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Die
Erfindung betrifft eine Kehrvorrichtung, insbesondere für
ein Kehrblasgerät, mit einem drehbaren Kehrbesen und einer
Betätigungseinrichtung zur Einstellung des Abstands des
Kehrbesens vom Boden. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum
Betreiben einer Kehrvorrichtung mit einem drehbaren Kehrbesen und
einer Betätigungseinrichtung zur Einstellung des Abstands
des Kehrbesens vom Boden.
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Es
sind Kehrblasgeräte bekannt, die zur Reinigung von Rollbahnen
und -feldern auf Flughäfen eingesetzt werden und eine nachstellbare
Kehrvorrichtung aufweisen. Der Kehrbesen der Kehrvorrichtung wird
dabei automatisch, aber rein zeitabhängig nachgestellt,
d. h. nach Ablauf einer vorher eingestellten Zeitspanne wird der
Kehrbesen (indirekt) um ein vorbestimmtes Maß nach unten
gefahren. Die Abnutzung der Borsten des Kehrbesens ist aber meist nicht
zeitlich linear, da sie, abgesehen von der Betriebsdauer der Kehrvorrichtung,
noch von weiteren Faktoren abhängt, insbesondere von den
Bodenverhältnissen und dem zu Beginn des Betriebs der Kehrvorrichtung
vorliegenden Kehrspiegel (Abschnitt des Kehrbesens, in dem freie
Borstenenden in Berührung mit dem zu reinigenden Boden
kommen). Eine exakte Abstimmung der Nachstellzeit auf die tatsächliche Abnutzung
der Borsten, was einen einigermaßen konstanten Kehrspiegel
gewährleisten würde, ist daher oft nichtmöglich.
Dies kann dazu führen, daß ein zu großer
Kehrspiegel oder ein zu kleiner Kehrspiegel vorliegt. Im ersten
Fall nutzt sich der Kehrbesen unnötig schnell ab, im zweiten
Fall ist das Kehrergebnis nicht ausreichend. Um diese Auswirkungen
zu vermeiden, ist es des öfteren notwendig, den Kehrbesen
in einem relativ komplizierten Verfahren von Hand nachzustellen.
Eine solche Feinjustierung kann 30 Minuten dauern.
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Eine
gattungsgemäße fahrbare Kehrvorrichtung mit einem
drehbaren Kehrbesen ist aus der
DE 37 40 215 A1 bekannt. Die Tragräder
der Kehrvorrichtung sind höhenverstellbar, um den Kehrspiegel einzustellen.
Ein Sensor erfaßt den Durchmesser des Kehrbesens, so daß entsprechend
der vom Sensor gelieferten Information die Tragräder mittels
einer Betätigungseinrichtung relativ zur Achse des Kehrbesens
justiert werden können.
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Die
EP 0 526 907 A1 zeigt
eine Kehrvorrichtung, bei der neben dem Durchmesser des Kehrbesens
zusätzlich der Ist-Abstand zwischen der Achse des Kehrbesens
und der zu reinigenden Oberfläche gemessen wird. Bei Abweichung
von einem Soll-Abstand erfolgt eine Nachregelung, um einen konstanten
Kehrspiegel einzuhalten.
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Aus
der
DE 197 15 435
A1 ist eine Überkopfwerfer-Reinigungsmaschine
bekannt, bei der die Achse des Kehrbesens abhängig vom
gemessenen Kehrspiegel in vorbestimmter Weise verlagert werden kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln eine unnötige
Verkürzung der Lebensdauer eines Kehrbesens in einer Kehrvorrichtung
zu vermeiden und die Voraussetzungen für ein zufriedenstellendes
Kehrergebnis zu schaffen.
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Hierzu
schlägt die Erfindung eine Kehrvorrichtung der eingangs
genannten Art vor, bei der der Kehrbesen von einem Hydraulikmotor
angetrieben wird und die Betätigungseinrichtung so ausgebildet ist,
daß der Abstand des Kehrbesens vom Boden in Abhängigkeit
von einem Arbeitsdruck des Hydraulikmotors einstellbar ist. Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Arbeitsdruck
des Hydraulikmotors ein geeignetes Maß für den
tatsächlich vorliegenden Kehrspiegel ist. So kann durch
automatisches Einstellen eines vorbestimmten Sollarbeitsdrucks (oder –bereichs)
ein entsprechender Soll-Kehrspiegel (bzw. -bereich) erreicht werden. Durch
die automatische Einstellung eines optimalen Kehrspiegels, insbesondere
zu Beginn jeder Inbetriebnahme der Kehrvorrichtung (Neustart), wird
ein zu hoher oder zu geringer Anpreßdruck des Kehrbesens
verhindert, so daß der Kehrbesen nicht überlastet,
der zur Reinigung erforderliche Kehrspiegel aber auch nicht unterschritten
wird. Eine umständliche Feinjustierung und damit möglicherweise
verbundene Bedienfehler werden vermieden; eine Überprüfung
des Kehrspiegels durch den Fahrer der Kehrvorrichtung entfällt.
