EP1770218A2 - Gerät zur Schneeflächenpräparierung und Verfahren zur Steuerung eines Hydraulikkreislaufs zwischen einem solchem Gerät und einer Zugmaschine - Google Patents

Gerät zur Schneeflächenpräparierung und Verfahren zur Steuerung eines Hydraulikkreislaufs zwischen einem solchem Gerät und einer Zugmaschine Download PDF

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EP1770218A2
EP1770218A2 EP06018212A EP06018212A EP1770218A2 EP 1770218 A2 EP1770218 A2 EP 1770218A2 EP 06018212 A EP06018212 A EP 06018212A EP 06018212 A EP06018212 A EP 06018212A EP 1770218 A2 EP1770218 A2 EP 1770218A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydraulic
working hydraulics
operating parameter
exciter
hydraulic circuit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06018212A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1770218A3 (de
Inventor
Hans-Werner Kürten
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.)
Bomag GmbH and Co OHG
Original Assignee
Bomag GmbH and Co OHG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bomag GmbH and Co OHG filed Critical Bomag GmbH and Co OHG
Publication of EP1770218A2 publication Critical patent/EP1770218A2/de
Publication of EP1770218A3 publication Critical patent/EP1770218A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for snow surface preparation for attachment to a tractor, with a vibrating plate and with a hydraulically driven exciter device for driving the vibrating plate, wherein the exciter device can be connected to a working hydraulics of the tractor in such a way and drivable by this, that a closed hydraulic circuit between Excitation device and working hydraulics arises. Furthermore, the invention relates to a method for controlling a hydraulic circuit between a working hydraulics of a tractor and a hydraulically driven exciter device for a vibration plate of attachable to the tractor device for snowflake preparation
  • snow compactors are used for the treatment of snow surfaces, especially for winter sports.
  • snow surfaces are smoothed and compacted.
  • the term snow surfaces are primarily ski slopes but also cross-country trails, ski jumps and freestyle facilities such as half-pipes or fun parks to understand.
  • such a device for snow surface preparation is a of a tractor, especially a snowcat, drawn snowthrower attached thereto and sometimes multi-limbed heavy rubber, plastic or steel plates.
  • these devices for snow surface preparation so are first of snow and ice chunks that are located on the snow surface to be processed by the snow blower is chiseled and smoothed and compacted by the action of the weight of the slabs drawn over the snow surface. Since these plates rest on the snow and compress the affected snow surfaces only by their weight, it is called a static compression.
  • a vibrating plate is used. This is a plate that is vibrated by an exciter device. Due to the periodic vibration of the plate, the snow surface in question is particularly strong compressed and much stronger and more uniformly compressed, as is the case with purely static-acting rubber, plastic or steel plates.
  • the stability of a snow surface prepared with a dynamic device for snow surface preparation is significantly greater than with conventionally prepared snow surfaces. This increases the comfort of the users of the relevant snow area and brings significant cost advantages in the grooming of slopes or trails, since the snow surfaces with the same surface quality no longer need to be prepared as often.
  • the exciter device vibrating the plate comprises one or more hydraulic motors, the power of which is converted into vibrations of the plate. These hydraulic motors are supplied via the working hydraulics of the respective tractor, to which the device for snow surface preparation is attached.
  • the exciter device is connected to the working hydraulics in such a way that a closed hydraulic circuit is formed, that is, hydraulic fluid is pumped from the working hydraulics in the exciter device for supplying the hydraulic motors and flows back out of this back to the working hydraulics.
  • the flow rates generated by the working hydraulics are usually infinitely variable.
  • the work hydraulics will normally operate a snowthrower.
  • the working hydraulics can provide significantly higher flow rates or flow rates than is necessary for the operation of the excitation device of the device for snow surface preparation. This can lead to overloading of the excitation device, which can be damaged and fail.
  • the invention has for its object to provide a dynamic device for snow surface preparation and a method for controlling a hydraulic circuit between a working hydraulics of a tractor and an exciter device of a device for snow surface preparation, by which an overload and thus damage to the excitation system can be avoided.
  • the device according to the invention for snow surface preparation thus differs from known compressors in that a control device is provided which monitors at least one operating parameter of the hydraulic circuit and functionally decouples the excitation device from the working hydraulics as a function of a predetermined limit value for the at least one operating parameter.
  • the basic idea of the invention is accordingly to monitor a parameter relevant to the operation of the hydraulic circuit with the control device and to specify a limit value for this operating parameter and to store it in the control device.
  • the term operating parameter is to be understood here as a physical variable which describes the state of the hydraulic circuit during operation.
  • the limit value can be a value range, with the control device then functionally decoupling the exciter device from the working hydraulics at the moment when the actual value of the operating parameter is outside the predetermined value range.
  • a maximum or minimum value is predetermined as the limit value, in which case the control device functionally decouples the excitation device from the working hydraulics at the moment when the actual value of the operating parameter exceeds or falls below the limit value.
  • the limit value is expediently to be selected so that the functional decoupling of the excitation device is performed by the control device before the excitation device is in a critical state or overloaded, so that damage to the exciter device or to the device for snow surface preparation can be avoided.
  • the term "functional decoupling" of the exciter device from the working hydraulics is to be understood in the present context that the supply of hydraulic motors the exciter device is interrupted by the working hydraulics. For this purpose, therefore, in principle no physical decoupling of the exciter device from the working hydraulics is necessary.
  • the excitation device is thus de facto switched off and stops the operation. This avoids that the exciter device is operated with a too large flow rate, so that damage caused by overload on the exciter device.
  • the existing, at least one operating parameter exceeds or falls below the preset limit value, and the excitation device is functionally decoupled from the working hydraulics.
  • the limit value is dimensioned so that a safety margin or discount is incorporated in it, so that the achievement of a critical state of the excitation device is avoided in any case.
  • the control device thus acts as an overload protection, which prevents the excitation device from being damaged.
