EP0210347A2 - Schneekehrwalze - Google Patents
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- EP0210347A2 EP0210347A2 EP86105741A EP86105741A EP0210347A2 EP 0210347 A2 EP0210347 A2 EP 0210347A2 EP 86105741 A EP86105741 A EP 86105741A EP 86105741 A EP86105741 A EP 86105741A EP 0210347 A2 EP0210347 A2 EP 0210347A2
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- E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
- E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
- E01H1/02—Brushing apparatus, e.g. with auxiliary instruments for mechanically loosening dirt
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- E01H1/056—Brushing apparatus, e.g. with auxiliary instruments for mechanically loosening dirt with driven brushes having horizontal axes
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- E01H5/00—Removing snow or ice from roads or like surfaces; Grading or roughening snow or ice
- E01H5/04—Apparatus propelled by animal or engine power; Apparatus propelled by hand with driven dislodging or conveying levelling elements, conveying pneumatically for the dislodged material
- E01H5/08—Apparatus propelled by animal or engine power; Apparatus propelled by hand with driven dislodging or conveying levelling elements, conveying pneumatically for the dislodged material dislodging essentially by driven elements
- E01H5/09—Apparatus propelled by animal or engine power; Apparatus propelled by hand with driven dislodging or conveying levelling elements, conveying pneumatically for the dislodged material dislodging essentially by driven elements the elements being rotary or moving along a closed circular path, e.g. rotary cutter, digging wheels
- E01H5/092—Brushing elements
Definitions
- the invention relates to a snow brush roller for interchangeable attachment to a road service vehicle, as a bristled brush roller which is rotatably suspended on the vehicle about its horizontal longitudinal axis, which can be adjusted obliquely to the vehicle longitudinal direction, opposite to the wheels of the forward-moving vehicle.
- snow brush rollers are known per se; they are used for the so-called black clearance of snow-covered streets. Tests have shown that their combined use with a snow plow and / or a salt spreading device is particularly advantageous. In particular, they make it possible to significantly reduce the amount of salt spread.
- a snow brush roller is best used only up to snow depths of a few centimeters, for example in the wake of another snow removal device.
- the snow sweeping roller produces a lateral snow ejection according to its inclination, provided that the roller rotates at a certain minimum speed.
- Such a snow roller can either be attached to the front, rear or between the wheel axles on the road service vehicle.
- the invention is based on providing a snow brush roller of the type mentioned at the outset with a control device which enables low-wear operation of the snow brush roller with low energy consumption and which is particularly suitable for use in combination with a moving snow removing device.
- Feature a means that the roller speed increases or decreases with the speed of the road service vehicle.
- This rule takes into account the amount of snow depending on the vehicle speed.
- a ratio value of 1.2 may be sufficient for snow heights of up to 1 cm, while the ratio of roller circumferential speed to vehicle speed may increase up to 2.0 for larger snow heights, for example of 4 cm.
- a certain minimum throw distance regardless of the vehicle speed, e.g.
- the roll peripheral speed (w-min) is essential; this minimum speed should be set at around 5 km / h.
- the control device is individually programmable, the essential input data being listed in claim 4.
- the ratio of the circumferential roller speed to the vehicle speed is essentially to be selected as a function of the snow depth; the minimum roller circumferential speed (w-min) is generally a fixed value that is independent of the sweeping operation; if necessary, it also depends on the roll length.
- the roller diameter should be entered as precisely as possible, taking bristle wear into account. While the input data mentioned can be entered by manual setting, the respective vehicle speed must be continuously converted into a corresponding input signal, which is done, for example, via a tachometer generator.
- Flow control valve in the pressure line of a vehicle-driven hydraulic pump actuated to control the oil flow for a hydraulic roller drive.
- a controllable hydraulic pump or a constant pump While in the controllable hydraulic pump the oil flow is regulated in such a way that a constant pressure difference is always maintained between the pressure side of the hydraulic pump and the consumer pressure, in the constant pump the oil flow remains unchanged in the event of consumer pressure fluctuations; Here, the partial flow not consumed by the consumer is directed to the tank against the consumer pressure.
- the hydraulic pump is either powered by a power take-off or by a power take-off.
- the diagram shown on the following page shows the speed control characteristic of a snow roller according to the invention, different speed ratios w / f between values 1 and 2 being given.
- the proportions can be overlaid by a selectable minimum Wa ⁇ zenum catch speed (w-min), so that the proportionality course only with a driving Speed fl begins to end with the maximum roller circumferential speed w-max at the driving speed f2.
- the minimum roller circumferential speed w-min from driving speed f0 to fl is retained.
