediener zu erleichtern, das Antriebspedal 76, das
Bremspedal 78 und den Spindelmäherbetätigungsschalter (Mäherschalter) 80 zu
erreichen. Der Sitz 62 weist ferner einen Hilfsgriff 82 auf,
um den Bediener beim Einsteigen und beim Aussteigen aus dem Mäher 10 behilflich
zu sein.
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Die 7, 14 und 15 zeigen
eine Sitzhalterung 64 einschließlich eines Vertikalplattenelementes 48,
eines konturierten Vertikalplattenelementes 52 und eines Hilfsgriffs 82 und
weist ferner ein Horizontalplattenelement 84, Schienenelemente 87 und
Sitzbasisstützen 88 auf.
Mit Gewinden versehene Befestigungen 90 und Buchsen 92 befestigen
schwenkbar ein erstes Ende eines Horizontalplattenelementes 84 mit Öffnungen 94,
welche in Streifen 96 ausgebildet sind, die auf konturierten
Vertikalplattenelementen 52 ausgebildet sind. In einer
ersten Position ist die Horizontalplatte 84 auf dem Vertikalplattenelement 48 gestützt und
wird durch einen mit einem Gewinde versehenen Drehknopf 98 befestigt,
welcher einen Bolzen 100 aufnimmt, welcher sich vertikal
nach oben von dem Vertikalplattenelement 48 erstreckt und durch
die Öffnung 58 in
der Abdeckung 54 und durch eine Öffnung 102, welche
in dem Horizontalplattenelement 84 gebildet ist, passiert.
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Der
Sitz 62 und der Hilfsgriff 82 sind an eine Basishalterung 88 zum
Beispiel durch mit Gewinde versehene Befestigungen befestigt, und
die Basishalterung 88 ist an Schienenelemente 87 befestigt. Schienenelemente 87 ermöglichen
eine Vorwärts- und
Rückwärtseinstellung
des Sitzes relativ zur Sitzhalterung 64 und somit zur Rahmenstruktur 12 des Mähers 10,
um den Bedienerkomfort zu erhöhen
und die Bedienung des Mähers 10 zu
erleichtern. Die Schienenelemente sind zum Beispiel durch mit Gewinde
versehene Befestigungen mit der Horizontalplatte 84 befestigt.
Um einen Zugang zur Batterieenergiequelle 24 zu ermöglichen,
wird der mit einem Gewinde versehene Drehknopf 98 von dem
Bolzen 100 gelöst,
und der Sitz 62 einschließlich der Basishalterung 88,
der Schienenelemente 87 und der Horizontalplatte 84 können um
eine Vertikalposition geschwenkt werden, um die Abdeckung 54 zu
entfernen und die Batterieenergiequelle 24 und den Steuermechanismus 260 zugänglich zu
machen. Es wird darauf hingewiesen, dass der Hilfsgriff 82 sich
auch mit dem Sitz schwenkt und daher dafür verwendet werden kann, beim
Schwenken des Sitzes 62 hilfreich zu sein, genauso wie
er für
einen Bediener beim Einsteigen in und beim Aussteigen aus dem Mäher 10 hilfreich
ist.
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Die 10 und 11 zeigen die Details des ergonomisch
ausgerichteten Fußbodens 74.
Wie aus 10 ersichtlich
ist, weist der Fußboden 74 ein
Antriebspedal 76, ein Bremspedal 78 und einen
Mäherschalter 80 auf,
deren Funktionen später
beschrieben werden. Sowohl das Antriebspedal 76 als auch das
Bremspedal 78 sind mit einer rutschfesten Oberflächenbeschichtung
bedeckt, wie auch ein Abschnitt 120 des Fußbodens,
benachbart zum Mäherschalter 80.
Wie aus 11 ersichtlich
ist, ist ein Abschnitt des Fußbodens 74 eine
Konsole 122, welche schwenkbar mit dem Fußboden 74 verbunden
ist und geöffnet
werden kann, um die elektrischen Komponenten und die Verdrahtungsanschlüsse für den Mäher 10 zugänglich zu
machen, welche in einem Fach 124 unter dem Fußboden oder
der Konsole 122 selbst montiert sind. Beinahe alle elektrischen
Komponenten sind an dieser Konsole montiert, welche einfach geöffnet werden
kann, um an den elektrischen Komponenten Instandhaltungsarbeiten,
wie sie erforderlich sind, möglich
zu machen. Die elektrischen Komponenten, welche mit der Konsole
oder in dem Fach montiert sind, sind mit den anderen Abschnitten
des Mähers 10 durch
einen Kabelbaum 126 verbunden. Zusätzlich kann der Konstruktionsrahmen 12 aus
röhrenförmigen Materialien
einen einstückigen
Kabelkanal zum Leiten des Kabelbaums 126 zu den unterschiedlichen
elektrischen Komponenten vorsehen. Aus 3 ist ersichtlich, wie der Kabelbaum
durch den röhrenförmigen Rahmen 12 geleitet wird.
Auf diese Weise können
eine Anzahl von Klammern und Verankerungen, welche für das Befestigen des
Kabelbaums 123 an den Mäher 10 erforderlich sind,
wie auch eine Schutzverkleidung weggelassen werden, welche erforderlich
wäre, wenn
der Kabelbaum 126 frei läge, wodurch Kosten und Gewicht
des Mähers 10 eingespart
werden. Zusätzlich
ist das Fach 124 mit Öffnungen 128 ausgebildet,
welche es Wasser ermöglichen,
welches im Fach 124 angesammelt sein kann, aufgrund des
Winkels des Fußbodens 74 abzulaufen.