  • the device for snow surface preparation is designed so that it can be combined with as many different tractors.
  • the working hydraulics of the individual towing vehicles can be designed differently and, accordingly, their hydraulic pumps can have different maximum delivery volumes. Due to the overload protection afforded by the control device, it is thus possible to operate the device according to the invention for snow surface preparation with basically all common tractors, without having to accept damage or destruction of the device for snow surface preparation or the excitation device due to excessive delivery rates of the hydraulic pump ,
  • a control potentiometer is usually provided in known towing vehicles in the control station, by means of which the delivery volume of the hydraulic pump of the working hydraulics of the towing vehicle can be adjusted. If a device for snow surface preparation is newly connected to a towing vehicle, it may happen that the control potentiometer is set to a delivery volume that is critical for the excitation device of the device for snow surface preparation and the operator of the towing vehicle forgets that volume before starting the device for Snow surface preparation lower, ie to a non-critical range to adjust.
  • the control device in such a case, the exciter device immediately after commissioning from the working hydraulics decouple, so that even in this situation damage to the device for snow surface preparation can be avoided.
  • control device immediately disconnects the excitation device from the working hydraulics after exceeding or falling short of the predetermined limit value.
  • This switching between the operating states is thus immediate, without a gradual transition.
  • a gradual changeover between the operating states would result in a considerable heating of the working hydraulics resulting from losses in the reduction of pressure differences of the hydraulic fluid from the high-pressure side to the low-pressure side in the closed circuit. This would lead to considerable damage to the entire hydraulic system.
  • the control device is designed such that the decoupling of the exciter device from the working hydraulics is achieved in that the control device short circuits the hydraulic circuit.
  • the control device redirects the hydraulic fluid flow such that the excitation device is no longer supplied with hydraulic fluid.
  • the control device switches the working hydraulics to "pressureless circulation", that is, the hydraulic fluid flow is conveyed without pressure load (or at least at minimum pressure) in the circuit back to the hydraulic fluid tank or back to the pump.
  • the hydraulic circuit will therefore continue to be maintained, only the excitation device is no longer included in the cycle.
  • the short circuit of the hydraulic circuit can basically be done both in the device for snow surface preparation and in the tractor.
  • the control device has a sensor for monitoring the at least one operating parameter and also a controllable hydraulic or hydraulic valve for decoupling the exciter device from the working hydraulics.
  • the sensor and the hydraulic valve can be designed as one component or as two separate components. Basically, all devices with which the at least one operating parameter is determined or measured, that is to say concretely determined or with which the at least one operating parameter is monitored during operation in such a way that a Exceeding or falling below the specified limit value is displayed.
  • a hydraulic valve are basically all known from the prior art and usefully used for the present purpose usable hydraulic valves.
  • the hydraulic valve is designed so that it interrupts the supply of the hydraulic motor of the exciter device by the working hydraulics when exceeding or falling below the limit.
  • the hydraulic valve for short-circuiting of the hydraulic circuit or for switching to non-pressurized circulation is formed.
  • the sensor and the hydraulic valve are designed such that the monitoring of the sensor and the decoupling by the hydraulic valve are hydraulically feasible.
  • the sensor and the hydraulic valve both work on a purely hydraulic basis. It is advantageous that no further systems, for example an electrical voltage source, are required for carrying out the monitoring and decoupling.
  • the hydraulic valve is designed as a pressure switching valve. It then also assumes the function of the sensor.
  • the valve in the hydraulic circuit releases a non-pressurized circulation.
  • the circuit of the valve can be done for example by spring-loaded, pressure-controlled closing cone or the like.
  • the hydraulic valve may be externally controlled, but in this variant it is preferably designed as a self-controlled design, since this requires no additional systems for the circuit and the valve can operate completely autonomously.
  • the senor performs the monitoring and / or the hydraulic valve decoupling electrically or electromagnetically.
  • the hydraulic valve and sensor are preferably designed as two separate components. The advantage here is that an exact switching point is guaranteed.
  • the sensor can be a measuring device which monitors the at least one operating parameter, compares it with the preceding limit value and switches the valve when the limit value is overshot or undershot.
  • the hydraulic valve may be formed in this embodiment, for example, as externally controlled directional control valve, which is switched to overpressure or fall below the limit to non-pressurized circulation.
  • the power supply necessary for carrying out the monitoring and / or decoupling can either be arranged separately in the control device or in the device for snow surface preparation or the control device can be connected to the power supply of the tractor. In both alternatives, it is preferable that the valve switches discontinuously, that is, the circuit is instantaneous and without delay.
  • the hydraulic fluid flow that is to say the flow of hydraulic fluid through the hydraulic circuit, is preferably monitored as at least one operating parameter.
  • This operating parameter is particularly suitable for use with the invention. In principle, however, it is also possible to use all further operating parameters, such as, for example, the pressure present in the hydraulic circuit, the flow rate of the hydraulic fluid, the vibration frequency or the rotational speed of the hydraulic motor of the exciter device.
  • control device is arranged in the device for snow surface preparation. This simplifies the operation, as this does not require the provision of a control device for each tractor, but the control device is simply installed once in the snow surface preparation device and thus the snow surface preparation device can operate independently of the respective towing vehicle.
  • the control device after the decoupling of the exciter device, the control device is designed to couple it back to the working hydraulics as soon as the state of the at least one operating parameter that causes the decoupling is no longer present.
  • the limit value is predetermined, for example, as a maximum value, that is, if the exciter device is decoupled when the value of the operating parameter exceeds the maximum value, the control device reconnects the exciter device to the working hydraulics as soon as the value of the at least one operating parameter is again equal to or below the maximum value. This is advantageous since the exciter device does not have to be switched on again as soon as the at least one operating parameter is again in the uncritical range, but this switch-on takes place automatically.
