Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kehraggregat zum Anbau an ein Trägerfahrzeug oder an einen Anhänger, umfassend einen Tragrahmen und mindestens eine darin um ihre Längsachse drehbar gelagerte, motorisch angetriebene Walzenbürste, wobei der Tragrahmen Stützräder aufweist, deren vertikaler Abstand zu der Achse der Walzenbürste mittels einer Verstelleinheit veränderbar ist, welche mindestens einen hydraulischen Verstellzylinder und ein Steuergerät umfaßt.
Kehraggregate der vorstehend angegebenen Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt, beispielsweise aus der europäischen Patentschrift 0372258 und der deutschen Offenlegungsschrift 3740215. Bekannt sind des weiteren Kehraggregate, die im wesentlichen einen gattungsgemäßen Aufbau aufweisen, sich von diesem jedoch dadurch unterscheiden, daß der hydraulische Verstellzylinder nicht über ein Steuergerät eingestellt wird, sondern vielmehr Teil eines hydraulischen Regelkreises ist und daß darüber hinaus der Tragrahmen nicht über Stützräder verfügt; derartige Kehraggregate sind beispielsweise den deutschen Offenlegungsschriften 2455200 und 2821627 sowie den europäischen Patentanmeldungen 0189371 und 0843047 entnehmbar.
Für sämtliche der aus den vorstehend angegebenen Publikationen bekannten Kehraggregate ist die korrekte Einstellung der Kehrspiegelbreite von ausschlaggebender Bedeutung für einen effizienten und zugleich materialschonenden Kehrbetrieb. So, wie dies in der europäischen Patentschrift 0372258 im Detail erläutert ist, ist die optimale Kehrspiegelbreite gekennzeichnet durch ein gutes Reinigungsergebnis bei geringem Borstenverschleiß. Liegt die Kehrspiegelbreite unterhalb des optimalen Werts, läßt die Reinigungsleistung spürbar nach. Bei einer Kehrspiegelbreite oberhalb des optimalen Werts nimmt hingegen der Borstenverschleiß ohne nennenswerte Verbesserung des Reinigungsergebnisses spürbar zu.
Bei keinem der aus den oben angegebenen Publikation bekannten Kehraggregate läßt sich die Kehrspiegelbreite mit dem gewünschten Maß an Genauigkeit einstellen. Dies gilt namentlich für den Stand der Technik gemäß den gattungsbildenden Druckschriften. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, daß bei einer üblichen Walzenbürste mit einem Durchmesser von 914 mm die Höhenverstellung von 1 mm eine Kehrspiegelveränderung von ca. 60 mm bedeutet. Die Tatsache, daß als geeignete Kehrspiegelbreite Werte zwischen 60 mm und 100 mm angesehen werden, macht deutlich, welche Anforderungen in der Praxis an die Genauigkeit der Verstelleinheit gestellt werden.
Vor dem Hintergrund des vorstehend dargelegten Nachteils des Standes der Technik zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein Kehraggregat der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei welchem sich der optimale Kehrspiegel mit einem hohen Maß an Genauigkeit einstellen läßt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mit dem mindestens einen Verstellzylinder ein Speisezylinder hydraulisch verbunden ist, dessen Kolben oder sonstiger Signalgeber mit einer Zählund/oder Wegmeßeinrichtung, dessen Signal auf das Steuergerät geschaltet ist, oder einem mechanischen Verstellantrieb in Verbindung steht und dessen mit dem mindestens einen Verstellzylinder kommunizierender hydraulischer Arbeitsraum eine geringeren Querschnittsfläche aufweist als der mindestens eine Verstellzylinder.
