DE3620603C2 - Verfahren zum Nachführen einer fernsteuerbaren Einsatzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachführen einer fern­ steuerbaren Einsatzvorrichtung, insbesondere eines Wasserwerfers, entlang einer räumlichen Bewegungsbahn zwischen einer Ist-Lage und einer in einem Bewegungsbereich vorgesehenen Soll-Lage sowie eine Einsatzvorrichtung zum Einsatz entsprechend diesem Verfahren, wie sie in den Patentansprüchen 1 und 4 beschrieben sind.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zum Nachführen von fern­ steuerbaren Einsatzvorrichtungen, z. B. Wasserwerfern - z. B. gemäß DE 31 13 113 A1 - derselben Anmelderin bekanntgeworden, bei welchen das Werferrohr aus einer Ist-Lage vollautomatisch in eine Soll-Lage nachgeführt wird, wobei die Soll-Lage durch die Lage eines Steuer­ hebels bestimmt wird. Des weiteren war es möglich, über einen Pro­ grammspeicher gewisse Soll-Werte und Grenzen der Werferrohrbewegung anhand eines Steuerprogrammes unbeeinflußt von der Steuerhebellage ablaufen zu lassen. Es konnte bei diesem Verfahrensablauf bereits eine Vereinfachung der Bedienung eines derartigen Wasserwerfers er­ zielt werden, die Anpassung des Verfahrensablaufes an unterschied­ liche Fahrzeuge bzw. Einsatzbedürfnisse war jedoch nicht für alle Fälle ausreichend.

Weiters sind auch bereits Wasserwerfer in unterschiedlichsten Aus­ führungen bekannt - z. B. gemäß AT-PS 358 397 -, bei welchen das Werfer­ rohr eines Wasserwerfers mit Hilfe eines Winkelgetriebemotors um eine vertikale und eine horizontale Drehachse verschwenkbar ist. Die horizontale Drehbewegung des Werferrohres wird vom Winkelge­ triebemotor, der auf einem feststehenden Rohrteil angeordnet ist, auf ein auf einem verschwenkbaren Rohrkrümmer angeordnetes Zahnrad übertragen. Die Verstellung des Werferrohres in vertikaler Richtung wird vom Winkelgetriebemotor, der am verschwenkbaren Rohrkrümmer abgestützt ist, über ein Gestänge auf das Werferrohr übertragen. Die Verstellung des Werferrohres erfolgt anhand eines Steuerhebels, mit dem die beiden Winkelgetriebemotoren so lange beaufschlagt wer­ den, bis sie die gewünschte Soll-Lage erreicht haben. Bei Ausfall der Winkelgetriebemotoren ist die Betätigung des Werferrohres nur durch manuelle Verschwenkung über Hebelübersetzungen nach Auskup­ peln der Winkelgetriebemotoren möglich. Tritt während eines Ein­ satzfalles eine Störung an den Winkelgetriebemotoren bzw. der Steuerung auf, bedarf es daher eines gewissen Zeitaufwandes, bis der Wasserwerfer manuell betätigt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren für das Nachführen einer Einsatzvorrichtung zu schaffen, wel­ ches rasch an unterschiedliche Einsatzbedingungen und Gegebenheiten angepaßt werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen kompakt aufgebauten Wasserwerfer zu schaffen, der darüberhinaus mit Vorteil entsprechend dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren nachgeführt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die Überlagerung der ver­ änderbaren räumlichen Schwärmbereichsgrenze wird erreicht, daß die freie räumliche Bewegbarkeit der Einsatzvorrichtung beim Nachführen von einer Ist- in eine Soll-Lage beibehalten wird und trotzdem sichergestellt ist, daß beispielsweise in den Schwärmbereich ra­ gende Ausrüstungsteile, wie Alarmleuchten, Leitern oder dgl. sicher umfahren werden, auch wenn diese Teile in der kürzesten Verbindung zwischen der Ist- und Soll-Lage liegen.

Weiters ist auch vorteilhaft ein Vorgehen gemäß den Merkmalen im Patentan­ spruch 2 möglich, wodurch sichergestellt ist, daß bei Einhaltung der Schwärmbereichsgrenze trotzdem die kürzeste Verbindung zwischen einer Ist- und einer Soll-Lage erreicht wird.

Eine andere Verfahrensvariante ist im Patentanspruch 3 beschrieben. Durch das manuelle Entlangführen der Einsatzvorrichtung entlang einer Schwärmbereichsgrenze und das gleichzeitige Abspeichern der Bewegungsbahn wird in überraschend einfacher Weise ohne eine Ände­ rung an der Schaltung bzw. an der dazugehörigen Software eine An­ passung der Schwärmbereichsgrenze an unterschiedliche Umgebungsbe­ dingungen ermöglicht. Damit ist ein universeller Einsatz der Ein­ satzvorrichtung auf unterschiedlichen Fahrzeugen bzw. bei orts­ festen Anlagen zur Umgehung von ortsfesten Baulichkeiten oder dgl. möglich.

Die Erfindung betrifft weiters auch eine Einsatzvorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 4 beschrieben ist.

Diese Einsatzvorrichtung ist durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 4 gekennzeichnet. Durch die Kombination einer einen programmierbaren Rechner aufweisenden Steuereinrichtung mit den Verstellantrieben, Meßwertgebern und dem Sollwertgeber werden kurze Übertragungsleitungen erreicht, wobei durch die gemeinsame Anordnung der Meßwertgeber und der Verstellantriebe zwischen den beiden Schwenkebenen ein exaktes Nachführen des Werferrohres er­ zielt und die Wartung und auch der Schutz vor Beschädigungen durch Verwendung einer gemeinsamen Abdeckung verbessert wird. Durch die weitere Möglichkeit, dem Rechner eine Speichereinheit zuzuordnen, ist es in einfacher Weise möglich, die Bewegungen der Einsatzvor­ richtung an unterschiedliche Umgebungsbedingungen anzupassen.

