EP0189371B1

EP0189371B1 - Schneeräumungsmaschine

Info

Publication number: EP0189371B1
Application number: EP86810012A
Authority: EP
Inventors: Reg. Treuunternehmen Schaan Reberle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-01-23
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1989-05-31
Also published as: JPS61229006A; NO162670C; NO860207L; EP0189371A1; DE3663702D1; US4685228A; CA1264213A; NO162670B; ATE43665T1

Description

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Schneeräumungsmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei Schneeräumungsmaschinen dieser Art stehen drei Probleme im Vordergrund, nämlich eine möglichst vollständige Reinigung der zu bearbeitenden Oberfläche, eine hohe Reinigungsgeschwindigkeit und keine Einsatzunterbrüche, bedingt durch Neueinstellung des Bodendruckes.
Diese Anforderungen stehen insofern in einem Zusammenhang miteinander, als Schneeräumungsmaschinen mit mehrteiligen Kehrbürsten an sich wohl in der Lage waren, eine genügend saubere Reinigung zu erzielen, auf der andern Seite aber dank einer gewissen Unabhängigkeit der Kehrbürstenteile in vermehrtem Masse zum "Flattern" neigten. Dies ergab sich schon daraus, dass die Kehrbürstenteile zum Zwekke, sich der Konfiguration der zu reinigenden Oberfläche besser anpassen zu können, in einer senkrechten Ebene relativ zueinander verschwenkbar waren, wobei aber diese Anpassbewegung eben zu der genannten teilweisen Unabhängigkeit der Kehrbürstenteile führte.
Zur Vermeidung der sich daraus ergebenden Nachteile wurden zwei Gruppen von Kunstruktionen vorgeschlagen.
Von der ersten Gruppe ist die Ausführung einer Schneeräumungsmaschine in der CH-A-365 751 beschrieben, bei welcher Maschine eine Schneepflugschar und wenigstens zwei Kehrbürsten an einem gemeinsamen Rahmen angeordnet sind. Der Rahmen ist über Laufrollen gegen den Boden abgestützt. Die Schneepflugschar kann in der Höhe durch ein hydraulisches Hubelement eingestellt werden. Die Höhenverstellung der Kehrbürsten erfolgt unabhängig von derjenigen der Schneepflugschar durch eine von Hand bedienbare Spindel. Zum Neueinstellen des Bürstenbildes ist es periodisch notwendig, die bekannte Schneeräummaschine stillzulegen. Weiter sind der Räumungsgeschwindigkeit durch die Laufrollen Grenzen gesetzt, da der Bodenunebenheiten wegen die Laufrollen bei erhöhter Geschwindigkeit unweigerlich zu hüpfen beginnen. Bei der zweiten Gruppe von Konstruktionen wurde versucht, durch eine pneumatische Steuerung bzw. eine pneumatisch gesteuerte Absenkung der Kehrwalzen die Wirkung der Verkleinerung des Kehrbürstendurchmessers aufzuheben. Auch mit diesen vorbekannten Schneeräumungsmaschinen kann keine ausreichende Räumungsgeschwindigkeit erreicht werden, weil die Absenkung der Kehrbürsten ungedämpft erfolgt, was wieder zum "Flattern" der Kehrbürsten führt.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Schneeräumungsmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, welche im Sinne der erwähnten Problemstellungen eine verbesserte Reinigung, eine Erhöhung der Reinigungsgeschwindigkeit und einen ununterbrochenen Einsatz erlaubte. Der Lösung dieser Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale.
Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel, wie es in der Folge noch näher beschrieben wird, ist als weiteres Dämpfungsmittel ein die verschiedenen Kehrbürstenteile verbindender Torsionsstab vorgesehen.
In der Folge wird ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Betrieb einer Schneeräumungsmaschine sowie anhand der Zeichnungen eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Schneeräumungsmaschine näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 - 3 ein Schneeräumungsgerät in einer Seitenansicht, einer Draufsicht und einer Frontansicht,
Fig. 4 eine Ansicht der Frontseite des Kehrblasaggregates,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Kehrblasgerätes mit Aufhängepunkten des Aggregates am Trägerfahrzeug, einen äusseren Haltearm der Kehrbürste und die höhenverstellbare Luftdüse am Ende des Luftkanals,
Fig. 6 dieselbe Seitenansicht unmittelbar vor der Aggregatsmitte mit der mittleren Bürstenaufhängung und -antrieb sowie die hydraulische Hubvorrichtung,
Fig. 7 eine teilweise Frontansicht des Kehrblasgerätes mit der Luftumlenkung beim Eintritt in den Luftkanal, mit der Torsionsstab-Verbindung zwischen den hydraulischen Hubvorrichtungen und mit der vertikal verstellbaren Luftdüse mit Rückzugfeder,
Fig. 8 und 9 eine Seitenansicht, resp. eine Draufsicht der äusseren Halte- und Hubvorrichtung der Kehrbürste,
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht der Kehrbürste sowie der Blaseinrichtung,
Fig. 11 ein Schema der Steuerung und
Fig. 12 ein Funktionsschema.

