Baufortschritt 08/2013

Seid einiger Zeit lässt sich der Mäher schon mittels Funkfernbedienung bewegen, also die Fahrmotoren und der Lenkservo werden angesteuert. Die Fahrmotoren können unterschiedlich stark angesteuert werden, also wie ein steuerbares Differentialgetriebe. 

Außerdem wurde der Lenkservo gegen einen Linearantrieb getauscht, dieser hat eine höhere Selbsthemmung. Der ursprüngliche Lenkservo "knickte" beim fahren gegen Hindernisse immer ein und man musste aktiv gegensteuern. Der neue Lenkantrieb hat mehr Kraft und einer sehr hohe Selbsthaltung, außerdem ist die Lenkung dadurch besser regelbar und die Geländegängigkeit wurde enorm verbessert.

Und da es sich bei dem Gerät eigentlich um einen Rasenmäher handelt, wurde mit der Konstruktion des Mähwerkes begonnen. Das Standardgerät wird ein Schlegelmähwerk welches schwimmend gelagert und für Revisionszwecke hochklappbar ist.

Der Antrieb erfolgt durch einen direkt angeflanschten Elektromotor. Das Mähwerk wird sehr einfach aber robust ausgeführt, mit wenigen beweglichen Teilen.

weitere Komponenten als CAD-Model erfasst

Mit der Weiterentwicklung und dem Einbau der Fernsteuerung in das Fahrgestell wurde es notwendig weitere Bauteile zu beschaffen. Diese wurden in CAD-Modelle umgewandelt, damit mit diesen besser geplant werden kann.Vor allem grundlegende Bauteile, welche für den Fahrantrieb und die Lenkung benötigt werden, stehen auf der Aufgabenliste ganz oben. Dazu ist es natürlich wichtig sich auf ein Modell festzulegen, zum Beispiel welcher Antrieb künftig für die Lenkung verwendet wird. Anfangs wurde ein großer Lenkservoeinheit mit Drehhebel eingesetzt, dieser Servo verfügte über alle wichtigen Elemente wie mechanischer Endanschlag, Lagegeber mittels Potentiometer, div. Anschlussmöglichkeiten des Hebels durch eine Verzahnung und eine mechanische Abkopplung des E-Motors. 

Aber diese Einheit war untermotorisiert und wird daher durch einen linearen Antrieb ersetzt. Hier gibt es auch wieder eine Zahl von Vor- und Nachteilen. Vorteil ist die direkte Ansteuerung, die hohe Selbsthemmung, die große Kraft und die vielfältigen Kombinationsmöglichkeiten (Leistung, Hublänge, Lagerückmeldung), nachteilig ist der benötigte Platz, die Geschwindigkeit und die begrenzten Anschlußmöglichkeiten an den jeweiligen Enden des Antriebes.

Baufortschritt 07/2013

Auch wenn seit einiger Zeit kein neuer Beitrag veröffentlicht wurde, gibt es trotzdem Fortschritte.

Die RC- Anlage wurde geliefert und eingebaut, also das Grundgerät ist jetzt kabellos fahr- und lenkbar. Die Fernsteuerung ist so ausgelegt, dass der Benzingenerator und das Mähwerk samt Nebenaggregaten betrieben werden kann. Der Lenkservo muß durch etwas Leistungsstärkes ersetzt werden.

Es wird auch an einer weiteren Überarbeitung des Rahmen gearbeitet, das Pendel- Knickgelenk wird verstärkt und vereinfacht.

Baufortschritt 04/2013

Zwischenzeitlich wurden einige Fortschritte gemacht. Der Rasenmäher kann aus eigener Kraft elektrisch fahren und lenken. Die Fernsteuerung erfolgt derzeit noch über eine Kabelfernbedienung. Die gesamte Elektronik wurde leihweise aus einem Elektrorollstuhl übernommen, aber in den nächsten Wochen wird diese durch eine eigene Elektronik mit Funkfernsteuerung ersetzt. 

Aktuell wird nach geeigneten Serienteilen gesucht, z.B.  Fahrtenregler, Empfängeranlage, Servoelektronik und Stellmotoren zum Heben und Senken des Anbaugerätes.

Nachfolgen einige Bilder welche den aktuellen Bauzustand zeigen. 

Die Fahreigenschaften wurden schon getestet, das Pendel- Knickgelenk funktioniert und die Power der beiden Antriebseinheiten ist für den geplanten Einsatz auch ausreichend. Nur durch das geringe Gewicht kommt es zu Schlupf an den Antriebsrädern. Die meisten Baugruppen wie Benzinmotor, Generator und Akkus haben schon, mit Blick auf die Gewichtsverteilung, ihren festen Einbauplatz gefunden.

Bild 1: Ansicht des Hecks mit Benzinmotor für die Stromversorgung

Bild 2: Ansicht von vorn, hier werden die Anbaugeräte wie Mähwerk usw. ihren Platz finden

Bilder vom Planungszustand des Hecks

Der Benzinmotor wird von hinten an den Rahmen angeflanscht und ein Schutzbügel ist Motorschutz und Handgriff zugleich. Der Benzinmotor treib mittels Kardanwelle den kleinen Generator an und stellt so die Stromversorgung der E- Motore über längere Zeit sicher. Wahrscheinlich lässt sich nur die Drehzahl und der Motorausschalter per Fernbedienung schalten, da kein Elektrostarter am Motor verbaut ist und die Kapazitäten der Fernbedienung auch ihre Grenzen hat. 

