DE19921840C2 - Einrichtung zur Erfassung eines Höhenabstandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung des Höhenabstandes nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Derartige Einrichtungen erfassen einen Höhenabstand zwischen einer Referenzkante an einem Fahrzeug und dessen Bodenaufstandsfläche mittels eines Bodentasters, um die relative Eindringtiefe einer am Fahrzeug vorgebauten Fräswalze laufend ermitteln zu können. Bei selbstfahrenden Arbeitsmaschinen mit einem vorgebauten Arbeitsgerät, wie beispielweise einem Minenräumfahrzeug, besteht das Problem darin, entsprechend der Bodenformation, die Lage des Arbeitsgeräts zum Boden mittels eines Meßtasters, der wiederum auf einen geeigneten Verstellmechanismus zur Lageänderung des Arbeitsgeräts wirken kann, zu erfassen, damit eine wirksame Minenräumung erfolgt.

Dies ist zum Beispiel der Fall bei einem Minenräumgerät, das nach dem Prinzip der Fräswalze arbeitet und in einem Vorbaugerät eine rotierende Walze mit Fräsmeißeln trägt, die in der Funktionstellung in eine bestimmte Höhe zum Boden gebracht wird und den Boden bei Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs bis zu einer bestimmten Bodentiefe fräst. Dabei wird die Räumeinrichtung mit der Fräswalze automatisch in ihrer Höhe zum Boden den Geländeunebenheiten angepaßt.

Der Meßtaster gehört zu einem elektromechanischen Meßsystem, das die Bodenhöhe relativ zur Fräswalze bzw. dem Fahrzeug erfaßt und die Meßgrößenerfassung zur Einstellung der Eindringtiefe der Fräswalze in den Boden benutzt.

Aus der DE 31 38 590 ist eine gattungsgemäße Einrichtung zur Erfassung eines Höhenabstandes für ein Minenräumgerät bekannt, wobei ein Bodentaster am Fahrzeug über einen Anlenkarm verschwenkbar gehalten ist. Der Bodentaster am Anlenkarm besitzt einen Tastenfuß mit einer Gleitkante und die Schwenkbewegung des Anlenkarms wird über einen Sensor als Wegmesser erfaßt.

Weiterhin ist nach der EP 0 326 368 eine an einem Fahrzeug anbaubare Minenräumeinrichtung vorgeschlagen worden, die entsprechende Gleitkufen zur Höheneinstellung aufweist und die Minenräumeinrichtung parallelogrammartig am Fahrzeug gehalten ist.

Des weiteren ist nach DE 196 11 901 C1 eine Einrichtung zur Erfassung eines Höhenabstandes vorgeschlagen worden, die einen Bodentaster mit einem Tasterfuß zur Feststellung der Höhe einer Bearbeitungseinheit über dem Boden für ein Fahrzeug im Gelände besitzt, wobei der Tasterfuß speziell mit einer Gleit- und Eindringkante ausgebildet ist, um auch bei hartem oder schneebedecktem Boden die Höhe zum gewachsenen Boden zu erfassen.

Aus der DE 34 00 693 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Taster in Fahrtrichtung des Fahrzeuges gesehen gezogen wird und sich nur in einem durch Anschläge begrenzten vertikalen Hubbereich schwenken läßt. Diese Vorrichtung dient zum Regeln einer Sähschare und ist durch die lediglich vertikale geringe Ausweichmöglichkeit für die hohen mechanischen Belastungen durch die Bodenberührung bei einem fahrenden Minenräumfahrzeug nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zur Durchführung der Erfassung eines Abstandes zwischen der Aufhängung der Einrichtung und der Bodenaufstandsfläche zu schaffen, die unabhängig von Bodenunebenheiten und -furchen die Höhe auf einfache Weise feststellt und die den hohen mechanischen Belastungen durch die Bodenberührung bei einem fahrenden Minenräumfahrzeug standhält.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die Merkmale in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass der Taster aus rohrförmigen Material von seinem Anlenkpunkt am Fahrzeug gezogen wird und tangentail am Boden aufliegt. Weiterhin ist die Tastereinrichtung am Anlenkpunkt um zwei Achsen schwenkbar (eine vertikale und eine horizontale Achse), womit der Taster bei Bodenunebenheiten der wirkenden mechanischen Belastung auch zur Seite ausweichen kann.

Durch die Anordnung des zweiten Drehpunktes im Winkel von 90° zum Taster wird erreicht, dass sich die unterschiedliche Höhe des abzutastenden Bodens unabhängig von der seitlichen Lage des Tasters auf den Meßwertaufnehmer auswirkt und sich der Taster durch eine Höhenänderung des Bodens nicht verdreht.

