[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von Bewegungen eines front-
oder heckseitigen Anbaugeräts einer Pistenraupe mit einem aus mehreren Stellzylindern
aufgebauten Kinematiksystem, das mittels einer Steuereinheit in verschiedene Funktionsstellungen
überführbar ist, die Schwenkbewegungen des Anbaugeräts um eine Hochachse, eine Querachse
und eine Längsachse sowie eine Parallelverlagerung in Hochrichtung umfassen. Die Erfindung
betrifft zudem eine Pistenraupe mit einer solchen Vorrichtung.
[0002] Eine derartige Vorrichtung zur Steuerung von Bewegungen eines frontseitigen Anbaugeräts
einer Pistenraupe ist bei einer Pistenraupe der Marke "PistenBully" der Anmelderin
allgemein bekannt. Die bekannte Pistenraupe weist frontseitig als Anbaugerät einen
Räumschild auf, der mittels eines Kinematiksystems steuerbar ist. Das Kinematiksystem
weist mehrere hydraulische Stellzylinder auf, die über eine durch einen Joystick in
einem Fahrerhaus der Pistenraupe aktivierbare Steuereinheit verstellbar sind und so
Bewegungen des Räumschilds erzeugen. Der Räumschild kann mittels des Kinematiksystems
um in Fahrzeugquerrichtung erstreckte Schwenkachsen nach oben und nach unten geschwenkt
werden, um eine in Fahrzeughochrichtung erstreckte Schwenkachse nach links und nach
rechts geschwenkt werden, um eine in Fahrzeuglängsrichtung erstreckte Schwenkachse
gekippt werden und durch Parallelogrammschwenkbewegungen des Kinematiksystems in Hochrichtung
parallel verlagert werden. Das Kinematiksystem umfasst neben mehreren hydraulischen
Stellzylindern ein an einem Fahrzeugrahmen frontseitig angelenktes, in einer Ausgangsstellung
horizontal erstrecktes und um eine in Fahrzeugquerrichtung schwenkbewegliches Grundteil,
an dem zwei Stellzylinder angreifen. An dem Grundteil ist auf einer zu dem Fahrzeugrahmen
abliegenden Seite ein hochkant ausgerichteter Träger schwenkbeweglich gelagert, an
dem der Räumschild befestigt ist.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und eine Pistenraupe der eingangs
genannten Art zu schaffen, die mit geringem Aufwand zusätzliche Funktionalitäten ermöglichen.
[0004] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Kinematiksystem zusätzlich derart gestaltet
ist, dass das Anbaugerät in einer Horizontalebene in Querrichtung und/oder Längsrichtung
relativ zu einem Fahrzeugrahmen der Pistenraupe translatorisch und/oder parallel verlagerbar
ist. Hierdurch ergeben sich zusätzliche Bewegungsmöglichkeiten für das Anbaugerät,
wodurch die Einsatzmöglichkeiten des Anbaugeräts und demzufolge die Funktionalität
der Pistenraupe verbessert werden. Das Kinematiksystem kann frontseitig oder heckseitig
an der Pistenraupe angeordnet sein, je nachdem, ob ein frontseitiges oder ein heckseitiges
Anbaugerät bedient werden soll. Durch die erfindungsgemäße zusätzliche Beweglichkeit
ist es möglich, das Anbaugerät in einer Horizontalebene translatorisch nach vorne
oder nach hinten zu verlagern und so Schub- oder Zugbewegungen auszuüben. Alternativ
oder ergänzend ist das Anbaugerät in der Horizontalebene in Querrichtung entweder
translatorisch oder parallel verlagerbar. Unter der Horizontalebene ist eine durch
die Fahrzeugquerrichtung und die Fahrzeuglängsrichtung aufgespannte Fahrzeugebene
zu verstehen, die bei einer Positionierung der Pistenraupe auf horizontalem Untergrund
parallel zu dem Untergrund ausgerichtet ist. Als frontseitiges Anbaugerät ist insbesondere
ein Räumschild vorgesehen. Als heckseitiges Anbaugerät ist insbesondere eine Heckfräse
vorgesehen. Alternativ kann als heckseitiges Anbaugerät ein Loipenspurgerät und als
frontseitiges Anbaugerät ein Greifer, eine Frontfräse oder Ähnliches vorgesehen sein.