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12 zeigt ferner Merkmale
der Bedienerstation 60 einschließlich der Position des Lenkrades 68,
welches an den Steuerungstragarm 66 montiert ist, bezüglich dem
Sitz 62. Zusätzlich
ist eine Steuerungskonsole 130 vorgesehen und am Steuerungstragarm 66 befestigt.
Die Steuerungskonsole 130 weist eine Mehrzahl von elektrischen
Schaltern auf, welche allgemein mit 132 bezeichnet sind,
um die Betriebsbedingungen des Mähers 10 zu ändern, wie auch
eine Mehrzahl von Anzeigeinstrumenten 134, um den Betrieb
des Mähers 10 zu überwachen.
Wie später
beschrieben wird, sind Schalter 132 vorgesehen und mit
der Steuerungskonsole 130 befestigt, um den Betrieb des
Spindelmähers 18a, 18b und 18c wahlweise
zu steuern, das Kopflicht 304 einzuschalten und Ähnliches
mehr. Außerdem
zeigen die Anzeigeinstrumente 134 die Betriebsstunden,
den Batterieladezustand und Ähnliches.
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Wie
in 12 gezeigt ist, ist
zu dem Steuerungstragarm 66 eine Kommunikationskonsole 72 zugeordnet,
wie auch aus 13 besser
ersichtlich ist. Die Kommunikationskonsole 72 ist mit dem
Steuerungstragarm 66 befestigt, zum Beispiel mittels Klebstoff,
mittels Hakenbefestigungen oder, indem sie unter einer transparenten
Kunststoffkonsole befestigt ist. Die Kommunikationskonsole 72 erlaubt
es dem Aufseher der Grünflächen, dem
Bediener Mähanweisungen
mitzuteilen. Die Kommunikationskonsole 72 ist aus Kunststoff
oder anderen geeigneten Materialien konstruiert, um zu ermöglichen,
dass darauf mit einem Fettstift oder einem trockenen Löschmarkierer
geschrieben wird, und somit die Instruktionen täglich geändert werden können. Wie
bei einer bevorzugten Ausführungsform
ersichtlich ist, weist die Kommunikationskonsole eine Mehrzahl von Zonen 138,
welche spezifische Funktionen und Betriebsparameter definieren,
und eine Mehrzahl von nicht beschrifteten Zonen 140 auf,
in welche der Golfplatzaufseher Anweisungen eintragen kann. Ferner weist
die Kommunikationskonsole einen Skalenindikator 142 auf,
welcher es dem Golfplatzaufseher ermöglicht, die Richtung anzuzeigen,
in welcher eine besondere Grasfläche
gemäht
werden soll. Zum Beispiel würde
eine Linie zwischen 9 und 3 die Richtung anzeigen, in welcher der
Bediener die Grünfläche während des
Mähens überqueren
sollte, und die Kreise CW oder CCW zeigen die Richtung an, in welcher
ein Nach-Schneiden durchgeführt
werden sollte, falls es erforderlich ist. Es können mehrere Kommunikationskonsolen 72 vorbereitet
werden und selektiv hinter die Klarsicht-Kunststoffkonsole eingesetzt werden
oder anders vom Bediener an den Steuerungstragarm 66 befestigt
werden. Somit kann der Golfplatzaufseher sämtliche Anweisungen vorbereiten, welche
der Bediener für
den gesamten Tag zu einer bestimmten Zeit benötigen könnte, und der Bediener könnte die
Anweisungen sehen, während
er die Maschinen bedient, um ein korrektes Mähen der Grünfläche sicherzustellen.
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4 zeigt die Antriebsmaschine 160 für den Mäher 10,
welche einen Reihenschluss-DC-Motor 162 aufweist, welcher
vorgesehen ist, das Antriebsmoment über die Antriebsachse 164 zu
jedem der Antriebsräder 14 zu übertragen.
Insbesondere greift der Antriebsmotor 162 in eine Getriebeuntersetzungsvorrichtung 166 ein,
welche eine darin untergebrachte Differentialgetriebevorrichtung
aufweist. Eine Getriebeuntersetzungsvorrichtung 166 überträgt ein Antriebsdrehmoment
an ein Wellenpaar, wobei die Wellen innerhalb der Antriebsachse 164 durch
ein Lager gestützt
sind, und welche betriebsbereit sind, ein Antriebsdrehmoment auf
die Räder 14 zu übertragen.
Ein geeigneter Antriebsmotor 162 ist ein DC-Motor mit 48
Volt, 2 Pferdestärken (PS)
bei 2800 Umdrehungen pro Minute (U/min), und eine geeignete Antriebsachse 164 ist
eine Achse mit einer Getriebeuntersetzung von 15,67 : 1, welche
dafür geeignet
ist, dass der Motor 162 direkt mit ihr verbunden wird.
Eine einzige Bremsvorrichtung 182 ist mit der Antriebsachse 164 befestigt
und ist mit dem Bremspedal 78 verbunden, um ein Bremsmittel
zu schaffen.
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Es
ist vorteilhaft, dass das Gewicht der Antriebsmaschine 160 in
Richtung zu einem vorderen Abschnitt des Mähers 10 abgegrenzt
ist und sich im Wesentlichen oberhalb der vorderen Antriebsräder 14 befindet.
