CH680807A5 - - Google Patents
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Description
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Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Schneeräumfahrzeug mit einem frontseitig angeordneten Räumgerät und einer an der Unterseite des Fahrzeugs hinter dessen Vorderachse angeordneten Kehrwalze, sowie mit einer Steuereinrichtung zum Einstellen oder Verändern der Walzendrehzahl. The invention relates to a snow clearing vehicle with a clearing device arranged on the front and a sweeping roller arranged on the underside of the vehicle behind its front axle, and with a control device for adjusting or changing the roller speed.
Ein derartiges Schneeräumfahrzeug ist aus der deutschen Patentschrift 3 526 883 bekannt. Dabei wird die Walzenumfangsgeschwindigkeit zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert li-near-proportiona! zur Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert. Diese Art der Steuerung gewährleistet beim Betrieb der Kehrwalze einen niedrigen Energieeinsatz bei reduziertem Borstenverschleiss. Die Praxis hat allerdings gezeigt, dass im Räumbetrieb bei sehr engen Kurven die Kehrwalze nicht mehr in der Lage ist, den erfassten Schnee wegzuschaffen, da das Schneeräumfahrzeug entsprechend dem hohen Lenkeinschlag besonders langsam fährt, wobei die Walzenumfangsgeschwindigkeit den minimalen Wert annimmt. Hinzu kommt, dass sich mit zunehmendem Lenkeinschlag der Anstellwinkel der Walze entsprechend vergrössert, so dass die Förderrichtung der Walze von seitlich immer mehr nach vorne wandert. Such a snow removal vehicle is known from German Patent 3,526,883. The roller circumferential speed is between a minimum value and a maximum value li-near-proportional! controlled to vehicle speed. This type of control ensures low energy consumption with reduced bristle wear when operating the roller brush. Practice has shown, however, that in sweeping operations with very tight bends, the sweeper roller is no longer able to remove the captured snow, since the snow removal vehicle drives particularly slowly due to the high steering angle, with the roller peripheral speed assuming the minimum value. In addition, as the steering angle increases, the angle of attack of the roller increases accordingly, so that the direction of conveyance of the roller moves more and more forward from the side.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den funktionsgerechten Einsatz der Kehnwalze generell bei Langsamfahrt, insbesondere beim Fahren enger Kurven sicherzustellen, ohne dabei die Vorteile des optimalen Energieeinsatzes und geringen Borstenverschleisses aufzugeben. In contrast, the present invention has for its object to ensure the functional use of the kehnwalze generally when driving slowly, especially when driving tight corners, without giving up the advantages of optimal use of energy and low bristle wear.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei Langsamfahrt des Fahrzeuges, nämlich bei stehendem Fahrzeug bis zum Erreichen einer ersten Fahrzeuggeschwindigkeit (f-1) eine hohe Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) einstellbar ist, welche nahe oder gleich einer maximalen Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-max) ist und dass bei Normalfahrt, nämlich nach Überschreiten der ersten Fahrzeuggeschwindigkeit (f-1) bis zum Erreichen einer zweiten Fahrzeuggeschwindigkeit (f-2) die Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) zwischen einer minimalen Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-min) und der maximalen Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-max), mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit (f) ansteigend, einstellbar ist. This object is achieved according to the invention in that when the vehicle is traveling slowly, namely when the vehicle is stationary, until a first vehicle speed (f-1) is reached, a high roller peripheral speed (w) can be set, which is close to or equal to a maximum roller peripheral speed (w-max) and that during normal travel, namely after exceeding the first vehicle speed (f-1) until reaching a second vehicle speed (f-2), the roller peripheral speed (w) between a minimum roller peripheral speed (w-min) and the maximum roller peripheral speed (w-max) , increasing with increasing vehicle speed (f), is adjustable.