[0005] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch dadurch gelöst, dass das Kinematiksystem
als selbsttragendes Hexapod-System gestaltet ist. Unter dem Begriff "selbsttragend"
ist zu verstehen, dass das Kinematiksystem neben den Stellzylindern keine zusätzlichen
Trägerelemente benötigt, die zwischen dem Fahrzeugrahmen und dem Anbaugerät erstreckt
sind, und somit das jeweilige Anbaugerät frei trägt. Hierdurch ist vorteilhaft die
Beweglichkeit des Anbaugeräts ausschließlich von der Beweglichkeit des Hexapod-Systems
abhängig. Hierdurch ist insbesondere eine Veränderung des Abstands in Fahrzeuglängsrichtung
zwischen dem Anbaugerät und dem Fahrzeugrahmen möglich. Beim Stand der Technik ergibt
sich eine solche zusätzliche Funktionalität nicht, da das Grundteil, das sich zwischen
dem Fahrzeugrahmen und dem Anbaugerät erstreckt, lediglich schwenkbeweglich am Fahrzeugrahmen
angelenkt ist, ohne eine translatorische Ausfahr- oder Einfahrfunktion zu ermöglichen.
Das selbsttragende Hexapod-System besteht ausschließlich aus Stellzylindern, die jeweils
für sich gesehen einen linearbeweglichen aus- und einfahrbaren Stellkolben aufweisen.
Die Stellzylinder des Hexapod-Systems erstrecken sich im Wesentlichen nach vorne oder
nach hinten, je nach front- oder rückseitiger Anbaustelle an der Pistenraupe. Dadurch
ist das jeweilige Anbaugerät in Längsrichtung der Pistenraupe beabstandet zu dieser
angeordnet und freitragend gehalten durch das Hexapod-System.
[0006] In Ausgestaltung der Erfindung weist das Hexapod-System sechs Stellzylinder auf,
die nach Art eines Hexapods mit einem Endbereich an dem Fahrzeugrahmen angeordnet
und mit einem gegenüberliegenden Endbereich an einem Träger angelenkt sind, der zur
Befestigung des Anbaugeräts vorgesehen ist. Die sechs Stellzylinder sind am Fahrzeugrahmen
angelenkt und tragen mit ihren gegenüberliegenden Endbereichen den Träger, so dass
dieser ausschließlich über die Stellzylinder mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist.
[0007] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Träger zur lösbaren Befestigung des
Anbaugeräts ausgebildet. Hierzu ist der Träger vorzugsweise mit einer Aufnahme auf
der der Anlenkung der Stellzylinder gegenüberliegenden Seite versehen. In weiterer
Ausgestaltung der Erfindung sind Anlenkpunkte für die Stellzylinder an dem Träger
für das Anbaugerät jeweils als Doppelanlenkbereiche für jeweils zwei Stellzylinder
gestaltet. Demzufolge greifen jeweils zwei Stellzylinder paarweise an jeweils einem
Doppelanlenkbereich an. Dies vereinfacht die Anbindung der Stellzylinder an den Träger.
