[0001] Die Erfindung betrifft eine Pistenraupe mit wenigstens einem Arbeitsgerät, das um
eine fahrzeugseitige Schwenkachse schwenkbar an der Pistenraupe angebracht ist, sowie
mit einem Arbeitsantrieb, der zur Steuerung einer Schwenkbewegung des wenigstens einen
Arbeitsgeräts vorgesehen ist, mit einer Neigungssensorik zur Erfassung von Neigungen
der Pistenraupe um eine Fahrzeuglängsachse und eine Fahrzeugquerachse relativ zu einem
befahrenen Untergrund, sowie mit einer elektronischen Steuereinheit zur Steuerung
des Arbeitsantriebs für das wenigstens eine Arbeitsgerät.
[0002] Eine derartige Pistenraupe ist allgemein bekannt. Die Pistenraupe stellt ein Kettenfahrzeug
dar, das zur Pflege und zur Bearbeitung von Schneegelände eingesetzt wird. Eine entsprechende
Pistenraupe kann als frontseitiges Arbeitsgerät ein Räumschild und als heckseitiges
Arbeitsgerät eine Heckfräse aufweisen. Die Heckfräse ist an einem Geräteträger befestigt,
der heckseitig an einem Fahrzeugrahmen der Pistenraupe um eine Schwenkachse schwenkbeweglich
gelagert ist. Zur Stützung und zur Verstellung des Geräteträgers sind Hydraulikzylinder
einer Arbeitshydraulik vorgesehen, die durch eine Steuereinheit angesteuert werden.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pistenraupe der eingangs genannten Art zu schaffen,
die unabhängig von einer Hanglage des zu bearbeitenden Schneegeländes einen ökonomischen
und qualitativ guten Einsatz des Arbeitsgeräts ermöglicht.
[0004] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Neigungssensorik an die Steuereinheit
angeschlossen ist, um Neigungsdaten an die Steuereinheit zu übertragen, dass die Steuereinheit
eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, um im Fahrbetrieb der Pistenraupe in Abhängigkeit
von den Neigungsdaten Betrag und Richtung einer momentanen Steigung zu berechnen,
dass in einem Speicher der Steuereinheit eine Masse des Arbeitsgeräts und ein Abstand
eines Massenschwerpunkts des Arbeitsgeräts relativ zu der Schwenkachse des Arbeitsgeräts
abgelegt sind, dass mittels der Datenverarbeitungseinheit unter Berücksichtigung der
in dem Speicher abgelegten Masse- und Abstandsdaten und unter Berücksichtigung der
momentanen Steigung der Pistenraupe im Fahrbetrieb eine Hangabtriebskraft und ein
daraus resultierendes, um die Schwenkachse wirkendes momentanes Drehmoment für das
Arbeitsgerät berechnet werden, und dass abhängig von dem berechneten momentanen Drehmoment
der Arbeitsantrieb durch die Steuereinheit derart ansteuerbar ist, dass das jeweilige
momentane Drehmoment ausgeglichen wird. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht einen
Ausgleich des Einflusses der Hangabtriebskraft auf das Arbeitsgerät bei quer oder
schräg zu einer Falllinie eines Hanges eines Schneegeländes erfolgender Fahrt der
Pistenraupe, so dass zusätzliche Dämpfungsmaßnahmen für das Arbeitsgerät entbehrlich
sind. Dadurch ist mit einfachen Mitteln ein gleichmäßiger Fahr- und Pistenpflegebetrieb
der Pistenraupe auch bei Fahrten am Hang gewährleistet. Als Arbeitsgerät für die Pistenraupe
ist insbesondere eine Heckfräse, aber auch ein frontseitiges Räumschild oder auch
eine auf der Pistenraupe positionierte Winde vorgesehen. Als Arbeitsantrieb kann ein
hydraulischer Antrieb oder ein elektrischer Antrieb vorgesehen sein. Der Arbeitsantrieb
kann Stellzylinder oder Stellspindeln und/oder Elektromotoren oder Hydromotoren aufweisen.