Insbesondere ist der Antriebsmotor 162 mit der Antriebsachse 164 vor
der Drehachse der Antriebsräder 14 montiert,
so dass das meiste Gewicht des Antriebsmotors 162 auf die
vorderen Antriebsräder 14 verteilt
wird. Das verbleibende Gewicht der Antriebsmaschine 160,
d. h. das Gewicht der Antriebsachse 164, ist im Wesentlichen
entlang der Drehachse der Antriebsräder 14 verteilt.
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Wie
aus den 5 und 15 gut ersichtlich ist, ist
der Antriebsmotor 162 direkt mit der Antriebsachse 164 und
vor dieser montiert. Die Antriebsachse 164 ist mit dem
Mäher 10 über mit
Gewinde versehene Befestigungen mit Klammern 178 befestigt,
welche mit einem äußeren Abschnitt
des Rahmens 12 gut befestigt sind. Ein Befestigungsbügel 180 ist
vorgesehen und geeignet, ein Paar von Spindelanhebebaugruppe 190 zu
tragen, um einen Spindelrasenmäher 18a und 18b in
einen Vorwärtsabschnitt
des Mähers 10 zu
tragen. Jede Spindelanhebebaugruppe 190 weist ein Armelement 184 auf,
welches an einem Ende mit dem Montagebügel 180 schwenkbar gehalten
ist und mit einem sich nach vorn erstreckenden Halteelement 186 befestigt
ist, welches eine Buchse 188 am anderen Ende aufweist.
Spindelanhebebaugruppen 190 weisen jeweils einen Spindelanhebemotor 192 auf,
welcher an einem Gehäuse 194 gehalten
ist und eine Stellwelle 196, welche für eine Axialbewegung relativ
zur Hülse 188,
welche mit dem Gehäuse 194 befestigt
ist, getragen wird. Der Spindelanhebemotor 192 treibt eine
Kugelgewindespindel an (nicht dargestellt), welche innerhalb des Gehäuses 194 untergebracht
ist, welche eine Linearbewegung der Welle 196 relativ zur
Hülse 188 verursacht.
Ein entferntes Ende der Welle 196 weist eine Bohrung 198 auf,
durch welche ein Stift 200 befestigt ist, wobei der Stift 200 auch
in ein Schlitzpaar mit Schlitzen 202 eingreift, wobei die
Schlitze in Platten 204 gebildet sind, welche mit dem Arm 184 befestigt sind.
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Wie
aus 9 gut ersichtlich
ist, ist ein Spindelmähermotor 22 direkt
mit einem Lagergehäuseabschnitt 168 der
Spindelmäher 18a–18c montiert
und ist direkt mit dem Schneidzylinder gekoppelt (nicht dargestellt).
Der Schneidzylinder ist durch ein Lager innerhalb des Spindelmäherrahmens 172 gestützt, welcher
auf bekannte Art an einen Zugrahmen 178 angepasst ist.
Der Zugrahmen 178 weist ein Querrahmenelement 179 und
eine Lenkwelle 206 auf, welche durch ein Lager auf dem
Arm 186 mittels einer Hülse 208 auf
bekannte Art durch ein Lager gestützt ist, wie aus 4 ersichtlich ist. Während des
Betriebes verursacht eine Linearbewegung der Welle 196 in
eine erste Richtung einen Eingriff des Stiftes 200 in die
Schlitze 202 und eine nach oben gerichtete Schwenkbewegung
des Arms 184 über
den Montagebügel 180 und
somit ein Anheben des zugehörigen Spindelmähers aus
einer abgesenkten Betriebsposition in eine angehobene Nichtbetriebsposition.
Auf ähnliche
Weise verursacht eine Linearbewegung der Stellwelle 196 in
eine zweite Richtung eine nach unten gerichtete Schwenkbewegung
des Arms 184 über
den Montagebügel 180 und
ein Absenken des zugehörigen
Spindelmähers
zur Betriebsposition. Die Schlitze 202 sind so bemessen,
dass sie einen bestimmten Betrag eines Auf- und Abwärtshubes
des Spindelmähers
in der Betriebsposition erlauben, so dass der Spindelmäher über ein
wellenförmiges
Gebiet quer fahren kann, ohne gegen den Stift 200 zu stoßen.
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Die 1, 4, 7, 8 und 15 zeigen die Schwenkhalterung 230 des
zentralen Spindelmähers 18c.
Die Schwenkhalterung 230 weist ein Armelement 232 auf,
an welches ein Hebelstellmechanismus 234, ähnlich dem
zuvor beschriebenen Mechanismus, an ein erstes Ende befestigt ist.
Ein zweites Ende des Armelementes 232 ist schwenkbar an
einen hinteren Abschnitt des Rahmens 12 montiert. Insbesondere
ist eine Hülse 236 an
einen hinteren Abschnitt des Rahmens 12 befestigt, wie
zum Beispiel durch Schweißen.
Innerhalb der Hülse 236 ist ein
Drehzapfen 238 lagernd aufgenommen, welcher an das zweite
Ende des Armelementes 232 befestigt ist, wodurch eine Schwenkbewegung
des Armelementes 232 um eine Vertikalachse erlaubt wird,
welche an einem hinteren Abschnitt des Rahmens 12 angeordnet
ist. Auf diese Weise kann die zentrale Spindel 18c von
einer Betriebsposition unterhalb des Rahmens 12 in eine
Wartungsposition benachbart zum Rahmen 12 geschwenkt werden.
Aus 8 ist ein Spindelmäher 18c ersichtlich,
welcher in eine mittlere Position zwischen der Betriebsposition
und der Wartungsposition geschwenkt ist.