Nach dieser Überlegung ist vorgesehen, dass abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit unterschieden wird zwischen einem Fahrbereich mit variabler Steuerung der Walzenumfangsgeschwindigkeit nach Überschreiten einer ersten Fahrzeuggeschwindigkeit (f-1), wobei die Walzenumfangsgeschwindigkeit mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, und einem Fahrbereich unterhalb der ersten Fahrzeuggeschwindigkeit (f-1), in welchem die Walzenumfangsgeschwindigkeit bevorzugt konstant auf einem Wert nahe oder gleich ihrem Maximum gesteuert wird. Dieser Fahrbereich ist besonders wichtig für das Räumen auf engen Kurven, da hier wegen des grossen Anstellwinkels der Kehrwalze das Wegfördem des Schnees aus dem Fahrzeugbereich nur noch durch die erfindungsgemäss angesteuerte hohe Walzenumfangsgeschwindigkeit bewältigt werden kann. According to this consideration, a distinction is made depending on the vehicle speed between a driving range with variable control of the roller circumferential speed after exceeding a first vehicle speed (f-1), the roller circumferential speed increasing with the vehicle speed, and a driving range below the first vehicle speed (f- 1), in which the roller peripheral speed is preferably controlled constantly at a value close to or equal to its maximum. This driving range is particularly important for clearing on tight bends, because here, due to the large angle of attack of the sweeping roller, the removal of snow from the vehicle area can only be managed by the high roller peripheral speed controlled according to the invention.
Dieses Umsteuern der Kehrwalze etwa auf maximale Walzenumfangsgeschwindigkeit kann im Rahmen der Erfindung auf zweifache Weise erfolgen; einmal, wie schon erwähnt, in Abhängigkeit vom Erreichen bzw. Unterschreiten der ersten Fahrzeuggeschwindigkeit (f-1), das ist eine extrem niedrige Geschwindigkeit, etwa bei 5 km/h; zum anderen bei enger Kurvenfahrt des Fahrzeugs, d.h. bei Erreichen bzw. Überschreiten eines kritischen Lenkwinkels (L-1). Die Walzenumfangsgeschwindigkeit wird dann solange auf einem bevorzugt konstanten Wert nahe oder gleich der maximalen Walzenumfangsgeschwindigkeit gehalten wird, bis die erste Fahrgeschwindigkeit (f-1) wieder überschritten bzw. der kritische Lenkwinkel (L-1) wieder unterschritten wird, wonach wieder die fahrgeschwindigkeitsabhängige variable Steuerung der Walzenumfangsgeschwindigkeit einsetzt. This reversal of the sweeping roller approximately to the maximum roller peripheral speed can be carried out in two ways within the scope of the invention; once, as already mentioned, depending on reaching or falling below the first vehicle speed (f-1), this is an extremely low speed, at around 5 km / h; on the other hand when the vehicle is cornering tightly, i.e. when a critical steering angle is reached or exceeded (L-1). The roller circumferential speed is then kept at a preferably constant value near or equal to the maximum roller circumferential speed until the first driving speed (f-1) is exceeded again or the critical steering angle (L-1) is undershot again, after which the driving speed-dependent variable control again the roller circumferential speed starts.
Nach einer besonders vorteilhaften Variante der lenkwinkelabhängigen Steuerung ist vorgesehen, dass nach Überschreiten des kritischen Lenkwinkels (L-1) anstelle einer konstanten hohen Walzenumfangsgeschwindigkeit deren Wert mit zunehmendem Lenkwinkel von der minimalen Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-min) bis zur maximalen Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-max) ansteigt, zweckmässigerweise linear-proportional. Besonders wirksam, wenngleich weniger borstenschonend wäre allerdings ein überproportionales Ansteigen der Walzenumfangsgeschwindigkeit. According to a particularly advantageous variant of the steering angle-dependent control, it is provided that after the critical steering angle (L-1) is exceeded, instead of a constant high roller peripheral speed, its value increases with the steering angle from the minimum roller peripheral speed (w-min) to the maximum roller peripheral speed (w-max). increases, expediently linear-proportional. Particularly effective, although less gentle on the bristles, would be a disproportionate increase in the circumferential roller speed.