[0008] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Kinematiksystem eine Messsensorik
zugeordnet, die Bewegungen oder Stellungen der Stellzylinder erfasst und an die Steuereinheit
weiterleitet, und dass die Steuereinheit einen Speicher für wenigstens eine vorgegebene
Steuerfunktion jedes Stellzylinders aufweist, die abhängig von erfassten Signalen
der Messsensorik abrufbar ist. Dadurch können vorgegebene Steuerfunktionen automatisiert
für die Verlagerung des Trägers und damit des an diesem befestigten Anbaugeräts eingeleitet
und ausgeführt werden. Die Steuereinheit steuert vorzugsweise elektronisch entsprechende
Hydraulikkreise der vorzugsweise hydraulischen Stellzylinder, wobei der Steuereinheit
eine Software zugeordnet ist, die entsprechende Signale der Messsensorik verarbeitet
und die jeweils gewünschte Steuerfunktion umsetzt. Dabei können unterschiedliche Funktionsprogramme
oder Bewegungsautomatismen hinterlegt sein und umgesetzt werden. Als Referenz für
die Messsignale der Messsensorik sind geeignete Punkte am Fahrzeugrahmen vorgesehen.
Entsprechende Steuerfunktionen der Stellzylinder und damit der Verlagerung des jeweiligen
Anbaugeräts können entweder über ein Bedienelement in Form eines Joysticks von einem
Fahrer der Pistenraupe erzeugt oder aber als fertiggestellte Funktionsprogramme abgelegt
sein, die lediglich durch ein einfaches Bedienelement wie einen Schalter oder Ähnliches
aktiviert werden müssen, um dann einen automatisierten Bewegungsablauf bis zu einer
entsprechenden Endposition wie beispielsweise einer Parkposition durchzuführen.
[0009] In weiterer Ausgestaltung ist wenigstens ein manuell betätigbares Bedienglied vorgesehen,
das zum Abrufen der wenigstens einen Steuerfunktion durch einen Fahrer der Pistenraupe
vorgesehen ist. Ein solches Bedienglied kann ein Bedienschalter, ein Bedienknopf,
ein Bedienhebel oder Ähnliches sein. Das Bedienglied ist vorzugsweise im Zugriffsbereich
einer fahrerseitigen Sitzposition innerhalb einer Fahrerkabine der Pistenraupe angeordnet.
[0010] Für die Pistenraupe der eingangs genannten Art wird die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe dadurch gelöst, dass diese wenigstens eine front- und/oder heckseitig vorgesehene
Vorrichtung aufweist, wie sie anhand der vorherigen Absätze beschrieben wurde.
[0011] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie
aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
- Fig. 1
- zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pistenraupe in einer Frontansicht,
- Fig. 2
- in einer Draufsicht einen Teilbereich der Pistenraupe nach Fig. 1 im Bereich eines
frontseitigen Anbaugeräts und mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Steuerung des frontseitigen Anbaugeräts,
- Fig. 3
- eine Seitenansicht der Pistenraupe im Bereich des frontseitigen Anbaugeräts mit der
Vorrichtung gemäß Fig. 2,
- Fig. 4 und 5
- die Pistenraupe gemäß den Fig. 1 bis 3 mit in Längsrichtung erfolgten translatorischen
Verlagerungen des Anbaugeräts,
- Fig. 6 und 7
- die Pistenraupe gemäß den Fig. 1 bis 5 mit einem durch die Vorrichtung angehobenen
bzw. abgesenkten Anbaugerät,
- Fig. 8 und 9
- die Pistenraupe nach den Fig. 1 bis 7 mit parallel nach unten bzw. nach oben verlagertem
Anbaugerät,
- Fig. 10 und11
- die Pistenraupe nach den Fig. 1 bis 9 mit nach oben bzw. nach unten verschwenktem
Anbaugerät,
- Fig. 12 und 13
- in einer Draufsicht die Pistenraupe nach den Fig. 1 bis 11 mit nach rechts bzw. nach
links verschwenktem Anbaugerät,
- Fig. 14 und 15
- die Pistenraupe nach den Fig. 1 bis 13 mit einem um eine in Fahrzeuglängsrichtung
erstreckte Schwenkachse nach links bzw. nach rechts verdrehtem Anbaugerät und
- Fig. 16 und 17
- die Pistenraupe nach den Fig. 1 bis 15 mit translatorisch nach links bzw. nach rechts
verlagertem Anbaugerät.