Die Neigungssensorik kann einen oder mehrere Neigungssensoren aufweisen.
[0005] In Ausgestaltung der Erfindung wird ein momentaner Schwenkwinkel des Arbeitsgeräts
relativ zu der Fahrzeuglängsachse erfasst und bei der Berechnung des momentanen Drehmoments
berücksichtigt. Diese Ausgestaltung nutzt die Erkenntnis, dass bei einer Kurvenfahrt
der Pistenraupe ein entsprechendes Arbeitsgerät, insbesondere eine Heckfräse, in einem
Winkel zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtet ist, um auch bei der Kurvenfahrt eine gute
Pistenbearbeitung zu ermöglichen. Durch die entsprechende Auslenkung ändert sich auch
die Lage des Masseschwerpunkts, so dass die beschriebene Ausgestaltung hilfreich ist,
um auch für Kurvenfahrten eine ausgeglichene Stützung des Arbeitsgeräts zu erzielen.
[0006] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Arbeitsgerät eine an einem heckseitigen
Geräteträger der Pistenraupe angeordnete Heckfräse vorgesehen, und die Schwenkachse
des Arbeitsgeräts ist durch eine fahrzeugseitige Schwenkachse des Geräteträgers definiert.
Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da eine ausgeglichen nachgeführte Heckfräse
für eine Pistenraupe unter allen Fahrbedingungen der Pistenraupe eine gute Bearbeitungsqualität
für das überfahrene, mehr oder weniger steile Schneegelände ermöglicht. Die Heckfräse
weist eine oder mehrere angetriebene Fräswellen sowie eine heckseitig an die Fräswellen
anschließende Glätteinrichtung auf.
[0007] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Arbeitsgerät ein auf der Pistenraupe
montierter Windenarm vorgesehen, der durch einen Drehantrieb steuerbar ist, der den
Arbeitsantrieb bildet. Der Windenarm ist Teil einer Seilwinde, die in steilem Gelände
den Betrieb der Pistenraupe unterstützt. Eine Drehachse des Windenarms um eine Fahrzeughochrichtung
bildet die Schwenkachse des Windenarms relativ zur Pistenraupe. Der Windenarm selbst
erstreckt sich im Wesentlichen radial zu der entsprechenden Drehachse und damit im
Wesentlichen horizontal - auf eine Ausrichtung der Pistenraupe in einer Horizontalebene
bezogen.
[0008] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Arbeitsgerät ein frontseitig an der
Pistenraupe montiertes Räumschild vorgesehen. Das Räumschild kann in unterschiedlichen
Ausrichtungen an einer Frontseite der Pistenraupe geneigt werden. Als Arbeitsantrieb
ist vorzugsweise eine Arbeitshydraulik mit mehreren Hydraulikzylindern vorgesehen,
die zwischen einem Fahrzeugrahmen der Pistenraupe und dem Räumschild erstreckt sind.
[0009] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Arbeitsantrieb hydraulisch ausgeführt
und weist mehrere Hydraulikzylinder auf, die mittels der Steuereinheit elektrisch
ansteuerbar sind. Den Hydraulikzylindern sind vorzugsweise Druckregelventile zugeordnet,
die elektrisch angesteuert werden.
[0010] 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 in einer Draufsicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pistenraupe,
- Fig. 2
- schematisch die Pistenraupe nach Fig. 1 in einem Fahrbetrieb quer zu einem Hang eines
Schneegeländes,
- Fig. 3
- schematisch in vergrößerter Darstellung eine Ansteuerung eines Geräteträgers der Pistenraupe,
der eine Heckfräse trägt, und
- Fig. 4
- schematisch ein Blockschaltbild zur Ansteuerung des Geräteträgers gemäß Fig.3.