Vorteilhaft ist auch die Begrenzung der Bewegung des Tasters durch eine einstellbare Kette, die am Tasterfuß einerseits und am Arbeitsgerät des Fahrzeugs andererseits eingehängt ist und die den Taster zusätzlich führt und sichert.

Die Anlenkung des Tasters über zwei Gelenke in Verbindung mit der Sicherung des Tasterendes über eine stabile Kette ermöglicht, daß sich Querkräfte nicht über den Taster als Hebel auf ein Drehgelenk auswirken können und beim Rückwärtsfahren z. B. Bäume und Sträucher abgewiesen werden und sich nicht zwischen Taster und Maschine verklemmen können.

Durch den vorne angebrachten Lagerpunkt und das hieraus resultierende Schleppen des Tasters braucht dieser bei normalen Bodenverhältnissen keine Querkräfte aufnehmen und kann so leicht den Bodenunebenheiten folgen. Des weiteren führt stark ansteigendes Gelände durch das vorlaufende Tasterrohr nicht zu einem Verhaken des Tasters sondern zu einem darüber gleiten. Der hierbei vorverlagerte Abtastpunkt beeinflußt die Systemreaktion positiv, so daß das Arbeitswerkzeug z. B. eine Frästrommel frühzeitig angehoben wird ohne zu tief in einen Hang einzudringen.

Der Taster legt sich in vorteilhafter Weise beim Ausheben des Vorbaugerätes einschließlich Fräswalze nach oben aus dem Boden an einen Anschlag am Fräskasten unterhalb des Anlenkpunkts des Tasters an, wodurch keine Beschädigungen am Taster oder durch den Taster in Bezug auf seine Umgebung möglich sind.

Einem unterschiedlich starken Eindringen des Tasters in den Boden, beispielsweise bei felsigem oder sumpfigen Untergrund wird durch ein relativ leichtes Rohr mit großem Querschnitt entgegengewirkt, da hiermit eine relativ große Aufstandsfläche bei zugleich hoher Stabilität erreicht wird. Des weiteren bewirkt die Krümmung des Tasters eine nahezu gleiche Aufstandslänge bei unterschiedlichen Meßtiefen. Auch eine mögliche Meßungenauigkeit durch seitliches Auslenken des Höhentasters wird durch die begrenzende Kette stark eingeschränkt und ist vernachlässigbar gering.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1: Eine Seitenansicht des Höhentasters in Funktionstellung A;

Fig. 2: Eine Seitenansicht des Höhentasters in Funktionstellung B;

Fig. 3: Eine Seitenansicht des Höhentasters in Funktionstellung C;

Fig. 4: Eine Seitenansicht des Höhentasters in Funktionstellung D;

Fig. 5: Eine Draufsicht des Höhentasters.

In Fig. 1 ist an einem Fahrzeug mit einem vorderen Anbaurahmen 1 ein Fräsaggregat 2 mit einer Fräswalze 3 befestigt. Das Fahrzeug bewegt sich bei der Fräsarbeit in Fahrtrichtung F. An einem vorderen Rahmen 4 des Fräsaggregats 2 ist der Höhentaster 10 um eine waagerechte Achse 12 schwenkbar befestigt. Eine weitere ähnlich einem Kardangelenk ausgebildete Befestigung 11 neben der Befestigung 12 erlaubt dem Höhentaster 10 eine Schwenkbarkeit um eine senkrechte Achse 13. Mit einem Anlenkstück 15 neben der Befestigung 11 ist der bogenförmige Tasterfuß 9 formschlüssig befestigt. Am Ende des Tasterfußes 9 ist das eine Ende an eine Kette 7 angelenkt. Das andere Ende der Kette ist mittels einem als Anlenkung ausgebildeten Flansch 6 an einer senkrechten Führungsschiene 14 des Fräsaggregats 2 höheneinstellbar befestigt. In der gezeigten Funktionstellung A als Nullstellung und ohne Drehung des Tasters um die Achse 12 liegt der Tasterfuß auf dem Erdboden 5 auf und die Fräswalze 3 liegt ebenfalls auf dem Boden auf und ist nicht in den Boden gesenkt. Die Kette 7 ist gespannt und hält den Taster in der Nullstellung.

Ein elektromechanisches Meßsystem mit Sensoren zur Erfassung der Tasterdrehbewegung um die Achse 12 (nicht dargestellt) kann bei der Anordnung dazu benutzt werden, die Höhenänderung des Tasters bei verschiedener Eintauchtiefe der Fräswalze zur Steuerung einer konstanten einstellbaren Eintauchtiefe der Fräswalze in den Boden herzustellen.