[0012] Eine Pistenraupe 1 nach den Fig. 1 bis 17 weist ein Fahrerhaus 2 auf, das frontseitig
auf einem Fahrzeugrahmen 8 positioniert ist. Die Pistenraupe 1 ist mit einem Kettenfahrwerk
versehen, das zwei Kettenlaufwerke 3 auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugrahmens
8 umfasst. Die Pistenraupe 1 ist für die Gestaltung und Präparierung von Schneepisten
vorgesehen. Hierzu weist die Pistenraupe 1 sowohl ein frontseitiges Anbaugerät in
Form eines Räumschilds 4 als auch ein heckseitiges Anbaugerät in Form einer Heckfräse
5 auf.
[0013] Der Räumschild 4 ist mittels einer Vorrichtung zur Steuerung von Bewegungen des Räumschilds
4 frontseitig an dem Fahrzeugrahmen 8 der Pistenraupe 1 angeordnet. Die Vorrichtung
weist ein Kinematiksystem auf, das als Hexapod-System 6 ausgeführt und nachfolgend
näher beschrieben ist.
[0014] Das Hexapod-System 6 weist insgesamt sechs hydraulische Stellzylinder 9 bis 11 auf,
die rückseitig an einer Front des Fahrzeugrahmens 8 im Bereich entsprechender Anlenkpunkte
15 bis 17 um zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckte Schwenkachsen
schwenkbeweglich gelagert sind. Jeder Stellzylinder 9 bis 11 weist jeweils eine Kolbenstange
auf, die an einem gegenüberliegenden Endbereich des Stellzylinders 9 bis 11 im Bereich
eines Trägers 7 angelenkt ist, der im Wesentlichen hochkant ausgerichtet ist. Zur
Anlenkung der Stellzylinder 9 bis 11 sind insgesamt drei Doppelanlenkbereiche 12 bis
14 vorgesehen, von denen ein mittlerer Doppelanlenkbereich 13 im Bereich einer Oberseite
des Trägers 7 und zwei seitliche Doppelanlenkbereiche 12, 14 im Bereich einer Unterseite
des Trägers 7 vorgesehen sind. Die insgesamt sechs Stellzylinder 9 bis 11 sind gemäß
eines Hexapods jeweils paarweise zueinander positioniert, wobei zwei obere Stellzylinder
10 ausgehend von einem oberen Anlenkbereich 17 am Fahrzeugrahmen 8 zu dem mittleren
Doppelanlenkbereich 13 geführt sind. Die beiden in der Draufsicht gemäß Fig. 2 links
angeordneten Stellzylinder 9, von denen ein Stellzylinder 9 an dem oberen Anlenkbereich
16 und der andere Stellzylinder 9 an dem unteren Anlenkbereich 15 angelenkt ist, sind
mit ihren gegenüberliegenden Endbereichen, d.h. den Kolbenstangen, an dem in der Draufsicht
gemäß Fig. 2 linken unteren Doppelanlenkbereich 14 angelenkt. Entsprechend spiegelsymmetrisch
zu einer vertikalen Fahrzeugmittellängsachse sind die gegenüberliegenden beiden Stellzylinder
11 auf der rechten Seite am Fahrzeugrahmen 8 ebenfalls im Bereich eines oberen Anlenkbereichs
16 einerseits und eines unteren Anlenkbereichs 15 andererseits angelenkt und erstrecken
sich nach vorne zu dem Träger 7 hin. An dem Träger 7 sind die beiden Stellzylinder
11 im Bereich des rechten unteren Doppelanlenkbereichs 12 (in der Draufsicht gemäß
Fig. 2 gesehen) angelenkt. Alle Stellzylinder 9 bis 11 sind als doppelt wirkende Stellzylinder
ausgeführt, so dass sie hydraulisch gesteuert eingefahren und ausgefahren werden können.
