EP0973973B1 - Schneefrässchleuder - Google Patents

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EP0973973B1
EP0973973B1 EP98912189A EP98912189A EP0973973B1 EP 0973973 B1 EP0973973 B1 EP 0973973B1 EP 98912189 A EP98912189 A EP 98912189A EP 98912189 A EP98912189 A EP 98912189A EP 0973973 B1 EP0973973 B1 EP 0973973B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
snow
plow
blower
worm
milling
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98912189A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0973973A1 (de
Inventor
Werner Zaugg
Klaus Maurer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zaugg AG Eggiwil
Original Assignee
Zaugg AG Eggiwil
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zaugg AG Eggiwil filed Critical Zaugg AG Eggiwil
Publication of EP0973973A1 publication Critical patent/EP0973973A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0973973B1 publication Critical patent/EP0973973B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H4/00—Working on surfaces of snow or ice in order to make them suitable for traffic or sporting purposes, e.g. by compacting snow
    • E01H4/02—Working on surfaces of snow or ice in order to make them suitable for traffic or sporting purposes, e.g. by compacting snow for sporting purposes, e.g. preparation of ski trails; Construction of artificial surfacings for snow or ice sports ; Trails specially adapted for on-the-snow vehicles, e.g. devices adapted for ski-trails
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • 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
    • E01H5/098—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 about horizontal or substantially horizontal axises perpendicular or substantially perpendicular to the direction of clearing
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H4/00—Working on surfaces of snow or ice in order to make them suitable for traffic or sporting purposes, e.g. by compacting snow
    • E01H4/02—Working on surfaces of snow or ice in order to make them suitable for traffic or sporting purposes, e.g. by compacting snow for sporting purposes, e.g. preparation of ski trails; Construction of artificial surfacings for snow or ice sports ; Trails specially adapted for on-the-snow vehicles, e.g. devices adapted for ski-trails
    • E01H2004/026—Working on surfaces of snow or ice in order to make them suitable for traffic or sporting purposes, e.g. by compacting snow for sporting purposes, e.g. preparation of ski trails; Construction of artificial surfacings for snow or ice sports ; Trails specially adapted for on-the-snow vehicles, e.g. devices adapted for ski-trails for making half pipes

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for creating and maintaining a sidewall of a snow trough that rises in a curved shape.
  • Snow blowers are used to clear larger amounts of snow. These have a milling auger on the one hand and a centrifugal wheel on the other. The milling screw shreds the snow and feeds it to the centrifugal wheel, from which it is thrown out over a chimney (see e.g. CH 575 515, FR 2.101.924, FR 1,372,434).
  • Snow blowers are not only used in municipal areas (streets, parking lots, etc.) but also used to prepare ski and snowboard slopes. In any case the user is interested in the snow blower being as efficient as possible Has. If a commercial vehicle already exists, then its (often limited) Performance, the highest possible working speed can be achieved. If one anyway new commercial vehicle must be purchased, then has a lower power consumption the snow blower has the advantage that correspondingly in the performance of the commercial vehicle can be saved.
  • Snowboarding is particularly popular with young people. sophisticated However, drivers are not satisfied with driving on ordinary ski slopes, but rather seek the challenge in specially prepared, channel-like snow troughs, which Half pipe are called.
  • a snow trough has a flat cross section Middle part and two arched side walls. The radius of the side walls is in the range from 2.0 - 3.5 m.
  • the object of the invention is to provide a device of the beginning Specify the type mentioned, which are the problems existing in the prior art avoids and is characterized by an increased efficiency.
  • the device comprises a knife edge and one preceding this edge (in the direction of travel) Curved plow.
  • the snow blower On the lower side of the archer is the snow blower arranged.
  • the archer itself and its drive are designed so that the one to be removed Snow is driven down or in to the snow blower.
  • the snow is first shredded by the archer and conveyed downwards or inwards and then from there with a snow blower in one freely selectable direction according to the requirements of the individual case.
  • the snow is not direct in the invention brought to the outside, but first to the inside (where it actually cannot remain). From this location, the snow is now thrown away in a targeted manner.
  • the target direction can be chosen quite freely by the user. This makes it possible e.g. at the Maintain the snow trough to fill holes or to raise the side wall.
  • Another advantage of the invention is that the side wall is made as steep as desired can be.
  • the device for creating half-pipe slopes does not only have one single auger, but over a plurality of milling elements, soft on one Arch (according to the side wall to be created) are arranged.
  • the milling elements even have barrel-shaped envelopes to mill a continuous arc can.
  • the device according to the invention becomes rigid out front of the snow groomer. This gives the driver more precise control about the direction of travel. He notices directly on the vehicle when the archer wants to break out and can therefore give countermeasures.
  • an arc cutter is installed on the left and right of the vehicle, it can always be from below work upwards (i.e. uphill). It is therefore not necessary that Turning the vehicle at the top of the half pipe (which is often problematic). Furthermore In this way, both side walls of the half pipe slope can be removed from fresh snow at the same time be milled out. This procedure leads to a largely symmetrical one Burden. The unwanted torques that are sought, the whole device Turning out of the direction of travel is minimal.
  • the drive is e.g. a hydraulic motor, which is in series with another hydraulic motor is switched to drive the snow blower.
  • the arc milling machine is e.g. by multi-flight milling worms formed.
  • the unit according to the invention does not require any Bucket chain. This results in a simplified construction.
  • the knife edge is advantageously arranged in a surface inclined to the vertical plane.