Weiters ist auch eine Ausführung gemäß Patentanspruch 5 möglich, wodurch für die übrigen Teile des Wasserwerfers und dessen Anschluß an das Rohrleitungsnetz standardmäßige Teile verwendet werden kön­ nen, da die beweglichen Teile zwischen den beiden stirnseitigen Flanschen des Rohrkrümmers angeordnet sind.

Von Vorteil ist aber auch eine Ausführungsvariante nach Patentan­ spruch 6, da dadurch der Verstellantrieb kompakt am Rohrkrümmer untergebracht werden kann und somit auch eine Umrüstung vorhandener Wasserwerfer unter Verwendung des Rohrkrümmers einfach möglich ist.

Eine weitere Ausführungsvariante ist im Patentanspruch 7 beschrie­ ben, wodurch ein günstiges Übersetzungsverhältnis und eine entspre­ chend hohe Feinfühligkeit der Werfernachstellung in vertikaler Richtung erreicht wird, die sich für die Nachführung des Werfer­ rohres insbesondere beim Einsatz während der Fahrt oder beim Löschen von sich bewegenden brennenden Objekten vorteilhaft aus­ wirkt.

Weiters ist auch eine Ausführung nach Patentanspruch 8 möglich, wo­ durch die beiden Schwenkebenen in den beiden Stirnendbereichen eines Knies angeordnet sind und keine großen exzentrischen Kräfte die einzelnen Lageranordnungen belasten.

Eine andere Ausbildung ist gemäß Patentanspruch 9 vorgesehen. Von Vorteil ist hierbei, daß durch die direkte Antriebsverbindung mit einem Handrad jederzeit ohne zusätzliche Umstellvorgänge die Ver­ stellbewegung bei Ausfall der Steuerung bzw. der Antriebsmotoren von Hand aus durchgeführt werden kann. Durch die Kupplung des Handrades mit der das Schneckenrad tragenden Welle wird eine leichtgängige manuelle Betätigung erreicht.

Es ist aber auch eine Lösung nach Patentanspruch 10 vorteilhaft, da damit unmittelbar die Bewegung der relativ zum Rohrkrümmer ver­ stellbaren Flansche abgetastet und für die Meßwertermittlung heran­ gezogen werden kann.

Von Vorteil ist auch eine Ausführung nach Patentanspruch 11. Durch die Verwendung eines scheibenförmigen Halteteiles, der am Rohr­ krümmer bzw. Knie direkt befestigt ist, wird ein einfaches Positio­ nieren und Zentrieren der Lageranordnung erreicht. Außerdem wird eine Beschädigung dieses Zentrierteiles durch den außen übergreifenden drehbaren Flansch verhindert.

Es ist auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 12 möglich, da da­ durch Undichtigkeiten, die durch eine ungleichförmige Drehbewegung zwischen dem Flansch und dem Rohrkrümmer auftreten können, ausge­ glichen werden.

Schließlich ist auch eine Lösung nach Patentanspruch 13 vorteil­ haft. Dadurch kann ein einfacher Einbau der Laufringe und eine spielfreie Lageranordnung auch bei großen Lagerdurchmessern sicher­ gestellt werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im folgenden an­ hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Einsatzfahrzeug mit am Dach angeordneten Einsatzvorrich­ tungen;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Wasserwerfers im Bereich des Rohr­ krümmers bei entfernter vorderer Abdeckung;

Fig. 3 den Wasserwerfer im Bereich des Rohrkrümmers in Stirnansicht bei entfernter Verkleidung;

Fig. 4 die erfindungsgemäße Lagervorrichtung zwischen dem Flansch und dem Rohrkrümmer geschnitten und in größerem Maßstab;

Fig. 5 die mit dem Längsverstellantrieb gekuppelte Verstellvorrich­ tung in größerem Maßstab und geschnitten;

Fig. 6 den Wasserwerfer gemäß Fig. 1 bis 5 in Draufsicht;

Fig. 7 den Wasserwerfer in schematischer schaubildlicher Darstel­ lung mit dem schematisch angedeuteten Schwärmbereich sowie der Schwärmbereichsgrenze in Verbindung mit einem Block­ schaltbild der Steuervorrichtung;

Fig. 8 einen Schaltplan von einem Teil der Steuervorrichtung nach Fig. 7; und

Fig. 9 einen Schaltplan einer Treiberstufe der Steuervorrichtung nach Fig. 7.

In Fig. 1 ist ein Einsatzfahrzeug 1 gezeigt, welches mit einem Tank 2, einer Pumpenanlage 3 und einer Fahrerkabine 4 ausgestattet ist, welche auf einem Fahrgestell 5 angeordnet sind. Am Dach der Fahrer­ kabine 4 ist als fernsteuerbare Einsatzvorrichtung ein Wasserwerfer 6 angeordnet, der mittels einer Verstelleinrichtung 7, wie durch Pfeile 8 und 9 schematisch angedeutet, in vertikaler und horizon­ taler Richtung quer zur Fahrzeuglängsachse verstellt werden kann.

In einem Aufbau 10 des Einsatzfahrzeuges 1 ist als weitere Einsatz­ vorrichtung ein Lichtmast 11 angeordnet, dessen Scheinwerfer 12 über Verstelleinrichtungen 13 und 14 im Sinne der Pfeile 15 bis 17 verstellbar ist.

Weiters sind beispielsweise auf dem Dach der Fahrerkabine 4 Alarm­ leuchten 18 und auf dem Dach des Aufbaues 10 Leitern 19 oder andere Geräte gelagert und befestigt.