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Die
Erfindung schlägt zur Lösung der oben genannten
Aufgabe ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Kehrvorrichtung
mit einem drehbaren Kehrbesen und einer Betätigungseinrichtung
zur Einstellung des Abstands des Kehrbesens vom Boden vor, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß der Kehrbesen von einem Hydraulikmotor
angetrieben wird und die Betätigungseinrichtung den Abstand
des Kehrbesens vom Boden in Abhängigkeit von einem Arbeitsdruck
des Hydraulikmotors einstellt.
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Vorteilhafte
und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Kehrvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Kehrvorrichtung in Seitenansicht;
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2 eine
vergrößerte Detailansicht wesentlicher Teile der
Kehrvorrichtung;
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3 eine
Draufsicht auf die Kehrvorrichtung; und
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4 ein
vereinfachtes logisches Schaltbild der Kehrvorrichtung.
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Aus
den 1 bis 3 geht der grundsätzliche
Aufbau einer erfindungsgemäßen Kehrvorrichtung 10 hervor,
die Teil eines Kehrfahrzeugs, genauer gesagt eines Kehrblasgeräts
ist.
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Bezogen
auf die Fahrtrichtung A umfaßt die Kehrvorrichtung 10 einen
vorlaufenden Kehrbesen 12 und nachlaufende Räder 14.
Der Anpreßdruck der nachlaufenden Räder 14 auf
den Boden 16 ist mittels zweier elektrischer Nachstellmotoren 18 einstellbar. Werden
die elektrischen Nachstellmotoren 18 in einer ersten Drehrichtung
betrieben, verringert sich der Anpreßdruck der nachlaufenden
Räder 14, so daß der Abstand des Kehrbesens 12 (genauer
gesagt die Drehachse des Kehrbesens 12) vom Boden 16 verringert
wird. Der Kehrbesen 12 wird also stärker belastet,
so daß sich ein größerer Kehrspiegel
x einstellt. Umgekehrt, wenn die elektrischen Nachstellmotoren 18 in
einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung
betrieben werden, erhöht sich der Anpreßdruck
der nachlaufenden Räder 14, so daß der
Abstand des Kehrbesens 12 vom Boden 16 vergrößert
wird. Der Kehrbesen 12 wird in diesem Fall weniger belastet,
so daß sich ein kleinerer Kehrspiegel x einstellt. Die
nachlaufenden Räder 14 und die elektrischen Nachstellmotoren 18 stellen
somit die Hauptkomponenten einer Betätigungseinrichtung
zur Einstellung des Kehrspiegels x dar, die grundsätzlich
aber auch anders ausgebildet sein kann.
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Der
Kehrbesen 12 besteht im wesentlichen aus einer drehbaren
Walze 20 mit radial abstehenden Borsten 22 (z.
B. aus PE). Die Walze 20, deren Drehachse parallel zu den
Drehachsen der nachlaufenden Räder 14 verläuft,
kann mittels eines Hydraulikmotors 24 in Richtung des Pfeils
B, also entgegen der Laufrichtung C der nachlaufenden Räder 14,
angetrieben werden. Es ist leicht ersichtlich, daß der Reibungswiderstand
des Kehrbesens 12 mit ansteigendem Kehrspiegel x wächst.
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Der
Hydraulikmotor 24 wird von einer Hydraulikpumpe 26 angetrieben,
wie aus dem logischen Schaltbild der 4 hervorgeht.
Die Hydraulikpumpe 26 und der Hydraulikmotor 24 sind
die Hauptkomponenten eines offenen hydraulischen Kreislaufs. Das von
der Hydraulikpumpe 26 aus einem Hydrauliktank 28 geförderte,
unter Druck stehende Hydraulikfluid wird dem Hydraulikmotor 24 zugeführt
und gelangt anschließend unter geringerem Druck zurück
in den Hydrauliktank 28.