Das Fahrzeug besitzt eine konventionelle vordere, gelenkte Planetenachse 1 und eine hintere, ebenfalls lenkbare Planetenachse 2, wobei die Achse 2 in Mittelstellung blockiert, respektive ausgeschaltet ist, jedoch jederzeit eingeschaltet werden kann. Dabei ist die Schaltung derart ausgebildet, dass je nach Stellung eines nicht dargestellten Steuerventils im Fahrerhaus auf Vorderrad-, Allrad- oder Hundeganglenkung geschaltet werden kann. Bei Allradlenkung folgt die Hinterachse genau der Spur der Vorderachse und bewirkt damit zwangsmässig auch bei Kurvenfahrt eine Führung des Kehrblasgerätes in der Spur des Fahrzeuges. Bei Umschaltung auf Hundeganglenkung lenken alle vier Räder in der gleichen Richtung, was zu einer Diagonalverschiebung des gesamten Fahrzeuges führt. Damit kann Hindernissen ausgewichen werden, und Manövrierarbeiten werden erleichtert.
Ein Fahrgestell 3 ist im Bereiche zwischen der Vorder- und der Hinterachse 1 und 2 durch Abkröpfung so ausgebildet, dass ein möglichst hoher Freiraum zwischen Fahrbahn und Rahmen entsteht. Der mechanische Antrieb der Hinterachse erfolgt ab Verteilgetriebe 4 über ein vorderes und hinteres Verlagerungsgetriebe 5 auf die Hinterachse 2.
Im Bereiche unter dem Fahrerhaus 6 ist ein Fahrmotor 7 mit nachgeschaltetem Mehrstufen-Automatengetriebe angeordnet, von dem aus der Antrieb auf das Verteilgetriebe 4 und von da auf die Vorderachse 1 und Hinterachse 2 übertragen wird. Das Verteilgetriebe 4 sowie die Achsen 1 und 2 verfügen über Differentialausgleich mit zuschaltbaren Sperren. Das Mehrstufen-Automatengetriebe ermöglicht einerseits abgestufte, nach oben wahlweise vom Fahrer zu begrenzende Arbeitsgeschwindigkeiten und lässt Dislokationsgeschwindigkeiten bis 80 km/h zu. Im Bereiche über der Hinterachse 2 ist ein Arbeitsmotor 8 angeordnet. Dieser treibt nach Bedarf über ein Verteilgetriebe 9 zwei oder bei Bedarf mehr hydraulische Schwenkkolbenpumpen 10, 11 mit 0-Hubregelung an, die ihrerseits die Kraft über den Axialkolbenmotor 12 auf das leistungsstarke Radialgebläse 13 resp. auf den mittig angeordneten Kehrbürstenantrieb 14 übertragen. Dabei können unabhängig voneinander die Drehzahl des Radialgebläses 13 resp. der Kehrbürstenteile 15/16 nach Bedarf vom Stillstand bis zu einer vorgegebenen Maximaldrehzahl verändert und damit den herrschenden Verhältnissen angepasst werden. Die Drehzahlen werden über nicht näher dargestellte Geber erfasst und im Fahrerhaus laufend angezeigt.
Am frontseitigen Anbauraum des Fahrzeuges ist an einer Schnellwechselvorrichtung 17 ein Schneepflug 18 angeordnet, der seinerseits über die hydraulischen Hubelemente 19 und 20 gehoben, gesenkt, resp. um eine Vertikalachse nach links und rechts geschwenkt werden kann.
Das Fahrgestell 3 samt der nicht mehr dargestellten Verschalung ist so ausgebildet, dass über dem gesamten Raum hinter dem Fahrerhaus bis zum Fahrzeugende beliebige Aufbauten, beispielsweise Kehrgutbehälter, Wasserbehälter, Mähgeräte und dergleichen, für andere Arbeitszwecke angeordnet werden können.
Im Bereiche des Fahrgestelles sind alle erforderlichen Einrichtungen eines modernen Fahrzeuges, wie Stromversorgung, Druckluftbehälter, Hydraulik-Hilfspumpen für Gerätbedienung und -lenkung, Betriebsstoffreservoire sowie alle Hydraulikaggregate für die Bedienung und Steuerung der Arbeitsgeräte übersichtlich angeordnet.
Zur Erreichung eines optimalen Fahrverhaltens ist das Fahrzeug selbstverständlich mit Parabelfedern an der Hinter- und Vorderachse, mit Stossdämpfern und Querstabilisatoren sowie mit einer Druckluft-Servo-2-Kreis-Bremsanlage und mit Federspeicher-Feststellbremsen an allen Rädern ausgerüstet.
Die Gesamtlänge des Fahrzeuges inkl. frontseitig angebautem Schneepflug beträgt lediglich ca. 10 m. Mit dieser Kompaktbauweise kann bei Vorderradlenkung ein äusserer Wendekreis von ca. 20 m und bei eingeschalteter Allradlenkung ein äusserer Wendekreis von ca. 12 m erreicht werden.
