Schneekehrwalze

Abstract

 Eine Schneekehrwalze für den Wechselanbau an ein Straßendienst-Fahrzeug besitzt eine borstenbesetzte Kehrwalze (4), welche an der Unterseite des Fahrzeugs rotierbar angebracht ist. Um eine, verschleißarmen Betrieb der Kehrwalze (4) bei gleichzeitig niedrigem Energieeinsatz zu gewäphrleisten ist eine Steuereinrichtung zum Einstellen und Verändern des Walzendrehzahl nach den folgenden Regeln vorgesehen:

a) Die Walzenumfangsgeschwindigkeit (w)verändert sich proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit (f);

b) die Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) ist im Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit (f) über deren einfachem und bis zu deren doppeltem Betrag einstellbar;

c) es ist ein Mmdestbetrag der Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-min) einstellbar, welcher bei Langsamfahrt oder stehendem Fahrzeug (1) nicht unterschritten wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schneekehrwalze für den Wechselanbau an ein Straßendienst-Fahrzeug, als borstenbesetze Kehrwalze, welche am Fahrzeug um ihre waagrechte, zur Fahrzeuglängsrichtung schräg anstellbare Längsachse entgegengesetzt zu den Rädern des vorwärts bewegten Fahrzeugs rotierbar aufgehängt ist.

[0002] Derartige Schneekehrwalzen, sind an sich bekannt; sie dienen der sogenannten Schwarzräumung von verschneiten Straßen. Versuche haben gezeigt, daß ihr kombinierter Einsatz mit einem Schneepflug und/oder einer Salzstreueinrichtung besonders vorteilhaft ist. Sie ermöglichen insbesondere eine erhebliche Reduzierung der ausgestreuten Salzmenge. Der Einsatz einer Schneekehrwalze erfolgt zweckmäßig nur bis zu Schneehöhen von wenigen Zentimetern, z.B. im Nachlauf zu einem anderen Schneeräumgerät. Die Schneekehrwalze erzeugt dabei entsprechend ihrer Schrägstellung einen seitlichen Schneeauswurf, unter der Voraussetzung, daß die Walze mit einer bestimmten Mindestdrehzahl rotiert. Eine derartige Schneekehrwalze kann entweder frontseitig, heckseitig oder zwischen den Radachsen am Straßendienst-Fahrzeug angebracht sein.

[0003] Bekannte Schneekehrwalzen arbeiten mit hohem Verschleiß und Energieverbrauch.

[0004] Dem gegenüber liegt die Erfindung zugrunde, eine Schneekehrwalze der eingangs genannten Art mit einer Steuereinrichtung zu versehen, welche einen verschleißarmen Betrieb der Schneekehrwalze bei niedrigem Energieeinsatz ermöglicht und welche sich insbesondere für einen Einsatz in Kombination mit einen vorrausfahrendem Schneeräumgerät eignet.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steuereinrichtung gelöst, die ein Einstellen oder Verändern der Walzendrehzahl nach folgenden Regeln ermöglicht:

a) Die Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) verändert sich proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit (f);

b) die Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) ist im Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit (f) über deren einfachem und bis zu deren doppeltem Betrag einstellbar;

c) es ist ein Mindestbetrag der Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-min) einstellbar, welcher bei Langsamfahrt oder stehendem Fahrzeug nicht unterschritten wird.

[0006] Merkmal a) bedeutet, daß die Walzendrehzahl mit der Geschwindigkeit des Straßendienst-Fahrzeugs steigt oder sinkt. Durch diese Regel wird der von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängenden Schneemenge Rechnung getragen. Hinzu kommt als besonders wichtige Bedingung die Regel gem. Merkmal b), wonach die Walzenumfangsgeschwindigkeit stets größer als die Fahrzeuggeschwindikeit, nämlich bis zu deren doppelten Betrag - in Stufen oder stufenlos - einstellbar ist. Beispielsweise kann bei Schneehöhen bis zum 1 cm ein Verhältniswert von 1,2 ausreichend sein, während bei größeren Schneehöhen, z.B. von 4 cm der Verhältniswert Walzenumfangsgeschwindigkeit zu Fahrzeuggeschwindigkeit bis zu 2,0 ansteigen kann. Um eine bestimmte Mindestwurfweite unabhängig von der jeweiligen Fahrzeuggeschwindikeit, also beispielsweise auch im Stand des Fahrzeuges oder beim Verzögern vor einer Ampel zu erzielen, damit der Schnee aus dem Fahrzeugbereich seitlich neben das Fahrzeug gekehrt wird, ist im Sinne von Merkmal c) die Einstellung eines Mindestbetrages der Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-min) wesentlich; diese Mindestgeschwindigkeit ist dabei etwa mit 5 km/h anzusetzen. Trotz der damit erzielbaren kurzen Wurfweiten etwa in der Größenordnung von 1 bis 2 m ist die Kehraufgabe noch erfüllbar indem jedes Schneeelement mehrfach von der Walze erfaßt wird, bis es aus dem Fahrzeugbereich ausgeworfen wird.