  • the knife edge is supposed to form a curve that increases with increasing height moved forward (i.e. from the vertical plane in the direction of travel). In the steep terrain (when driving uphill) this ensures that the snow masses can easily be driven inwards Snow blower glide.
  • the knife edge preferably runs in one plane, which is inclined by a maximum of 30 ° (in particular 10 ° to 25 °) to the vertical.
  • the arc milling machine can be pivotable about an axis in such a way that it is used for transport purposes can be placed inside over the snow blower.
  • the swivel axis runs in Essentially in a horizontal plane (i.e. a plane parallel to the road). she can be turned slightly to the center of gravity in relation to the direction of travel Bring the arc cutter closer to the vehicle when folded.
  • the arc milling machine according to the invention is preferably in the form of a separable unit existing snow blower trained. That it can be mounted on the side as required become.
  • the centrifugal wheel is on one Line (i.e. on the same geometric axis) with the milling worm.
  • the Snow flow In contrast to conventional snow blowers, the Snow flow must not be diverted by 90 ° for feeding to the centrifugal wheel. This has an advantageous effect on efficiency and the power consumed.
  • the principle according to the invention is particularly suitable for clearing side walls and the creation of half pipe slopes.
  • centrifugal wheel and the milling worm are mounted on a common shaft. Centrifugal wheel and Milling worm are therefore rigidly coupled to each other in terms of rotation.
  • the drive can consequently, be structurally relatively simple.
  • the device is preferably equipped with a hydraulic drive. This is powered by the commercial vehicle. Parts of a hydraulic can also be a mechanical To come to the train.
  • the milling worm and the centrifugal wheel preferably run at different speeds.
  • a gear can be provided that has a certain reduction generated.
  • the lower rotation speed of the milling worm is for optimization efficiency is an advantage.
  • it can be used in the municipal area (e.g. at the clearance of side walls) may be desirable for safety reasons, if the milling worm runs relatively slowly (the peripheral speed of the Centrifugal wheel must not be less than a specified minimum size).
  • the reduction ratio is at least 1: 2, preferably about 1: 4.
  • the arc milling machine according to the invention does not require any particularly large dead weight to ensure directional stability. It is rigid with the vehicle connected and consequently has the appropriate leadership. It is therefore sought that detachable unit as easy to build as possible. It has been shown that it is possible is to get by with around one eighth of the dead weight of a known device.
  • FIG. 5a, b show a snow blower with a milling auger 18 (also called milling reel) and a centrifugal wheel 19 (ejection fan), which one have common axis of rotation 21. That the centrifugal wheel 19 is on a line behind the milling screw 18 arranged ("inline"). The milled from the auger 18 and shredded snow is thus pushed directly into the centrifugal wheel 19 without being deflected. There it is detected and ejected through the chimney 22 at high speed.
  • a milling auger 18 also called milling reel
  • a centrifugal wheel 19 ejection fan
  • the shaft 23 is only supported on one side, the snow blower is on outer end of the milling screw 18 open.
  • An input gear 20 is provided on the side of the centrifugal wheel 19.
  • act as a simple bevel gear which has a propeller shaft a commercial vehicle carrying the snow blower is driven.
  • the centrifugal wheel 19 is in one (in the radial direction) closed housing 24 housed. That in the axial area of the centrifugal wheel 19 no snow can be removed. It is only cleared in the area of Milling auger 18.
  • the snow blower described is therefore intended for applications where only one side of a lane or a slope is cleared or prepared must become. As an example, the side wall clearance in the communal area and that Creating and maintaining called half pipe slopes.
  • the peripheral speed of the centrifugal wheel 19 is due to the desired throwing distance certainly. Typically it is e.g. at 20 - 35 m / s.
  • this angular velocity quite high.
  • the slope of the screw is preferred compared to conventional Snow blower reduced.
  • Milling auger runs under the spinning wheel.
  • the gear construction shown schematically in FIG. 6 may be provided.
  • Milling worm 25 and centrifugal wheel 26 are still in a row on a common Rotation axis 21 arranged, but have independent drive shafts 27, 28.
  • the drive shaft 28 of the centrifugal wheel 26 e.g. around a hollow shaft.
  • the drive shaft 27 is coaxial Milling auger stored.
  • a first bearing 29 is between the drive shafts 27, 28 and a second bearing 30 is - for mounting the centrifugal wheel 26 - between the drive shaft 28 and the centrifugal wheel 28.
  • Drive shaft 28 and centrifugal wheel 26 are rigidly connected to one another by connecting pieces 31.
  • the drive shafts 27, 28 are e.g. through a known reduction gear in a ratio of 1: 4 coupled. That the ratios of the size of the gears 32, 34 on the one hand and the gears 33, 35 on the other hand is selected so that the milling worm 25 (on whose drive shaft 27 the gear 32 is seated) one opposite the centrifugal wheel 16 has a reduced angular velocity by a factor of 4.
  • the snow blower can also be driven hydraulically instead of mechanically.
  • a snow blower 1 is fixed to the front of a snow groomer (not shown) assembled. It prepares the flat roadway 3, which forms the bottom of the half pipe. On the left side in the present example, an arc cutter 2 is attached. You groomed the cross-sectionally curved side wall 4 of the half pipe. The radius of curvature is e.g. 3 m.
  • the archer 2 works the snow from the side inwards, i.e. down to the snow blower 1.
  • the latter is equipped with two blowers 5.1, 5.2, which eject the snow through the chimneys 6.1, 6.2.
  • the fireplaces 6.1, 6.2 have adjustable, flexible shotguns 7.1, 7.2, which are in the desired direction can be rotated and bent.