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Mit
besonderem Bezug auf die 7 und 8 ist ein Bügelelement 240 mit
dem ersten Ende des Armelementes 232 befestigt. Das Bügelelement 240 weist
einen ersten Vertikalflansch 242 und einen zweiten Vertikalflansch 244 auf,
welche sich quer erstrecken. Ein oberer Abschnitt des Flansches 242 weist
ferner einen sich nach hinten erstreckenden Abschnitt 246 auf,
an welchem eine Sperrbaugruppe 248 befestigt ist. Die Sperrbaugruppe 248 weist
ein oberhalb mittig angeordnetes Knebelteil 250 und einen
Haken 252, welcher daran befestigt ist, auf. Ein oberer
Abschnitt des Hakens 252 ist mit einem im Wesentlichen
rechtwinkeligen Biegeabschnitt 254 ausgebildet, welcher
durch eine Öffnung 256 hervorsteht,
welche in dem oberen Abschnitt des Flansches 242 ausgebildet
ist. Der Biegeabschnitt 254 ist ausgerichtet, um in eine
Klinke 258 einzugreifen, welche mit einem Seitenabschnitt
des Rahmens 12 befestigt ist. Zwischen dem Haken 252 und
der Klinke 258 ist durch das oberhalb mittig angeordnete
Knebelelement 250 eine Klemmlast aufgebracht, um das Armelement 232 in
seiner Betriebsposition bezüglich
des Rahmens 12 zu befestigen. Die Hebelstellvorrichtung 234 ist
schwenkbar mit den Bügel 242 befestigt
und wirkt, wie oben für
das Anheben und Absenken des zentralen Spindelmähers 18c beschrieben.
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Die 1 bis 4 und 6 zeigen
die Halterung des hinteren steuerbaren Rades 16, des Steuermechanismus 260 und
der Verbindung zwischen dem Steuermechanismus 260 und dem
Lenkrad 68. Wie ersichtlich ist, ist das Hinterrad 16 an
ein Bügelpaar aus
Bügeln 262 befestigt,
wobei die Bügel
an ein "U"-förmiges Gabelelement 264 befestigt
sind. Das Gabelelement 264 weist einen oberen Achsabschnitt 266 auf,
welcher innerhalb einer Hülse 268 lagernd gestützt ist,
wobei die Hülse 268 mit
Bügeln 270 befestigt
ist, und wobei die Bügel
selbst mit dem Rahmen 12 befestigt sind. Die Achse 266 ragt
durch die Hülse 268 nach
oben vor, so dass sich ein Abschnitt über den Rahmen 12 erstreckt,
so dass dort die Befestigung eines Steuerrades 272 ermöglicht wird. Das
Steuerrad 272 hat eine Mehrzahl von Zähnen 274, welche entlang
des Steuerradumfangs gebildet sind, um in eine endliche Kette 276 einzugreifen.
An den Enden der Kette 276 ist eine Kettenbaugruppe 278 befestigt
und entlang mehrerer Umlenkrollen bis zum Lenkrad 68 geführt, wobei
Beispiele für
die Umlenkrollen mit 280 und 282 bezeichnet sind.
Es ist daher vorteilhaft, dass eine Rotation des Lenkrads 68 gleichzeitig
eine Bewegung der Kettenbaugruppe 278 und somit eine Rotation
der Steuerrades 272 um die Radachse "S" zum
Drehen des hinteren Rades 16 und zum Steuern des Mähers verursacht.
Das hintere Rad 16 ist hinter der Radachse "S" positioniert, so dass es die Radachse "S" schleppt, um ein Flattern zu vermeiden
und die Stabilität
des hinteren Rades 16 zu erhöhen. Die Kettenbaugruppe 278 kann durch
den Steuerungstragarm 66 geführt werden, welcher aus röhrenförmigen Materialien
konstruiert ist, um Kosten und Gewicht durch den Wegfall von Bügeln und
Schutzummantelungen zu verringern.
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In
den 17A und 17B ist schematisch der Steuerstromkreis 300 für das Zuführen elektrischer Energie
von der Batterieenergiequelle 24 zu den Spindelmähermotoren 22,
den Spindelhebemotoren 192 und Antriebsmotor 162,
welche oben beschrieben sind, dargestellt. Der Steuerstromkreis 300 ist
so aufgebaut, dass zwölf
Volt und vierundzwanzig Volt Steuerspannung an mehreren elektromechanischen Relais
anliegen, während
Energieeinrichtungen bei achtundvierzig Volt und vierundzwanzig
Volt gesteuert werden, wie später
unten beschrieben wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die oben
beschriebenen Bauteile durch Festkörperbauteile ersetzt werden
können,
ohne den Schutzumfang der Erfindung damit zu verlassen.
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Der
Schaltkreis 300 weist eine Verriegelung auf, und der Bediener
muss einen Schlüssel
in den Schlüsselschalter 302 einführen, um
den Mäher 10 einzuschalten.
