DE4024477A1 - Lenkbares mehrachsiges fahrzeug oder lenkbarer fahrzeugverband mit hintereinandergestaffelten arbeitsgeraeten zur flaechenbearbeitung und/oder -reinigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein lenkbares mehrachsiges Fahrzeug oder einen lenkbaren Fahrzeugverband mit hintereinandergestaffelten Arbeitsgeräten zur Flächenbearbeitung und/oder -reinigung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Flächenbearbeitungs- und/oder Reinigungsarbeiten ist es bisweilen erforderlich, mehrere Einzelarbeitsphasen nacheinander durchzuführen, die sich zu einem Gesamtarbeitsergebnis ergänzen. Die hierfür eingesetzten Arbeitsgeräte sind zweckmäßig hintereinandergestaffelt am selben Einsatzfahrzeug oder Fahrzeugverband angeordnet. Als Beispiel sei hier der Winterdienst mit Schneepflug in erster Position, Walzenbesen in zweiter Position und Blasanlage in dritter Position genannt. Die Arbeitsgeräte sind so ausgestattet, daß sie die gleiche Arbeitsspur bearbeiten können. Werden sie auch in einer gemeinsamen Flucht ausgerichtet, so ergibt sich bei Geradeausfahrt ein optimales Gesamtarbeitsergebnis.

Es hat sich gezeigt, daß sich das Gesamtarbeitsergebnis bei Kurvenfahrt erheblich verschlechtern kann. Die dem ersten Arbeitsgerät folgenden Arbeitsgeräte laufen auf Grund der Lenkgeometrie üblicher Einsatzfahrzeuge mit einer gelenkten Vorderachse und einer starren Hinterachse auf einem kleineren Kurvenradius und bilden dadurch einen gegenseitigen Arbeitsspurversatz und weichen von der vorgesehenen gemeinsamen Arbeitsrichtung ab. Abgesehen von einer Verringerung des Überdeckungsbereichs der Arbeitsspuren, besteht dabei auch die Gefahr, daß die Arbeitsergebnisse der vorangegangenen Arbeitsphasen wieder zunichte gemacht werden und/oder nachfolgende Arbeitsgeräte in ihrer Wirkung beeinträchtigt werden oder gar Schaden erleiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem lenkbaren mehrachsigen Fahrzeug oder lenkbaren Fahrzeugverband mit hintereinandergestaffelten Arbeitsgeräten auch bei Kurvenfahrt die Zusammenwirkung der Arbeitsgeräte zu optimieren.

Diese Aufgabe wird bei einem lenkbaren mehrachsigen Fahrzeug oder lenkbaren Fahrzeugverband mit hintereinandergestaffelten Arbeitsgeräten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Es ist im Fahrzeugbau zwar bekannt, zwangsgelenkte Allradlenkungen oder gelenkte Hinterachsen einzusetzen. Der Zweck dieser Maßnahmen besteht aber darin, den Raumbedarf von Fahrzeugen oder Fahrzeugverbänden bei Kurvenfahrten zu verringern. Eine unmittelbare Anwendung dieser Lehre auf Fahrzeuge oder Fahrzeugverbände mit hintereinandergestaffelten Arbeitsgeräten würde daher nicht den gewünschten Erfolg zeitigen.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden die Lenkeinschläge der lenkbaren Achsen vielmehr so gewählt, daß die einem ersten Arbeitsgerät nachfolgenden Arbeitsgeräte in der definierten Spur laufen, wie das erste Arbeitsgerät. Dadurch wird auch bei Kurvenfahrt der maximale Überdeckungsbereich der einzelnen Arbeitsspuren der Arbeitsgeräte gewährleistet. Zudem wird eine definierte Ausrichtung der Arbeitsgeräte zur jeweils aktuellen Fahrtrichtung eingehalten. Das Gesamtarbeitsergebnis ist daher stets optimal und nicht mehr vom Verlauf der gewählten oder vorgegebenen Fahrstrecke abhängig.