Im Rahmen der Erfindung ist zweckmässig, dass zur automatischen Ermittlung und Einstellung der Walzenumfangsgeschwindigkeit die Steuereinrichtung entsprechend programmierbar ist, d.h. es ist eine Steuerelektronik erforderlich, welche mindestens die folgenden Eingangssignalwerte umfasst: In the context of the invention, it is expedient that the control device is programmable accordingly for the automatic determination and adjustment of the roller peripheral speed, i.e. control electronics are required which include at least the following input signal values:
a) Minimale Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-min); a) Minimum roller circumferential speed (w-min);
b) maximale Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-max); b) maximum roller circumferential speed (w-max);
c) Walzendurchmesser (d) je nach Walzengrösse und/oder -abnutzung; c) roller diameter (d) depending on roller size and / or wear;
d) jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit (f); d) respective vehicle speed (f);
e) erste Fahrzeuggeschwindigkeit (f-1); e) first vehicle speed (f-1);
f) zweite Fahrzeuggeschwindigkeit (f-2); f) second vehicle speed (f-2);
g) kritischer Lenkwinkel (L-1). g) critical steering angle (L-1).
Es versteht sich von selbst, dass im Fahrbereich zwischen der ersten und der zweiten Fahrzeuggeschwindigkeit eine Verlaufssteuerung für die Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) erforderlich ist, welche beispielsweise nach einem konstanten oder variablen Verhältniswert zwischen Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) und Fahrzeuggeschwindigkeit (f) programmiert ist. Ein Beispiel für eine Steuerungscharakteristik der Walzenumfangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit ist in der eingangs genannten deutschen Patentschrift 3 526 883 anhand eines Diagramms erläutert. It goes without saying that a course control for the circumferential roller speed (w) is required in the driving range between the first and the second vehicle speed, which is programmed, for example, according to a constant or variable ratio between the circumferential roller speed (w) and the vehicle speed (f). An example of a control characteristic of the roller circumferential speed as a function of the driving speed is explained in the above-mentioned German patent 3,526,883 on the basis of a diagram.
Im Rahmen der Erfindung besteht die Möglichkeit, das Hochfahren der Waizenumfangsgeschwin- Within the scope of the invention there is the possibility of ramping up the circumferential speed of the
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digkeit bei Langsamfahrt oder enger Kurvenfahrt des Fahrzeugs durch die Steuereinrichtung entweder alternativ zu betreiben oder beide Möglichkeiten miteinander zu verknüpfen, bevorzugt in der Weise, dass der genannte Betriebszustand der Kehrwalze entweder In Abhängigkeit vom Erreichen bzw. Überschreiten der ersten Fahrgeschwindigkeit (f-1) oder vom Erreichen bzw. Überschreiten des kritischen Lenkwinkels (L-1) eintritt. Das Lenkwinkelsignal kann dabei z.B. durch kapazitive Impulsgeber vom Lenkgetriebe oder an der Lenkstange abgenommen werden. Über ein Relais der Steuerelektronik kann dann deren fahrgeschwindigkeitsabhängige Steuerspannung für die Walzenumfangsgeschwindigkeit entweder auf einen maximalen Wert geschaltet werden oder proportional zum Lenkwinkelsignal ansteigen. speed when driving slowly or when cornering tightly through the control device, either as an alternative or to link both possibilities, preferably in such a way that the operating state of the sweeping roller is either dependent on reaching or exceeding the first driving speed (f-1) or from reaching or exceeding the critical steering angle (L-1). The steering angle signal can e.g. can be removed from the steering gear or on the handlebar using capacitive pulse generators. Via a relay of the control electronics, the travel voltage-dependent control voltage for the circumferential roller speed can then either be switched to a maximum value or increase proportionally to the steering angle signal.
Für den Fahrer ergibt sich bei einem gemäss Erfindungsvorschlag gesteuerten Schneeräumfahrzeug der Vorteil, dass er sich insbesondere beim Fahren enger Kurven bzw. beim Rangieren auf engstem Raum ganz auf das Steuern des Fahrzeuges konzentrieren kann, ohne dabei ein schlechteres Räumergebnis befürchten zu müssen. Die Steuereinrichtung sorgt automatisch dafür, dass unabhängig von den Fahrbedingungen stets die geeignete Kehrwalzendrehzahl eingestellt wird. For a snow-clearing vehicle controlled according to the proposed invention, the driver has the advantage that he can concentrate entirely on controlling the vehicle, especially when driving tight bends or maneuvering in a confined space, without having to fear a poorer clearing result. The control device automatically ensures that the appropriate broom speed is always set regardless of the driving conditions.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt In the following an embodiment of the invention is explained with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Schneeräumfahrzeug, 1 is a plan view of a snow removal vehicle,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Schneeräumfahrzeug in Kurvenfahrt Fig. 2 is a schematic plan view of the snow removal vehicle when cornering
Fig. 3 eine Draufsicht gemäss Fig. 2, in enger Kurvenfahrt. Fig. 3 is a plan view of FIG. 2, in tight cornering.