Der Schlüsselschalter 302 ist
ein Zweipolschalter mit zwei Positionen, welcher beim Starten schließt. Wenn
der Schalter geschlossen ist, wird der Betrieb des Kopflichtes 304 durch
die Betätigung
des Kopflichtschalters 306 ermöglicht. Ein weiterer Betrieb
des Mähers 10 wird
verhindert, wenn nicht der Sitzschalter 308 geschlossen
ist, d. h., wenn kein Bediener auf dem Sitz 68 sitzt. Nach
dem Schließen
des Schlüsselschalters 302 und
des Sitzschalters 308 wird das Schlüsseleinschaltrelais 310 bei zwölf Volt
erregt, welches einen ersten Kontakt schließt, um ein Zwölf-Volt-Signal
an die Motorsteuerung 312 zuzuführen und um eine Lampe 314 mit
Energie zu versorgen. Das Erregen des Schlüsseleinschaltrelais 310 schließt auch
einen zweiten Kontakt, welcher erforderlich ist, um vierundzwanzig
Volt an die Spindelmäherkontaktspulen 342 und
die Spindelhebemotoren anzulegen, wie später beschrieben wird.
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Um
das Fahren des Mähers 10 zu
bewirken, wobei das Schlüsseleinschaltrelais 310 erregt
und der Sitzschalter geschlossen ist, wird der Antriebsmotor 162 durch
das Zusammenarbeiten der Motorsteuerung 312, des fußbetätigten Potentiometers 318 und
des Vorwärts/Rückwärts-Kontaktes 320 gesteuert.
Die Batteriespannung wird an die Motorsteuerung 312 angelegt,
welche imstande ist, die Batteriespannung zu teilen und das fußbetätigte Potentiometer 318 mit
einer Eingangsspannung zu versorgen. Das fußbetätigte Potentiometer 318 teilt
die Eingangsspannung in Abhängigkeit
von der Position des Antriebspedals 76, und eine "Abgriffs"-Spannung wird an die Motorsteuerung 312 zurückgeschickt, welche
damit antwortet, den Stromfluss durch die Antriebsmotorfeldwicklung 328 zu
modulieren in Abhängigkeit
von der Abgriffsspannung zum Steuern der Ausgangsgeschwindigkeit
des Antriebsmotors 162.
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Wie
zuvor erwähnt
worden ist, ist der Antriebsmotor 162 ein DC-Reihenschluss-Umkehrmotor.
Ein erster Pol des Antriebsmotors 162 ist direkt an die
gesamte Batterieenergiequelle 24, d. h. achtundvierzig
Volt, angeschlossen. Der zweite Pol des Antriebsmotors 162 ist
an die Motorsteuerung 312 angeschlossen, welche eine unterbrechbare
Erdeverbindung vorsieht. Die Motorsteuerung 312, im Zusammenwirken
mit dem Vorwärts/Rückwärts-Kontakt 320,
einem Vorwärtsmikroschalter 324 und
Rückwärtsmikroschalter 326,
führt an
die Antriebsmotorfeldwicklung 328 einen Feldstrom zu und
moduliert diesen, um die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 162 zu
steuern. Der Vorwärtsmikroschalter 324 und Rückwärtsmikroschalter 326 sind
normalerweise geöffnet
und sind benachbart zum Antriebspedal 76 angeordnet, so
dass das Schwenken des Antriebspedals in eine erste Richtung den
Vorwärtsmikroschalter 324 schließt, während das
Schwenken des Antriebspedals 76 in die entgegengesetzte
Richtung den Rückwärtsmikroschalter 326 schließt. Es wird darauf
hingewiesen, dass das fußbetätigte Potentiometer 318 in
beiden Richtungen betätigt
werden kann, um die Eingangsspannung zu unterteilen und eine Abgriffsspannung
an die Motorsteuerung 312 zuzuführen. In diesem Zusammenhang
kann das fußbetätigte Potentiometer 318 betätigt werden,
um die Grundgeschwindigkeit des Mähers 10 in sowohl Vorwärtsrichtung
als auch Rückwärtsrichtung
zu steuern. Der Vorwärts/Rückwärts-Kontakt 320 (welcher
in 17A vollständig erregungsfrei
dargestellt ist) ist ein Vierpositions-, Vierpol-Dual-Eingangsrelais.
Der Vorwärtsmikroschalter 324 und
der Rückwärtsmikroschalter 326 sind
so angeordnet, dass sie selektiv den Vorwärtskontakt 330 bzw.
Rückwärtskontakt 323 schließen, welche
innerhalb des Vorwärts/Rückwärts-Kontaktes 320 angeordnet
sind. Wenn der Vorwärtskontakt 330 geschlossen
ist und der Rückwärtskontakt 332 geöffnet ist,
wird ein Feldstrom von S1 zu S2 an die Motorfeldwicklung 328 zugeführt, und
der Antriebsmotor 162 wirkt in einem Vorwärtsmodus
als Antwort auf den Stromfluss durch die Antriebsmotorenläuferwicklung 322.
Auf ähnliche Weise,
wenn der Rückwärtskontakt 332 geschlossen ist
und der Vorwärtskontakt 330 geöffnet ist,
wird ein Feldstrom von S2 nach S1 an die Motorfeldwicklung 328 zugeführt, und
der Antriebsmotor 162 wirkt als Antwort auf den Stromfluss
durch die Antriebsmotorläuferwicklung 322 in
einer Vorwärtsrichtung.
Der Stromkreis 300 weist ferner einen Stundenzähler 334 auf,
welcher aktiviert wird, wenn der Vorwärtskontakt geschlossen wird,
um die Betriebsstunden des Mähers 10 zu
protokollieren.