  • a further advantage is that an operator can easily find the respectively optimum delivery volume of the working hydraulics, or the optimum vibration frequency of the exciter device, for example 60 Hz.
  • the operator first switches on the working hydraulics with a small delivery volume when the snowflake preparation device is connected. Thereafter, the operator increases the vibration frequency of the excitation device of the device for snow surface preparation by increasing the delivery rate of the hydraulic pump of the working hydraulics by means of the control potentiometer in the control station of the towing vehicle. This increase is continued until the excitation device is functionally decoupled from the working hydraulics by the control device, since the at least one operating parameter has exceeded or fallen below the predetermined limit value.
  • the delivery volume of the working hydraulics by the operator by means of the control potentiometer slowly withdrawn until the controller switches the exciter again. As soon as the excitation device is coupled again, the delivery volume of the working hydraulics is no longer adjusted and the exciter device is in the optimum frequency range. If the operator notices the position of the working hydraulics potentiometer in the optimum frequency range, the snow preparation machine can be used directly with the correct vibration frequency for future new commissioning with the same tractor.
  • a display device which indicates to the operator of the tractor that conveying capacity of the hydraulic pump, in which the control device decouples the exciter device from the working hydraulics.
  • the object is achieved by a method for controlling a hydraulic circuit between a working hydraulics of a tractor and a hydraulically driven exciter device for a vibration plate of attachable to the tractor device for snowflake preparation characterized in that at least one operating parameter of the hydraulic circuit is monitored. Furthermore, it is checked whether the value of the at least one operating parameter exceeds a predetermined maximum value and the excitation device is functionally decoupled from the working hydraulics as soon as the value of the at least one operating parameter exceeds the predetermined maximum value.
  • the sole figure shows a hydraulic circuit diagram of the hydraulic circuit 10 of a device according to the invention for snow surface preparation, which is mounted on a tractor.
  • the arranged in a tractor working hydraulics 11 comprises a hydraulic pump 13 with two flow directions in which the displacement volume and the delivery rate are variable. The flow rate can be adjusted via a control potentiometer (not shown here) in the tractor.
  • the pump 13 is connected via lines 18 in the manner with an exciter device 14 connected, that results in a closed circuit, that is, supply and discharge lines to the exciter device are available.
  • the excitation device 14 arranged in a device for snow surface preparation comprises two hydraulic motors 15, by means of which a vibration plate (not shown here) provided in the device for snow surface preparation can be set in vibration.
  • the control device 12 designed as a control block is interposed between the working hydraulics 11 and the excitation device 14, a control device 12 designed as a control block is interposed.
  • the control device 12 like the excitation device 14, is arranged in the snow surface preparation device.
  • the control device 12 comprises a sensor 16 designed as measuring and switching logic, by means of which the delivery flow, which is provided by the pump 13, can be monitored.
  • the sensor 16 continuously measures the flow rate and compares the measured values to a stored maximum value. If the measured value is greater than the stored maximum value, the sensor 16 activates a hydraulic valve 17 designed as a shut-off valve.
  • the hydraulic valve 17 is integrated in the hydraulic circuit 10 and switches the working hydraulics 11 after actuation by the sensor 16 to pressureless circulation.
  • the pumped by the pump 13 hydraulic fluid flow is therefore returned without pressure (or at least only at minimum pressure) via the hydraulic valve 17 to the pump.
  • the hydraulic circuit 10 is thus short-circuited and the excitation device 14 is no longer supplied by the working hydraulics 11, whereby it is switched off.
  • the measuring and switching logic 16 determines after switching to pressureless circulation that the delivery volume has fallen below the predetermined maximum value again, it controls the hydraulic valve 17 again and the excitation device 14 is connected again to the hydraulic circuit 10 and thus also driven again. Switching by the hydraulic valve 17 to non-pressurized circulation takes place immediately after the activation, so that creeping transitions between the switching between the two operating conditions are avoided and thus the associated negative effects on the hydraulic system fail.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Schneeflächenpräparierung zum Anbau an eine Zugmaschine, mit einer Vibrationsplatte und mit einer hydraulisch antreibbaren Erregereinrichtung zum Antrieb der Vibrationsplatte, wobei die Erregereinrichtung an eine Arbeitshydraulik der Zugmaschine in der Weise anschließbar und von dieser antreibbar ist, dass ein geschlossener Hydraulikkreislauf zwischen Erregereinrichtung und Arbeitshydraulik entsteht. Zur Reduzierung des Risikos einer Überlastung der Erregereinrichtung ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, die mindestens einen Betriebsparameter des Hydraulikkreislaufs überwacht und in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Grenzwert für den mindestens einen Betriebsparameter die Erregereinrichtung von der Arbeitshydraulik funktionsmäßig abkoppelt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Hydraulikkreislaufs zwischen einer Arbeitshydraulik einer Zugmaschine und einer hydraulisch antreibbaren Erregereinrichtung für eine Vibrationsplatte eines an die Zugmaschine anbaubaren Geräts zur Schneeflächenpräparierung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Schneeflächenpräparierung zum Anbau an eine Zugmaschine, mit einer Vibrationsplatte und mit einer hydraulisch antreibbaren Erregereinrichtung zum Antrieb der Vibrationsplatte, wobei die Erregereinrichtung an eine Arbeitshydraulik der Zugmaschine in der Weise anschließbar und von dieser antreibbar ist, dass ein geschlossener Hydraulikkreislauf zwischen Erregereinrichtung und Arbeitshydraulik entsteht. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Hydraulikkreislaufs zwischen einer Arbeitshydraulik einer Zugmaschine und einer hydraulisch antreibbaren Erregereinrichtung für eine Vibrationsplatte eines an die Zugmaschine anbaubaren Geräts zur Schneeflächenpräparierung
  • Geräte zur Schneeflächenpräparierung, auch Schneeflächenverdichter genannt, werden zur Aufbereitung von Schneeflächen, insbesondere für den Wintersport, verwendet. In diesem Zusammenhang spricht man auch von der Präparierung der betreffenden Schneeflächen, wobei diese geglättet und verdichtet werden. Unter dem Begriff Schneeflächen sind in erster Linie Ski-Pisten aber auch Langlaufloipen, Sprungschanzen und Freestyle-Anlagen wie Half-Pipes oder Funparks zu verstehen.