- the proportion w 1.3 x f applies.
- the performance limit of the hydraulic system is reached with w-max.
- the control device generates a warning signal so that the driver of the road service vehicle can reduce its speed.
- the roller circumferential speed remains constant at w-max.
- FIG. 1 shows a road service vehicle with a road salt container 2 on the loading platform 3.
- the front axle of the vehicle 1 is not shown.
- a snow plow is attached to the front of vehicle 1.
- the snow residue not removed from the snow plow is ejected to the side from the vehicle area by a snow roller 4, which is attached to the underside of the vehicle from the wheel axles.
- a salt spreader 5 connected to the rear of the vehicle 1 ensures an ice-free, non-slip road surface.
- the snow roller 4 rotates clockwise according to the drawn view.
- Arrow P1 i.e. opposite to the rotation acc.
- the snow-sweeping roller is driven hydraulically by means of a hydraulic pump 6, which is flange-mounted on the rear of a gear 7, which is connected on the drive side to a motor PTO 8.
- the hydraulic lines or other elements of the hydraulic circuit are not shown in the drawing, with the exception of the hydraulic motor 9 (Fig. 2) for driving the snow roller 4 and the hydraulic tank 10 attached to the underside of the vehicle as a unit with an associated one
- Fig. 3 the street sweeper roller 4 together with the suspension in the disassembled state is mounted on a height-adjustable chassis 27. whereby only one axis 28 of the chassis 27 with the wheels 29 is drawn in accordance with the sectional representation of the suspension.
- the snow brush roller 4 is shown in a top view of the vehicle 1 with an illustration of the essential vehicle outline in the right swivel position, with a swivel cylinder 30 being extended.
- the swivel cylinder 30 is articulated on the one hand on the right holding strut 23 and on the other hand on a bolt 31 which is firmly connected to the holding part 26 (cf. FIG. 3).
- FIG. 4 shows a hydraulic diagram with a controllable hydraulic pump 6 for driving the hydraulic motor 9 of the snow roller 4.
- the respective driving speed (T) is determined via a tachometer generator 32.
- Whose signal is amplified in the control electronics 12;
- the desired ratio of the roller circumferential speed to the vehicle speed and the minimum roller circumferential speed are manually scanned into the control electronics.
- the output signal actuates a proportionally controllable flow control valve 33, soft in Art Siner ßlende regulates the oil flow on the pressure side of the hydraulic pump 6, in such a way that a constant pressure difference between the pressure side (at a) of the hydraulic pump 6 and the consumer pressure (at b) is always maintained.
- the two pressure values (at a, b) form input signals for pump control.
- the flow control valve 33 is integrated in the control system of the hydraulic pump.
- the hydraulic pump 6 is driven via a PTO shaft 8 and a clutch 34 to the vehicle engine 35.
- a warning signal (at 37) is triggered via a pressure switch 36. It means that the maximum delivery rate of the hydraulic system and thus also the maximum roller peripheral speed have been reached. If the vehicle speed increased further, the proportion between the circumferential roller speed and the vehicle speed entered into the control electronics could no longer be maintained.
- a switch-on valve 38 is shown in the “off” position, the hydraulic pump 6 conveying into the reservoir 40 via a short-circuit line 39.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Schneekehrwalze für den Wechselanbau an ein Straßendienst-Fahrzeug, als borstenbesetze Kehrwalze, welche am Fahrzeug um ihre waagrechte, zur Fahrzeuglängsrichtung schräg anstellbare Längsachse entgegengesetzt zu den Rädern des vorwärts bewegten Fahrzeugs rotierbar aufgehängt ist.
- Derartige Schneekehrwalzen, sind an sich bekannt; sie dienen der sogenannten Schwarzräumung von verschneiten Straßen. Versuche haben gezeigt, daß ihr kombinierter Einsatz mit einem Schneepflug und/oder einer Salzstreueinrichtung besonders vorteilhaft ist. Sie ermöglichen insbesondere eine erhebliche Reduzierung der ausgestreuten Salzmenge. Der Einsatz einer Schneekehrwalze erfolgt zweckmäßig nur bis zu Schneehöhen von wenigen Zentimetern, z.B. im Nachlauf zu einem anderen Schneeräumgerät. Die Schneekehrwalze erzeugt dabei entsprechend ihrer Schrägstellung einen seitlichen Schneeauswurf, unter der Voraussetzung, daß die Walze mit einer bestimmten Mindestdrehzahl rotiert. Eine derartige Schneekehrwalze kann entweder frontseitig, heckseitig oder zwischen den Radachsen am Straßendienst-Fahrzeug angebracht sein.