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Wie
aus 17B ersichtlich
ist, wird, wenn das Schlüsseleinschaltrelais 310 stromführend und der
Sitzschalter 308 geschlossen ist, der Betrieb des Spindelmähers primär durch
das Betätigen
und Nichtbetätigen
des Mäherschalters 80 und
des Transportschalters 86 geschaltet. Der Mäherschalter 80 ist
ein fußbetätigter Dualpol-Zweipositionsschalter,
während
der Transportschalter 86 ein Dualpol-Zweipositionsschalter
ist, welcher auf der Steuerkonsole 70 montiert ist.
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Der
Mäher 10 ist
konstruiert, in zwei Betriebsmodi zu arbeiten, basierend auf der
Position des Transportschalters 86. Wenn er im Transportmodus
ist, ist der Mäher 10 betriebsbereit,
mit hohen Geschwindigkeiten zu fahren, wobei die Spindelmäher angehoben
und abgesenkt werden können,
wobei jedoch der Spindelmäherbetrieb
durch die Betätigung
des Mäherschalter 80 unterbunden
ist. Im Mähmodus,
wenn also der Transportschalter 86 in der Mähposition
ist, arbeitet der Mäher 10 bei
einer niedrigen Mähgeschwindigkeit,
und der Mähschalter 80 ist
betriebsbereit, die Spindelmäher
zum Mähen zu
aktivieren und zu deaktivieren. Die Spindelmäher können noch manuell durch das
Betätigen
eines zweiten Schalters angehoben werden. Jeder Spindelmäher 18a–18c arbeitet
im Wesentlichen auf die gleiche Art und Weise, und die folgenden
Erläuterungen,
einen einzigen Spindelmäher
in Betrieb zu setzen, sind auf jeden anderen Spindelmäher anwendbar.
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Wenn
der Transportschalter 86 im Transportmodus ist, ist das
Mährelais 336 stromführend und die
Wicklung des Hauptkontaktes 338 wird auf einen offenen/nicht
stromführenden
Zustand geschaltet. Ferner ist die Spindelmäherkontaktwicklung 342 ebenso
in einem offenen/nicht stromführenden
Zustand wie das Spindelmäherrelais 344.
Ein Hebe/Senkschalter 340 ist ein Dreipositionsschalter, welcher
normalerweise geöffnet
ist. Wenn er in die angehobene "U"-Position bewegt
wird, liegt an der Hauptkontaktwicklung 338 eine Spannung
an, wobei eine +24-Volt-Differenzspannung zum Spindelhebemotor 192 zugeführt wird,
und sie wirkt in der Weise, dass der Spindelmäher angehoben wird, wie zuvor beschrieben
wurde. Wenn er in die abgesenkte "d"-Position
bewegt wird, wird die Spindelmäherrelaiswicklung 344 stromführend, und –24 Volt
werden an den Spindelhebemotor 192 angelegt, welcher derart
wirkt, dass er den Spindelmäher
absenkt, wie zuvor beschrieben wurde. Während jeder dieser Wirkungsweisen
bleibt die Spindelmähermotorkontaktwicklung 342 in
einem offenen/nicht stromführenden Zustand,
und daher ist der Spindelmäher
nicht in Betrieb.
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Wie
weiter aus 17B ersichtlich
ist, führt das
Platzieren des Transportschalters 86 in den Mähmodus dazu,
dass das Mährelais 336 nicht Strom
führt.
Die Wicklung des Hauptkontaktes 338 wird dann stromführend und
ihre Kontakte schließen. Wenn
zusätzlich
der Mähschalter 80 in
den Mähzustand
geschaltet wird, wird die Spindelmäherkontaktwicklung 342 stromführend, wobei
sie ihre Kontakte schließt
und +48 Volt zum Spindelmähermotor 22 anlegt,
was dazu führt,
dass er in Betrieb gesetzt wird. Ferner führt ein Schließen der
Kontakte des Spindelmäherrelais 344 dazu,
dass –24
Volt zum Spindelhebemotor 192 angelegt werden, welcher
den Spindelmäher
absenkt, so dass er in Kontakt mit der Grünfläche kommt und das Mähen beginnt.
Wenn schließlich der
Transportschalter 80 im Mähmodus ist, ist das Potentiometerrelais 348 nicht
stromführend,
wodurch es seine Kontakte anhebt und einen zusätzlichen Resistor 346 in
Reihe mit dem fußbetätigten Potentiometer 318 schaltet,
wodurch die Abgriffsspannung reduziert wird, welche von der Motorsteuerung 312 erkannt
wird. Als Antwort auf die verringerte Abgriffsspannung reduziert
die Motorsteuerung 312 den Stromfluss durch die Antriebsmotorläuferwicklung 322 und
reduziert ebenso die Geschwindigkeit des Mähers 10 auf eine Mähgeschwindigkeit.
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Nach
Abschluss einer Mährunde über die
zu mähende
Grünfläche schaltet
der Bediener den Mähschalter 80 auf "O". Dies führt dazu, dass die Spindelmäherkontaktwicklung 342 nicht
stromführend
wird, und der Spindelmähermotor
beendet seinen Betrieb und die Kontaktwicklung wird angehoben. Zusätzlich wird
das Spindelmäherrelais 344 nicht
stromführend, und
das Mäherrelais 336 wird
mit Strom versorgt, wobei der Hauptkontakt 338 geöffnet wird.
Wenn sowohl der Transportschalter 86 im Mähmodus und
der Mähschalter 80 in
der Mähposition
sind, bleibt der Hebeschalter 340 betriebsbereit, wie beschrieben,
um die Spindelmäher 18a–18c anzuheben
und abzusenken. Wenn allgemein gemäht wird, bleibt der Transportschalter 86 in
der Mähposition
und die Steuerung der Spindelmäher 18a–18c wird
durch selektives Aktivieren des Mähschalters 80 gesteuert.