In Fig. 2 ist vom Wasserwerfer 6 ein mit dem Dach 20 der Fahrer­ kabine 4 unbeweglich verbundener Rohrteil 21 und ein ein Werferrohr 22 aufnehmender Rohrteil 23 mit einem zwischen den beiden Rohr­ teilen 21 und 23 angeordneten Rohrkrümmer 24 gezeigt. Der das Wer­ ferrohr 22 lagernde Rohrteil 23 ist über eine Gelenkstelle 25 mit einem Längsverstellantrieb, der einen Höhenverstellantrieb 26 bildet, gekuppelt. Die Höhenverstellung des Rohrteiles 23 erfolgt dadurch, daß die auf einer Wandermutter 27 gelagerte Gelenkstelle 25 in Längsrichtung - Pfeil 28 - des Höhenverstellantriebes 26 re­ lativ zu einer einen weiteren Verstellantrieb 29 lagernden, am Rohrkrümmer 24 angeordneten Gelenkstelle 30 verstellbar ist. Der Verstellan­ trieb 29 kann dabei durch einen insbesondere elektrisch betriebenen Antriebsmotor 31 und bzw. oder durch ein Handrad 32 gebildet sein.

Wie weiters ersichtlich, ist auf der umlaufenden Stirnkante eines mit dem Rohrteil 23 bewegungsverbundenen Flansches 33 ein Zahnkranz 34 angeordnet. Diesem Zahnkranz 34 ist ein mit diesem kämmendes Ritzel 35 zugeordnet, welches mit einem Meßwertgeber 36 gekuppelt ist.

Ein weiteres Handrad 32 ist einem weiteren Verstellantrieb 37 zum Verschwenken des Rohrkrümmers 24 zugeordnet. Die Verstellantriebe 29 und 37 sind in einem für beide gemeinsamen Schutzgehäuse 38 untergebracht. Dieses Schutzgehäuse ist bevorzugt aus Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff, gebildet und zwei­ teilig ausgeführt, sodaß es nach dem Demontieren der Handräder 32 einfach möglich ist, die beiden Teile des Schutzgehäuses 38 zu ent­ fernen, um Einstell- bzw. Servicearbeiten an den Verstellantrieben bzw. am Rohrkrümmer und dessen Lageranordnungen durchzuführen.

In Fig. 3 ist der Verstellantrieb 37 zum Verschwenken des Rohrkrüm­ mers 24 um eine Schwenkachse 39 bei entferntem Schutzgehäuse 38 dargestellt.

Auf einer Antriebswelle 40 ist ein Schneckenrad 41 drehfest ge­ lagert. Weiters ist auf dieser Antriebswelle 40 ein Antriebsritzel 42 und im gegenüberliegenden Endbereich ein Handrad 32 drehfest an­ geordnet. Das Schneckenrad 41 kämmt mit einer Antriebsschnecke 43, die über einen weiteren elektrischen Antriebsmotor 44 in Rotation versetzt werden kann. Um die Rotationsgeschwindigkeit des Rohrkrümmers 24 um die Schwenkachse 39 den jeweiligen Erfordernissen anpassen zu kön­ nen, ist es, wie schematisch angedeutet, möglich, im Zuge der An­ triebswelle 40 zwischen dem Schneckenrad 41 und dem Antriebsritzel 42 ein Getriebe 45 anzuordnen.

Das Antriebsritzel 42 kämmt mit einem feststehenden Zahnkranz 46, der auf einem feststehenden Flansch 47 eines beispielsweise über den Rohrteil 21 (siehe Fig. 2) am Feuerwehrfahrzeug starr befestigten Rohrteil 48 mit Schrauben 49 befestigt ist. Mit dem Zahnkranz 46 kämmt wei­ ters ein Ritzel 50 eines zweiten am drehbaren Rohrkrümmer 24 angeordneten Meßwertgebers 51. Der Zahnkranz 46 ist auf einem Flansch 52 ange­ ordnet, der in einer Innennut 53 einen Außenring 54 einer Lageran­ ordnung 55 aufnimmt. Ein Innenring 56 dieser Lageranordnung 55 ist zwischen einer Zylinderfläche des Rohrkrümmers 24 und einem schei­ benförmigen Haltering 57 mittels Schrauben 58 positioniert.

Dementsprechend ist der Rohrkrümmer 24 mit dem zylindrischen Halte­ ring 57 gegenüber dem feststehenden Flansch 52 um die Schwenkachse 39 verstellbar. Die Verstellung erfolgt derart, daß sich das An­ triebsritzel 42 des auf dem Rohrkrümmer 24 befestigten Verstellan­ triebes 29 an dem feststehenden Zahnkranz 46 abwälzt und dadurch den Rohrkrümmer um die Schwenkachse 39 verschwenkt.

Zur Abdichtung der gegeneinander beweglichen Teile im Bereich des Halterings 57 ist zwischen dem Haltering 57 und dem Flansch 47 ein Dichtelement 59 angeordnet, das in einer umlaufenden gegenüber den einander zugewandten Stirnflächen vertieften Nut des Halteringes 57 eingesetzt ist und an der gegenüberliegenden Stirnfläche des Flansches 47 anliegt.

Ein weiteres ringförmig umlaufendes Dichtelement 60 ist zwischen dem Flansch 52 und dem Rohrkrümmer 24 im Bereich der Lageranordnung 55 vorgesehen.

Um die Dichtfunktion dieses Dichtelementes 60 zu verbessern und den Durchtritt von Druckmittel durch die Lageranordnung 55 zu verrin­ gern, ist überdies zwischen dem Haltering 57 und dem Rohrkrümmer 24, also zwischen den beiden über Schrauben 58 miteinander festver­ bundenen Bauteilen ein weiteres Dichtelement 61 angeordnet. Das Dichtelement 61 verhindert, daß im Bereich der Verbindungsflächen zwischen Haltering 57 und Rohrkrümmer 24 Druckmittel im Bereich der Lageran­ ordnung 55 durchtreten kann. Das Dichtelement 59 verhindert, daß von der Druckleitung zwischen dem Flansch 52 und dem Flansch 47 Druckmittel in Richtung der Lageranordnung 55 durchtreten kann. Das Dichtelement 59 bildet gleichzeitig die Flanschdichtung, sodaß sich die Anordnung einer zusätzlichen Dichtvorrichtung erübrigt.