- Bekannte Schneekehrwalzen arbeiten mit hohem Verschleiß und Energieverbrauch.
- Dem gegenüber liegt die Erfindung zugrunde, eine Schneekehrwalze der eingangs genannten Art mit einer Steuereinrichtung zu versehen, welche einen verschleißarmen Betrieb der Schneekehrwalze bei niedrigem Energieeinsatz ermöglicht und welche sich insbesondere für einen Einsatz in Kombination mit einen vorrausfahrendem Schneeräumgerät eignet.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steuereinrichtung gelöst, die ein Einstellen oder Verändern der Walzendrehzahl nach folgenden Regeln ermöglicht:
- a) Die Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) verändert sich proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit (f);
- b) die Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) ist im Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit (f) über deren einfachem und bis zu deren doppeltem Betrag einstellbar;
- c) es ist ein Mindestbetrag der Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-min) einstellbar, welcher bei Langsamfahrt oder stehendem Fahrzeug nicht unterschritten wird.
- Merkmal a) bedeutet, daß die Walzendrehzahl mit der Geschwindigkeit des Straßendienst-Fahrzeugs steigt oder sinkt. Durch diese Regel wird der von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängenden Schneemenge Rechnung getragen. Hinzu kommt als besonders wichtige Bedingung die Regel gem. Merkmal b), wonach die Walzenumfangsgeschwindigkeit stets größer als die Fahrzeuggeschwindikeit, nämlich bis zu deren doppelten Betrag - in Stufen oder stufenlos - einstellbar ist. Beispielsweise kann bei Schneehöhen bis zum 1 cm ein Verhältniswert von 1,2 ausreichend sein, während bei größeren Schneehöhen, z.B. von 4 cm der Verhältniswert Walzenumfangsgeschwindigkeit zu Fahrzeuggeschwindigkeit bis zu 2,0 ansteigen kann. Um eine bestimmte Mindestwurfweite unabhängig von der jeweiligen Fahrzeuggeschwindikeit, also beispielsweise auch im Stand des Fahrzeuges oder beim Verzögern vor einer Ampel zu erzielen, damit der Schnee aus dem Fahrzeugbereich seitlich neben das Fahrzeug gekehrt wird, ist im Sinne von Merkmal c) die Einstellung eines Mindestbetrages der Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-min) wesentlich; diese Mindestgeschwindigkeit ist dabei etwa mit 5 km/h anzusetzen. Trotz der damit erzielbaren kurzen Wurfweiten etwa in der Größenordnung von 1 bis 2 m ist die Kehraufgabe noch erfüllbar indem jedes Schneeelement mehrfach von der Walze erfaßt wird, bis es aus dem Fahrzeugbereich ausgeworfen wird.
- Wenn auf diese Weise z.B. der Schneerest, der hinter einem Schneepflug stets auf der Straßenoberfläche liegen bleibt , sauber von der Straßenoberfläche weggekehrt wird, so ergibt sich neben dem verbesserten Reinigungseffekt der zusätzliche Vorteil, daß dann weniger Salz eingesetzt werden muß, um die Straßenoberfläche vereisungsfrei zu halten.
- Im Rahmen der Erfindung ist wesentlich, daß die Steuereinrichtung individuell programmierbar ist, wobei die wesentlichen Eingabedaten im Patentanspruch 4 aufgeführt sind. Das Verhältnis Walzenumfangsgeschwindigkeit zu Fahrzeuggeschwindigkeit ist im wesentlichen in Abhängigkeit von der Schneehöhe zu wählen; die Mindest-Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-min) ist im allgemeinen ein fester, vom Kehreinsatz unabhängiger Wert; gegebenenfalls ist er auch von der Walzenlänge abhängig. Der Walzendurchmesser ist möglichst genau unter Berücksichtigung der Borstenabnutzung einzugeben. Während die genannten Eingabedaten durch manuelles Einstellen eingegeben werden können, muß die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit laufend in ein entsprechendes Eingangssignal umgesetzt werden, was beispielsweise über einen Tachogenerator geschieht.
-
- Stromregelventil in der Druckleitung einer fahrzeugseitig angetriebenen Hydraulikpumpe zur Regelung des ölstroms für einen hydraulischen Walzenantrieb betätigt. Dabei kommt eine Ausführung mit regelbarer Hydraulikpumpe oder Konstantpumoe mfrage. Während bei der regelbaren Hydraulikpumpe der Ölstrom so geregelt wird, daß immer ein konstanter Druckunterschied zwischen der Druckseite der Hydraulikpumpe und dem Verbraucherdruck aufrechterhalten wird, bleibt bei der Konstantpumpe der Ölstrom bei Verbraucherdruckschwankungen unverändert; hier wird der vom Verbraucher nicht abgenommene Teilstrom gegen den Verbraucherdruck zum Tank geleitet.