  • Bei der gebräuchlichsten Ausführungsform eines solchen Geräts zur Schneeflächenpräparierung handelt es sich um eine von einer Zugmaschine, insbesondere von einer Pistenraupe, gezogene Schneefräse mit daran angehängten und teilweise mehrgliedrigen schweren Gummi-, Kunststoff- oder Stahlplatten. Bei diesen Geräten zur Schneeflächenpräparierung werden also zunächst Schnee- und Eisbrocken, die sich auf der zu bearbeitenden Schneefläche befinden, von der Schneefräse kleingestückelt und durch die Wirkung des Gewichts der über die Schneefläche gezogenen Platten geglättet und verdichtet. Da diese Platten auf dem Schnee aufliegen und nur durch ihr Gewicht die betroffenen Schneeflächen zusammenpressen, spricht man von einer statischen Verdichtung.
  • Im Gegensatz zu diesen statisch verdichtenden Geräten zur Schneeflächenpräparierung gibt es in jüngster Zeit auch dynamisch wirkende Geräte zur Schneeflächenpräparierung, die in Ergänzung zur oder auch gänzlich ohne Schneefräse in Anwendung kommen können. Bei diesen dynamischen Geräten zur Schneeflächenpräparierung wird eine Vibrationsplatte zum Einsatz gebracht. Dies ist eine Platte, die durch eine Erregereinrichtung in Schwingungen versetzt wird. Durch das periodische Vibrieren der Platte wird die betreffende Schneefläche besonders stark zusammengepresst und wesentlich stärker und gleichmäßiger verdichtet, als dies mit den rein statisch wirkenden Gummi-, Kunststoff- oder Stahlplatten der Fall ist.
  • Die Standfestigkeit einer mit einem dynamischen Gerät zur Schneeflächenpräparierung präparierten Schneefläche ist deutlich größer als bei herkömmlich präparierten Schneeflächen. Dies erhöht den Komfort der Nutzer der betreffenden Schneefläche und bringt deutliche Kostenvorteile in der Pisten- oder Loipenpflege, da die Schneeflächen bei gleicher Oberflächenqualität nicht mehr so oft präpariert werden müssen.
  • Die die Platte in Vibrationen versetzende Erregereinrichtung umfasst einen oder mehrere Hydraulik- bzw. Hydromotoren, deren Leistung in Vibrationen der Platte umgesetzt wird. Die Speisung dieser Hydraulikmotoren erfolgt über die Arbeitshydraulik der jeweiligen Zugmaschine, an die das Gerät zur Schneeflächenpräparierung angebaut ist. Die Erregereinrichtung wird in der Weise an die Arbeitshydraulik angeschlossen, dass ein geschlossener Hydraulikkreislauf entsteht, das heißt, Hydraulikflüssigkeit wird zur Speisung der Hydraulikmotoren von der Arbeitshydraulik in die Erregereinrichtung hineingepumpt und strömt aus dieser wieder hinaus zurück zur Arbeitshydraulik. Die Durchflussmengen, die von der Arbeitshydraulik erzeugt werden, sind üblicherweise stufenlos veränderbar.
  • Ist die Zugmaschine beispielsweise eine Pistenraupe, wird mit der Arbeitshydraulik normalerweise eine Schneefräse betrieben. Für diese Systeme kann die Arbeitshydraulik deutlich höhere Förderströme bzw. Durchflussmengen bereitstellen, als für den Betrieb der Erregereinrichtung des Geräts zur Schneeflächenpräparierung notwendig ist. Hierdurch kann es zur Überlastung der Erregereinrichtung kommen, die dadurch beschädigt werden und ausfallen kann.
  • Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein dynamisches Gerät zur Schneeflächenpräparierung sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Hydraulikkreislauf zwischen einer Arbeitshydraulik einer Zugmaschine und einer Erregereinrichtung eines Geräts zur Schneeflächenpräparierung anzugeben, durch die eine Überlastung und somit ein Schaden am Erregersystem vermieden werden kann.
  • Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Gerät zur Schneeflächenpräparierung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Gerät zur Schneeflächenpräparierung unterscheidet sich also von bekannten Verdichtern dadurch, dass eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, die mindestens einen Betriebsparameter des Hydraulikkreislaufes überwacht und in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Grenzwert für den mindestens einen Betriebsparameter die Erregereinrichtung von der Arbeitshydraulik funktionsmäßig abkoppelt. Der Grundgedanke der Erfindung besteht demnach darin, einen für den Betrieb des Hydraulikkreislaufs relevanten Parameter mit der Steuerungseinrichtung zu überwachen und einen Grenzwert für diesen Betriebsparameter vorzugeben und in der Steuerungseinrichtung zu speichern. Unter dem Begriff Betriebsparameter ist hier eine physikalische Größe zu verstehen, die den Zustand des Hydraulikkreislaufs während des Betriebes beschreibt. Zweckmäßigerweise wird solch ein Betriebsparameter von der Steuerungseinrichtung überwacht, der in Abhängigkeit zur Größe der von der Arbeitshydraulik bereitgestellten Förderströme steht, so dass hieraus Rückschlüsse bezüglich einer möglichen Überlastung der Erregereinrichtung gezogen werden können. Grundsätzlich kann der Grenzwert ein Wertebereich sein, wobei dann die Steuerungseinrichtung die Erregereinrichtung in dem Moment von der Arbeitshydraulik funktionsmäßig abkoppelt, wenn der tatsächliche Wert des Betriebsparameters außerhalb des vorgegebenen Wertebereichs liegt. Bevorzugt wird als Grenzwert aber ein Maximal- oder Minimalwert vorgegeben, wobei dann die Steuerungseinrichtung die Erregereinrichtung von der Arbeitshydraulik funktionsmäßig in dem Moment abkoppelt, wenn der tatsächliche Wert des Betriebsparameters den Grenzwert über- bzw. unterschreitet. Der Grenzwert ist zweckmäßigerweise so zu wählen, dass die funktionsmäßige Abkopplung der Erregereinrichtung von der Steuerungseinrichtung vorgenommen wird, bevor sich die Erregereinrichtung in einem kritischem Zustand befindet bzw. überlastet ist, so dass Schäden an der Erregereinrichtung bzw. am Gerät zur Schneeflächenpräparierung vermieden werden.