Unter lenkbaren Achsen sind sowohl Ausführungen zu verstehen, bei denen die Räder fest zur Achse ausgerichtet sind und die gesamte Achse nach Art der Drehschemellenkung geschwenkt wird, als auch solche, bei denen der Achskörper fest zum Fahrzeugchassis ausgerichtet ist und die einzeln aufgehängten Räder geschwenkt werden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Steuerung des Lenkeinschlags der Hinterachse oder Hinterachsen in Abhängigkeit, z. B. des Lenkeinschlags der Vorderachse, erfolgt.

Die Stellung des Lenkrades in der Fahrerkabine beeinflußt dann wie bisher die Vorderachse. Der Lenkeinschlag der Hinterachse folgt dem vorgegebenen Lenkeinschlag der Vorderachse. Natürlich beeinflussen die Lenkeinschläge das Kurvenverhalten in der Weise, daß bei langgezogenen Kurven z. B. der Fahrer eine geringere Drehung des Lenkrades vornehmen muß als dies bei einem Fahrzeug mit starrer Hinterachse erforderlich wäre. Zum Ausweichen von Hindernissen ist aber ein unmittelbares Ansprechen des Lenkeinschlags der Vorderachse vorteilhaft.

Der Grad des Lenkeinschlags der Hinterachse in Abhängigkeit vom Lenkeinschlag der Vorderachse hängt vom Anbringungsort der Arbeitsgeräte ab. Beim eingangs genannten Beispiel wird der Schneepflug zweckmäßig vor der Vorderachse angeordnet, während der Walzenbesen zwischen der Vorderachse und der Hinterachse betrieben wird. Um die gleiche Arbeitsspur dieser beiden Arbeitsgeräte zu erreichen, muß der Lenkeinschlag der Hinterachse wesentlich größer gewählt werden, als der der Vorderachse, damit der mittlere Bereich des Fahrzeugs weit ins Kurvenäußere ausholen kann.

Bei einer praktischen Weiterbildung ist eine feste, z. B. mechanische Kopplung durch eine Lenkstange in Verbindung mit einem Lenkgetriebe vorgesehen. Dessen Übersetzungsverhältnis ist für feste Anbringungsorte der Arbeitsgeräte bemessen.

Bei dieser Lösung ist man zwar auf feste Anbringungsorte für die Arbeitsgeräte am Fahrzeug beschränkt. Dafür ist aber die konstruktive Ausgestaltung unkompliziert und daher kostengünstig realisierbar.

Eine andere Alternative sieht einen Steuerrechner vor, der den Lenkeinschlag der Hinterachse oder Hinterachsen auf Grund des Lenkeinschlags der Vorderachse oder Vorderachsen sowie auf Grund der Anbringungsorte der Arbeitsgeräte in Abhängigkeit tabellarischer Werte steuert.

Eine derartige Ausgestaltung erlaubt eine größere Flexibilität hinsichtlich der Art der verwendbaren Arbeitsgeräte und deren Anbringungsort. Nach Umrüstung eines Fahrzeugs ist es dann lediglich erforderlich, die Daten für die aktuellen Anbringungsorte der Arbeitsgeräte in den Steuerrechner einzugeben. Die richtige Wahl der Lenkeinschläge der vom Steuerrechner gesteuerten Achsen erfolgt dann automatisch.

Eine weitere Möglichkeit der Steuerung besteht darin, den Lenkeinschlag der Hinterachse oder Hinterachsen in Abhängigkeit der Arbeitsspur des in Fahrtrichtung ersten Arbeitsgerätes vornehmen zu lassen.