- Die Kraftabnahme für die Hydraulikpumpe erfolgt entweder über einen Nebenabtrieb vom Getriebe oder über eine Motorzapfwelle.
- Das auf der folgenden Seite abgebildete Diagramm zeigt die Geschwindigkeitsregelungs-Charakteristik einer erfindungsgemaßen Schneekehrwalze, wobei verschiedene Geschwindigkeitsverhältnisse w/f zwischen den Werten 1 und 2 angegeben sind. Die Proportionalitäten können durch eine wählbare Mindest-Waïzenum-Fangsgeschwindigkeit (w-min) überïagert werden, so daß der Proportioalitätsverlauf erst bei einer Fahrge- schwindigkeit fl beginnt, um mit Erreichen der maximalen Walzenumfangsgeschwindigkeit w-max bei der Fahrgeschwindigkeit f2 zu enden. Die im Diagramm eingetragenen Werte beziehen sich auf ein Geschwindigkeitsverhältnis w/f = 1,3. Entsprechend diesem Beispiel bleibt die Mindest-Walzenumfangsgeschwindigkeit w-min von Fahrgeschwindigkeit f0 bis fl erhalten. Bei Steigerung der Fahrgeschwindigkeit f1 bis f2 gilt die Proportion w=1,3 x f. Bei der Fahrgeschwindigkeit f2 ist die Leistungsgrenze des Hydraulikanlage mit w-max erreicht. Hier erzeugt die Steuereinrichtung ein Warnsignal, damit der Fahrer des Straßendienst-Fahrzeugs dessen Geschwindigkeit zurücknehmen kann. Erhöht er hingegen die Fahrgeschwindigkeit , so bleibt die Walzenumfangsgeschwindigkeit konstant bei w-max. Beim Erreichen der Fahrgeschwindigkeit f3 ist der Verhältniswert w/f=1 erreicht, d.h. ab hier ist ein spürbarer Kehreffekt nicht mehr erzielbar.
- Damit auch bei AbnUtzung der Borsten der Schneekehrwalze die eingestellte Proportion des Verhältniswerts w/f erhalten bleibt, wird an die Steuerelektronik der Arbeitswalzen Durchmesser eingegeben, d.h. bei der Ermittlung der Walzendrehzahl wird das Durchmesserverhälntis von abgenutzter Walze (Durchmesser d) zu Neuwalze (Durchmesser D) als Korrekturfaktor berücksichtigt, z.B. nach der Formel
- w = D x d/D xΠ x n,
- Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
- Fig. 1 eine zwischen den Achsen eines Straßendienst-Fahrzeugs eingebaute Schneekehrwalze in der Seitenansicht;
- Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schneekehrwalze gem. Fig. 1;
- Fig. 3 in vergrößerter Darstellung eine vom Fahrzeug abgebaute Schneekehrwalze mit dazugehöriger Aufhängung im vertikalen Längsschnitt;
- Fig. 4 ein Hydraulikschema zur Steuerung des Walzenantriebs und
- Fig. 5 ein Hydraulikschema zur Einstellung des Walzendrucks.
- Fig. 1 zeigt ein Straßendienst-Fahrzeug mit einem Streusalzbehälter 2 auf der Ladepritsche 3. Die Vorderachse des Fahrzeugs 1 ist nicht dargestellt. Man kann sich vorstellen, daß frontseitig am Fahrzeug 1 ein Schneepflug angebaut ist. Der vom Schneepflug nicht entfernte Schneerest wird von einer zwischen den Radachsen des Fahrzeugs auf dessen Unterseite angebrachten Schneewalze 4 aus dem Fahrzeugbereich zur Seite hin ausgeworfen . Ein heckseitig am Fahrzeug 1 angeschlossenes Salzstreugerät 5 sorgt für eine eisfreie, griffige Straßenoberfläche.
- Die Schneekehrwalze 4 rotiert , bezogen auf die gezeichnete Ansicht im Uhrzeigersinn gem. Pfeil P1, also entgegengesetzt zur Drehung gem. Pfeil P2 der Fahrzeugräder bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs 1.