  • Unter dem Begriff "funktionsmäßige Abkopplung" der Erregereinrichtung von der Arbeitshydraulik ist im vorliegenden Zusammenhang zu verstehen, dass die Speisung der Hydraulikmotoren der Erregereinrichtung durch die Arbeitshydraulik unterbrochen wird. Hierfür ist also grundsätzlich keine physikalische Abkopplung der Erregereinrichtung von der Arbeitshydraulik notwendig. Die Erregereinrichtung wird also de facto abgeschaltet und stellt den Betrieb ein. Hierdurch wird vermieden, dass die Erregereinrichtung mit einem zu großen Förderstrom betrieben wird, so dass Schäden durch Überlastung an der Erregereinrichtung ausbleiben.
  • Sobald also ein für die Erregereinrichtung kritischer Zustand erreicht ist, über- bzw. unterschreitet der vorhandene, mindestens eine Betriebsparameter den vorgegeben Grenzwert und die Erregereinrichtung wird funktionsmäßig von der Arbeitshydraulik abgekoppelt. Bevorzugterweise ist der Grenzwert so bemessen, dass in ihm ein Sicherheitszuschlag bzw. -abschlag eingearbeitet ist, so dass die Erreichung eines kritischen Zustands der Erregereinrichtung auf jeden Fall vermieden wird. Die Steuerungseinrichtung wirkt also wie ein Überlastschutz, der die Erregereinrichtung davor bewahrt, Schaden zu nehmen.
  • Zweckmäßigerweise ist das Gerät zur Schneeflächenpräparierung so ausgebildet, dass er mit möglichst vielen verschiedenen Zugmaschinen kombinierbar ist. Die Arbeitshydrauliken der einzelnen Zugfahrzeuge können unterschiedlich ausgebildet sein und dementsprechend können deren Hydraulikpumpen unterschiedliche maximale Fördervolumen aufweisen. Aufgrund des durch die Steuerungseinrichtung gewährten Überlastschutzes ist es also möglich, das erfindungsgemäße Gerät zur Schneeflächenpräparierung mit grundsätzlich allen gängigen Zugmaschinen zu betreiben, ohne dass eine Beschädigung oder Zerstörung des Geräts zur Schneeflächenpräparierung bzw. der Erregereinrichtung aufgrund zu hoher Fördermengen der Hydraulikpumpe in Kauf genommen werden muss.
  • Ferner ist bei bekannten Zugfahrzeugen im Bedienstand üblicherweise ein Regelpotentiometer vorgesehen, mittels dessen das Fördervolumen der Hydraulikpumpe der Arbeitshydraulik des Zugfahrzeuges eingestellt werden kann. Wenn nun ein Gerät zur Schneeflächenpräparierung neu an ein Zugfahrzeug angeschlossen wird, kann es vorkommen, dass das Regelpotentiometer auf ein Fördervolumen eingestellt ist, dass für die Erregereinrichtung des Geräts zur Schneeflächenpräparierung kritisch ist und die Bedienperson des Zugfahrzeuges vergisst, dass Fördervolumen vor Inbetriebnahme des Geräts zur Schneeflächenpräparierung niedriger, also auf einen unkritischen Bereich, einzustellen. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Steuerungseinrichtung in einem solchen Fall die Erregereinrichtung sofort nach Inbetriebnahme von der Arbeitshydraulik abkoppeln, so dass auch in dieser Situation Beschädigungen des Geräts zur Schneeflächenpräparierung vermieden werden können.
  • Vorteilhafterweise koppelt die Steuerungseinrichtung die Erregereinrichtung nach Über- bzw. Unterschreiten des vorgegebenen Grenzwerts sofort von der Arbeitshydraulik ab. Diese Umschaltung zwischen den Betriebszuständen erfolgt also unmittelbar, ohne einen schleichenden Übergang. Ein schleichendes Umschalten zwischen den Betriebszuständen hätte eine erhebliche Erwärmung der Arbeitshydraulik zur Folge, die durch Verluste beim Abbau von Druckdifferenzen der Hydraulikflüssigkeit von der Hochdruck- zur Niederdruckseite im geschlossen Kreislauf entsteht. Dies würde zu erheblichen Beschädigungen des gesamten Hydrauliksystems führen. Durch diese vorteilhafte Ausführungsform wird also die Gefahr, dass solche Beschädigungen auftreten, eliminiert.