  • the snow blower 1 is e.g. in a manner known per se with a (in the figures not shown) milling auger equipped.
  • the archer 2 has four synchronously running in the present example Milling augers 8.1 to 8.4.
  • the enveloping surface of each auger 8.1 to 8.4 is barrel-shaped. Furthermore, the axes of rotation of the milling worms 8.1 to 8.4 not on a straight line, but enclose a certain angle.
  • the barrel-shaped curvature of the milling augers 8.1 to 8.4 and the angles mentioned are so chosen that a continuous circular arc is formed in the view according to FIG. 1.
  • the enveloping surfaces of the neighboring milling augers 8.1 / 8.2 or 8.2 / 8.3 partially overlap each other. This allows the gap between minimized the milling augers on the lower side of the arc milling machine (i.e. with knife 9) become.
  • the milling augers 8.1 to 8.4 are located under a cover 10 (in cross section, for example, angular) on the underside of this Cover 10, a knife 9 is attached. This is (regarding the direction of travel) behind the milling augers 8.1 to 8.4 and forms with its knife edge 11 (which is preferably finely corrugated or serrated) the side wall 4.
  • the waves or teeth of the Knife edge 11 press a rib / groove pattern into the snow, resulting in a qualitative high-quality half pipe track.
  • FIG. 4 shows the milling worm 8.4 of the arc milling machine 2 in cross section. It deals according to a particularly preferred embodiment is an open three-course Slug. That there are three spiral milling knives 12.1, 12.2, 12.3, which are supported by several spokes 13.1, 13.2, 13.3. The milling knives 12.1, 12.2, 12.3 can be provided with teeth.
  • the milling augers 8.1 to 8.4 are mechanically connected to each other (e.g. by universal joints) coupled.
  • the innermost milling screw 8.4 is by a (not shown in the figures) Hydraulic motor driven. This hydraulic motor is e.g. in series with the Hydraulic drive of the snow blower 1 switched and is from the snow groomer actuated.
  • the direction of rotation of the augers 8.1 to 8.4 and the direction of rotation of the hydraulic motor are chosen according to the invention so that the snow tends to inward Snow blower 1 is promoted.
  • the outermost milling worm 8.1 may can be omitted. That the bow machined by the augers does not need to match that of the Cover knife edge 11. Consequently, there can be a segment 14 on the outside of the Give the router 2, which only works with a knife. Since the snow in the inventive Archer 2 always down (and not as in the prior art is promoted, the snow scraped off in segment 14 can anyway fall down into the auger 8.2, which then takes it to the snow blower.
  • the archer 2 is advantageously inclined forward. That between the plane of the carriageway 3 and the plane in which the knife edge 11 runs, there is an angle ⁇ 90 °.
  • the angle ⁇ shown in Fig. 3 is e.g. 20 °. This has the advantage that the archer 2 never goes to the rear when climbing steep slopes is inclined against the vehicle. The snow always flows down well.
  • the milling augers 8.1 to 8.4 are in the direction of travel seen in front of the snow blower 1. That the snow is falling into the front Snow blower 1 closed at the side.
  • the arc milling machine is by means of a hydraulic cylinder 15 (see FIG. 2) can be folded in about a pivot axis 16.
  • the arc cutter 2 When folded, the arc cutter 2 is located directly above the snow blower 1. Because the direction of the pivot axis 16 to the direction of travel 17th is rotated by a small angle ⁇ > 0, the center of gravity of the collapsed Archer 2 closer to the vehicle.
  • the angle ⁇ is matched to the inclination ⁇ . He is in the order of 10 ° to 20 °.
  • the arc milling machine 2 is advantageously designed in the manner of an independent unit, which with quick-release fasteners on the side of a conventional snow blower can be attached.
  • Fig. 7 represents a combination of the Snow blower with the arc cutter just described. It is about a coherent functional unit, on the front frame 38 of a caterpillar 39 is mounted. It has a lower weight than that shown in FIG. 1 Arrangement with the conventional snow blower.
  • the invention is not based on the details of the described embodiment is limited.
  • the number and design of the milling augers the needs are coordinated, whereby - as already mentioned - the milling augers not necessarily to the extreme edge of the arc cutter (i.e. to the outer end of the Knife edge) must run. Otherwise, instead of milling screws, others can Aggregates occur which are used to crush or break hardened snow cover are suitable.
  • the snow blower of the device according to the invention specified in the preferred exemplary embodiment is concerned is an aggregate that first shreds the snow and then throws it away in a targeted manner. It usually includes a milling screw and a blower with an ejection chimney In principle, a blower with an ejection chimney is sufficient for carrying out the invention.
  • the Milling auger is optional. It allows the clearing or processing of the road.
  • the inventive method Device is attached to the front of the vehicle.
  • the elbow mill is mounted on the rear of the snow groomer.
  • the slope of the archer can also be used to curl the sidewall to make it elliptical instead of circular. It is also not excluded that the inclination (within certain limits) can be set by the user as desired can. For the rest, it is easy to follow the curvature of the side wall Changing knives to change.
  • the invention provides an efficient, structurally simple arc milling machine for production of half pipe slopes.

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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Erstellen und Unterhalten einer im Querschnitt bogenförmig ansteigenden Seitenwand einer Schneemulde.
Stand der Technik
Zum Räumen von grösseren Schneemengen werden Schneefrässchleudern eingesetzt. Diese verfügen einerseits über eine Frässchnecke und andererseits über ein Schleuderrad. Die Frässchnecke zerkleinert den Schnee und führt ihn dem Schleuderrad zu, von welchem er über einen Kamin gezielt weggeschleudert wird (vgl. z. B. CH 575 515, FR 2.101.924, FR 1.372.434).