Weiters ist aus dieser Darstellung noch der dem Zahnkranz 34 zuge­ ordnete, über ein Ritzel 35 angetriebene Meßwertgeber 36 zum Er­ mitteln der Stellung des mit dem anschließenden Rohrteil 23 bewe­ gungsverbundenen Zahnkranzes 34 ersichtlich, der die Drehstellung hinsichtlich der Drehachse 62 registriert.

In Fig. 4 ist die Anordnung der Lageranordnung 55 und der Dichtele­ mente 59 bis 61 in größerem Maßstab dargestellt. Diese Lageranord­ nung 55 ist sowohl zwischen dem Flansch 33 als auch dem Flansch 52 und dem Rohrkrümmer 24 vorgesehen und jeweils gleichartig ausgebil­ det. Die Lageranordnung 55 besteht aus vier Laufringen 63 bis 66, auf welchen Wälzkörper 67, die in einem Wälzkörperkäfig 68 angeord­ net sind, abrollen. Die Laufringe 63 bis 66 werden durch zähharte Stahldrahtringe gebildet, zwischen welchen die Wälzkörper 67 abrol­ len. Dadurch ist es möglich, die Stahldrahtringe in die einzelnen Nuten vor dem Zusammenbau einzubringen und zu positionieren, worauf dann der Wälzkörperkäfig eingelegt und dieser durch die Montage des Halteringes 57 fixiert wird. Außerdem ist aus dieser Darstellung ersichtlich, daß die Dichtelemente 59 und 60 aus einem U-förmigen symmetrischen Dichtprofil 69 mit V-förmigem Querschnitt gebildet sind. Auf der Innenseite dieses Dichtprofiles ist eine Profilfeder 70 mit in etwa U-förmigem Querschnitt angeordnet, wobei die Feder­ wirkung die beiden Schenkel des V-förmigen Dichtprofiles 69 aus­ einanderdrückt.

Bei entsprechender Vorspannung des Dichtprofiles 69 ist daher auch bei einem nicht völlig planparallelen Lauf der abzudichtenden Flächen eine sichere Abdichtung gegen einen Austritt des Druckmit­ tels gewährleistet.

In Fig. 5 ist der den Verstellantrieb 29 bildende Höhenverstellan­ trieb 26 in größerem Maßstab und teilweise geschnitten gezeigt. Der Verstellantrieb 29 ist im Prinzip entsprechend der Ausbildung des anderen Verstellantriebes 37 ausgebildet, wobei jedoch anstelle der Verbin­ dung der Antriebswelle 40 mit einem Antriebsritzel 42 diese mit einer Gewindespindel 71 bewegungsverbunden ist. Die Anordnung des Handrades 32 sowie des Antriebsmotors 31 entspricht der Darstellung des Handrades 32 und des Antriebsmotors 44 in Fig. 3.

Die Gewindespindel 71 ist in ihrem vom Antriebsmotor 31 abgewende­ ten Endbereich über eine Lageranordnung 72 in einem Stützrohr 73 abgestützt. Dieses mit einer Wandermutter 74 bewegungsverbundene Stützrohr 73 ist über Verbindungselemente 75 mit einem teleskop­ artig ausfahrbaren Rohrteil 76 gekuppelt. Dieser Rohrteil 76 trägt in seinem dem Antriebsmotor 31 zugewendeten Endbereich die Gelenk­ stelle 25. Um auch bei größeren Verstellbewegungen eine schwin­ gungsfreie Führung des Rohrteiles 76 zu gewährleisten, ist das Stützrohr 73 im Bereich der Lageranordnung 72 in einem Tragrohr 77 spielfrei geführt. Durch die Anordnung einer Führung 78 wird aber zugleich auch die Lageranordnung 72 stabilisiert, sodaß die Ge­ windespindel 71 in beiden Endbereichen gelagert ist.

Durch die Anordnung von Dichtungen 79 zwischen den einzelnen Rohren ist es darüberhinaus auch möglich, die Gewindespindel 71 und die Wandermutter 74 im Ölbad laufen zu lassen. Dadurch wird eine Scho­ nung der Antriebsteile und eine Verringerung der Wartungs- und Servicearbeiten ermöglicht.

Die Kombination eines Schneckenantriebes mit einem Gewindespindel- Wandermutter-Antrieb ermöglicht einen spielfreien Verstellvorgang mit langer Lebensdauer. Ist überdies die Steigung der Schnecke der­ art gewählt, daß im Stillstand keine Selbsthemmung zwischen Schnecke und Schneckenrad eintreten kann, so ist jederzeit eine manuelle Verstellung mit dem Handrad 32 ohne allzu großen Kraftauf­ wand möglich.

In Fig. 6 ist vom Wasserwerfer 6 das Werferrohr 22 sowie der diesem vorgeordnete Rohrteil 23 ersichtlich. Im Übergangsbereich zwischen dem Rohrteil 23 und dem Werferrohr 22 ist ein Schwallwasserschutz 80 angeordnet, während im vom Schwallwasserschutz 80 abgewendeten Endbereich des Werferrohres 22 ein Deflektor 81 vorgesehen ist. Der Deflektor 81 besteht, wie auch aus Fig. 1 zu ersehen ist, aus gegen­ einander verstellbaren Klappen, mit welchen der aus dem Werferrohr 22 austretende Druckmittelstrahl von einem Vollstrahl in einen Sprühstrahl umgewandelt werden kann.

Weiters sind aus dieser Darstellung das Schutzgehäuse 38 und die Handräder 32 für die Verstellantriebe 29, 37 zu ersehen.

Über ein Gestänge 82 und einem diesem zugeordneten Antrieb 83 kann die Druckmittelzufuhr zum Werferrohr 22 von einer Sperrstellung in eine Zwischenstellung und eine voll geöffnete Stellung verstellt werden.