Bild 3: der Benzinmotor mit Schutzbügel

Bild 4: Verteilung der "schwergewichtigen"Baugruppen im Heck

Der Prototyp des Chassis

Die Tage waren günstig um mit den Konstruktionsplänen, den besorgten Aluminium-profilen sowie den schon vorgefertigtem Knickgelenk in die Werkstatt zu fahren und den Rahmenprototypen zusammen zu schweißen.

Das Ergebniss kann sich sehen lassen und eine kleine Vorschau gibt es an dieser Stelle auch zu sehen. Soviel kann ich schon sagen, der Rasenmäher hat schon einige Meter aus eigener Kraft zurück gelegt und die Beweglichkeit des Pendel- Knickgelenkes hat sich jetzt schon bewehrt. 

Die nächsten Schritte sind der Antrieb für die Lenkung mittels Linearantriebes und eine Aussteifung des Rahmens unter Berücksichtigung der Gewichtsverteilung und der unterzubringenden Komponenten.

Baufortschritt 02/2013

Es sind wieder bestellte Einzelteile eingetroffen und anschließend in das  CAD übertragen worden. Zum Beispiel die Lichtmaschine mit 24 Volt und 80A. Ebenso sind die ersten Teile für den Grundrahmen angefertigt worden. Demnächst werden die Verbindung zwischen dem Benzinmotor und dem Generator konstruiert und die  gelieferten Halbzeuge für den Rahmen weiter bearbeitet und dann endlich zum echten Rahmen zusammengeschweißt. Davor sind aber noch einige Festlegungen bezüglich der Lage der größeren Baugruppen zu treffen. 

Kapazität der Batterien

Erst mal möchte ich ein Bild des Rahmens nachlegen, da habe ich mich etwas mit der Rendering- Funktion meines CAD- Programmes beschäftigt. 

Es sieht schon besser aus und ich kann meinen Hintergrund jetzt direkt einblenden ohne die Bilder nachträglich freizustellen und dann den Hintergrund umständlich einzublenden.

Zu den Batterien. 

Die Antriebe benötigen jeweils 24 Volt und 450W, die Lichtmaschine hat auch 24 Volt und ca. 100 A. Wenn man das alles in einer Formel zusammen steckt und als Randbedingung den Betrieb beider Fahrmotore mit mind. 10 min angibt, kommt als Mindestkapazität der Akkus 8Ah raus. Die nun gekauften Akkus haben 18 Ah und sind schon in das CAD Programm übertragen worden (siehe Bild rechts).

Rahmen V 3.0

Der Rahmen als tragendes Teil des Lawnmovers wurde nochmals grundlegend überarbeitet. 

Abweichend von den ersten Versionen ist er jetzt nicht mehr Bestandteil der Verkleidung, sondern besteht aus einem abgewandeltem L-Profil mit dem das Knickgelenk verschweißt wird. Für die Aufnahme der Antriebsachsen ist der Rahmen entsprechend ausgeklinkt, um diese Verjüngung des L-Profiles zu kompensieren sind auf den Innenseiten Verstärkungsbleche aufgeschweißt. An diesem befinden sich auch einige der Befestigungspunkte der Antriebe.

Planungsstand 01/2013

Das ist der aktuelle Stand der Planung. Die schon vorhandenen Komponenten wie Antriebe, Benzinmotor, Pendel- Knickgelenk, Steuerteile für die Antriebe und die Räder samt neuer Radnaben sind digital erfasst und den Erfordernissen entsprechend (Wendekreis, Bodenfreiheit, Gewichtsverteilung) als Baugruppen zusammengefügt worden. 

Aktuell wird an der Gestaltung des Rahmens für das Hinterteil gearbeitet, wobei auf folgende Schwerpunkte geachtet werden muss:

• Erreichbarkeit und Demontierbarkeit der Baugruppen im Reparaturfall
• Gewichtsverteilung um ein Gegengewicht zum Mähwerk zu bekommen, das Gerät sollte aber auch ohne Mähwerk fahrbar sein
• Einfache aber robuste Ausführung des Rahmens
• Herstellung des Rahmens aus Alublech durch abkanten, schweißen und fräsen
• Beachtung der Wärmeableitung des Motors und Kühlung der elektronischen Bauteile durch seperate Elektrolüfter
• Gehäuse sollte an den wichtigen Stellen Spritzwasser- und Staubgeschütz sein
• Verwendung von Normteilen 
• der Lenkantrieb muss schnell aber feinfühlig reagieren und auch bei Verdrehung des Gelenkes funktionieren

Für die Nutzung des CAD Programmes ist eine Workstation beschafft worden, dadurch ist das Rendern der CAD Bildern nicht mehr so Zeit intensiv. Die Ergebnisse sieht man auf den zwei Bildern.