Schneefrässchleudern werden nicht nur im Kommunalbereich (Strassen, Parkplätze etc.) sondern auch zum Präparieren von Ski- und Snowboardpisten eingesetzt. In jedem Fall ist der Anwender daran interessiert, dass die Schneefrässchleuder eine möglichst hohe Effizienz hat. Ist bereits ein Nutzfahrzeug vorhanden, dann soll mit dessen (oft begrenzten) Leistung eine möglichst hohe Arbeitsgeschwindigkeit erreicht werden. Falls ohnehin ein neues Nutzfahrzeug angeschafft werden muss, dann hat eine geringere Leistungsaufnahme der Schneefrässchleuder den Vorteil, dass entsprechend bei der Leistung des Nutzfahrzeuges gespart werden kann.
Das Snowboardfahren ist vor allem bei den Jugendlichen sehr beliebt. Anspruchsvolle Fahrer begnügen sich aber nicht mit dem Fahren auf gewöhnlichen Skipisten, sondern suchen die Herausforderung in besonders präparierten, kanalartigen Schneemulden, welche Half Pipe genannt werden. Eine solche Schneemulde hat im Querschnitt einen flachen Mittelteil und zwei bogenförmige Seitenwände. Der Radius der Seitenwände liegt im Bereich von 2.0 - 3.5 m.
Zur maschinellen Herstellung und Instandhaltung solcher Schneemulden ist nun ein Gerät auf dem Markt erhältlich, welches an ein konventionelles Pistenfahrzeug angehängt werden kann. Es besteht im Wesentlichen aus einem Laufwagen und einer seitlich aus der Fahrbahn hinausragenden Bogenfräse. Der (oft leicht verdichtete bzw. verhärtete) Schnee wird mit der genannten Bogenfräse aufgebrochen und mit einer Schaufelkette nach aussen befördert. Die endgültige Form der Seitenwand wird mit einer entsprechend gebogenen Messerkante hergestellt.
Aus dem Artikel "Snow-Turbo Products always "in front", internationale Seilbahn Rundschau Nr. 3, April 1997, S. 53, ist eine Maschine zum Erstellen einer Half Pipe bekannt. Der Schnee wird mit einer Schaufelkette abgearbeitet. Die Schaufelkette ist auf einer Umlaufbahn geführt, welche die Form der Half Pipe hat. Der Schnee wird von innen/unten nach außen/oben "abgebaggert".
Namentlich bei der Präparation einer Half Pipe Piste ist zu bedenken, dass diese in einen Hang mit beträchtlicher Steilheit (typischerweise 14° bis 22°) geschnitten werden muss. Trotz des hohen Gewichts besteht bei der bekannten Vorrichtung das Problem, dass sie bei schwerem bzw. hartem Schnee aus der korrekten Position (d.h. aus der Fahrtrichtung) abdriften kann.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche die beim Stand der Technik vorhandenen Probleme vermeidet und sich durch einen erhöhten Wirkungsgrad auszeichnet.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert.
Die Vorrichtung umfasst eine Messerkante und eine dieser Kante (in Fahrtrichtung) vorangestellte Bogenfräse. An der unteren Seite der Bogenfräse ist die Schneefrässchleuder angeordnet. Die Bogenfräse selbst und ihr Antrieb sind so ausgebildet, dass der abzutragende Schnee nach unten bzw. innen zur Schneeschleuder getrieben wird.
Verfahrensmässig betrachtet wird der Schnee zuerst durch die Bogenfräse zerkleinert und nach unten bzw. innen gefördert und dann von dort mit einer Schneeschleuder in einer entsprechend den Erfordernissen des Einzelfalls frei wählbaren Richtung gezielt wegbefördert.
Im Unterschied zum bekannten Vorgehen wird bei der Erfindung der Schnee nicht direkt nach aussen, sondern zuerst nach innen (wo er eigentlich nicht verbleiben kann) gebracht. Von diesem Ort aus wird der Schnee nun aber gezielt weggeschleudert. Die Zielrichtung kann vom Benutzer ziemlich frei gewählt werden. Dadurch wird es möglich, z.B. beim Unterhalt der Schneemulde gezielt Löcher auszufüllen oder die Seitenwand zu erhöhen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Seitenwand beliebig steil gemacht werden kann. Insbesondere ist es kein Problem, eine Wand mit einem vertikalen Abschnitt am oberen Ende zu erstellen, da der Schnee nicht direkt über diesen Abschnitt geschaufelt wird, sondern stets zuerst nach unten zur Schneeschleuder gebracht wird.
Die Vorrichtung zum Erstellen vom Half Pipe-Pisten verfügt dabei nicht nur über eine einzelne Frässchnecke, sondern über eine Mehrzahl von Fräselementen, weiche auf einem Bogen (entsprechend der zu erstellenden Seitenwand) angeordnet sind. Die Fräselemente haben selbst tonnenförmige Hüllkurven, um einen kontinuierlichen Bogen fräsen zu können.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemässe Einrichtung starr frontseitig des Pistenfahrzeugs geführt. Der Fahrer hat dadurch eine genauere Kontrolle über die Fahrtrichtung. Er merkt unmittelbar am Fahrzeug, wenn die Bogenfräse ausbrechen will und kann folglich Gegensteuer geben.