Nach Abschluss des Mähens
führt das
Schalten des Transportschalters 86 zum Transportmodus dazu,
dass das Potentiometerrelais 348 mit Strom versorgt wird,
wobei seine Kontakte angehoben werden und dadurch der Resistor 346 nicht
mehr in Reihe mit dem fußbetätigten Potentiometer 318 geschaltet
ist und dem Mäher 10 ermöglicht wird,
bei höheren
Geschwindigkeiten zu fahren, und der Betrieb der Mäher 18a–18c abgeschaltet
wird, wie oben beschrieben wurde.
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Wie
zuvor besprochen wurde, sind die Spindelmäher 18a, 18b und 18c am
Rahmen 12 in einer gestaffelten Anordnung positioniert.
Das heißt,
die Spindelmäher 18a und 18b sind
vorwärts
angeordnet, während
Spindelmäher 18c zentral
angeordnet ist. Wenn alle drei Mäher
gleichzeitig aktiviert würden,
würde ein
unregelmäßiges Schnittmuster
erzeugt, welches die Effizienz reduzieren würde, indem ein zusätzliches
Nach-Schneiden erforderlich wäre. Der
Stromkreis 300 weist einen Ein/Aus-Verzögerungszeitgeber 350 für den Spindelmäher 18c auf. Der
Ein/Aus-Verzögerungszeitgeber 350 verzögert, wenn
er in Betrieb ist, die Zeit, bevor der Spindelmäher 18c aktiviert
und so abgesenkt wird, dass er das Schneiden an im Wesentlichen
der gleichen Position wie die Spindelmäher 18a und 18b beginnt.
Ebenso verzögert
der Ein/Aus-Verzögerungszeitgeber 350 das
Deaktivieren des Spindelmähers 18c so,
dass er das Schneiden an im Wesentlichen der gleichen Position wie
die Spindelmäher 18a und 18b beendet.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Ein/Aus-Verzögerungszeitgeber 350 ein
einfacher RC-Zeitgeberschaltkreis, ein Zeitgeberchip 555 oder
ein digitaler Zeitgeberschaltkreis ist, je nach Wunsch. In 16 ist das Ein/Aus-Verzögerungsmerkmal
für die
Spindelmäher 18a, 18b und 18c dargestellt.
Der ansteigende Kurvenverlauf zeigt das Aktivieren des Mähers, während der
abfallende Kurvenverlauf das Deaktivieren des Mähers zeigt.
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Die
oben erwähnten
Erläuterungen
beschreiben allgemein die Details der Struktur, die Funktion und
den Betrieb des Mähers 10.
Nachfolgend werden zusätzliche
Vorteile und Merkmale des Mähers 10 beschrieben.
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Für Golfplatzaufseher
ist von besonderem Stellenwert das Gewicht eines Rasenmähers. Wie oben
erwähnt,
ist es wichtig, eine Verdichtung des Bodens unterhalb der Grasoberfläche zu vermeiden, und
im Hinblick darauf ist jeder Aspekt des Mähers 10 so konstruiert,
dass Gewicht reduziert wird, wo immer es möglich ist. In den 1–6 und 15 sind die Rahmenbaugruppe
und die Halterung der Antriebsmaschine und andere Rahmenkomponenten
dargestellt. Der Mäher 10 weist
einen einzigen Antriebsmotor 162 auf, welcher geeignet
ist, die vorwärts
angetriebenen Räder 14 durch
die Antriebsachse 164 anzutreiben, wodurch Gewicht reduziert
wird, im Vergleich zu der Situation, wenn mehrere Antriebsmotoren
vorhanden wären.
Zusätzlich
ist der Rahmen aus röhrenförmigen Rahmenelementen
konstruiert. Der röhrenförmige Rahmen
ist vorgesehen, die Strukturfestigkeit des elektrisch angetriebenen
fahrbaren Rasenmähers 10 zu
verbessern, wobei Gewicht reduziert wird. Zusätzlich erlaubt der röhrenförmige Rahmen
das Führen
eines Kabelbaums 126 und einer Steuerungskettenbaugruppe 278 durch
den Rahmen 12 bzw. Steuerungstragarm 66 an unterschiedliche Positionen
des fahrbaren Rasenmähers.
Dies schafft vorzugsweise einen Schutz für den Kabelbaum 126 und
die Steuerungskettenbaugruppe 278 ohne zusätzliche
Ummantelung und hilft dabei, die Anzahl der Bügel und der Halteelemente,
welche erforderlich sind, um die Leitungen zu sichern, zu reduzieren.
Jedes dieser Merkmale trägt
zu dem Gesamtziel bei, das Gewicht des Mähers zu reduzieren.
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Viele
Merkmale des Rahmens 12 erfüllen zwei oder mehrere Zwecke.
Der Fußboden 174 definiert
auch die Befestigungskonsole 122 für elektrische Komponenten und
das Elektrofach 124, welche sämtlich einstückig in
den Rahmen 12 konstruiert sind. Die Batteriehaltestruktur 40 einschließlich der Vertikalplatten 48 und 52 dient
auch dazu, den Sitz 62 zu stützen. Der Steuerungstragarm 66 hält das Lenkrad 68 und
die Steuerungskonsole 70 und dient auch als ein Kanal für die Steuerungskettenbaugruppe 278.