Als Schneepflug 18 kann irgendeines der bekannten und vorhandenen Geräte angebaut werden.
In einer 3-Punkt-Aufhängung 21, die ihrerseits am Rahmen 3 befestigt wird, ist ein Kugeldrehkranz 22 angeordnet. An der Unterseite des Drehkranzes 22 ist das als Tragkonstruktion ausgebildete Luftzufuhrrohr 23 montiert. Das Luftzufuhrrohr 23 führt von der Aggregatsmitte zu den seitlichen Enden links und rechts. Die Luft wird von der Turbine (Radialgebläse) 13 über ein Rohr 51 durch den Drehkranz 22, den Rohrbogen 24 und die Luftdüse 25 dem vor der Kehrbürste 15/16 angeordneten Luftkanal 26 zugeführt. Die Luftdüse 25 ist mittels Führungsschienen 27 und Rückzugfedern (Gasdruckfedern) 28 höhenverstellbar und kann somit in den Bereich des Luftkanals 26 oder aber über diesen Kanal verschoben werden. Die ganze Verstellung und insbesondere die Kraft der Rückzugfeder 28 ist so bemessen, dass die Düse 25 bei Zufuhr einer entsprechenden Luftmenge durch den resultierenden Rückstau automatisch in die untere Arbeitsposition und, bei Unterbrechung der Luftzufuhr, mittels Rückzugfeder in die obere Ruheposition gebracht wird. Über einen Hydraulikzylinder 29 kann eine Luftklappe 30 in eine in Fig. 7 dargestellte Endposition links oder in eine Endposition rechts gebracht und damit die Luftzufuhr von der Turbine auf die Luftdüse 25 links oder aber rechts gesteuert werden. Mittels einem nicht näher dargestellten Hydraulikzylinder, der einerseits am Drehkranz 22 und andererseits am Fahrzeugrahmen 3 angelenkt ist, kann der Luftkanal und die damit verbundene Kehrbürste beliebig um den vertikalen Drehpunkt des Drehkranzes in eine in Fig. 2 dargestellte Arbeitsstellung links oder rechts oder in eine beliebige Zwischenstellung gebracht werden.
An dem unterhalb des Luftzufuhrrohrs 23 angeordneten Schwenklager 31, in Aggregatsmitte, ist ein geschlossener Kettenantrieb 32, und an den äusseren Schwenklager 33 Sind Hub- und Haltearme 34 drehbar angeordnet.
An dem am Kettenantrieb 32 links und rechts herausragenden Vielkeilprofil 35 mit Bogenform, resp. an den äusseren Lagerungen 36 ist eine Kehrbürste mit Bürstenteilen 15 und 16 einerseits über das Vielkeilprofil 35 drehverbunden und andererseits in der Lagerung 36 frei drehbar gehalten. Durch zwei einerseits seitlich am Kettengetriebe 32 und andererseits an Supports am Luftzufuhrrohr angeordnete, doppeltwirkende Hydraulikzylinder sowie zwei, einmal links und einmal rechts am Ende des Luftzufuhrrohrs 23, einerseits an den Hub- und Haltearmen 34 und andererseits an Supports des Luftzufuhrrohrs 23 angeordnete, doppeltwirkende Hydraulikzylinder 37 wird die Kehrbürste 15/16 in Transportstellung gehoben, resp. in die untere Arbeitsstellung abgesenkt und mit einem konstanten Anpressdruck gehalten.
Zwei die Schwenklager 31 und 33 verbindende Torsionsstäbe 38 (es könnte auch nur ein Torsionsstab vorgesehen sein) sind zur Stabilisierung resp. gegenseitigen Unterstützung der an den Schwenklager 31 und 33 vorgesehenen Hubvorrichtungen angeordnet, sind aber so dimensioniert, dass der Kettenantrieb 32, der als mittlere Hubvorrichtung dient, und die äusseren Hub- und Haltearme 34 in einem gewissen Winkelbereich unabhängig voneinander stehen können und damit eine optimale Anpassung der Bürstenteilen 15/16 an die zu reinigende Verkehrsfläche ermöglichen, selbst dann, wenn grössere Unebenheiten und Quergefälle oder Dachprofile vorhanden sind. Die erwähnte konstante Bodenanpressung der Kehrbürstenteile 15/16 wird durch das separat dargestellte Hydrauliksystem, bestehend aus Hydraulikpumpe, Überdruckventil, Steuerventilen und den vier Hydraulikzylindern 37 sichergestellt und ermöglicht jederzeit eine möglichst regelmässige Auflage der Bürste und damit eine optimale Räumung bei minimalem Verschleiss und lässt wesentlich höhere Räumgeschwindigkeiten zu. Die feste Anordnung des gesamten, als tragendes Element ausgebildeten Luftführungskanals samt Bürstenabdeckung 39 ermöglicht, dass die verbleibende Gesamtmasse möglichst niedrig bleibt und dadurch ebenfalls zur Stabilisierung und zu einem ruhigen Verhalten der Kehrbürstenteile 15 und 16 beiträgt. Erleichtert wird durch die Zweiteilung die Montage und Demontage der Bürstenteile und damit das Auswechseln der einzelnen Bürstensegmente. Die Bürstenteile 15/16 können sowohl aus Bürstensegmenten in Scheibenform oder in Leistenform, aus Stahldraht oder Kunststoff bestehen.