Sofern links und rechts des Fahrzeugs je eine Bogenfräse montiert ist, kann stets von unten nach oben (d.h. bergwärts) gearbeitet werden. Es ist folglich nicht erforderlich, das Fahrzeug am oberen Ende der Half Pipe zu wenden (was oft problematisch ist). Im übrigen können auf diese Weise beide Seitenwände der Half Pipe Piste gleichzeitig aus dem Neuschnee ausgefräst werden. Dieses Vorgehen führt zu einer weitgehend symmetrischen Belastung. Die unerwünschten Drehmomente, welche bestrebt sind, die ganze Einrichtung aus der Fahrtrichtung hinauszudrehen, sind minimal.
Der Antrieb ist z.B. ein Hydraulikmotor, welcher in Serie mit einem weiteren Hydraulikmotor zum Antreiben der Schneeschleuder geschaltet ist. Die Bogenfräse wird z.B. durch mehrgängige Frässchnecken gebildet.
Im Unterschied zum Stand der Technik benötigt das erfindungsgemässe Aggregat keine Schaufelkette. Insofern ergibt sich eine vereinfachte Konstruktion.
Mit Vorteil ist die Messerkante in einer zur vertikalen Ebene geneigten Fläche angeordnet. Die Messerkante soll eine Kurve bilden, die sich mit zunehmender Höhe immer weiter nach vorn (d.h. von der vertikalen Ebene in Fahrtrichtung) wegbewegt. Im steilen Gelände (bei Bergfahrt) wird so sichergestellt, dass die Schneemassen problemlos nach innen zur Schneeschleuder gleiten. Vorzugsweise verläuft die Messerkante in einer Ebene, welche maximal um 30° (insbesondere um 10° bis 25°) zur Vertikalen geneigt ist.
Die Bogenfräse kann derart um eine Achse schwenkbar sein, dass sie für Transportzwecke nach innen über die Schneeschleuder gelegt werden kann. Die Schwenkachse verläuft im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene (d.h. einer Ebene parallel zur Fahrbahn). Sie kann gegenüber der Fahrtrichtung leicht gedreht sein, um den Schwerpunkt der Bogenfräse im eingeklappten Zustand näher zum Fahrzeug zu bringen.
Die erfindungsgemässe Bogenfräse ist vorzugsweise als abtrennbares Aggregat zu einer bestehenden Schneefrässchleuder ausgebildet. D.h. sie kann nach Bedarf seitlich montiert werden.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Schleuderrad auf einer Linie (d.h. auf derselben geometrischen Achse) mit der Frässchnecke angeordnet.
Im Unterschied zu den konventionellen Schneefrässchleudern muss bei der Erfindung der Schneefluss nicht um 90° umgelenkt werden für die Zuführung zum Schleuderrad. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Effizienz und die aufgenommene Leistung aus.
Das erfindungsgemässe Prinzip eignet sich insbesondere für die Seitenwallräumung und die Erstellung von Half Pipe-Pisten.
Ein besonders guter Wirkungsgrad lässt sich dadurch realisieren, dass das Schleuderrad und die Frässchnecke auf einer gemeinsamen Welle angebracht sind. Schleuderrad und Frässchnecke sind also rotationsmässig starr miteinander gekoppelt. Der Antrieb kann infolgedessen konstruktiv relativ einfach ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung mit einem hydraulischen Antrieb ausgerüstet. Dieser wird vom Nutzfahrzeug gespeist. Ansteile eines hydraulischen kann auch ein mechanischer zum Zug kommen.
Vorzugsweise laufen Frässchnecke und Schleuderrad mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Zu diesem Zweck kann ein Getriebe vorgesehen sein, das eine gewisse Untersetzung erzeugt. Die geringere Rotationsgeschwindigkeit der Frässchnecke ist für die Optimierung des Wirkungsgrades von Vorteil. Zudem kann es namentlich im Kommunalbereich (z.B. bei der Räumung von Seitenwällen) aus sicherheitstechnischen Gründen erwünscht sein, wenn die Frässchnecke verhältnismässig langsam läuft (die Umfangsgeschwindigkeit des Schleuderrades darf eine vorgegebene minimale Grösse nicht unterschreiten). Das Untersetzungsverhältnis beträgt mindestens 1:2, vorzugsweise etwa 1:4.