[0007] Wenn auf diese Weise z.B. der Schneerest, der hinter einem Schneepflug stets auf der Straßenoberfläche liegen bleibt , sauber von der Straßenoberfläche weggekehrt wird, so ergibt sich neben dem verbesserten Reinigungseffekt der zusätzliche Vorteil, daß dann weniger Salz eingesetzt werden muß, um die Straßenoberfläche vereisungsfrei zu halten.

[0008] Im Rahmen der Erfindung ist wesentlich, daß die Steuereinrichtung individuell programmierbar ist, wobei die wesentlichen Eingabedaten im Patentanspruch 4 aufgeführt sind. Das Verhältnis Walzenumfangsgeschwindigkeit zu Fahrzeuggeschwindigkeit ist im wesentlichen in Abhängigkeit von der Schneehöhe zu wählen; die Mindest-Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-min) ist im allgemeinen ein fester, vom Kehreinsatz unabhängiger Wert; gegebenenfalls ist er auch von der Walzenlänge abhängig. Der Walzendurchmesser ist möglichst genau unter Berücksichtigung der Borstenabnutzung einzugeben. Während die genannten Eingabedaten durch manuelles Einstellen eingegeben werden können, muß die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit laufend in ein entsprechendes Eingangssignal umgesetzt werden, was beispielsweise über einen Tachogenerator geschieht.

[0009] 

[0010] Stromregelventil in der Druckleitung einer fahrzeugseitig angetriebenen Hydraulikpumpe zur Regelung des ölstroms für einen hydraulischen Walzenantrieb betätigt. Dabei kommt eine Ausführung mit regelbarer Hydraulikpumpe oder Konstantpumoe mfrage. Während bei der regelbaren Hydraulikpumpe der Ölstrom so geregelt wird, daß immer ein konstanter Druckunterschied zwischen der Druckseite der Hydraulikpumpe und dem Verbraucherdruck aufrechterhalten wird, bleibt bei der Konstantpumpe der Ölstrom bei Verbraucherdruckschwankungen unverändert; hier wird der vom Verbraucher nicht abgenommene Teilstrom gegen den Verbraucherdruck zum Tank geleitet.

[0011] Die Kraftabnahme für die Hydraulikpumpe erfolgt entweder über einen Nebenabtrieb vom Getriebe oder über eine Motorzapfwelle.

[0012] Das auf der folgenden Seite abgebildete Diagramm zeigt die Geschwindigkeitsregelungs-Charakteristik einer erfindungsgemaßen Schneekehrwalze, wobei verschiedene Geschwindigkeitsverhältnisse w/f zwischen den Werten 1 und 2 angegeben sind. Die Proportionalitäten können durch eine wählbare Mindest-Waïzenum-Fangsgeschwindigkeit (w-min) überïagert werden, so daß der Proportioalitätsverlauf erst bei einer Fahrge-

schwindigkeit fl beginnt, um mit Erreichen der maximalen Walzenumfangsgeschwindigkeit w-max bei der Fahrgeschwindigkeit f2 zu enden. Die im Diagramm eingetragenen Werte beziehen sich auf ein Geschwindigkeitsverhältnis w/f = 1,₃. Entsprechend diesem Beispiel bleibt die Mindest-Walzenumfangsgeschwindigkeit w-min von Fahrgeschwindigkeit f0 bis fl erhalten. Bei Steigerung der Fahrgeschwindigkeit f1 bis f2 gilt die Proportion w=1,3 x f. Bei der Fahrgeschwindigkeit f2 ist die Leistungsgrenze des Hydraulikanlage mit w-max erreicht. Hier erzeugt die Steuereinrichtung ein Warnsignal, damit der Fahrer des Straßendienst-Fahrzeugs dessen Geschwindigkeit zurücknehmen kann. Erhöht er hingegen die Fahrgeschwindigkeit , so bleibt die Walzenumfangsgeschwindigkeit konstant bei w-max. Beim Erreichen der Fahrgeschwindigkeit f3 ist der Verhältniswert w/f=1 erreicht, d.h. ab hier ist ein spürbarer Kehreffekt nicht mehr erzielbar.