Die zweigeteilte Kehrbürste 15/16 ist in drei Punkten gelenkig gelagert und im Prinzip an drei mittels Differentialhydraulikzylinder 37 samt Kolben 50 bewegten Hebelarmen aufgehängt.
Die mittlere Aufhängung übernimmt der Kettenantrieb 32 mit zwei Zylindern 37, unabhängig von den beiden äusseren Aufhängungen 34, welche mit je einem Zylinder arbeiten und hydraulisch parallel geschaltet sind.
Mit dieser Anordnung mit getrennten Hydraulikkreisen mit unterschiedlichen, einstellbaren Drücken können die unterschiedlichen Aufhängerreaktionen mitte/aussen durch Bürstenwalzen- und Kettenantriebgewicht getrennt ausgeglichen werden. Dieser Gewichtsausgleich ermöglicht die optimale Bodenanpassung der beiden Walzen und deren gleichmässige Abnützung.
Bei laufendem Arbeitsmotor 8 werden durch Ausschwenken der Pumpen 10 und 11 einerseits das Radialgebläse 13 und andererseits die Kehrbürstenteile 15 und 16 in Rotation versetzt.
Wie bereits erwähnt, wird, je nach Stellung der Luftleitklappe 30, die vom Radialgebläse 13 zugeführte Luft zur linken oder rechten Luftdüse 25 geleitet. Unter dem Staudruck der zugeführten Luft senkt sich die Düse 25 gegen den Widerstand der Rückzugfeder 28 in die Arbeitsstellung ab, resp. wird bei Unterbruch der Luftzufuhr in die Ruhestellung angehoben. (Diese Bewegung kann übrigens auch hydraulisch gelöst werden, indem anstelle der Rückzugfeder 28 ein Hydraulikzylinder angeordnet und beispielsweise mit dem Hydraulikzylinder 29 in Serie geschaltet wird. Dadurch würde automatisch bei Umstellung der Luftklappe 30 die entsprechende Luftdüse 25 links oder rechts abgesenkt resp. angehoben.)
Der von den Bürstenteilen 15/16 in den Bereich des Luftkanals 26 aufgeworfene Schnee oder Schmutz wird im Luftkanal 26 vom rasanten Luftstrom aus der Luftdüse 25 erfasst und seitlich links oder rechts ausgeblasen. Durch diese frontseitig der Bürste angeordnete Luftführung wird der Schnee oder Schmutz nicht frei aufgewirbelt, sondern im Flug umgelenkt und auch bei geringer Schrägstellung oder sogar bei Querstellung der Bürste zur Fahrrichtung seitlich ausgeblasen. Die Gummischutzlappen 40 und 41 begrenzen einmal vorne und einmal hinten den Arbeitsbereich des Kehrblasgerätes.
Die gesamte Bedienung und Überwachung des Arbeitsmotors 8 und der Arbeitsgeräte (Schneepflug und Kehrblasgerät) erfolgt ab einer zusätzlichen Bedienungs- und Überwachungskonsole im Fahrerhaus elektrisch resp. elektrohydraulisch. Die einfache Anordnung und der gewählte Fahrantrieb mit Automatengetriebe ermöglichen eine leichte Handhabung durch den Fahrer ohne eine weitere Bedienungsperson. Die hydraulischen Antriebe der Radialturbine und der Kehrbürsten sind gegen Überlastung durch die 0-Hubregelung der Schwenkkolbenpumpen abgesichert.
Die mechanische Befestigung des gesamten Kehrblasgerätes über die 3-Punkt-Aufhängung 21 sowie die hydraulischen Verbindungen für den Bürstenantrieb und die Betätigung der Hydraulikzylinder sind so ausgelegt, dass der An-und Abbau an das Trägerfahrzeug in relativ kurzer Zeit und einfach möglich ist. Das gesamte Kehrblasgerät wird mittels vier Hilfsrädern mit höhenverstellbaren Spindeln auf dem Boden abgestützt und kann unter dem Fahrzeug seitlich hinausgezogen werden.
Die Funktion der Mittel zur Konstanthaltung des Bodendruckes ist, wenn man die hydraulische Bürstenaufhängung auf nur einen Zylinder reduziert, in welchem Falle das vereinfachte Schema gemäss Fig. 11 Geltung besitzt, die folgende:

Neutralstellung: Der Zylinder 37 ist in Ruhestellung der Wegeventile 44 und 48 blockiert

Senken: Das von einer nicht näher beschriebenen Pumpe geförderte Öl gelangt über die Druckleitung 42 zum Wegeventil 44 mit Schaltung Y2. Danach passiert es Druckreduzierventil 45 und bewegt mit eingestelltem Druck P1 den Kolben 50 von Zylinder 37 nach unten. Das in der anderen Kammer verdrängte Öl gelangt gegen den Widerstand P2 von Druckreduzierventil 47 über die Schaltung Y3 und den Rücklauf 49 zu einem nicht beschriebenen Öltank T.
Über das Druckreduzierventll 47 und die Schaltung Y3 des Wegeventils 48 hält der Ölstrom von der nicht näher dargestellten Pumpe parallel auch den eingestellten Gegendruck P2 in der unteren Kammer des Zylinders 37 konstant. Der Druckspeicher 43 ist als zusätzliches Dämpfungsetement eingebaut und sorgt dafür, dass die ÖIverdrängung und Ölnachförderung bei schnellen Bewegungen des Kolbens 50 im Zylinder 37 auch bei relativ geringer Förderleistung der Pumpe gewährleistet bleibt.
Durch Betätigung des einstellbaren Druckreduzierventiles 45 kann der gewünschte Bodendruck P1 nach Bedarf eingestellt werden.
Heben: Wegeventil 44 in Schaltung Y1. Das ÖI mit Druck PO gelangt über Rückschlagventil 46 in den Zylinder 37. Das verdrängte Öl gelangt über Wegeventil 44 zurück in den Öltank. Das Wegeventil 48 bleibt gesperrt.
Auf diese Weise gelingt es, eine Schneeräumungsmaschine zu schaffen, welche eine einwandfreie Schneeräumung gewährleistet sowie vor allem eine wesentlich grössere Schneeräumungsgeschwindigkeit gestattet und die permanente Einhaltung des gewünschten Bodendruckes der Kehrbürste gewährleistet.