Der Speisezylinder dient dabei der volumetrischen Zumessung der Hydraulikflüssigkeit zu dem mindestens einen Verstellzylinder, die der Zustellbewegung des mindestens einen Verstellzylinders von einer Referenzstellung in seine der optimalen Kehrspiegelbreite entsprechende Arbeitsstellung entspricht. Die Referenzstellung kann dabei verschiedenen charakteristische Stellungen der Walzenbürste relativ zu der zu reinigenden Oberfläche entsprechen, unter Bezugnahme auf welche das Steuergerät diejenige Zustellbewegung des mindestens einen Verstellzylinders berechnet, die erforderlich ist, um die Walzenbürste in ihre durch die optimale Kehrspiegelbreite gekennzeichnete Arbeitsstellung zu bringen. Besonders bevorzugt wird als Referenzstellung die Bodenkontaktstellung der Walzenbürste und die korrespondierende Stellung des mindestens einen Verstellzylinders herangezogen, weil auf diese Weise der Borstenverschleiß automatisch kompensiert wird (s.u.). Besonders bevorzugt besteht dabei eine Umgehungsleitung zu dem Speisezylinder, da letzterer lediglich für die exakte Absenkung der Walzenbürste aus ihrer Bodenkontaktstellung in ihre Arbeitsstellung benötigt wird. Weder beim Absenken der Walzenbürste in ihre Bodenkontaktstellung noch beim Anheben der Walzenbürste bedarf es einer volumetrischen Bestimmung des dem mindestens einen Verstellzylinder zugeführten bzw. aus diesem abströmenden Volumens an Hydraulikflüssigkeit. Die vorstehend erläuterte Ausgestaltung der Hydraulikanlage mit einem Speisezylinder resultiert in einen besonders exakten Einstellmöglichkeit für den mindestens einen Verstellzylinder.
Zwar ist im Rahmen der vorstehend erläuterten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung denkbar, daß auf den Kolben des Speisezylinders ein mechanischer Verstellantrieb wirkt, so daß der Speisezylinder selbst die Funktion einer Pumpe übernimmt. Besonders bevorzugt ist jedoch der Speisezylinder zwischen einer Hydraulikpumpe und dem mindestens einen Verstellzylinder geschaltet. Er läuft in diesem Falle mit, wobei das Volumen der dem mindestens einen Verstellzylinder zugeführten Hydraulikflüssigkeit durch die Anzahl der Hübe des Speisezylinders und/oder - bei nicht vollständigen Hüben - den Weg des Kolbens des Speisezylinders ermittelt wird.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein das Antriebsmoment oder die Antriebsleistung der Walzenbürste oder eine hiermit gekoppelte Größe erfassender Sensor vorgesehen, dessen Signal auf das Steuergerät geschaltet ist, wobei das Steuergerät die der optimalen Kehrspiegelbreite entsprechende Arbeitsstellung des Verstellorgans als Funktion der beim Absenken der Walzenbürste durch einen sprunghaften Anstieg des Sensorsignals gekennzeichneten Bodenkontaktstellung des Verstellorgans ermittelt.
Bei dem solchermaßen weitergebildeten Kehraggregat wird somit der vom Borstenverschleiß abhängige tatsächliche Durchmesser der Walzenbürste beim Einstellen von deren Lage relativ zur zu reinigenden Oberfläche automatisch berücksichtigt, indem bei dem einzelnen Kehreinsatz der Bodenkontakt der Walzenbürste und die diesen entsprechende Bodenkontaktstellung des Verstellorgans als Bezugspunkt für die der optimalen Kehrspiegelbreite entsprechende Arbeitsstellung des Verstellorgans herangezogen wird. Der Bodenkontakt der Walzenbürste bei ihrem Absenken wird dabei durch einen sprunghaften Anstieg des Sensorsignals ermittelt, das von einem Sensor abgegeben wird, der das Antriebsmoment oder die Antriebsleistung der Walzenbürste oder eine hiermit gekoppelte Größe erfaßt.