[0013] Damit auch bei AbnUtzung der Borsten der Schneekehrwalze die eingestellte Proportion des Verhältniswerts w/f erhalten bleibt, wird an die Steuerelektronik der Arbeitswalzen Durchmesser eingegeben, d.h. bei der Ermittlung der Walzendrehzahl wird das Durchmesserverhälntis von abgenutzter Walze (Durchmesser d) zu Neuwalze (Durchmesser D) als Korrekturfaktor berücksichtigt, z.B. nach der Formel

w = D x d/D xΠ x n,

wobei "w" die Walzenumfangsgeschwindigkeit und "n" die Walzendrehzahl bedeuten.

[0014] Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine zwischen den Achsen eines Straßendienst-Fahrzeugs eingebaute Schneekehrwalze in der Seitenansicht;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schneekehrwalze gem. Fig. 1;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung eine vom Fahrzeug abgebaute Schneekehrwalze mit dazugehöriger Aufhängung im vertikalen Längsschnitt;

Fig. 4 ein Hydraulikschema zur Steuerung des Walzenantriebs und

Fig. 5 ein Hydraulikschema zur Einstellung des Walzendrucks.

[0015] Fig. 1 zeigt ein Straßendienst-Fahrzeug mit einem Streusalzbehälter 2 auf der Ladepritsche 3. Die Vorderachse des Fahrzeugs 1 ist nicht dargestellt. Man kann sich vorstellen, daß frontseitig am Fahrzeug 1 ein Schneepflug angebaut ist. Der vom Schneepflug nicht entfernte Schneerest wird von einer zwischen den Radachsen des Fahrzeugs auf dessen Unterseite angebrachten Schneewalze 4 aus dem Fahrzeugbereich zur Seite hin ausgeworfen . Ein heckseitig am Fahrzeug 1 angeschlossenes Salzstreugerät 5 sorgt für eine eisfreie, griffige Straßenoberfläche.

[0016] Die Schneekehrwalze 4 rotiert , bezogen auf die gezeichnete Ansicht im Uhrzeigersinn gem. Pfeil P1, also entgegengesetzt zur Drehung gem. Pfeil P2 der Fahrzeugräder bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs 1.

[0017] Die Schneekehrwalze wird hydraulisch angetrieben mittels einer Hydraulikpumpe 6, welche heckseitig an einem Getriebe 7 angeflanscht ist, welches antriebsseitig mit einer Motorzapfwelle 8 verbunden ist. Die Hydraulikleitungen oder sonstigen Elemente des Hydraulikkreises sind in der Zeichnung nicht dargestellt, mit Ausnahme des Hydraulikmotors 9 (Fig. 2) für den Antrieb der Schneekehrwalze 4 und des an der Fahrzeugunterseite befestigten Hydrauliktanks 10 der als Baueinheit mit einem zugehörigen

[0018] In Fig. 3 ist die straßenkehrwalze 4 samt Aufhängung im demontierten Zustand auf einem höhenverstellbaren Fahrgestell 27 gelagert dargesteilc. wobei entsprechend der SChnittdarstellung der Aufhängung nur eine Achse 28 des Fahrgestells 27 mit den Rädern 29 gezeichnet ist.

[0019] Gem. Fig. 2 ist die Schneekehrwalze 4 in Draufsicht auf das Fahrzeug 1 mit Darstellung der wesentlichen Sahrzeugumrisse in der rechten Schwenklage gezeichnet, wobei ein Schwenkzylinder 30 ausgefahren ist. Der Schwenkzylinder 30 ist einerseits an der rechten Haltestrebe 23 , andererseits an einem Bolzen 31 angelenkt, welcher mit dem Halteteil 26 fest verbunden ist (vgl. Fig. 3).