Hierbei muß weder der Anbringungsort der Arbeitsgeräte noch der Lenkeinschlag der Vorderachse berücksichtigt werden. Die Steuerung der Lenkeinschläge der Hinterachse bzw. der nachfolgenden Achsen orientiert sich vielmehr an der durch das Arbeitsergebnis des ersten Arbeitsgerätes erkennbaren Arbeitsspur. Für das Bedienungspersonal ist diese Lösung besonders komfortabel, denn sie ermöglicht eine hohe Flexibilität hinsichtlich des Einsatzes und der Anbringungsorte von Arbeitsgeräten bei gleichzeitigem Verzicht auf eine Eingabe von Daten der Anbringungsorte, wodurch schlechte Arbeitsergebnisse auf Grund von Fehleingaben vermieden werden.

Bei einer praktischen Ausgestaltung sind Sensoren zur Erfassung der Arbeitsspur des in Fahrtrichtung ersten Arbeitsgerätes und Sensoren zur Erfassung der Arbeitsspuren der weiteren Arbeitsgeräte sowie ein Steuerrechner vorgesehen. Der Steuerrechner steuert den Lenkeinschlag der Hinterachse oder Hinterachsen in Abhängigkeit eines Arbeitsspurversatzes der Arbeitsgeräte.

Diese Ausgestaltung stützt sich auf die Überlegung, daß die Arbeitsgeräte durch den Bearbeitungsvorgang eine Veränderung der bearbeiteten Fläche innerhalb der Spur des Arbeitsgerätes bewirken. Diese Veränderungen ermöglichen es, die Arbeitsspuren mittels Sensoren zu erfassen. Ein eintretender Spurversatz kann durch Vergleich der Arbeitsspuren aufeinanderfolgender Arbeitsgeräte erkannt und durch Änderung des Lenkeinschlags der Hinterachse beseitigt werden. Das Gesamtsystem aus Fahrzeug, Arbeitsgeräten, Sensoren, Steuerungsrechner und Lenkung bildet so einen geschlossenen Regelkreis, der unter allen praktisch vorkommenden Einsatzbedingungen ein optimales Gesamtarbeitsergebnis sichert.

Das mit der Erfindung angestrebte Ziel läßt sich auch dadurch unterstützen, daß die Arbeitsrichtung der Arbeitsgeräte selbst in der gewünschten Weise beeinflußt wird.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der weiteren Beschreibung und der Zeichnung, anhand der die Erfindung beispielhaft erläutert wird.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Fahrzeugverband mit mehreren Arbeitsgeräten in Geradeausfahrt,

Fig. 2 einen Fahrzeugverband mit mehreren Arbeitsgeräten, bei dem nur die Vorderachse lenkbar ist, in Kurvenfahrt,

Fig. 3 einen Fahrzeugverband mit mehreren Arbeitsgeräten bei kombinierter Steuerung der Lenkeinschläge der Vorderachse und der Hinterachse in Kurvenfahrt und

Fig. 4 ein Einzelfahrzeug mit mehreren Arbeitsgeräten bei kombinierter Steuerung der Lenkeinschläge der Vorderachse und der Hinterachse in Kurvenfahrt.

Fig. 1 zeigt einen Fahrzeugverband 10 in Geradeausfahrt. Der Fahrzeugverband 10 besteht aus einem Zugfahrzeug 12 und einem Anhänger 14, die jeweils mit einem Arbeitsgerät 16, 18 versehen sind. Bei dem in Fahrtrichtung F ersten Arbeitsgerät mit der Arbeitsrichtung A (senkrecht zur Längsachse) handelt es sich um einen Schneepflug 16, während das nachfolgende Arbeitsgerät ein Walzenbesen 18 ist. Beide Fahrzeuge 12, 14 besitzen jeweils eine lenkbare Vorderachse 20, 24 und eine starre Hinterachse 22, 26.