Probleme, wie sie von Kehraggregaten nach dem Stand der Technik bekannt sind, treten bei einem Kehraggregat wie vorstehend beschrieben nicht auf. Weder ist, anders als im Falle der DE-OS 2455200 und 2821627 sowie der EP-A 0189371 und 0843047, die von dem Steuergerät eingestellte Kehrspiegelbreite abhängig von den Oberflächenverhältnissen, insbesondere der Rauhigkeit der zu reinigenden Oberfläche. Ebensowenig ist, anders als im Falle der EP-B 0372258 und der DE-OS 3740215, eine komplizierte, störanfällige Meßaufnehmeranordnung erforderlich. Trotzdem wird bei der Einstellung der Kehrspiegelbreite nicht ein von der Laufleistung der betreffenden Walzenbürste abhängiger mittlerer Abnutzungsgrad der Walzenbürste zugrundegelegt, sondern vielmehr der tatsächliche Verschleißgrad. Infolgedessen stellt diese Weiterbildung der Erfindung ein Kehraggregat bereit, bei welchem sich der optimale Kehrspiegel mit geringstem apparativem Aufwand automatisch exakt einstellen läßt, wobei sich das Kehraggregat darüber hinaus durch einen robusten, störungsunanfälligen Aufbau auszeichnet.
Die vorstehend beschriebene Weiterbildung der Erfindung läßt sich bereits mit Vorteil einsetzen, wenn im Steuergerät die Arbeitsstellung des Verstellorgans aus dessen Bodenkontaktstellung bzw. sonstiger Referenzstellung durch Addition einer konstanten Größe ermittelt wird. In diesem Falle würde mit anderen Worten die Walzenbürste im Kehrbetrieb jeweils in eine Stellung abgesenkt werden, die um ein bestimmtes Maß (z.B. 2 mm) unterhalb der Bodenkontaktstellung liegt. Dies würde zwar infolge der geometrischen Verhältnisse bei fortschreitender Abnützung der Walzenbürste zu einer allmählichen Reduktion der Kehrspiegelbreite führen; diese würde jedoch - zumindest teilweise - durch eine zunehmende Härte der Bürste kompensiert, so daß das Reinigungsergebnis sich im wesentlichen nicht ändern würde.
Eine abermals bevorzugte Weiterbildung zeichnet sich demgegenüber allerdings dadurch aus, daß die Zustellbewegung des Verstellorgans, durch die sich dessen Arbeitsstellung von dessen Bodenkontaktstellung unterscheidet, von dem tatsächlichen Durchmesser der Walzenbürste abhängig ist. In diesem Falle umfaßt das Steuergerät eine entsprechende Kompensationsschaltung, beispielsweise in Form einer Kennkurve, die die Zustellbewegung, d.h. die Differenz zwischen Arbeitsstellung und Bodenkontaktstellung des Verstellorgans, in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Durchmesser der Walzenbürste angibt. Letzterer läßt sich dabei unmittelbar aus der Bodenkontaktstellung des Verstellorgans ableiten, da - bei auf der zu reinigenden Oberfläche aufstehenden Stützrädern - jedem Durchmesser der Walzenbürste genau eine Bodenkontaktstellung des Verstellorgans entspricht. Andere geeignete Meßeinrichtungen zur Ermittlung des Durchmessers der Walzenbürste, die ebenfalls die Stellung der Walzenbürste relativ zum Tragrahmen in der Bodenkontaktstellung der Walzenbürste auswerten, können in gleicher Weise eingesetzt werden. Hierzu zählt insbesondere ein Winkelmesser, der die Winkelstellung mindestens eines Tragarmes der Walzenbürste relativ zu einer weiteren Komponente des Tragrahmens ermittelt.
Maßgeblich ist, daß jeweis der Durchmesser der Walzenbürste nicht - über Sensoren - direkt gemessen, sondern vielmehr aus der Stellung der Walzenbürste im Moment ihres Bodenkontakts, und somit mittelbar unter Nutzung des Signals des Bodenkontaktsensors abgeleitet wird.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt das Hydraulikschema einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kehraggregats.