[0011] Eine Pistenraupe 1 nach Fig. 1 weist in grundsätzlich bekannter Weise einen Fahrwerksrahmen
2 auf, der auf gegenüberliegenden Längsseiten der Pistenraupe 1 von jeweils einem
Kettenlaufwerk 3 flankiert ist. Zum Antrieb der Kettenlaufwerke 3 ist ein Fahrantrieb
vorgesehen, der entweder durch einen zentralen Elektro- oder Verbrennungsmotor mit
einem angeschlossenen Hydraulikkreislauf zum Antreiben von Turasrädern der Kettenlaufwerke
3 oder durch einen rein elektrischen Fahrantrieb gebildet ist. In einem Fahrbetrieb
der Pistenraupe 1 treiben die Turasräder die Kettenlaufwerke an, wodurch die Pistenraupe
1 sich fortbewegt, insbesondere entlang eines Hanges einer Schneepiste. Bei steilen
Schneepisten kann auf der Pistenraupe 1 eine Winde positioniert sein, die über einen
Windenarm ein Windenseil führt, das ortsfest oberhalb der steilen Schneepiste eingehängt
ist. Im Fahrbetrieb fährt die Pistenraupe 1 den Hang nach oben oder nach unten oder
quer zu dem Hang oder schräg zu dem Hang. Frontseitig auf dem Fahrwerksrahmen 2 ist
ein Fahrerhaus 4 angeordnet. In Abstand vor dem Fahrerhaus 4 ist zudem an dem Fahrwerksrahmen
2 ein Räumschild 7 angelenkt, das mittels eines Trägerrahmens 8 mit dem Fahrwerksrahmen
2 und damit mit der Pistenraupe 1 verbunden ist. Das Räumschild 7 ist um eine in Fahrzeughochrichtung
erstreckte Schwenkachse wie auch um eine in Fahrzeugquerrichtung erstreckte Schwenkachse
relativ zu dem Trägerrahmen 8 schwenkbeweglich verstellbar. Hierzu sind lediglich
teilweise dargestellte hydraulische Stellzylinder einer Arbeitshydraulik vorgesehen,
die als Arbeitsantrieb für das Räumschild 7 dienen.
[0012] Hinter dem Fahrerhaus 4 ist auf einer nicht näher bezeichneten Plattform des Fahrwerksrahmens
2 eine Seilwinde 9 angeordnet, die einen in der Darstellung nach Fig. 1 nach vorne
ragenden Windenarm 10 aufweist. Der Windenarm 10 ist um eine in Fahrzeughochrichtung
erstreckte Drehachse relativ zu der Plattform des Fahrwerksrahmens 2 um 360° drehbeweglich
gelagert. Die Seilwinde 9 trägt ein auf- und abrollbares Windenseil, das über den
Windenarm 10 geführt ist und in einem Windenbetrieb der Pistenraupe 1 ortsfest an
einem oberen Ende eines Steilhangs eines Schneegeländes endseitig eingehängt ist.
Die Seilwinde unterstützt einen Fahrbetrieb der Pistenraupe 1 in steilen Bereichen
des überfahrenen Schneegeländes, indem das hangseitig fixierte Windenseil unter Spannung
gesetzt wird und ein Windenantrieb der Seilwinde 9 eine permanente Zugkraft auf das
Windenseil ausübt, um den Fahrantrieb des Kettenlaufwerks 3 der Pistenraupe 1 zu unterstützen.
Der Windenarm 10 bildet einen Auslegerarm für das Windenseil und ist je nach Fahrtrichtung
der Pistenraupe 1 relativ zum Hang immer so ausgelenkt, dass der Windenarm 10 und
das unter Zugspannung befindliche Windenseil miteinander fluchten.