Durch die Arbeitsbreite des Schneepflugs 16 ist eine erste Arbeitsspur 28 vorgegeben. Der Walzenbesen 18 weist die gleiche Arbeitsbreite wie der Schneepflug 16 auf und arbeitet in einer zweiten Arbeitsspur 30. Da er in Flucht mit dem Schneepflug liegt, decken sich bei Geradeausfahrt die beiden Arbeitsspuren 28, 30 (und die Arbeitsrichtungen A verlaufen gleich), und es läßt sich ein optimales Gesamtarbeitsergebnis erzielen.

In Fig. 2 ist der gleiche Fahrzeugverband 10 dargestellt, jedoch vollführt er hier eine Kurvenfahrt. Es zeigt sich, daß die zweite Arbeitsspur 30 in das Innere der Kurve verlagert ist. Nur in einem kleinen Bereich 32 tritt noch eine Überdeckung der beiden Arbeitsspuren 28, 30 auf. Allein diese Erscheinung bewirkt schon eine Einschränkung des Arbeitsergebnisses. Hinzu kommt aber noch, daß der Walzenbesen 18 in einem ungeräumten Bereich arbeiten muß und neben der Überwindung eines erheblichen Arbeitswiderstandes auch einem erhöhten Verschleiß und einer Verstopfungsgefahr unterliegt.

Ursache für den Versatz der Arbeitsspuren 28, 30 ist der Umstand, daß die starren Hinterachsen 22, 26 des Zugfahrzeugs 12 und des Anhängers 14 auf einem kleineren Kurvenradius laufen als die jeweiligen Vorderachsen 20, 24 und sich der Versatz der Arbeitsspuren 28, 30 ins Kurveninnere von der Front zum Heck des Fahrzeugverbandes 10 stetig fortpflanzt.

Fig. 3 zeigt einen Fahrzeugverband 10 mit ebenfalls mehreren Arbeitsgeräten 16, 18. Die Arbeitsgeräte sind an den gleichen Anbringungsorten der Fahrzeuge angeordnet wie bei den Fig. 1 und 2 gezeigten Fahrzeugen. Die Fahrzeuge in Fig. 3 besitzen zusätzlich lenkbare Hinterachsen 22, 26, die in Kombination mit den lenkbaren Vorderachsen 20, 24 gesteuert sind. Der Lenkeinschlag der Hinterachsen 22, 26 ist so gewählt, daß sowohl der Schneepflug 16 als auch der Walzenbesen 18 in der gleichen Arbeitsspur geführt sind. Dadurch ergibt sich auch bei Kurvenfahrt ein optimales Gesamtarbeitsergebnis.

Fig. 4 zeigt ein Einzelfahrzeug 12 mit mehreren Arbeitsgeräten 16, 18 bei kombinierter Steuerung der Lenkeinschläge der Vorderachse 20 und der Hinterachse 22 in Kurvenfahrt. Bei den Arbeitsgeräten kann es sich ebenfalls um einen Schneepflug 16 und einen Walzenbesen 18 handeln. Bei relativ kurzen Einzelfahrzeugen ist zwar der Versatz der Arbeitsspuren 28, 30 nicht so groß wie bei einem Fahrzeugverband. Prinzipiell tritt er aber auch hier verbunden mit den oben erläuterten Nachteilen auf, so daß die Anwendung der Erfindung sowohl bei Einzelfahrzeugen als auch Fahrzeugverbänden, zu denen auch Sattelfahrzeuge gerechnet werden, sinnvoll ist.

Allgemein ist durch den Stand der Technik eine Vorrichtung bekannt, die für die hydraulische Steuerung von Lenkachsen von Fahrzeugen verwendet wird, um die beim Stand der Technik übliche Spurtreue zu ermöglichen. Mit dieser Vorrichtung läßt sich beispielsweise die Hinterachse eines Anhängers in Abhängigkeit der Auslenkung des Vorderschemels der Vorderachse des Anhängers in der Weise auslenken, daß die erwünschte Spurtreue erzielt wird.