  • Bevorzugt ist die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet, dass die Abkopplung der Erregereinrichtung von der Arbeitshydraulik dadurch erreicht wird, dass die Steuerungseinrichtung den Hydraulikkreislauf kurzschließt. Dies bedeutet, dass die Steuerungseinrichtung den Hydraulikflüssigkeitsfluss derart umleitet, dass die Erregereinrichtung nicht mehr mit Hydraulikflüssigkeit gespeist wird. Dies geschieht bevorzugt dadurch, dass die Steuerungseinrichtung die Arbeitshydraulik auf "drucklosen Umlauf" umschaltet, das heißt, der Hydraulikflüssigkeitsstrom wird ohne Druckbelastung (oder zumindest bei minimalem Druck) im Kreislauf zurück zum Hydraulikflüssigkeitstank bzw. zurück zur Pumpe gefördert. Der Hydraulikkreislauf wird also weiterhin aufrechterhalten, nur ist die Erregereinrichtung nun nicht mehr in den Kreislauf mit eingeschlossen. Der Kurzschluss des Hydraulikkreislaufs kann grundsätzlich sowohl im Gerät zur Schneeflächenpräparierung als auch in der Zugmaschine vorgenommen werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch Kurzschließen des Hydraulikkreislaufs nicht in die Regelung der Arbeitshydraulik eingegriffen werden muss und diese also unabhängig vom Abkoppeln der Erregereinrichtung ist. Die Arbeitshydraulik arbeitet also im Fall eines Kurzschlusses ganz normal weiter. Würde die Steuerungseinrichtung die Erregereinrichtung beispielsweise dadurch abkoppeln, dass sie die Pumpe komplett abschaltet, würde die Pumpe unter Umständen nach dem Wiedereinschalten nicht sofort wieder betriebsbereit sein.
  • Zweckmäßigerweise weist die Steuerungseinrichtung einen Sensor zur Überwachung des mindestens einen Betriebsparameters und ferner ein ansteuerbares Hydraulik- bzw. Hydroventil zur Abkopplung der Erregereinrichtung von der Arbeitshydraulik auf. Der Sensor und das Hydraulikventil können als ein Bauteil oder auch als zwei separate Bauteile ausgeführt sein. Als Sensoren sind grundsätzlich alle Einrichtungen verwendbar, mit denen der mindestens eine Betriebsparameter ermittelt oder gemessen, das heißt konkret bestimmt werden kann oder mit denen während des Betriebs der mindestens eine Betriebsparameter in der Weise überwacht wird, dass ein Über- bzw. Unterschreiten des vorgegeben Grenzwerts angezeigt wird. Als Hydraulikventil sind grundsätzlich alle aus dem Stand der Technik bekannten und für den vorliegenden Zweck sinnvollerweise verwendbaren Hydroventile einsetzbar. Das Hydraulikventil ist so ausgebildet, dass es bei Über- bzw. Unterschreiten des Grenzwerts die Speisung des Hydraulikmotors der Erregereinrichtung durch die Arbeitshydraulik unterbricht. Bevorzugterweise ist das Hydraulikventil zur Kurzschließung des Hydraulikkreislaufs bzw. zum Umschalten auf drucklosen Umlauf ausgebildet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Sensor und das Hydraulikventil derart ausgebildet, dass die Überwachung des Sensors sowie die Abkopplung durch das Hydraulikventil hydraulisch durchführbar sind. Das heißt, der Sensor und das Hydraulikventil arbeiten beide auf rein hydraulischer Basis. Hierbei ist vorteilhaft, dass keine weiteren Systeme, beispielsweise eine elektrische Spannungsquelle, für die Durchführung der Überwachung und Abkopplung benötigt werden. Dies kann beispielweise dadurch erreicht werden, dass das Hydraulikventil als Druckschaltventil ausgebildet ist. Es übernimmt dann gleichzeitig auch die Funktion des Sensors. Wird der eingestellte Druck (vorgegebener Grenzwert) des Hydraulikflüssigkeitsstroms erreicht, gibt das Ventil im Hydraulikkreislauf einen drucklosen Umlauf frei. Die Schaltung des Ventils kann beispielsweise durch federbelastete, druckgesteuerte Schließkegel oder Ähnliches erfolgen. Grundsätzlich kann das Hydraulikventil fremdgesteuert sein, bevorzugt ist es in dieser Variante aber als eigengesteuerte Bauform ausgebildet, da dadurch keine zusätzlichen Systeme zur Schaltung benötigt werden und das Ventil völlig autark arbeiten kann.
  • Alternativ ist es bevorzugt, dass der Sensor die Überwachung und/oder das Hydraulikventil die Abkopplung elektrisch oder elektromagnetisch durchführt. Bei dieser Ausführungsform sind Hydraulikventil und Sensor bevorzugt als zwei separate Bauteile ausgebildet. Vorteilhaft ist hierbei, dass ein exakter Schaltpunkt gewährleistet wird. Der Sensor kann beispielsweise eine Messeinrichtung sein, die den mindestens einen Betriebsparameter überwacht, mit dem vorgehenden Grenzwert vergleicht und bei Über- bzw. Unterschreitung des Grenzwertes das Ventil schaltet. Das Hydraulikventil kann in dieser Ausführungsform beispielsweise als fremdgesteuertes Wegeventil ausgebildet sein, das bei Über- bzw. Unterschreiten des Grenzwerts auf drucklosen Umlauf geschaltet wird. Die für das Durchführen der Überwachung und/oder der Abkopplung notwendige Stromversorgung kann entweder separat in der Steuerungseinrichtung bzw. im Gerät zur Schneeflächenpräparierung angeordnet sein oder die Steuerungseinrichtung kann an die Stromversorgung der Zugmaschine angeschlossen werden. Bei beiden Alternativen ist es bevorzugt, dass das Ventil unstetig schaltet, das heißt, die Schaltung erfolgt augenblicklich und ohne Verzögerung.
  • Bevorzugt wird als mindestens ein Betriebsparameter der Hydraulikflüssigkeitsstrom, das heißt der Durchfluss der Hydraulikflüssigkeit durch den Hydraulikkreislauf, überwacht. Dieser Betriebsparameter eignet sich besonders zur Verwendung für die Erfindung. Grundsätzlich ist aber auch die Verwendung aller weiteren Betriebsparameter, wie beispielsweise der im Hydraulikkreislauf vorhandene Druck, die Fließgeschwindigkeit der Hydraulikflüssigkeit, die Vibrationsfrequenz oder die Drehzahl des Hydraulikmotors der Erregereinrichtung, möglich.