[0013] Heckseitig ist an der Pistenraupe 1 als Arbeitsgerät eine Heckfräse 5 angeordnet,
die zur Zerkleinerung und Glättung der von dem Kettenlaufwerk 3 überfahrenen Schneeoberfläche
dient. Dazu weist die Heckfräse 2 eine oder mehrere angetriebene Fräswellen auf. Die
wenigstens eine Fräswelle wird durch einen Fräsenantrieb angetrieben, der hydraulisch
oder elektrisch ausgeführt ist. Heckseitig der Fräswellen ist eine Glätteinrichtung
vorgesehen, die durch die Fräswellen zerkleinerte Schnee- und Eisklumpen auf der Schneeoberfläche
verdichtet und glättet. Die Heckfräse 5 ist an einem Geräteträger 6 aufgehängt, der
heckseitig an dem Fahrwerksrahmen 2 um eine zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung
erstreckte Schwenkachse S schwenkbeweglich gelagert ist.
[0014] Im Fahrbetrieb der Pistenraupe 1 gemäß Fig. 1 entlang eines Hangs eines Schneegeländes
wirken auf die Pistenraupe 1 Hangabtriebskräfte (Fig. 2), wenn die Pistenraupe 1 in
einem Winkel zu einer Falllinie F des Hangs des Schneegeländes fährt. Darunter sind
sowohl Querfahrten als auch Schrägfahrten der Pistenraupe bergauf oder bergab zu verstehen.
Damit wirken entsprechende Hangabtriebskräfte auch auf die Heckfräse 5, die über den
Geräteträger 6 an dem Fahrwerksrahmen 2 der Pistenraupe 1 angelenkt ist. Bei Geradeausfahrt
der Pistenraupe 1 ist der Geräteträger 6 in Fahrzeuglängsrichtung fluchtend zu einer
Fahrzeugmittellängsachse M ausgerichtet. Wenn die Pistenraupe 1 eine Kurve fährt oder
wendet, wird der Geräteträger 6 um einen Schwenkwinkel in einer horizontalen Fahrzeugebene
relativ zur Fahrzeugmittellängsachse M ausgelenkt, um die Heckfräse 5 entsprechend
der Kurvenbahn der Pistenraupe 1 nachführen zu können. Hierdurch ist gewährleistet,
dass auch bei Kurvenfahrt der Pistenraupe 1 die Heckfräse 5 über eine gesamte Breite
der durch das Kettenlaufwerk 3 überfahrenen Schneeoberfläche eine Zerkleinerung und
Glättung dieser Schneeoberfläche ermöglicht.
[0015] Die erfindungsgemäße Pistenraupe 1 nach den Fig. 1 bis 3 ermöglicht einen Ausgleich
der Wirkung der Hangabtriebskraft auf den Fahrbetrieb der Pistenraupe 1 und insbesondere
auf den Betrieb der Heckfräse 5, die ein Arbeitsgerät im Sinne der Erfindung darstellt.
[0016] Hierzu ist eine in der Pistenraupe 1 fest verbaute Neigungssensorik N vorgesehen
(Fig. 2 bis 4), die Neigungen der Pistenraupe 1 in Fahrzeuglängsrichtung NX und in
Fahrzeugquerrichtung NY erfasst. Die Neigungssensorik N mit der Neigungserfassung
NX in Längsrichtung und der Neigungserfassung NY in Querrichtung ist an eine elektronische
Steuereinheit St angeschlossen, die eine Datenverarbeitungseinheit aufweist und ebenfalls
an der Pistenraupe 1 angeordnet ist. Die Datenverarbeitungseinheit ist vorzugsweise
in Form eines Softwareprogramms realisiert.