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Der
Mäher 10 ist
mit einer vergrößerten Laufflächenbreite
konstruiert, d. h. dem Abstand zwischen den Mittellinien der vorderen
Antriebsräder 14. Diese
Anordnung verbessert die Stabilität und stellt sicher, dass das
hintere steuerbare Rad 16 innerhalb des Bogens verbleibt,
welcher durch die Antriebsräder 14 während Kurvenfahrten
definiert wird. Somit kann sich der Bediener sicher sein, dass,
wenn die Antriebsräder 14 einer
Gefahrenstelle ausgewichen sind, das hintere steuerbare Rad 16 ebenso
der Gefahrenstelle ausweichen wird. Die Positionierung des hinteren
steuerbaren Rades 16 zieht jedoch auch den Wunsch in Betracht,
die Radbasis zu verlängern, um
die Stabilität
des Mähers 10 zu
verbessern. Daher ist das hintere steuerbare Rad 16 so
weit wie möglich
hinten positioniert, während
noch die obigen Ziele erreicht werden, wobei die Radbasis ungefähr im Verhältnis von
1 : 1 zur Lauffläche
ist.
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Der
Mäher 10 ist
auch so konstruiert, dass er sehr wartungsfreundlich ist. Wie oben
erwähnt
ist, ist die Batterieabdeckung 54 entlüftet, so dass die Batterieenergiequelle 24 wiederaufgeladen
werden kann, ohne dass die Batterieabdeckung 54 entfernt werden
muss. Der Sitz 62 ist schwenkbar, um einen Zugang zur Batterieenergiequelle
zu ermöglichen. Ferner,
wie oben beschrieben ist, ist der zentrale Spindelmäher 18c mit
der Schwenkhalterung 230 so befestigt, dass er für Wartungsarbeiten
von unterhalb des Mähers 10 einfach
herausgeschwenkt werden kann. Ferner sind eine Mehrzahl der elektrischen Komponenten
mit einer Schwenkkonsole so angemessen befestigt, dass sie für Wartungsarbeiten
einfach zugänglich
sind.
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Wie
aus 9 ersichtlich ist,
wird die elektrische Energie zu den Spindelmähern 18a–18c von der
Batterieenergiequelle 24 entlang von Kabelverbindungen 364 und
zum Spindelmäher über die
Kabelverbindungen 360 zugeführt. Um Mittel für den Umkehrlauf
des Spindelmähers
vorzusehen, werden die die Leitungen verbindenden Anschlüsse 366 und 362 getrennt.
Ebenso wird ein Hauptenergieverbinder getrennt, welcher die Batterieenergiequelle 24 vom
Rest des elektrischen Systems isoliert. In einem Umkehrlauf-Zubehörbehälter sind
ein Leitungspaar, ein Ein/Aus-Schalter und ein Griff, welcher mit
einem Potentiometer verbunden ist, angeordnet. Eine erste Leitung
des Zubehörbehälters wird
an eine externe Energiequelle angeschlossen und die andere Leitung wird
an die Leitung 360 beim Verbinder 362 angeschlossen.
Indem das Umkehrlaufzubehör
eingeschaltet wird, wird Energie von der externen Energiequelle
vorgesehen, um den Spindelmäher
in einer umgekehrten Richtung anzutreiben. Der Drehknopf kann gedreht
werden, um das Potentiometer so einzustellen, dass die Geschwindigkeit,
mit der der Spindelmäher
in Umkehrrichtung angetrieben wird, eingestellt werden kann. Somit
können
die Spindelmäher in
geeigneter Weise im Umkehrlauf betrieben werden, ohne dass sie vom
Mäher 10 entfernt
werden müssen.
Es ist vorteilhaft, wenn das Umkehrlaufzubehör auch geeignet sein kann,
Energie von der Batteriequelle 24 zu empfangen, wodurch
die Notwendigkeit für
eine externe Energiequelle überflüssig wird.
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Aus 9 ist ebenso eine Spindelmäherendabdeckung 380 ersichtlich.
Die Endabdeckung 380 deckt einen verlängerten Endabschnitt 382 der
Welle eines Spindelzylinders ab. Als ein alternatives Verfahren
für den
Umkehrlauf ist die Abdeckung 380 geeignet, einen Hilfsspindelmähermotor
aufzunehmen, welcher in den Wellenendenabschnitt 382 eingreift. Der
Hilfsspindelmähermotor
ist einfach ein Standard-Spindelmähermotor, welcher geeignet
ist, lösbar
mit dem Spindelmäher
und der Abdeckung 382 befestigt zu werden. Die elektrische
Energie wird von einer einstellbaren externen Quelle zugeführt oder von
einer Batterieenergiequelle 24 mittels Leitung 360 durch
ein Einstellmittel, und der Hilfsspindelmähermotor treibt den Spindelmäher in Umkehrrichtung an,
um ein zweites Mittel für
einen Umkehrlauf des Spindelmähers
zu schaffen.
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Aus
der vorhergehenden Beschreibung kann der Durchschnittsfachmann nun
erkennen, dass die breite Offenbarung der vorliegenden Erfindung
in einer Vielzahl von Formen implementiert werden kann. Weil die
Erfindung in Verbindung mit spezifischen Beispielen beschrieben
worden ist, sollte daher der wahre Schutzumfang der Erfindung nicht
so begrenzt sein, wenn andere Modifikationen für den Fachmann nach dem Studium
der Zeichnungen, Beschreibung und der nachfolgenden Ansprüche ersichtlich
werden.