Der Antrieb für die Verschwenkung der Deflektorklappen ist eben­ falls im Schwallwasserschutz 80 angeordnet.

In Fig. 7 ist eine Stirnansicht des Wasserwerfers 6 in seiner Anord­ nung am Dach 20 eines Einsatzfahrzeuges 1 gezeigt. Der räumliche Bewegungsbereich des Wasserwerfers 6 ist, wie auch aus Fig. 6 er­ sichtlich, dabei durch die am Dach 20 angeordneten Alarmleuchten 18, Leitern 19 oder Lautsprecher 84 oder dgl. eingeengt. Soll der Wasserwerfer 6 aus der in vollen Linien gezeichneten Ist-Lage in die in strichlierten Linien gezeichnete Soll-Lage bewegt werden, so wäre die kürzeste Verbindung zwischen dieser Soll- und Ist-Lage die durch eine strichpunktierte Linie graphisch dargestellte Bewegungs­ bahn 85. Um nun zu verhindern, daß im Zuge dieser räumlichen Bewe­ gungsbahn der Wasserwerfer 6 mit der Alarmleuchte 18 bzw. dem Laut­ sprecher 84 kollidiert, ist dem Bewegungsbereich des Wasserwerfers 6 eine räumliche Schwärmbereichsgrenze 86 überlagert. Diese Schwärmbereichsgrenze 86 erfaßt jene Teile des Bewegungsbereiches des Wasserwerfers 6, in welchen eine freie Beweglichkeit des Was­ serwerfers 6 nicht möglich ist. Um nun trotzdem den kürzesten Ver­ bindungsweg von der Ist- in die Soll-Lage zu ermöglichen, ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, daß der Wasserwerfer 6 entlang der kürzesten Bewegungsbahn zwischen der Ist- und der Soll-Lage verfahren bzw. verstellt wird, bis ein Teil des Wasser­ werfers 6 die Schwärmbereichsgrenze erreicht, beispielsweise dann, wenn ein Mittelpunkt des Werferrohres 22 eine auf der Bewegungsbahn 85 durch einen Kreis markierte Stelle 87 erreicht. Von dieser Stel­ le 87 folgt nun der Wasserwerfer 6 der Schwärmbereichsgrenze - wie mit strichzweipunktierten Linien angedeutet - bis zur Stelle 88, an der die Schwärmbereichsgrenze - bezogen auf den Mittelpunkt des Werferrohres 22 - die Bewegungsbahn 85 schneidet und bewegt sich von der Stelle 88 in die Soll-Lage wieder entlang der strichpunk­ tierten Linie.

Die Steuerung des Wasserwerfers 6 zwischen der Ist- und der Soll-Lage erfolgt mittels einer Steuervorrichtung 89. Die Antriebs­ motoren 31 und 44 sind über Leitungen 90, 91 mit der Steuervorrich­ tung 89 verbunden, gleichfalls die Meßwertgeber 36 und 51, wie in Fig. 3 gezeigt.

Die Vorgabe der Soll-Lage für den Wasserwerfer 6 bzw. jedes belie­ bige andere Gerät erfolgt von einem Steuerpult 92 aus. Wie in der Zeichnung schematisch angeordnet, können auch weitere Steuerpulte 92 angeordnet sein. Jedes dieser Steuerpulte 92 weist einen Steuer­ hebel 93 auf, der bevorzugt in Art eines Pistolengriffes ausgebil­ det ist. Dieser Steuerhebel 93 ist gegenüber dem Steuerpult 92 in Richtung der beiden Pfeile 94 und 95, d. h. sowohl in horizontaler Richtung verdrehbar, als auch in vertikaler Richtung verschwenkbar. Die Stellung des Steuerhebels 93 gibt die Soll-Lage für den Wasser­ werfer 6 vor. In dem Steuerpult 92 sind dem Steuerhebel 93 daher zwei Soll-Meßwertgeber 96, 97 zugeordnet. Weiters sind noch zwei Taster 98 und 99 sowie eine Kontrollampe 100 auf dem Steuerpult 92 ange­ ordnet.

Es ist aber auch möglich, daß noch weitere Schalter bzw. Stell­ organe auf dem Steuerpult 92 angeordnet sind, um beispielsweise den Befehl Wassermarsch bzw. Wasserhalt oder die Mengenregelung des über dem Wasserwerfer auszutragenden Druckmittels sowie die Stel­ lung des Deflektors 81 regeln zu können.

Die Soll-Meßwertgeber 96 und 97 sind über einen Zwischenspeicher 101 an einen Analog-Digital-Konverter 102 und die beiden Taster 98, 99 und die Kontrollampe 100 sind an einen Zwischenspeicher 103 angeschlos­ sen. Über einen Zwischenspeicher 104 liegen die jeweils die Ist-Lage des Wasserwerfers 6 feststellenden Meßwertgeber 36 und 51 ebenfalls am Analog-Digital-Konverter 102 an.

Die Daten vom Analog-Digital-Konverter 102 werden einem Mikropro­ zessor 105 zugeführt, der in Verbindung mit einem EPROM 106 und einem Adressenspeicher 107 als Programmbaustein und einem Ein- und Ausgangskontroller 108, in dem ein RAM integriert ist, zusammenge­ schaltet ist. An dem Ein- und Ausgangskontroller 108 liegt der Ein­ gang eines Schalterblockes 109 an, mit dem verschiedene Fixfunk­ tionen programmiert bzw. gewählt werden können.