Im Gegensatz zum Stand der Technik benötigt die erfindungsgemässe Bogenfräse kein besonders grosses Eigengewicht zur Sicherung der Spurtreue. Sie ist starr mit dem Fahrzeug verbunden und hat folglich die entsprechende Führung. Es wird daher angestrebt, das abtrennbare Aggregat so leicht wie möglich zu bauen. Es hat sich gezeigt, dass es möglich ist, mit rund einem Achtel des Eigengewichts einer bekannten Vorrichtung auszukommen.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1
eine bevorzugte Ausführungsform von hinten gesehen;
Fig. 2
eine Ansicht derselben Ausführungsform von oben;
Fig. 3
eine Ansicht derselben Ausführungsform von der Seite;
Fig. 4
eine schematische Darstellung des Querschnitts I-I aus Fig. 1;
Fig. 5a, b
eine Schneefrässchleuder von vorn und von der Seite gesehen;
Fig. 6
eine schematische Darstellung eines Getriebes für den untersetzten Antrieb der Frässchnecke;
Fig. 7
eine Schneefrässchleuder zum Präparieren einer Half Pipe Piste.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die Fig. 5a, b zeigen eine Schneefrässchleuder mit einer Frässchnecke 18 (auch Fräshaspel genannt) und einem Schleuderrad 19 (Auswurfventilator), welche eine gemeinsame Rotationsachse 21 haben. D.h. das Schleuderrad 19 ist auf einer Linie hinter der Frässchnecke 18 angeordnet ("Inline"). Der von der Frässchnecke 18 abgefräste und zerkleinerte Schnee wird somit ohne Umlenkung direkt in das Schleuderrad 19 geschoben. Dort wird er erfasst und mit hoher Geschwindigkeit durch den Kamin 22 ausgeworfen.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform sitzen die Frässchnecke 18 und das Schleuderrad 19 auf derselben Welle 23 so dass sie mit derselben Winkelgeschwindigkeit drehen. Die Welle 23 ist nur einseitig gelagert, die Schneefrässchleuder ist am äusseren Ende der Frässchnecke 18 offen. An der hinteren (d.h. der Frässchnecke 18 gegenüberliegenden) Seite des Schleuderrades 19 ist ein Eingangsgetriebe 20 vorgesehen. Es kann sich z.B. um ein einfaches Kegelradgetriebe handeln, welches über eine Gelenkwelle eines die Schneefrässchleuder tragenden Nutzfahrzeuges angetrieben wird.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Schleuderrad 19 in einem (in radialer Richtung) geschlossenen Gehäuse 24 untergebracht. D.h. im axialen Bereich des Schleuderrades 19 kann kein Schnee abgetragen werden. Geräumt wird nur im Bereich der Frässchnecke 18. Somit ist die beschriebene Schneefrässchleuder für Anwendungen bestimmt, bei denen nur eine Seite einer Fahrbahn oder einer Piste geräumt bzw. präpariert werden muss. Als Beispiel seien die Seitenwallräumung im kommunalen Bereich und das Erstellen und Unterhalten von Half Pipe Pisten genannt.
Die Umfangsgeschwindigkeit des Schleuderrades 19 ist durch die gewünschte Wurfweite bestimmt. Typischerweise liegt sie z.B. bei 20 - 35 m/s. Für die Frässchnecke 18, welche beim beschriebenen Ausführungsbeispiel auf derselben Welle sitzt, ist diese Winkelgeschwindigkeit ziemlich hoch. Um die axiale Fördergeschwindigkeit in gewünschten Grenzen zu halten, wird deshalb vorzugsweise die Steigung der Schnecke im Vergleich zu konventionellen Schneefrässchleudern reduziert.
Aus Sicherheitsüberlegungen kann es bei bestimmten Anwendungen erwünscht sein, dass die Frässchnecke gegenüber dem Schleuderrad untersetzt läuft. Um dies zu erreichen, kann z.B. die in Fig. 6 schematisch dargestellte Getriebekonstruktion vorgesehen sein. Frässchnecke 25 und Schleuderrad 26 sind nach wie vor hintereinander auf einer gemeinsamen Rotationsachse 21 angeordnet, haben aber unabhängige Antriebswellen 27, 28. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, handelt es sich bei der Antriebswelle 28 des Schleuderrades 26 z.B. um eine Hohlwelle. In dieser ist koaxial die Antriebswelle 27 der Frässchnecke gelagert. (Ein erstes Lager 29 ist zwischen den Antriebswellen 27, 28 und ein zweites Lager 30 ist - zur Lagerung des Schleuderrades 26 - zwischen der Antriebswelle 28 und dem Schleuderrad 28 vorgesehen.) Antriebswelle 28 und Schleuderrad 26 sind durch Verbindungsstücke 31 starr miteinander verbunden.
Die Antriebswellen 27, 28 sind z.B. durch ein an sich bekanntes Untersetzungsgetriebe in einem Verhältnis von 1:4 gekoppelt. D.h. die Verhältnisse der Grösse der Zahnräder 32, 34 einerseits und der Zahnräder 33, 35 andererseits ist so gewählt, dass die Frässchnecke 25 (auf deren Antriebswelle 27 das Zahnrad 32 sitzt) eine gegenüber dem Schleuderrad 16 um den Faktor 4 untersetzte Winkelgeschwindigkeit hat. Die Antriebswelle 27, auf welcher das Zahnrad 32 siegt, kann über ein Kegelradgetriebe 37 durch eine Gelenkwelle mit der Antriebszapfwelle des Nutzfahrzeuges verbunden sein. Die für die Untersetzung verantwortlichen Zahnräder 34, 35 sitzen auf der Achse 36.
Die Schneefrässchleuder kann statt mechanisch auch hydraulisch angetrieben werden.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 im Detail erläutert.
Eine Schneefrässchleuder 1 ist frontseitig an einem Pistenfahrzeug (nicht dargestellt) fest montiert. Sie bereitet die flache Fahrbahn 3 auf, welche den Boden der Half Pipe bildet. Auf der im vorliegenden Beispiel linken Seite ist eine Bogenfräse 2 angesetzt. Sie präpariert die im Querschnitt bogenförmig gekrümmte Seitenwand 4 der Half Pipe. Der Krümmungsradius beträgt z.B. 3 m.
Gemäss der Erfindung arbeitet die Bogenfräse 2 den Schnee von der Seite nach innen d.h. nach unten zur Schneefrässchleuder 1. Letztere ist mit zwei Gebläsen 5.1, 5.2 ausgerüstet, welche den Schnee durch die Kamine 6.1, 6.2 auswerfen. An den oberen Enden verfügen die Kamine 6.1, 6.2 über einstellbare, flexible Richtrohre 7.1, 7.2, welche in die gewünschte Richtung gedreht und gebogen werden können.
Die Schneefrässchleuder 1 ist z.B. in an sich bekannter Weise mit einer (in den Figuren nicht dargestellten) Frässchnecke ausgerüstet.