[0017] Der Geräteträger 6 ist - wie bereits ausgeführt - um die Schwenkachse S heckseitig
an dem Fahrwerksrahmen 2 der Pistenraupe 1 schwenkbeweglich gelagert. Die jeweilige
Ausrichtung des Geräteträgers 6 relativ zu der Fahrzeugmittellängsachse M (Fig. 3)
wird durch einen Winkelsensor W erfasst. In der Darstellung gemäß den Fig. 2 und 3
ist dieser Schwenkwinkel des Geräteträgers 6 relativ zur Fahrzeugmittellängsachse
M null. Sobald der Geräteträger 6 bei einer Kurvenfahrt der Pistenraupe 1 relativ
zur Fahrzeugmittellängsachse M der Pistenraupe 1 ausgelenkt ist, ist der Schwenkwinkel
betragsmäßig größer null. Die Richtung der Auslenkung im Gegenuhrzeigersinn oder im
Uhrzeigersinn wird durch den Winkelsensor W ebenfalls erfasst. Dabei kann insbesondere
die eine Drehrichtung mit einem Minuszeichen und die andere Drehrichtung mit einem
Pluszeichen versehen werden. Der Winkelsensor W ist ebenfalls mit der elektronischen
Steuereinheit St und ihrer Datenverarbeitungseinheit verbunden. Die Datenverarbeitungseinheit
innerhalb der elektronischen Steuereinheit St errechnet anhand der von der Neigungssensorik
N gelieferten Sensordaten sowohl einen Betrag als auch eine Richtung der jeweils momentan
anliegenden Steigung der Pistenraupe 1 sowohl quer als auch längs der Falllinie F
des befahrenen Hangs des Schneegeländes. Unter der Richtung der momentanen Steigung
ist die Fahrtrichtung der Pistenraupe 1 hangabwärts oder hangaufwärts zu verstehen.
[0018] Die Datenverarbeitungseinheit innerhalb der elektronischen Steuereinheit St weist
einen Speicher auf, in dem eine Masse der Heckfräse 5 sowie ein Abstand eines Masseschwerpunkts
der Heckfräse 5 relativ zu der Schwenkachse S des Geräteträgers 6 abgelegt sind. Diese
Daten sind entnommen aus fixen Konstruktionsdaten der Heckfräse und des Geräteträgers
der Pistenraupe, die vorzugsweise über CAD-Daten vorliegen.
[0019] Zudem werden in der Datenverarbeitungseinheit die von dem Winkelsensor W gelieferten
Schwenkwinkeldaten verarbeitet unter Berechnung des Betrags und der Richtung des Schwenkwinkels.
Mit den aus den Sensordaten des Neigungssensors N und des Winkelsensors W errechneten
Daten ist die auf die Heckfräse 5 jeweils momentan wirkende Hangabtriebskraft zu berechnen.
Hieraus wird unter Zuhilfenahme der im Speicher der Datenverarbeitungseinheit abgelegten
Daten des Abstands des Masseschwerpunkts der Heckfräse 5 relativ zur Schwenkachse
S und der Masse der Heckfräse 5 ein am Geräteträger 6 an der Schwenkachse S wirkendes,
resultierendes Drehmoment errechnet.
[0020] Der Geräteträger 6 wird auf gegenüberliegenden Seiten - in Fahrzeugquerrichtung gesehen
- gestützt und gesteuert durch zwei hydraulische Stellzylinder A
1 und A
2, wie Fig. 3 zu entnehmen ist. Die hydraulischen Stellzylinder A
1, A
2 bilden einen Arbeitsantrieb für die Heckfräse 5 im Sinne der Erfindung. Die Stellzylinder
A
1 und A
2 werden durch die elektronische Steuereinheit St elektrisch angesteuert über Druckregelventile
D
1 und D
2. Die Steuereinheit St steuert diese Druckregelventile D
1, D
2 derart an, dass die jeweilige, momentan im Fahrbetrieb der Pistenraupe 1 auf die
Heckfräse 5 wirkende Hangabtriebskraft ausgeglichen wird, so dass über die beiden
Stellzylinder A
1, A
2 die Heckfräse 5 stabilisiert werden kann. Damit wird die Heckfräse 5 auch bei einer
anhand der Fig. 2 erkennbaren Querfahrt der Pistenraupe 1 an einem Hang eines Schneegeländes
durch die zwangsläufig wirkende Hangabtriebskraft nicht beeinflusst. Die Hangabtriebskraft
H wird durch die Ansteuerung der Stellzylinder A
1, A
2 mittels der Steuereinheit St eliminiert.