Die im Mikroprozessor 105 erarbeiteten Stellsignale für die An­ triebsmotoren 31 und 44 gelangen über eine Leitung 110 zu Treiber­ stufen 111 bzw. 112. Die Eingangssignale der Taster 98,99 sowie die Kontrollampe 100 sind über den Mikroprozessor 105 bzw. den Ein- und Ausgangskontroller 108 und dem EPROM 106 bzw. den Adressenspeicher 107 und einen Zwischenspeicher 113 an einem Relaisblock 114 ange­ schlossen. Ausgehend von diesem Relaisblock 114 wird beispielsweise der Antrieb 83 - Fig. 6 - für die Wassermengenregelung bzw. der An­ trieb für den Deflektor 81 oder ein Antrieb 115 für einen in eine am Wasserwerfer 6 angeordnete Öse 116 eingreifenden Verriegelungs­ zapfen 117 verbunden. Mit diesem Verriegelungszapfen 117 kann über den Antrieb 115 der Wasserwerfer 6 in seiner Transportstellung gegen ein unbeabsichtigtes Verschwenken und Verstellen mechanisch gesichert werden.

Zur Stromversorgung der Steuervorrichtung 89 sowie der Treiber­ stufen 111, 112 bzw. des Relaisblockes 114 ist eine Spannungsquelle 118 vorgesehen.

In Fig. 8 ist der Detail-Schaltplan eines Teils der Steuervorrich­ tung 89 für den Bereich zwischen den Soll-Meßwertgebern 96, 97 und dem Ausgang des Mikroprozessors 105 dargestellt. Die in den Soll-Meßwert­ gebern 96 und 97 aufgrund der Stellung des Steuerhebels 93 gewon­ nenen Analog-Signale werden über eine Datenleitung 119 dem Analog-Digital-Konverter 102 zugeführt. Die digitalen Ausgangssig­ nale werden über eine weitere Datenleitung 120 an den Mikroprozes­ sor 105 weitergeleitet. Entsprechend dem im EPROM 106 gespeicherten Programm werden diese Daten bzw. die digitalen Signale im Mikropro­ zessor 105 unter Mitbenutzung der im Ein- und Ausgangskontroller 108 bzw. im RAM sowie im Adressenspeicher 107 enthaltenen Daten ver­ arbeitet. Bei dieser Datenverarbeitung werden überdies die im Schalterblock 109 mit den Schaltern 121 vorgewählten Betriebsarten berücksichtigt. Über Programmschalter 122 und 123 kann der Mikro­ prozessor 105 und der Ein- und Ausgangskontroller 108 bzw. der RAM in eine Programmierstellung zum Abspeichern der Schwärmbereichs­ grenze 86 und mit dem Programmschalter 123 zum Programmieren und Abspeichern der Ablagestelle des Wasserwerfers bzw. der Einsatzvor­ richtung durch Abspeichern der anliegenden Dreh- bzw. Hubwerte im RAM innerhalb des Ein- und Ausgangskontrollers 108 verstellt wer­ den. Diese Ablagestellung kann auch innerhalb der durch die Schwärmbereichsgrenze 86 festgelegten Totzone - innerhalb welcher sich der Wasserwerfer 6 bei dem Nachführbetrieb anhand des Steuer­ hebels 93 nicht befinden darf - liegen.

Das Erreichen der Ablagestelle wird von einem Endschalter 124 - Fig. 7 - über eine Leitung 125 an den Ein- und Ausgangskontroller 108 rückgemeldet.

Mit den Schaltern 121 können je nach Schaltzustand unterschiedliche Verzögerungen und Beschleunigungen im Zuge des Nachführvorganges bei Verstellung des Steuerhebels 93 getrennt für das Heben und Drehen des Wasserwerfers 6 vorgewählt werden. Überdies ist es mög­ lich, die Wirkung der Taster 98 und 99 von direkter auf indirekte Steuerung umzustellen. Darunter versteht man, daß bei direkter Steuerung durch einen kurzen Tastendruck der Startvorgang des Was­ serwerfers ausgelöst wird, d. h. daß mit dem Antrieb 115 der Ver­ riegelungszapfen 117 aus der Öse 116 herausgezogen und somit der Wasserwerfer 6 für seine Bewegungen relativ zum Dach 20 des Ein­ satzfahrzeuges freigegeben wird, worauf er sich in eine vordefi­ nierte Ausgangsstellung begibt. Diese ist meist parallel zur Fahrt­ richtung und horizontal. Es ist aber auch möglich, daß nach dem Ab­ geben des Startsignales mit dem Taster 98 der Wasserwerfer die mit dem Steuerhebel 93 vorgegebene Position direkt anfährt. Bei der direkten Stopsteuerung wird bei Drücken des Tasters 99 der Wasser­ werfer vollautomatisch in die in Fig. 7 in vollen Linien gezeichnete Ablagestellung verbracht und dort durch Einschieben des Verriege­ lungszapfens 117 mechanisch fixiert.

Beim indirekten Steuervorgang muß der Taster 98 bzw. 99 so lange gedrückt werden, bis durch das Aufleuchten der Kontrollampe 100 das Erreichen der definierten Einsatzruhelage, beispielsweise parallel zur Längsachse des Fahrzeuges und horizontal oder die mit dem Steuerhebel 93 eingestellte Lage angezeigt wird.

Der Taster 98, der auch als Starttaster bezeichnet werden kann, dient auch dazu, beim Vorliegen mehrerer Steuerplätze für den Wasserwerfer 6 die Befehlsgewalt von jedem beliebigen Steuerplatz aus durch Drücken des Tasters 98 zu übernehmen. Wird an einem der Steuer- bzw. Bedienungsplätze, an dem ein Steuerhebel 93 angeordnet ist, der Taster 98 gedrückt, so wird vom Ein- und Ausgangskontrol­ ler 108 über die Leitungen 126 jeweils ein Relais erregt, welches die Steuerverbindung zwischen den anderen Steuer- bzw. Bedien­ plätzen und der Steuervorrichtung 89 unterbricht.