In Fig. 2 mit der Funktionstellung B ist das Fräsaggregat 2 mit der Fräswalze 3 um einen Betrag 16 in den Boden 5 abgesenkt und der Taster hat sich entsprechend um die Achse 12 etwas gedreht und in Richtung 17 nach oben relativ zum Fräsaggregat bewegt. Die Tiefe 16 ist das Maß für die Bewegung 17 des Tasters 10, die gemessen wird. Die Kette 7 (nicht dargestellt) ist jetzt lose, da sich der Kettenanlenkpunkt 8 am Tasterfuß ebenfalls nach oben dreht und Kettenlose freigibt. Zur Verhinderung von nicht erwünschter Kettenspannung bei Fräsarbeiten kann der Anlenkpunkt der Kette 7 am Fräsaggregat 2 höhenverschieblich auf einer senkrechten Schiene 14 zwischen einem unteren und einem oberen Anschlag ausgebildet sein.

In weiteren Funktionstellungen C und D (Fig. 3 und 4) ist das Fräsaggregat entsprechend weiter abgesenkt und der Taster 10 hat sich entsprechend weiter nach oben um die Achse 12 gedreht.

In der Draufsicht Fig. 5 ist der Höhentaster 10 in dem Anlenkstück 15 formschlüssig befestigt, zum Beispiel eingeschweißt. Das Anlenkstück 15 ist mittels eines Bolzens als Befestigung 11 in einem weiteren Anlenkstück 18 drehbar um die vertikale Achse 13 gelagert. Das Anlenkstück 18 ist mit der Befestigung 12 am Rahmen 4 um eine waagerechte Achse 19 drehbar gelagert. Der Höhentaster 10 kann um einen Winkel W bei Drehung um die Achse 13 seitwärts schwenken. Diese Schwenkbewegung wird mittels der Kette 7 begrenzt, die am Tasterende 8 und an dem Flansch 6 des Anbaurahmens 1 eingehängt ist.

Bezugszeichenliste

1

Anbaurahmen, Fahrzeug

2

Fräsaggregat

3

Fräswalze

4

Rahmen

5

Erdboden

6

Flansch, Anlenkung

7

Kette

8

Kettenanlenkpunkt

9

Tasterfuß

10

Höhentaster

11

Befestigung

12

Befestigung

13

Achse

14

Führungsschiene

15

Anlenkstück

16

Tiefe, Betrag

17

Bewegung

18

Anlenkstück

19

Achse

Claims (6)

1. Einrichtung zur Erfassung eines Höhenabstandes zwischen einer Aufhängung der Einrichtung an einem Minenräumfahrzeug mit einem eine Fräswalze enthaltenden Fräsaggregat (2), und dessen Bodenaufstandsfläche (5), mittels eines Bodentasters (9, 10), der mittels einer drehbeweglichen Anlenkung (12) am Fahrzeug (1) auf- und abschwenkbar gehalten ist und dessen relative Höhenbewegung zum Fahrzeug (1) über elektromechanische oder sonstige Sensoren erfaßt und zur Steuerung der Eindringtiefe der Fräswalze (3) in den Boden ausgenutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung mit Taster (8, 9, 10, 11, 15) in Fahrtrichtung (F) des Fahrzeuges (1) gesehen vom Anlenkpunkt (12) am Minenräumfahrzeug gezogen wird und der Anlenkpunkt als doppeltes Gelenk (11, 12) ausgebildet ist, das ein Schwenken des Tasters (10) um eine vertikale und horizontale Achse (12, 13) zuläßt, so dass der Taster (10) Bodenunebenheiten in zwei Richtungen am Tasterfuß ausweichen kann.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tasterfuß (9, 10) vorzugsweise aus gebogenem Rohr oder Rundmaterial besteht mit einer gebogenen Ausformung (9) am Tasterfuß.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (11, 12) Führungen enthält, die ein einfaches Auswechseln des Tasterfußes gegen einen anderen Tasterfuß ermöglichen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ende (8) des Tasterfußes und einer Anlenkung (6) am Fräsaggregat (2) eine längeneinstellbare Kette (7) oder Seil befestigt ist, die den Taster in seiner Bewegung nach oben oder unten oder zur Seite begrenzt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkung (6) am Fahrzeug für die Kette (7) höhenverschieblich am Minenräumfahrzeug zwischen einem oberen und einem unteren Anschlag ist.

6. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster in seiner Anlenkung (12) in seiner Beweglichkeit nach unten durch einen Anschlag am Rahmen (4) begrenzt ist beim Ausheben des Aggregats nach oben in seine Ruhestellung.