- Die Schneekehrwalze wird hydraulisch angetrieben mittels einer Hydraulikpumpe 6, welche heckseitig an einem Getriebe 7 angeflanscht ist, welches antriebsseitig mit einer Motorzapfwelle 8 verbunden ist. Die Hydraulikleitungen oder sonstigen Elemente des Hydraulikkreises sind in der Zeichnung nicht dargestellt, mit Ausnahme des Hydraulikmotors 9 (Fig. 2) für den Antrieb der Schneekehrwalze 4 und des an der Fahrzeugunterseite befestigten Hydrauliktanks 10 der als Baueinheit mit einem zugehörigen
- In Fig. 3 ist die straßenkehrwalze 4 samt Aufhängung im demontierten Zustand auf einem höhenverstellbaren Fahrgestell 27 gelagert dargesteilc. wobei entsprechend der SChnittdarstellung der Aufhängung nur eine Achse 28 des Fahrgestells 27 mit den Rädern 29 gezeichnet ist.
- Gem. Fig. 2 ist die Schneekehrwalze 4 in Draufsicht auf das Fahrzeug 1 mit Darstellung der wesentlichen Sahrzeugumrisse in der rechten Schwenklage gezeichnet, wobei ein Schwenkzylinder 30 ausgefahren ist. Der Schwenkzylinder 30 ist einerseits an der rechten Haltestrebe 23 , andererseits an einem Bolzen 31 angelenkt, welcher mit dem Halteteil 26 fest verbunden ist (vgl. Fig. 3).
- In Fig. 4 ist ein Hydraulikschema mit einer regeibaren Hydraulikpumpe 6 für den Antrieb des Hydraulikmotors 9 der Schneekehrwalze 4 dargestellt. Die jeweilige Fahrgeschwindigkeit (T) wird über einen Tachogenerator 32 ermittelt. Dessen Signal wird in der Steuerelektronik 12 verstärkt; das gewünschte Verhältnis der Walzenumfangsge4schwindigkeit zur Fahrzeuggeschwindigkeit und die Mindest-Walzenumfangsgeschwindigkeit werden manuell an die Steuerelektronik eingegecen. Deren Ausgangssignal betätigt ein proportional ansteuerbares Stromregelventil 33, weiches in Art siner ßlende den Ölstrom auf der Druckseite der Hydraulikpumpe 6 regelt, und zwar so, daß immer ein konstanter Druckunterschied zwischen der Druckseite (bei a) der Hydraulikpumpe 6 und dem Verbraucherdruck (bei b) aufrechterhalten wird. Die beiden Druckwerte (bei a, b) bilden Eingangssignale für die Pumpenregelung. Das Stromregelventil 33 ist in der Praxis in das Regelsystem der Hydraulikpumpe integriert. Die Hydraulikpumpe 6 wird über eine Zapfwelle 8 und eine Kupplung 34 zum Fahrzeugmotor 35 angetrieben.
- Zeigt der Verbraucherdruck (bei b) den Einstelldruck eines Druckbegrenzungsventils an, so wird über einem Druckschalter 36 ein Warnsignal (bei 37) ausgelöst. Es bedeutet, daß die maximale Fördermenge des Hydrauliksystems und damit auch die maximale Walzenumfangsgeschwindigkeit erreicht sind. Bei einem weiteren Ansteigen der Fahrzeugsgeschwindigkeit könnte die in die Steuerelektronik eingegebene Proportion zwischen Walzenumfangsgeschwindigkeit und Fahrzeuggeschwindigkeit nicht mehr aufrechterhalten werden.
- Ein Einschaltventil 38 ist in der "Aus"-Stellung dargestellt, wobei die Hydraulikpumpe 6 über eine Kurzschlußleitung 39 in den Vorratsbehälter 40 fördert.
-
wobei "w" die Walzenumfangsgeschwindigkeit und "n" die Walzendrehzahl bedeuten.
Claims (6)
gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Einstellen oder Verändern der Walzendrehzahl nach den folgenden Regeln:
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ermittlung der Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) der Walzendurchmesser (d) je nach Walzengröße und/oder -abnutzung einstellbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung ein Warnsignal erzeugt wenn nach Überschreiten einer oberen Fahrzeuggeschwindigkeit (f-max) die maximale Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-max) erreicht ist.
daß die Steuereinrichtung eine Steuerelektronik (12) mit folgenden Eingangssignalwerten umfaßt:
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgangssignal der Steuerelektronik (12) ein proportionales Stromregelventil (33) in der Druckleitung einer fahrzeugseitig angetriebenen Hydraulikpumpe (6) zur Regelung des Ölstroms für einen Hydraulikmotor (9) zum Antrieb der Schneekehrwalze (4) betätigt.
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung zum Einstellen des Auflagedrucks der Kehrwalze (4) auf nur einem Teil ihres Eigengewichts.
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