Die Bogenfräse 2 verfügt im vorliegenden Beispiel über vier synchron laufende Frässchnecken 8.1 bis 8.4. Die einhüllende Fläche einer jeden Frässchnecke 8.1 bis 8.4 ist tonnenförmig gewölbt. Ferner liegen die Rotationsachsen der Frässchnecken 8.1 bis 8.4 nicht auf einer geraden Linie, sondern schliessen einen bestimmten Winkel ein. Die tonnenförmige Wölbung der Frässchnecken 8.1 bis 8.4 und die genannten Winkel sind so gewählt, dass in der Ansicht gemäss Fig. 1 ein kontinuierlicher Kreisbogen gebildet wird.
Es ist zu beachten, dass die einhüllenden Flächen der benachbarten Frässchnecken 8.1/8.2 bzw. 8.2/8.3 einander teilweise überschneiden. Dadurch kann der Spalt zwischen den Frässchnecken an der unteren Seite der Bogenfräse (d.h. beim Messer 9) minimiert werden.
Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, befinden sich die Frässchnecken 8.1 bis 8.4 unter einer (im Querschnitt z.B. winkelförmigen) Abdeckung 10. An der Unterseite dieser Abdeckung 10 ist ein Messer 9 befestigt. Dieses befindet sich (bezüglich der Fahrtrichtung) hinter den Frässchnecken 8.1 bis 8.4 und formt mit seiner Messer- kante 11 (welche vorzugsweise fein gewellt bzw. gezahnt ist) die Seitenwand 4. Die Wellen bzw. Zähne der Messerkante 11 drücken ein Rippen/Rillen-Muster in den Schnee, was zu einer qualitativ hochwertigen Half Pipe-Bahn führt.
In Fig. 4 ist die Frässchnecke 8.4 der Bogenfräse 2 im Querschnitt dargestellt. Es handelt sich gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform um eine offene dreigängige Schnecke. D.h. es sind drei spiralförmige Fräsmesser 12.1, 12.2, 12.3 vorgesehen, welche durch mehrere Speichen 13.1, 13.2, 13.3 abgestützt sind. Die Fräsmesser 12.1, 12.2, 12.3 können mit Zähnen versehen sein.
Die Frässchnecken 8.1 bis 8.4 sind (z.B. durch Kreuzgelenke) mechanisch miteinander gekoppelt. Die innerste Frässchnecke 8.4 wird durch einen (in den Figuren nicht dargestellten) Hydraulikmotor angetrieben. Dieser Hydraulikmotor ist z.B. in Serie mit dem Hydraulikantrieb der Schneefrässchleuder 1 geschaltet und wird vom Pistenfahrzeug her betätigt.
Der Umlaufsinn der Frässchnecken 8.1 bis 8.4 und die Drehrichtung des Hydraulikmotors sind gemäss der Erfindung so gewählt, dass der Schnee tendenziell nach innen zur Schneefrässchleuder 1 gefördert wird.
Es ist zu beachten, dass die äusserste Frässchnecke 8.1 u.U. weggelassen werden kann. D.h. der von den Frässchnecken bearbeitete Bogen braucht sich nicht mit demjenigen der Messerkante 11 zu decken. Es kann folglich ein Segment 14 an der Aussenseite der Bogenfräse 2 geben, welches nur mit einem Messer arbeitet. Da der Schnee bei der erfindungsgemässen Bogenfräse 2 stets nach unten (und nicht wie beim Stand der Technik nach oben) gefördert wird, kann der beim Segment 14 abgeschabte Schnee ohnehin nach unten in die Frässchnecke 8.2 fallen, welche ihn dann zur Schneefrässchleuder bringt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Bogenfräse 2 mit Vorteil nach vorn geneigt. D.h. zwischen der Ebene der Fahrbahn 3 und der Ebene, in welcher die Messerkante 11 verläuft, besteht ein Winkel < 90°. Der in Fig. 3 eingezeichnete Winkel β beträgt z.B. 20°. Dies hat den Vorteil, dass bei der Bergfahrt in Steilhängen die Bogenfräse 2 nie nach hinten gegen das Fahrzeug geneigt ist. Der Schnee fliesst immer gut nach unten.
In der Draufsicht gemäss Fig. 2 ist die soeben beschriebene Neigung der Bogenfräse 2 dadurch erkennbar, dass sich die Messerkante 11 um so mehr von der vertikalen Ebene entfernt, als sie von der Innenseite (d.h. von der Schneefrässchleuder 1) wegläuft.
Weiter ist aus Fig. 2 ersichtlich, dass sich die Frässchnecken 8.1 bis 8.4 in Fahrtrichtung gesehen vor der Schneefrässchleuder 1 befinden. D.h. der Schnee wird von vorne in die seitlich geschlossene Schneefrässchleuder 1 eingegeben.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bogenfräse mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 15 (vgl. Fig. 2) um eine Schwenkachse 16 einklappbar. Im eingeklappten Zustand befindet sich die Bogenfräse 2 unmittelbar über der Schneefrässchleuder 1. Dadurch dass die Richtung der Schwenkachse 16 zur Fahrtrichtung 17 um einen kleinen Winkel α > 0 gedreht ist, kommt der Schwerpunkt der eingeklappten Bogenfräse 2 näher zum Fahrzeug. Der Winkel α wird auf die Neigung β abgestimmt. Er liegt in der Grössenordnung von 10° bis 20°.
Vorteilhafterweise ist die Bogenfräse 2 in der Art eines eigenständigen Aggregates ausgeführt, welches mit Schnellverschlüssen seitlich an einer konventionellen Schneefrässchleuder befestigt werden kann.
Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform stellt eine Kombination der Schneefrässchleuder mit der soeben beschriebenen Bogenfräse dar. Es handelt sich um eine zusammenhängende funktionelle Einheit, die am frontseitigen Gestell 38 eines Raupenfahrzeuges 39 montiert wird. Sie hat ein geringeres Gewicht als die in Fig. 1 gezeigte Anordnung mit der konventionellen Schneefrässchleuder.
Es ist klar, dass die Erfindung nicht auf Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt ist. So kann z.B. die Anzahl und Ausführung der Frässchnecken auf die Bedürfnisse abgestimmt werden, wobei - wie bereits erwähnt - die Frässchnecken nicht unbedingt bis zum äussersten Rand der Bogenfräse (d.h. bis zum äusseren Ende der Messerkante) laufen müssen. Im übrigen können anstelle von Frässchnekken andere Aggregate treten, welche zum Zerkleinern bzw. Brechen von erhärteten Schneedecken geeignet sind.
Bei der im bevorzugten Ausführungsbeispiel angegebenen Schneefrässchleuder der erfindungsgemäßen Einrichtung handelt es sich um ein Aggregat, das den Schnee zunächst zerkleinert und dann gezielt wegschleudert. Es umfasst in der Regel eine Frässchnecke und ein Gebläse mit Auswurfkamin Für die Ausführung der Erfindung genügt im Prinzip ein Gebläse mit Auswurfkamin. Die Frässchnecke ist optional. Sie erlaubt die Räumung bzw. Bearbeitung der Fahrbahn.
Es ist zwar von grossem Vorteil, aber nicht unbedingt zwingend, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung vorn am Fahrzeug angebracht wird. Wenn es um die Instandhaltung einer bestehenden Half Pipe geht, dann ist es durchaus denkbar, dass die Bogenfräse an der Hinterseite des Pistenfahrzeugs montiert wird.
Die Neigung der Bogenfräse kann auch dazu benutzt werden, die Krümmung der Seitenwand elliptisch statt kreisbogenförmig zu machen. Es ist auch nicht ausgeschlossen, dass die Neigung (innerhalb gewisser Grenzen) vom Benutzer nach Wunsch eingestellt werden kann. Im übrigen ist es ein leichtes, den Verlauf der Krümmung der Seitenwand durch Auswechseln der Messer zu verändern.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die Erfindung eine effiziente, konstruktiv einfache Bogenfräse zur Herstellung von Half Pipe Pisten geschaffen werden ist.

Claims (14)

  1. Einrichtung zum Erstellen und Unterhalten einer im Querschnitt bogenförmig ansteigenden Seitenwand (4) einer Schneemulde, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Formen der Seitenwand (4) eine Messerkante (11) und eine der Messerkante (11) in Fahrtrichtung vorangestellte Bogenfräse (2) aufweist, wobei die Bogenfräse (2) so ausgebildet und angetrieben ist, dass der abzutragende Schnee zuerst nach unten zu einer Schneeschleuder (1) getrieben wird, um von dieser gezielt weggeschleudert zu werden.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Bogenfräse (2) und Schneeschleuder (1) frontseitig an einem Fahrzeug starr befestigt sind, wobei die Bogenfräse (2) bezüglich einer Fahrbahn des Fahrzeugs seitlich überstehend ist.
  3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerkante (11) so ausgebildet ist, dass sie sich mit zunehmender Höhe sukzessive von einer gedachten vertikalen Ebene nach vorn entfernt.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerkante (11) in einer Ebene verläuft, welche gegenüber der Vertikalen um einen Winkel β < 30°, insbesondere 10° < β < 25°, geneigt ist.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenfräse (2) für Transportzwecke um eine Schwenkachse (16) klappbar ist, so dass sie oberhalb der Schneeschleuder (1) zu liegen kommt.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (16) um einen Winkel α < 30° gegenüber der Fahrtrichtung (17) gedreht ist.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenfräse (2) als abtrennbares Aggregat ausgebildet ist, welches mittels Schnellverschlüssen seitlich an einer Schneeschleuder (1) befestigt werden kann.
  8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine als Schneefrässchleuder ausgebildete Schneeschleuder mit einer den Schnee zuführenden Frässchnecke (18) und einem den zugeführten Schnee auswerfenden Schleuderrad (19), wobei das Schleuderrad (19) auf einer Linie mit der Frässchnecke (18) angeordnet ist.
  9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Schleuderrad (19) und Frässchnecke (18) auf einer gemeinsamen Welle (23) sitzen, so dass sie mit derselben Winkelgeschwindigkeit rotieren.
  10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydraulischer Antrieb zum Antreiben von Schleuderrad (19) und Frässchnecke (18) vorgesehen ist.
  11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Untersetzungsgetriebe vorgesehen ist, welches die Frässchnecke (18) mit geringerer Winkelgeschwindigkeit rotieren lässt als das Schleuderrad (19).
  12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe ein Verhältnis von mindestens 1:2, vorzugsweise von etwa 1:4 realisiert.
  13. Verfahren zum Erstellen und Unterhalten einer im Querschnitt bogenförmig ansteigenden Seitenwand (4) einer Schneemulde dadurch gekennzeichnet, daß der abzutragende Schnee zuerst mit einer Bogenfräse (2) gefräst und nach unten gefördert und dann mit einer Schneeschleuder (1) in eine wählbare Richtung gezielt wegbefördert wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Bogenfräse (2) und Schneeschleuder (1) frontseitig eines Fahrzeugs geführt werden.
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