Die von den Meßwertgebern 36 und 51 ermittelten Ist-Lage-Signale des Wasserwerfers 6 werden ebenfalls über den Analog-Digital-Kon­ verter 102 dem Mikroprozessor 105 zugeführt, und es wird durch einen Vergleich der Meßwerte der Soll-Meßwertgeber 96 und 97 mit denen der Meßwertgeber 36 und 51 die Verstellgröße und in Abhängigkeit von der Größe des Verstellweges auch die Verstellgeschwindigkeit festgelegt. Außerdem wird durch die aufgrund der Soll- und Ist-Lage errechneten Koordinatenpunkte die Bewegungsbahn des Werferrohres 22 unter Berücksichtigung der Schwärmbereichsgrenze 86 errechnet und die entsprechenden Signalfolgen über eine Datenleitung 127 einem Stecker 128 zugeführt, der die Datenleitung 127 mit den Treiber­ stufen 111, 112 verbindet. Die Geschwindigkeitsregelung der An­ triebsmotoren 31 und 44, die durch Gleichstrommotoren gebildet sind, erfolgt über eine Pulsbreitenmodulation. Diese Pulsbreiten­ modulation ist für die Hub- und die Drehbewegung, also für die Be­ aufschlagung der Antriebsmotoren 31 und 44 voneinander unabhängig.

Zur Begrenzung des maximalen Schwenkwinkels bei der Hub- bzw. bei der Drehbewegung des Wasserwerfers 6 sind im Bereich des Schalter­ blockes 109 Schalter 129 und 130 vorgesehen. Je nach dem Schaltzu­ stand dieser beiden Schalter kann der Schwenkwinkel zwischen einem Bereich von 360° und 150° - im vorliegenden Ausführungsbeispiel nur für die Drehbewegung - durch einen sogenannten elektronischen An­ schlag begrenzt werden. Die maximalen Schwenkwinkel für die Höhen­ verstellung können mit einem Schalter 121, beim vorliegenden Aus­ führungsbeispiel entweder auf 45° oder auf 90°, festgelegt werden. Selbstverständlich ist es aber auch im Rahmen der Erfindung mög­ lich, jede beliebige Unterteilung für die Schwenkwinkelbegrenzung der Dreh- und Hubbewegung vorzusehen.

Dem Mikroprozessor 105 bzw. dessen RAM und Ein- und Ausgangskon­ troller 108 ist eine Batteriepufferschaltung 131 zugeordnet. Damit ist auch bei einem Ausfall der Netzversorgungsspannung sicherge­ stellt, daß die im RAM bzw. Ein- und Ausgangskontroller 108 und im Mikroprozessor 105 gespeicherten Daten und Programme nicht verloren gehen.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Ablageposition des Wasserwerfers 6 außerhalb der durch die Schalter 121 bzw. 129 und 130 festgelegten Grenzen vorzusehen.

In Fig. 9 ist eine Treiberstufe 111 für den Antriebsmotor 31 zur Höhenverstellung des Wasserwerfers 6 näher dargestellt. Die vom Stecker 128 über eine Leitung 132 für die Verstellgröße, eine Lei­ tung 133 für die Verstellgeschwindigkeit mit den Pulsbreiten­ modulationssignalen und eine Leitung für die Stromversorgung zuge­ führten Signale werden in einem Vergleicher 134 verglichen, um festzustellen, ob das Werferrohr 22 in Richtung auf das Dach 20 zu oder vom Dach 20 weg verstellt werden soll. Über einen Strombe­ grenzer 135 wird der zum Betrieb der Treiberstufen 111, 112 benötig­ te Strom erzeugt. Je nach dem, in welcher Richtung nun eine Ver­ stellung des Wasserwerfers 6 erforderlich ist, werden Leistungs­ transistoren 136, 137, bei welchen es sich bevorzugt um MOS-Feld­ effekttransistoren handelt, beaufschlagt. In Abhängigkeit von der Signalrichtung ist es möglich, diese Leistungstransistoren 136 über Inverter 138 zu beaufschlagen, während bei den entgegengesetzt ge­ richteten Signalen eine entsprechende Versorgungsspannung über Schalttransistoren 139 aufgebaut werden muß.

Die Ausgänge der Leistungstransistoren 136 bzw. 137 sind über die Leitung 90 mit dem Antriebsmotor 31 zusammengeschaltet. Jeweils einer der beiden Leistungstransistoren wird von der Leitung 133 - Fig. 8 - mit den Signalen zur Pulsbreitenmodulation und ein Leistungstransistor von der Leitung 132 mit den Signalen für die Verstellwerte beaufschlagt.

Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, anstelle der im Detail beschriebenen Ausführung jede beliebig anders ausge­ staltete Steuervorrichtung zu verwenden. Es ist auch möglich, die beschriebene Steuervorrichtung unabhängig von der speziellen Ge­ staltung des Wasserwerfers bzw. dem beschriebenen Verfahren zu verwenden.

Wenn die Steuervorrichtung 89 beispielsweise für die vollauto­ matische Verstellung und Nachführung des in Fig. 1 gezeigten Schein­ werfers 12 verwendet wird, ist es selbstverständlich auch möglich, anstelle der Verschwenkung und der Verdrehung des Scheinwerfers 12 gleichzeitig auch die Höhenverstellung mit der Verstelleinrichtung 14 voll automatisch zu steuern. Andererseits ist es aber auch mög­ lich, anstelle des beschriebenen Wasserwerfers einen Pulverwerfer, eine Drehleiter, eine Hebebühne oder dgl. zu steuern.

Claims (13)

1. Verfahren zum Nachführen einer fernsteuerbaren Einsatzvor­ richtung, insbesondere eines Wasserwerfers, entlang einer räumlichen Bewegungsbahn zwischen einer Ist-Lage und einer in einem Bewegungs­ bereich vorgesehenen Soll-Lage, dadurch gekennzeichnet, daß der räumlichen Bewegungsbahn zwischen einer Ist- und einer Soll-Lage eine vorgegebene, veränderbare räumliche Schwärmbe­ reichsgrenze überlagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn des Wasserwerfers zwischen der Ist- und der Soll-Lage in einem außerhalb des Schwärmbereiches liegenden Teil entlang der Schwärmbereichsgrenze geführt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß vorweg die Einsatzvorrichtung manuell gesteuert der ge­ wünschten Schwärmbereichsgrenze entlang geführt wird und gleich­ zeitig die der Schwärmbereichsgrenze entsprechende Bewegungsbahn gespeichert wird.