  • Zweckmäßigerweise ist die Steuerungseinrichtung im Gerät zur Schneeflächenpräparierung angeordnet. Dies vereinfacht den Betrieb, da dadurch nicht jede Zugmaschine mit einer Steuerungseinrichtung versehen werden muss, sondern die Steuerungseinrichtung einfach nur einmal im Gerät zur Schneeflächenpräparierung eingebaut wird und somit das Gerät zur Schneeflächenpräparierung unabhängig vom jeweiligen Zugfahrzeug arbeiten kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung ausgebildet, nach der Abkopplung der Erregereinrichtung diese wieder an die Arbeitshydraulik anzukoppeln, sobald der die Abkopplung hervorrufende Zustand des mindestens einen Betriebsparameters nicht mehr vorliegt. Ist der Grenzwert beispielsweise als Maximalwert vorgegeben, das heißt, die Erregereinrichtung wird abgekoppelt wenn der Wert des Betriebsparameters den Maximalwert übersteigt, koppelt die Steuerungseinrichtung die Erregereinrichtung wieder an die Arbeitshydraulik an, sobald der Wert des mindestens einen Betriebsparameters wieder gleich oder unterhalb des Maximalwertes liegt. Dies ist vorteilhaft, da dadurch die Erregereinrichtung nicht extra wieder zugeschaltet werden muss, sobald der mindestens eine Betriebsparameter wieder im unkritischen Bereich liegt, sondern diese Zuschaltung automatisch erfolgt.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Bedienperson das jeweilig optimale Fördervolumen der Arbeitshydraulik, bzw. die optimale Vibrationsfrequenz der Erregereinrichtung, beispielsweise 60 Hz, auf einfache Weise finden kann. Hierfür schaltet die Bedienperson bei angeschlossenem Gerät zur Schneeflächenpräparierung die Arbeitshydraulik zuerst mit einem kleinen Fördervolumen ein. Danach steigert die Bedienperson die Vibrationsfrequenz der Erregereinrichtung des Geräts zur Schneeflächenpräparierung durch Erhöhung der Förderleistung der Hydraulikpumpe der Arbeitshydraulik mittels des Regelpotentiometers im Bedienstand des Zugfahrzeuges. Diese Steigerung wird solange fortgesetzt, bis die Erregereinrichtung durch die Steuerungseinrichtung von der Arbeitshydraulik funktionsmäßig abgekoppelt wird, da der mindestens eine Betriebsparameter den vorgegebenen Grenzwert über- bzw. unterschritten hat. Nach der Abkopplung wird das Fördervolumen der Arbeitshydraulik durch die Bedienperson mittels des Regelpotentiometers langsam wieder zurückgenommen, bis die Steuerungseinrichtung die Erregereinrichtung wieder zuschaltet. Sobald die Erregereinrichtung wieder angekoppelt ist, wird das Fördervolumen der Arbeitshydraulik nicht mehr verstellt und die Erregereinrichtung befindet sich im optimalen Frequenzbereich. Merkt sich die Bedienperson die Stellung des Potentiometers der Arbeitshydraulik im optimalen Frequenzbereich, kann das Gerät zur Schneeflächenpräparierung bei zukünftigen, neuen inbetriebnahmen mit derselben Zugmaschine direkt mit der richtigen Vibrationsfrequenz eingesetzt werden.
  • Bevorzugt ist eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, die der Bedienperson der Zugmaschine diejenige Förderleistung der Hydraulikpumpe anzeigt, bei der die Steuerungseinrichtung die Erregereinrichtung von der Arbeitshydraulik abkoppelt. Vorteilhaft ist hierbei, dass dadurch der Bedienperson der maximale Betriebspunkt des Hydrauliksystems angezeigt wird und es somit einfacher für die Bedienperson ist, die Arbeitshydraulik so einzustellen, dass sich eine optimale Betriebsfrequenz der Vibrationsplatte einstellt.
  • Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung eines Hydraulikkreislaufs zwischen einer Arbeitshydraulik einer Zugmaschine und einer hydraulisch antreibbaren Erregereinrichtung für eine Vibrationsplatte eines an die Zugmaschine anbaubaren Geräts zur Schneeflächenpräparierung dadurch gelöst, dass mindestens ein Betriebsparameter des Hydraulikkreislaufs überwacht wird. Ferner wird überprüft, ob der Wert des mindestens einen Betriebsparameters einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet und die Erregereinrichtung wird von der Arbeitshydraulik funktionsmäßig abgekoppelt, sobald der Wert des mindestens einen Betriebsparameters den vorgegebenen Maximalwert überschreitet.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt schematisch:
    • Figur 1
    einen Schaltplan eines Hydraulikkreislaufs zwischen einem Gerät zur Schneeflächenpräparierung und einer Zugmaschine.
  • Die einzige Figur zeigt einen hydraulischen Schaltplan des Hydraulikkreislaufs 10 eines erfindungsgemäßen Geräts zur Schneeflächenpräparierung, der an eine Zugmaschine angebaut ist. Die in einer Zugmaschine angeordnete Arbeitshydraulik 11 umfasst eine Hydropumpe 13 mit zwei Stromrichtungen, bei der das Verdrängungsvolumen bzw. die Fördermenge veränderbar sind. Die Fördermenge kann über ein Regelpotentiometer (hier nicht dargestellt) in der Zugmaschine eingestellt werden. Die Pumpe 13 ist über Leitungen 18 in der Weise mit einer Erregereinrichtung 14 verbunden, dass sich ein geschlossener Kreislauf ergibt, das heißt, Zu- und Ableitungen zur Erregereinrichtung sind vorhanden. Die in einem Gerät zur Schneeflächenpräparierung angeordnete Erregereinrichtung 14 umfasst zwei Hydraulikmotoren 15, durch die eine im Gerät zur Schneeflächenpräparierung vorgesehene Vibrationsplatte (hier nicht dargestellt) in Schwingungen versetzt werden kann.