Das in der Zeichnung veranschaulichte Kehraggregat umfaßt eine Walzenbürste 1, die innerhalb eines Tragrahmens 2 um ihre Achse 3 drehbar gelagert und von einem Hydraulikmotor 4 angetrieben ist. Der Tragrahmen 2 umfaßt seinerseits zwei die Verstellorgane V bildende hydraulische Verstellzylinder 5 und 6, wobei die Kolbenstange jedes der beiden hydraulischen Verstellzylinder mit jeweils einem Stützrad 7 bzw. 8 verbunden ist. Die - nur schematisch veranschaulichte - technisch-konstruktive Gestaltung ist dabei dergestalt, daß mittels der Verstellzylinder 5 und 6 der vertikale Abstand zwischen den Stützrädern 7, 8 und der Achse 3 der Walzenbürste 1 veränderbar ist. Dergleichen Konstruktionen sind hinlänglich bekannt, so daß auf eine nähere Erläuterung verzichtet werden kann.
Das Kehraggregat selbst ist mittels einer - nicht dargestellten - Traganordnung an einem Trägerfahrzeug aufgehängt. Die Traganordnung gestattet dabei das Anheben des Kehraggregats in eine Transportstellung und Absenken des Kehraggregats in eine Arbeitsstellung, in der die Stützräder 7 und 8 auf der zu reinigenden Oberfläche abrollen. Auch dies zählt zum Stand der Technik und bedarf daher an dieser Stelle keiner Erläuterung.
Die Funktion des Kehraggregates wird durch ein Steuergerät 9 gesteuert. Dieses steht über eine Steuerleitung 10 mit dem Bedienpunkt 11 in Verbindung. Wird über einen entsprechenden Schalter 12 am Bedienpunkt 11 das Kehraggregat in Betrieb genommen, so laufen innerhalb der von dem Steuergerät 9 gesteuerten Hydraulik die folgenden Schritte ab:
Die Ventile 13 und 14 werden aus ihrer Sperrstellung in ihre Durchflußstellung geschaltet, das Steuerventil 15 wird aus seiner Sperrstellung in seine Überkreuzstellung geschaltet, in der es die Anschlüsse P und B einerseits und A und T andererseits miteinander verbindet, und die Pumpe 16 wird in Betrieb genommen. Auf diese Weise werden die hydraulischen Arbeitsräume 17, 18 der Verstellzylinder 5 und 6 mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt, und die Kolbenstangen der Verstellzylinder werden unter Verdrängung der in den hydraulischen Arbeitsräumen 19 und 20 vorhandenen Hydraulikflüssigkeit über das Ventil 14 und das Gegendruckventil 21 in den Sumpf 22 in ihre maximale Stellung ausgefahren. Zugleich wird der hydraulische Arbeitsraum 23 des Speisezylinders 24 gefüllt, wodurch der Kolben des Speisezylinders unter Verdrängung der in dem hydraulischen Arbeitsraum 25 vorhandenen Hydraulikflüssigkeit über das Steuerventil 15 in den Sumpf 22 in seine linke Endstellung gebracht wird. Anschließend werden die Ventile 13 und 14 in ihre Sperrstellung gebracht, und das Kehraggregat wird mittels der - nicht dargestellten - Tragvorrichtung so weit abgesenkt, bis die Stützräder 7 und 8 auf der zu reinigenden Oberfläche aufstehen. Die Tragvorrichtung wird anschließend in ihre Schwimmstellung geschaltet, damit das Kehraggregat Bodenunebenheiten folgen kann.
Nun wird die den Hydraulikmotor 4 antreibende Hydraulikpumpe 26 eingeschaltet, so daß die Walzenbürste 1 in Drehung versetzt wird.
Des weiteren werden die Ventile 27 und 28 in ihre Durchflußstellung geschaltet. Auf diese Weise gelangt Hydraulikflüssigkeit über die Pumpe 16 und das nach wie vor in Überkreuzstellung geschaltete Steuerventil 15 in die hydraulischen Arbeitsräume 19 und 20 der Verstellzylinder 5 und 6. Deren Kolbenstangen fahren langsam ein, wobei die in den hydraulischen Arbeitsräumen 17 und 18 vorhandene Hydraulikflüssigkeit über das (geöffenete) Ventil 28 und das Gegendruckventil 21 in den Sumpf 22 verdrängt wird. Dies führt zu einem allmählichen Absenken der Kehrwalze 1 in Richtung auf die zu reinigende Oberfläche.