4. Einsatzvorrichtung mit einem Verstellantrieb zum Verschwen­ ken der Einsatzvorrichtung, insbesondere eines Wasserwerfers, um eine horizontale und/oder vertikale Achse, mit einer Steuer­ vorrichtung für den Verstellantrieb, der ein die Soll-Lage der Ein­ satzvorrichtung festlegende Soll-Meßwertgeber zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung einen programmierbaren Rechner umfaßt, über den die auf einem zwischen den beiden Schwenk­ ebenen der Einsatzvorrichtung angeordneten Verstellantriebe (37, 29) sowie zweite Meßwertgeber (36, 51) mit den Soll-Meßwertgebern (96, 97) für den Soll-Wert verknüpft sind, und daß dem Rechner ein Programmschalter (122, 123) zugeordnet ist, mit dem eine Speichereinheit, z. B. ein EPROM (106), ein Mikroprozessor (105) und ein RAM mit einem Adres­ senspeicher (107) des Rechners wahlweise zur Aufzeichnung und/ oder zur Steuerung aktivierbar ist.

5. Einsatzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellantriebe (37, 29) und Meßwertgeber (36, 51) des Wasserwerfers (6) auf einem Rohrkrümmer (24) angeordnet sind, die beiden stirnseitigen Flansche (33, 52) des Rohrkrümmers (24) über eine Lageranordnung (55) mit diesem verbunden sind und zumin­ dest einer der beiden Flansche (33, 52) an seiner Umfangsfläche mit einem Zahnkranz (34, 46) versehen ist.

6. Einsatzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rohrkrümmer (24) Halterungen für die zwei Verstell­ antriebe (29, 37) aufweist und der erste Verstellantrieb (37) über ein An­ triebsritzel (42) mit dem auf der Umfangsfläche des Flansches (33, 52) angeordneten Zahnkranz (46) im Eingriff steht, wobei der Flansch (52) ortsfest auf einem Tragkörper gelagert ist.

7. Einsatzvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der weitere Verstellantrieb (29) mit einem an den weiteren Flansch (33) anschließenden Werferrohr (22) über einen Höhenverstellantrieb (26) verbunden ist, der durch eine mit einem Antriebsmotor (31) gekuppelte Gewinde­ spindel (71) mit Wandermutter (74) gebildet ist, wobei die Wander­ mutter (74) mit dem Werferrohr (22) bewegungsverbunden ist und eine Antriebsachse des Höhenverstellantriebes (26) annähernd senkrecht zu einer Antriebsachse des mit dem Zahnkranz (46) am Flansch (52) im Eingriff stehenden Antriebsritzel (42) ausgerichtet ist.

8. Einsatzvorrichtung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Rohrkrümmer (24) durch ein Knie ge­ bildet und der mit dem Zahnkranz (46) versehene Flansch (52) in einer in etwa horizontal verlaufenden Ebene angeordnet ist und der in einer in etwa senkrecht verlaufenden Ebene angeordnete weitere Flansch (33) mit einem das Werferrohr (22) aufnehmenden Rohrteil (23) verbunden ist, der mit dem Höhenverstellantrieb (26) gekuppelt ist.

9. Einsatzvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verstellantriebe (29, 37) jeweils ein zwischen Antriebsmotor (31, 44) und Antriebsritzel (42) und/ oder Höhenverstellantrieb (26) angeordnetes Schneckengetriebe um­ fassen und daß die das Schneckenrad (41) lagernde Antriebswelle (40) auf der dem Antriebsritzel (42) und/oder Höhenverstell­ antrieb (26) gegenüberliegenden Seite mit einem Handbetätigungsor­ gan (32) gekuppelt ist.

10. Einsatzvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Zahnkranz (34, 46) am Flansch (33, 52) jeweils der über ein Ritzel (35, 50) mit diesem gekuppelte Meßwertgeber (36, 51) zugeordnet ist, wobei beide Flansche (33, 52) des Rohrkrümmers (24) mit einem Zahnkranz versehen sind und jedem der beiden Zahnkränze ein eigener Meßwertgeber zugeordnet ist.

11. Einsatzvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Außenring (54) der Lageranordnung (55) in einer Innennut (53) des Flansches (33, 52) und ein Innenring (56) auf einer Zylinderfläche des Rohrkrümmers (24) anliegt und die Lageranordnung (55) über einen innerhalb des Flansches (33, 52) lie­ genden scheibenförmigen Haltering (57) am Rohrkrümmer (24) positio­ niert ist und daß eine Dichtanordnung (59) zwischen dem scheibenförmigen Haltering (57) und dem diesen gegenüberliegenden Flansch (47) des anschließenden Rohrteiles (48) angeordnet ist.

12. Einsatzvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Flansch (33, 52) und dem Rohrkrümmer (24) ein weiteres ringförmig umlaufendes Dichtelement (60) mit in Richtung der beiden Teile vorgespannten Dichtschenkeln angeordnet ist.

13. Einsatzvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lageranordnung (55) aus im Rohrkrüm­ mer (24) im scheibenförmigen Haltering (57) und im Flansch (33, 52) angeordneten Laufringen (63-66) mit innerhalb diesen angeordneten Wälzkörpern (67) gebildet ist und die vier Laufringe mit einem kreissegmentartigen Querschnitt in den diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen eines durch den Rohrkrümmer (24) den Haltering (57) und den Flansch (33, 52) eingeschlossenen ringförmigen Hohlkörpers mit quadratischem Querschnitt angeordnet sind.