  • Zwischen der Arbeitshydraulik 11 und der Erregereinrichtung 14 ist eine als Steuerblock ausgebildete Steuerungseinrichtung 12 zwischengeschaltet. Die Steuerungseinrichtung 12 ist ebenso wie die Erregereinrichtung 14 im Gerät zur Schneeflächenpräparierung angeordnet. Die Steuerungseinrichtung 12 umfasst einen als Mess- und Schaltlogik ausgebildeten Sensor 16, mittels dessen der Förderstrom, der von der Pumpe 13 bereitgestellt wird, überwacht werden kann. Der Sensor 16 misst den Förderstrom fortlaufend und vergleicht die gemessenen Werte mit einem gespeicherten Maximalwert. Ist der gemessene Wert größer als der gespeicherte Maximalwert, steuert der Sensor 16 ein als Abschaltventil ausgebildetes Hydraulikventil 17 an. Das Hydraulikventil 17 ist in den Hydraulikkreislauf 10 integriert und schaltet die Arbeitshydraulik 11 nach Ansteuerung durch den Sensor 16 auf drucklosen Umlauf. Der von der Pumpe 13 geförderte Hydraulikflüssigkeitsstrom wird demnach drucklos (oder zumindest nur bei minimalem Druck) über das Hydraulikventil 17 zur Pumpe zurückgeführt. Der Hydraulikkreislauf 10 wird also kurzgeschlossen und die Erregereinrichtung 14 nicht mehr von der Arbeitshydraulik 11 gespeist, wodurch diese abgeschaltet wird.
  • Stellt die Mess- und Schaltlogik 16 nach der Umschaltung auf drucklosen Umlauf fest, dass das Fördervolumen wieder unter den vorgegebenen Maximalwert gesunken ist, steuert sie das Hydraulikventil 17 erneut an und die Erregereinrichtung 14 wird wieder zum Hydraulikkreislauf 10 hinzugeschaltet und somit auch wieder angetrieben. Das Umschalten durch das Hydraulikventil 17 auf drucklosen Umlauf erfolgt augenblicklich nach der Ansteuerung, so dass schleichende Übergänge zwischen der Umschaltung zwischen den beiden Betriebszuständen vermieden werden und somit die damit einhergehenden negativen Auswirkungen auf das Hydrauliksystem ausbleiben.

Claims (11)

  1. Gerät zur Schneeflächenpräparierung zum Anbau an eine Zugmaschine, mit einer Vibrationsplatte und mit einer hydraulisch antreibbaren Erregereinrichtung (14) zum Antrieb der Vibrationsplatte, wobei die Erregereinrichtung (14) an eine Arbeitshydraulik (11) der Zugmaschine in der Weise anschließbar und von dieser antreibbar ist, dass ein geschlossener Hydraulikkreislauf (10) zwischen Erregereinrichtung (14) und Arbeitshydraulik (11) entsteht,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Steuerungseinrichtung (12) vorgesehen ist, die mindestens einen Betriebsparameter des Hydraulikkreislaufs (10) überwacht und in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Grenzwert für den mindestens einen Betriebsparameter die Erregereinrichtung (14) von der Arbeitshydraulik (11) funktionsmäßig abkoppelt.
  2. Gerät gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerungseinrichtung (12) ausgebildet ist, die Erregereinrichtung (14) unmittelbar und ohne schleichenden Übergang von der Arbeitshydraulik (11) abzukoppeln.
  3. Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerungseinrichtung (12) ausgebildet ist, zur Abkopplung der Erregereinrichtung (14) von der Arbeitshydraulik (11) den Hydraulikkreislauf (10) kurzzuschließen.
  4. Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerungseinrichtung (12) einen Sensor (16) zur Überwachung des mindestens einen Betriebsparameters und ein Hydraulikventil (17) zur Abkopplung der Erregereinrichtung (14) von der Arbeitshydraulik (11) umfasst.
  5. Gerät gemäß Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Überwachung und die Abkopplung hydraulisch durchführbar sind.
  6. Gerät gemäß Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Überwachung und/oder die Abkopplung elektrisch oder elektro-magnetisch durchführbar sind.
  7. Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der mindestens eine Betriebsparameter der Hydraulikflüssigkeitsstrom des Hydraulikkreislaufs (10) ist.
  8. Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerungseinrichtung (12) im Gerät zur Schneeflächenpräparierung angeordnet ist.
  9. Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerungseinrichtung (12) ausgebildet ist, nach der Abkopplung der Erregereinrichtung (14) diese wieder an die Arbeitshydraulik (11) anzukoppeln, sobald der die Abkopplung hervorrufende Zustand des mindestens einen Betriebsparameters nicht mehr vorliegt.
  10. Gerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Arbeitshydraulik (11) eine verstellbare Hydraulikpumpe (13) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist, die diejenige Förderleistung der Hydraulikpumpe (13) anzeigt, bei der die Steuerungseinrichtung (12) die Erregereinrichtung (14) von der Arbeitshydraulik (11) abkoppelt.
  11. Verfahren zur Steuerung eines Hydraulikkreislaufs (10) zwischen einer Arbeitshydraulik (11) einer Zugmaschine und einer hydraulisch antreibbaren Erregereinrichtung (14) für eine Vibrationsplatte eines an die Zugmaschine anbaubaren Geräts zur Schneeflächenpräparierung, gekennzeichnet durch folgende Schritte,
    Überwachen mindestens eines Betriebsparameters des Hydraulikkreislaufs (10);
    Überprüfen ob der Wert des mindestens einen Betriebsparameters einen vorgegebenen Maximalwerts überschreitet; und
    funktionsmäßiges Abkoppeln der Erregereinrichtung (14) von der Arbeitshydraulik (11), wenn der Wert des mindestens einen Betriebsparameters den vorgegebenen Maximalwert überschreitet.
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