Claims

1. Schneeräumungsmaschine mit einer anheb-und absenkbaren sowie mehrteilig ausgebildeten Kehrbürste, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Anhebe- bzw. Absenkbewegung der einzelnen, in einer senkrechten Ebene gegeneigander verschwenkbaren Kehrbürstenteile (15, 16) durch Zylinder-Kolben-Aggregate (37) steuerbar ist und dass der auf die Kehrbürstenteile (15, 16) wirkende Kolben (50) jedes Zylinder-Kolben-Aggregates jeweils mit einem der Bewegungsrichtung entgegengesetzten Druck beaufschlagbar ist.

2. Schneeräumungsmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kehrbürstenteile (15, 16) über ihre Schwenklager (31, 33) durch mindestens einen Torsionsstab (38) miteinander verbunden sind.

3. Verfahren zum Betrieb einer Schneeräumungsmaschine gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Kolben (50) der Zylinder-Kolben-Aggregate (37) mit entsprechend dem unterschiedlichen Gewicht der Kehrbürstenteile (15, 16) an den Angriffsstellen der Zylinder-Kolben-Aggregate (37) unterschiedlichen Drücken zum Zwecke des Anhebens der Kehrbürstenteile (15, 16) beaufschlagt und auf der Gegenseite der Kolben (50) einen dem gewünschten Bodendruck entsprechenden Gegendruck zum Zwecke des Absenkens der Kehrbürstenteile (15, 16) wirksam werden lässt.