[0015] Der Träger 7 wird durch die insgesamt sechs Stellzylinder 9 bis 11 des Hexapod-Systems
6 frei getragen, wie anhand der Fig. 3 gut erkennbar ist. Der Träger 7 ist auf einer
zu den Doppelanlenkbereichen 12 bis 14 gegenüberliegenden Frontseite mit einer nicht
näher bezeichneten Aufnahme zur Halterung des Räumschilds 4 versehen. Der Räumschild
4 ist an dem Träger 7 vorzugsweise lösbar befestigt.
[0016] Zur Steuerung des Hexapod-Systems 6 ist eine nicht näher dargestellte Steuereinheit
vorgesehen, die elektronisch ausgeführt ist und mittels elektronischer Steuerbefehle
auf eine elektrohydraulische Steuerung der Stellzylinder 9 bis 11 einwirkt. Jedem
Stellzylinder 9 bis 11 ist jeweils ein Messsensor zugeordnet, die gemeinsam eine Messsensorik
im Sinne der Erfindung bilden. Die Messsensoren können Bewegungen und Stellungen der
Stellzylinder 9 bis 11 im Verhältnis zum Fahrzeugrahmen 8 erfassen, wobei entsprechende
Aufnahmen am Fahrzeugrahmen 8 an den Anlenkbereichen 15 bis 17 als Referenzpunkte
für die Erfassung der entsprechenden Messsignale dienen. Die Messsensorik ist angeschlossen
an die elektronische Steuereinheit, die einen elektronischen Speicher für wenigstens
ein Steuerfunktionsprogramm aufweist, das automatisierte Bewegungsabläufe und Positionierungen
für den Träger 7 und damit für den Räumschild 4 umfasst und durch eine Software realisiert
ist. Die erfassten Messsignale der Messsensorik werden mit Sollwerten der vorgegebenen
Steuerprogramme verglichen und ausgewertet, damit die Steuereinheit die Stellzylinder
9 bis 11 entsprechend den gewünschten Steuerfunktionen steuern kann. Eine Aktivierung
der entsprechenden Steuerfunktionen erfolgt im Bereich einer Fahrersitzposition innerhalb
der Fahrerkabine 2 durch ein entsprechendes manuell bedienbares Betätigungsglied.
[0017] Durch die beschriebene Steuerungsvorrichtung kann mittels des ebenfalls beschriebenen
Hexapod-Systems eine Vielzahl von Steuerbewegungen für den Räumschild 4 durchgeführt
werden, die anhand der Fig. 4 bis 17 erläutert sind. So ist es gemäß den Fig. 4 und
5 möglich, den Träger 7 und damit den Räumschild 4 translatorisch in Fahrzeuglängsrichtung
nach vorne oder nach hinten zu verlagern, was durch die beiden Pfeile in den Fig.
4 und 5 verdeutlicht ist.
[0018] Zusätzlich ist es gemäß den Fig. 6 und 7 möglich, den Träger 7 und damit den Räumschild
4 nach vorne unten abzukippen oder schräg nach oben anzustellen. Die entsprechenden
Bewegungen, die durch das Hexapod-System 6 durchgeführt werden, sind erneut durch
die beiden Pfeile in den Fig. 6 und 7 dargestellt.
[0019] Außerdem ist es möglich, den Träger 7 und damit den Räumschild 4 translatorisch oder
parallel in Hochrichtung nach oben oder nach unten zu verlagern, wie anhand der Fig.
8 und 9 dargestellt ist. Auch hier sind die entsprechenden Bewegungsrichtungen durch
die beiden Pfeile verdeutlicht.
[0020] Eine weitere Bewegungsfunktion ist anhand der Fig. 10 und 11 erläutert. Der Träger
7 einschließlich des Hexapod-Systems 6 und des Räumschilds 4 kann um eine im Bereich
des Fahrzeugrahmens 8 in Fahrzeugquerrichtung erstreckte, imaginäre Schwenkachse nach
oben oder nach unten verschwenkt werden. Dabei erfolgt das Nachuntenverschwenken bis
unterhalb einer durch eine Unterseite des Kettenfahrwerks 3 definierte Ebene.