Fig. 1 zeigt in der Draufsicht ein Schneeräumfahrzeug als Lastkraftwagen, an welchem frontseitig ein Schneepflug (1) und heckseitig eine Blaseinrichtung (2) - welche nicht Gegenstand der Erfindung ist, sondern nur der Vollständigkeit halber dargestellt ist - angebaut sind. Zwischen den Fahrzeugachsen befindet sich an der Unterseite des Fahrzeugs eine Kehrwalze (3). Sowohl die Kehrwalze (3) als auch der Schneepflug (1) sind schwenkbar angelenkt, so dass sie den Schnee wahlweise nach beiden Seiten räumen können; im Falle der Fig. 1 erfolgt der Schneetransport gemäss den Pfeilen P und K zur rechten Fahrzeugseite hin; dabei bürstet die Kehrwalze (3) den Schnee entgegen der Fahrtrichtung (Pfeil F), d.h. die Kehrwalze (3) rotiert entgegengesetzt zu den Rädern des Fahrzeugs. Der weder vom Schneepflug (1 ) noch von der Kehrwalze (3) erfasste Schnee wird durch das Blasgerät (2), ebenfalls wählbar nach rechts oder links aus der Fahrspur des Schneeräumfahrzeugs geblasen. Fig. 1 shows a top view of a snow removal vehicle as a truck, on which a snow plow (1) and a blow device (2) on the rear - which is not the subject of the invention but is only shown for the sake of completeness - are attached. A sweeper roller (3) is located between the vehicle axles on the underside of the vehicle. Both the sweeping roller (3) and the snow plow (1) are pivoted so that they can either clear the snow on both sides; in the case of FIG. 1, the snow is transported according to arrows P and K to the right side of the vehicle; the brush roller (3) brushes the snow against the direction of travel (arrow F), i.e. the brush roller (3) rotates in the opposite direction to the wheels of the vehicle. The snow, which is neither caught by the snow plow (1) nor by the sweeping roller (3), is blown out of the lane of the snow removal vehicle by the blower (2), also selectable to the right or left.
Die Fig. 2 und 3 zeigen ein derartiges Schneeräumfahrzeug - ohne Blaseinrichtung - jeweils in der Kurvenfahrt, wobei die Spurkreise der äusseren und inneren Enden des Schneepflugs (1) und der Kehrwalze (3) eingezeichnet sind. Ausserdem ist der Spurkreis des Fahrzeuges, im Falle der Fig. 2 mit 26 m und im Falle der Fig. 3 mit 13,8 m Durchmesser angegeben. 2 and 3 show such a snow removal vehicle - without a blowing device - in each case when cornering, the track circles of the outer and inner ends of the snow plow (1) and the sweeping roller (3) being shown. In addition, the track circle of the vehicle, in the case of FIG. 2 with 26 m and in the case of FIG. 3 with 13.8 m in diameter.
Gemäss Fig. 2, d.h. bei einem Spurkreis von 26 m für das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeug ist der kritische Lenkwinkel (L-1) erreicht; dabei kommt es gerade zu einer Überdeckung der inneren Spurkreise des Räumgeräts (1) und der Kehrwalze (3), d.h. die Kehrspur (5) wird vollständig von der Räumspur (4) überdeckt. Gemäss Fig. 3 ist diese Überdeckung nicht mehr gegeben. Hier ist der grösste Lenkeinschlag bei einem Spurkreis des Fahrzeugs von 13,8 m erreicht. According to Fig. 2, i.e. with a track circle of 26 m for the vehicle shown in FIG. 1, the critical steering angle (L-1) has been reached; this just overlaps the inner track circles of the clearing device (1) and the sweeping roller (3), i.e. the sweeping track (5) is completely covered by the clearing track (4). According to FIG. 3, this coverage is no longer present. Here the greatest steering angle is reached with a vehicle's turning circle of 13.8 m.