[0020] In Fig. 4 ist ein Hydraulikschema mit einer regeibaren Hydraulikpumpe 6 für den Antrieb des Hydraulikmotors 9 der Schneekehrwalze 4 dargestellt. Die jeweilige Fahrgeschwindigkeit (T) wird über einen Tachogenerator 32 ermittelt. Dessen Signal wird in der Steuerelektronik 12 verstärkt; das gewünschte Verhältnis der Walzenumfangsge4schwindigkeit zur Fahrzeuggeschwindigkeit und die Mindest-Walzenumfangsgeschwindigkeit werden manuell an die Steuerelektronik eingegecen. Deren Ausgangssignal betätigt ein proportional ansteuerbares Stromregelventil 33, weiches in Art siner ßlende den Ölstrom auf der Druckseite der Hydraulikpumpe 6 regelt, und zwar so, daß immer ein konstanter Druckunterschied zwischen der Druckseite (bei a) der Hydraulikpumpe 6 und dem Verbraucherdruck (bei b) aufrechterhalten wird. Die beiden Druckwerte (bei a, b) bilden Eingangssignale für die Pumpenregelung. Das Stromregelventil 33 ist in der Praxis in das Regelsystem der Hydraulikpumpe integriert. Die Hydraulikpumpe 6 wird über eine Zapfwelle 8 und eine Kupplung 34 zum Fahrzeugmotor 35 angetrieben.

[0021] Zeigt der Verbraucherdruck (bei b) den Einstelldruck eines Druckbegrenzungsventils an, so wird über einem Druckschalter 36 ein Warnsignal (bei 37) ausgelöst. Es bedeutet, daß die maximale Fördermenge des Hydrauliksystems und damit auch die maximale Walzenumfangsgeschwindigkeit erreicht sind. Bei einem weiteren Ansteigen der Fahrzeugsgeschwindigkeit könnte die in die Steuerelektronik eingegebene Proportion zwischen Walzenumfangsgeschwindigkeit und Fahrzeuggeschwindigkeit nicht mehr aufrechterhalten werden.

[0022] Ein Einschaltventil 38 ist in der "Aus"-Stellung dargestellt, wobei die Hydraulikpumpe 6 über eine Kurzschlußleitung 39 in den Vorratsbehälter 40 fördert.

[0023] 

Ansprüche

1. Schneekehrwalze für den Wechsel anbau an ein Straßendienst-Fahrzeug, als borstenbesetzte Kehrwalze (4), welche am Fahrzeug (1) um ihre waagrechte, zur Fahrzeuglängsrichtung schräg anstellbare Längsachse entgegengesetzt zu den Rädern des vorwärts bewegten Fahrzeugs (1) rotierbar aufgehängt ist,
gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Einstellen oder Verändern der Walzendrehzahl nach den folgenden Regeln:

a) die Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) verändert sich proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit (f);

b) die Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) ist im Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit (f) über deren einfachem und bis zu deren doppeltem Betrag einstellbar;

c) es ist ein Mindestbetrag der Walzenumfangsgeschwindikeit (w-min) einstellbar, welcher bei Langsamfahrt oder stehendem Fahrzeug (1) nicht unterschritten wird.

2. Schneekehrwalze nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ermittlung der Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) der Walzendurchmesser (d) je nach Walzengröße und/oder -abnutzung einstellbar ist.

3. Schneekehrwaize nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung ein Warnsignal erzeugt wenn nach Überschreiten einer oberen Fahrzeuggeschwindigkeit (f-max) die maximale Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-max) erreicht ist.

4. Schneekehrmaschine nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung eine Steuerelektronik (12) mit folgenden Eingangssignalwerten umfaßt:

a) Verhältnis w/f Walzenumfangsgeschwindigkeit (w) zu Fahrzeuggeschwindigkeit (f)

b) Mindest-Walzenumfangsgeschwindigkeit (w-min)

c) Walzendurchmesser (d)

d) jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit (f)

5. Schneekehrmaschine nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgangssignal der Steuerelektronik (12) ein proportionales Stromregelventil (33) in der Druckleitung einer fahrzeugseitig angetriebenen Hydraulikpumpe (6) zur Regelung des Ölstroms für einen Hydraulikmotor (9) zum Antrieb der Schneekehrwalze (4) betätigt.

6. Schneekehrmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung zum Einstellen des Auflagedrucks der Kehrwalze (4) auf nur einem Teil ihres Eigengewichts.

Zeichnung