Dabei umfaßt die bekannte Vorrichtung ein Steuergerät für die Auslenkung der hinteren Achse. Diesem Steuergerät werden die Daten der Auslenkung des Vorderschemels der vorderen Achse zugeführt, und nach Maßgabe dieser Daten erfolgt dann eine Ansteuerung der Verdrehung der Hinterachse im Sinne der Spurtreue.

Diese an sich bekannte Vorrichtung läßt sich mit Vorteil bei der Erfindung einsetzen. Es ist dabei lediglich erforderlich, dem Steuergerät für die Ansteuerung der Auslenkung der Hinterachse diejenigen zuvor ermittelten Daten zuzuführen, welche dafür sorgen, daß eine überproportionale Steuerung der Hinterachse in Abhängigkeit der Verdrehung der Vorderachse erfolgt, so daß stets die gleiche Arbeitsspur eingehalten wird. Selbstverständlich läßt sich die Vorrichtung nicht nur für einen Anhänger, sondern auch für das eigentliche Fahrzeug selbst verwenden, um die Hinterachse in Abhängigkeit der Auslenkung der Vorderachse entsprechend überproportional zu steuern.

Claims (6)

1. Lenkbares mehrachsiges Fahrzeug (12) oder lenkbarer Fahrzeugverband (10) mit hintereinandergestaffelten Arbeitsgeräten (16, 18) zur Flächenbearbeitung und/oder -reinigung, die bei Geradeausfahrt in einer definierten Arbeitsspur (28, 30) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsgeräte (16, 18) auch bei Kurvenfahrt durch kombinierte Steuerung der Lenkeinschläge wenigstens zweier lenkbarer Achsen (20, 22, 24, 26) sowie gegebenenfalls durch Steuerung der Arbeitsrichtung (A) der Arbeitsgeräte selbst in der definierten Arbeitsspur (28, 30) und mit definierter Arbeitsrichtung (A) geführt sind.

2. Lenkbares mehrachsiges Fahrzeug (12) oder lenkbarer Fahrzeugverband (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Lenkeinschlags der Hinterachse oder Hinterachsen (22, 26) in Abhängigkeit des Lenkeinschlags der Vorderachse (20, 24) erfolgt.

3. Lenkbares mehrachsiges Fahrzeug (12) oder lenkbarer Fahrzeugverband (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine feste, z. B. mechanische Kopplung durch eine Lenkstange in Verbindung mit einem Lenkgetriebe vorgesehen ist, dessen Übersetzungsverhältnis für feste Anbringungsorte der Arbeitsgeräte (16, 18) bemessen ist.

4. Lenkbares mehrachsiges Fahrzeug (12) oder lenkbarer Fahrzeugverband (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerrechner vorgesehen ist, der den Lenkeinschlag der Hinterachse oder Hinterachsen (22, 26) auf Grund des Lenkeinschlags der Vorderachse oder Vorderachsen (20, 24) sowie auf Grund der Anbringungsorte der Arbeitsgeräte (16, 18) in Abhängigkeit tabellarischer Werte steuert.

5. Lenkbares mehrachsiges Fahrzeug (12) oder lenkbarer Fahrzeugverband (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Lenkeinschlags der Hinterachse oder Hinterachsen (22, 26) in Abhängigkeit der Arbeitsspur (28) des in Fahrtrichtung ersten Arbeitsgerätes (16) erfolgt.

6. Lenkbares mehrachsiges Fahrzeug (12) oder lenkbarer Fahrzeugverband (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren zur Erfassung der Arbeitsspur (28) des in Fahrtrichtung ersten Arbeitsgerätes (16) und Sensoren zur Erfassung der Arbeitsspuren (30) der weiteren Arbeitsgeräte (18) sowie ein Steuerrechner vorgesehen sind und daß der Steuerrechner den Lenkeinschlag der Hinterachse oder Hinterachsen (22, 26) in Abhängigkeit eines Arbeitsspurversatzes der Arbeitsgeräte (16, 18) steuert.