Grundsätzlich ist der kritische Lenkwinkel frei wählbar; bevorzugt wird man ihn so festlegen, dass bei seinem Erreichen gerade noch eine ausreichende Wurfweite der Kehrwalze erzielt wird. Nach Überschreiten des kritischen Lenkwinkels (L-1) wird das Umsteuern von der fahrgeschwindigkeitsabhängigen Walzenumfangsgeschwindigkeit auf eine hohe bzw. mit weiterem Lenkeinschlag ansteigende Walzenumfangsgeschwindigkeit bewirkt. Der kritische Lenkwinkel (L-1) ist zu diesem Zweck der Steuerelektronik als Eingangssignal vorzugeben. In principle, the critical steering angle can be freely selected; it is preferred to set it in such a way that when it is reached a sufficient throwing distance of the sweeping roller is achieved. After the critical steering angle (L-1) has been exceeded, the reversal from the circumferential roller speed dependent on the driving speed to a high circumferential roller speed or with increasing steering angle is effected. For this purpose, the critical steering angle (L-1) must be given to the control electronics as an input signal.
Bei Geradeausfahrt beträgt der Anstellwinkel (A 1) zwischen Kehrwalze und Fahrtrichtung etwa 45°; er vergrössert sich bei Kurvenfahrt zunehmend mit grösserem Lenkeinschlag bzw. Lenkwinkel, wie ein Vergleich mit Fig. 2 (Anstellwinkel A 2) und Fig. 3 (Anstellwinkel A 3 > A 2 > A 1) zeigt. Bei engster Kurvenfahrt gemäss Fig. 3 ist der Anstellwinkel (A 3) bereits so gross, dass ein erheblicher Teil des Schnees von der Kehrwalze unter das Fahrzeug nach vorne statt zur Seite hin geworfen wird. Der angestrebte Reinigungseffekt kann dabei nur noch durch eine hohe Kehrwalzendrehzahl erzielt werden. When driving straight ahead, the angle of attack (A 1) between the sweeping roller and the direction of travel is approximately 45 °; it increases increasingly when cornering with a larger steering angle or steering angle, as a comparison with FIG. 2 (angle of attack A 2) and FIG. 3 (angle of attack A 3> A 2> A 1) shows. 3, the angle of attack (A 3) is already so large that a considerable part of the snow is thrown forward by the sweeper under the vehicle instead of to the side. The desired cleaning effect can only be achieved with a high brush speed.
Ein Schneeräumfahrzeug mit den beschriebenen Eigenschaften ist insbesondere als Hochleistungsfahrzeug zum Räumen von Start- und Landebahnen auf Flugplätzen vorteilhaft einsetzbar. Durch das erfindungsgemäss vorgeschlagene Anwachsen oder Maximieren der Kehrwaizendrehzahi bei Langsamfahrt bzw. bei Erreichen eines kritischen Lenkwinkels ist das Schneeräumfahrzeug auch engräu-mig z.B. auf Runways bzw. im Abfertigungsbereich von Flugplätzen einsetzbar. Dadurch, dass die Kehrwalze bei engen Kurven mit maximaler Drehzahl betrieben wird, ermöglicht sie eine ausreichende Wurfweite, auch noch unter der Bedingung mangelnder Überdeckung der Kehrspur (5) durch die Räumspur (4), z.B. wie in Fig. 3 dargestellt. A snow-clearing vehicle with the described properties can be used advantageously in particular as a high-performance vehicle for clearing runways on airfields. As a result of the increase or maximization of the sweeper speed as proposed according to the invention when driving slowly or when a critical steering angle is reached, the snow removal vehicle is also enormous, e.g. Can be used on runways or in the handling area of airfields. Due to the fact that the sweeping roller is operated at maximum speed on tight bends, it enables a sufficient throw distance, even under the condition that the sweeping track (5) is not covered by the clearing track (4), e.g. as shown in Fig. 3.
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