Sobald die Walzenbürste 1 im Rahmen dieser Absenkbewegung die zu reinigende Oberfläche berührt und auf diese Weise über das Leerlauf-Bremsmoment hinaus gebremst wird, steigt der Druck in der die Hydraulikpumpe 26 und den Hydraulikmotor 4 miteinander verbindenden Druckleitung 29 sprunghaft an. Dieser Druckanstieg wird von dem Sensor S in Form eines Druckfühlers 30 registriert, der ein entsprechendes Signal auf das Steuergerät 9 schaltet. Das Steuergerät schaltet daraufhin das Steuerventil 15 aus seiner Überkreuzstellung in seine Parallel-Durchgangsstellung, in der es die Anschlüsse A und P einerseits und B und T andererseits miteinander verbindet. Hierdurch wird der hydraulische Arbeitsraum 25 des Speisezylinders 24 beaufschlagt, und die in dem hydraulischen Arbeitsraum 23 vorhandene Hydraulikflüssigkeit wird über das (geöffnete) Ventil 27 in die hydraulischen Arbeitsräume 19 und 20 der Verstellzylinder 5 und 6 verdrängt. Das vorgegebene Volumen des hydraulischen Arbeitsraums 23 des Speisezylinders 24 führt zu einer exakt definierten Verkürzung der Verstellzylinder 5 und 6 und somit zu einem exakt definierten Absenken der Walzenbürste 1.
Ist die optimale Kehrspiegelbreite noch nicht erreicht, werden die beiden Ventile 27 und 28 geschlossen und das Steuerventil 15 in seine Überkreuzstellung gebracht. Hierdurch wird der hydraulische Arbeitsraum 23 des Speisezylinders 24 erneut mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und der oben beschriebene Vorgang - Öffnen der Ventile 27 und 28 sowie Umstellen des Steuerventils 15 in seine Parallel-Durchgangsstellung - kann wiederholt werden.
Die Anzahl der Hübe des Speisezylinders 24, die dazu erforderlich sind, die Walzenbürste 1 aus ihrer Bodenkontaktstellung in ihre Arbeitsstellung zu bringen, richten sich insbesondere nach dem hydraulischen Untersetzungsverhältnis zwischen dem Speisezylinder 24 und den Verstellzylindern 5 und 6. Je größer das Untersetzungsverhältnis ist, desto exakter läßt sich die Position der Walzenbürste 1 relativ zur zu reinigenden Oberfläche einstellen. Die Kolbenstange des Speisezylinders 24 wirkt auf eine Zähleinrichtung Z in Form eines Impulszählers 31, der mit dem Steuergerät 9 in Verbindung steht. Entspricht die von dem Impulszähler 31 ermittelte Anzahl von Hüben dem von dem Steuergerät 9 vorgegebenen Wert, werden sämtliche Ventile 13, 14, 27 und 28 sowie das Steuerventil 15 geschlossen und die Hydraulikpumpe 16 abgeschaltet.
Am Ende des Kehreinsatzes wird über einen entsprechenden Schalter am Bedienpult 11 die Hydraulikpumpe 26 abgeschaltet und das Kehraggregat über die - nicht dargestellte - Traganordnung angehoben. Das oben erläuterte Ausfahren der Kolben der Verstellzylinder 5 und 6 durch Beaufschlagen von deren hydraulischen Arbeitsräumen 17 und 18 kann sich anschließen. Dieser Schritt kann dann zu Beginn des Kehreinsatzes wegfallen.
Der vorstehend beschriebene Vorgang (Feinverstellung-Senkvorgang) ist umkehrbar, wenn Ventile 13 und 14 statt 27 und 28 angesteuert werden. Auf diese Weise ergibt sich ein Feinverstellung-Hebevorgang. Damit können äußere Störeinflüsse, die sich nicht zu schnell ändern, einfach kompensiert werden. Beispielsweise beeinflußt der Pflug mit seinem Gewicht sehr stark die Geometrie des Fahrzeugrahmens bezogen auf die Fahrbahn und entsprechend den Kehrspiegel.