[0021] In nicht dargestellter Weise kann alternativ oder ergänzend nach demselben Prinzip
auch der Windenarm 10 oder das Räumschild 7 angesteuert werden, um ebenfalls die Wirkung
der Hangabtriebskraft bei Quer- oder Schrägfahrten der Pistenraupe 1 am Hang auszugleichen.
1. Pistenraupe (1) mit wenigstens einem Arbeitsgerät, das um eine fahrzeugseitige Schwenkachse
(S) schwenkbar an der Pistenraupe (1) angebracht ist, sowie mit einem Arbeitsantrieb,
der zur Steuerung einer Schwenkbewegung des wenigstens einen Arbeitsgeräts vorgesehen
ist, mit einer Neigungssensorik (N) zur Erfassung von Neigungen der Pistenraupe um
eine Fahrzeuglängsachse (M) und eine Fahrzeugquerachse relativ zu einem befahrenen
Untergrund, sowie mit einer elektronischen Steuereinheit (St) zur Steuerung des Arbeitsantriebs
für das wenigstens eine Arbeitsgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungssensorik (N) an die Steuereinheit (St) angeschlossen ist, um Neigungsdaten
an die Steuereinheit (St) zu übertragen, dass die Steuereinheit (St) eine Datenverarbeitungseinheit
aufweist, um im Fahrbetrieb der Pistenraupe (1) in Abhängigkeit von den Neigungsdaten
Betrag und Richtung einer momentanen Steigung der Pistenraupe (1) zu berechnen, dass
in einem Speicher der Steuereinheit (St) eine Masse des Arbeitsgeräts und ein Abstand
eines Masseschwerpunkts des Arbeitsgeräts relativ zu der Schwenkachse (S) des Arbeitsgeräts
abgelegt sind, dass mittels der Datenverarbeitungseinheit unter Berücksichtigung der
in dem Speicher abgelegten Masse- und Abstandsdaten und unter Berücksichtigung der
momentanen Steigung der Pistenraupe (1) im Fahrbetrieb eine Hangabtriebskraft und
ein daraus resultierendes, um die Schwenkachse (S) wirkendes momentanes Drehmoment
für das Arbeitsgerät berechnet werden, und dass abhängig von dem berechneten momentanen
Drehmoment der Arbeitsantrieb durch die Steuereinheit (St) derart ansteuerbar ist,
dass das jeweilige momentane Drehmoment ausgeglichen wird.
2. Pistenraupe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein momentaner Schwenkwinkel des Arbeitsgeräts relativ zu der Fahrzeuglängsachse
(M) erfasst und bei der Berechnung des momentanen Drehmoments berücksichtigt wird.
3. Pistenraupe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsgerät eine an einem heckseitigen Geräteträger (6) der Pistenraupe (1)
angeordnete Heckfräse (5) vorgesehen ist, und dass die Schwenkachse (S) des Arbeitsgeräts
durch eine fahrzeugseitige Schwenkachse des Geräteträgers (6) definiert ist.
4. Pistenraupe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsgerät ein auf der Pistenraupe montierter Windenarm (10) vorgesehen ist,
der durch einen Drehantrieb steuerbar ist, der den Arbeitsantrieb bildet.
5. Pistenraupe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Arbeitsgerät ein frontseitig an der Pistenraupe (1) montiertes Räumschild (7)
vorgesehen ist.
6. Pistenraupe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsantrieb hydraulisch ausgeführt ist und mehrere hydraulische Stellzylinder
(A1, A2) aufweist, die mittels der Steuereinheit (St) elektrisch ansteuerbar sind.