[0021] Gemäß den Fig. 12 und 13 (siehe dort ebenfalls die beiden Pfeildarstellungen) kann
der Träger 7 mittels des Hexapod-Systems 6 um eine in Fahrzeughochrichtung erstreckte
Schwenkachse nach rechts (Fig. 12) oder nach links (Fig. 13) gedreht werden.
[0022] Gemäß den Fig. 14 und 15 ist das Hexapod-System 6 auch dazu vorgesehen, den Räumschild
4 und damit auch den Träger der Steuerungsvorrichtung um eine in Fahrzeuglängsrichtung
erstreckte Drehachse nach links (Fig. 14) oder nach rechts (Fig. 15) zu verdrehen.
Ein derartiges Verdrehen wird auch als Tilten bezeichnet, da es eine begrenzte Rotation
um eine Fahrzeuglängsachse definiert.
[0023] Gemäß den Darstellungen nach den Fig. 16 und 17 kann der Räumschild 4 einschließlich
des Trägers 7 auch in einer durch eine Fahrzeugquerrichtung und eine Fahrzeuglängsrichtung
aufgespannten Horizontalebene translatorisch nach links (Fig. 16) oder translatorisch
nach rechts verlagert werden.
[0024] Die große Anzahl von Bewegungsmöglichkeiten ermöglicht für die Pistenraupe 1 zusätzliche
Funktionalitäten, die insbesondere bei der Erstellung von Funparks in Skigebieten
vorteilhaft sind.
1. Vorrichtung zur Steuerung von Bewegungen eines front- oder heckseitigen Anbaugeräts
(4) einer Pistenraupe (1) mit einem aus mehreren Stellzylindern (9 bis 11) aufgebauten
Kinematiksystem, das mittels einer Steuereinheit in verschiedene Funktionsstellungen
überführbar ist, die Schwenkbewegungen des Anbaugeräts um eine Hochachse, eine Querachse
und eine Längsachse sowie eine Parallelverlagerung in Hochrichtung umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kinematiksystem zusätzlich derart gestaltet ist, dass das Anbaugerät (4) in einer
Horizontalebene in Querrichtung und/oder Längsrichtung relativ zu einem Fahrzeugrahmen
(8) der Pistenraupe (1) translatorisch und/oder parallel verlagerbar ist.
2. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kinematiksystem als selbsttragendes Hexapod-System (6) gestaltet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hexapod-System (6) sechs Stellzylinder (9 bis 11) aufweist, die nach Art eines
Hexapods mit einem Endbereich an dem Fahrzeugrahmen (8) angeordnet und mit einem gegenüberliegenden
Endbereich an einem Träger (7) angelenkt sind, der zur Befestigung des Anbaugeräts
(4) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) zur lösbaren Befestigung des Anbaugeräts (4) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Anlenkpunkte für die Stellzylinder (9 bis 11) an dem Träger (7) für das Anbaugerät
(4) jeweils als Doppelanlenkbereiche (12 bis 14) für jeweils zwei Stellzylinder (9
bis 11) gestaltet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kinematiksystem eine Messsensorik zugeordnet ist, die Bewegungen oder Stellungen
der Stellzylinder erfasst und an die Steuereinheit weiterleitet, und dass die Steuereinheit
einen Speicher für wenigstens eine vorgegebene Steuerfunktion jedes Stellzylinders
aufweist, die abhängig von erfassten Signalen der Messsensorik abrufbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein manuell betätigbares Bedienglied vorgesehen ist, das zum Abrufen der
wenigstens einen Steuerfunktion durch einen Fahrer der Pistenraupe vorgesehen ist.
8. Pistenraupe mit wenigstens einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.