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An
einem Prüfanschluß der Hydraulikpumpe 26 ist
eine Meßeinrichtung in Form zweier Hydraulikdruckschalter 30, 32 vorgesehen,
mit denen der von der Hydraulikpumpe 26 bereitgestellte
Arbeitsdruck ermittelt werden kann. Die Hydraulikdruckschalter 30, 32 sind
jeweils mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) 34 verbunden,
an die die elektrischen Nachstellmotoren 18 angeschlossen
sind. Die Hydraulikdruckschalter 30, 32 sind als
Schließer geklemmt und auf einen Mindestdruck bzw. einen Höchstdruck
eingestellt (die hier verwendeten Hydraulikschalter 30, 32 sind
zwischen 0 und 450 bar frei einstellbar). Diese Drücke
sind so gewählt, daß ein Soll-Kehrspiegel (ca.
8 bis 10 cm bei Kehrblasgeräten mit PE-Borsten) erreicht
ist, wenn der Arbeitsdruck zwischen dem Mindestdruck und dem Höchstdruck
liegt. Der Mindestdruck entspricht also einem vorbestimmten minimalen
Kehrspiegel, der Höchstdruck einem vorbestimmten maximalen
Kehrspiegel.
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Der
erste Hydraulikdruckschalter 30 ist so ausgelegt, daß er
bei Unterschreiten des Mindestdrucks schaltet, und der zweite Hydraulikdruckschalter 32 ist
so ausgelegt, daß er bei Überschreiten des Höchstdrucks
schaltet. Ein Schalten eines Hydraulikdruckschalters 30, 32 führt
dazu, daß der Steuerung 34 ein Signal zugeführt
wird, welches von der Steuerung 34 im Falle des ersten
Hydraulik druckschalters 30 sinngemäß als „Kehrspiegel
zu klein" und im Falle des zweiten Hydraulikdruckschalters 32 sinngemäß als „Kehrspiegel
zu groß" interpretiert wird.
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Die
Steuerung 34 ist so programmiert, daß sie die
beiden elektrischen Nachstellmotoren 18 – abhängig
von der Auswertung der Signale der Hydraulikdruckschalter 30, 32 – in
gleicher Weise so ansteuert, daß der Anpreßdruck
der nachlaufenden Räder 14 verringert (Kehrspiegel
vergrößert sich) oder erhöht (Kehrspiegel
verkleinert sich) wird. Die Laufrichtung der elektrischen Nachstellmotoren 18 kann
von der Steuerung 34 durch Umkehrung der Polungen der elektrischen
Nachstellmotoren 18 geändert werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Einstellprozedur bei Inbetriebnahme der Kehrvorrichtung 10 werden die
elektrischen Nachstellmotoren 18 bei laufendem Hydraulikmotor 24 so
lange in der ersten Drehrichtung betrieben, bis der Höchstdruck
am Prüfanschluß der Hydraulikpumpe 26 überschritten
wird. Dies entspricht einem Überschreiten des vorgesehenen
maximalen Kehrspiegels (z. B. 10 cm). Die Steuerung 34 reagiert
auf das durch die Überschreitung ausgelöste erste
Signal des ersten Hydraulikdruckschalters 30 und kehrt
die Drehrichtung der elektrischen Nachstellmotoren 18 um.
Sobald der Mindestdruck unterschritten wird, was dem Unterschreiten
des vorgesehenen minimalen Kehrspiegels (z. B. 8 cm) entspricht,
und ein entsprechendes zweites Signal des zweiten Hydraulikdruckschalters 32 von
der Steuerung 34 empfangen wurde, wird die Drehrichtung
der elektrischen Nachstellmotoren 18 wieder umgedreht. Auf
diese Weise ist es möglich, den Kehrspiegel x zwischen
dem vorbestimmten minimalen und dem vorbestimmten maximalen Wert
einpendeln zu lassen.
(Selbstverständlich kann die
Prozedur auch umgekehrt anlaufen, d. h. zunächst werden
die elektrischen Nachstellmotoren 18 so lange in der zweiten Drehrichtung
betrieben, bis der Mindestdruck unterschritten wird, bevor dann
die Drehrichtung umgekehrt wird.)
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Diese
ca. 20 Sekunden dauernde Einstellprozedur wird nach jedem Neustart
der Kehrvorrichtung 10 zur Anpassung des anfänglichen
Kehrspiegels x an die Bodenverhältnisse einmalig durchgeführt.
Im anschließenden Betrieb der Kehrvorrichtung 10 erfolgt
die weitere Nachstellung zeitabhängig, d. h. nach Ablauf
einer vorher eingestellten Zeitspanne (z. B. 25 Minuten) wird der
Anpreßdruck der nachlaufenden Räder 14 durch
entsprechende Ansteuerung der elektrischen Nachstellmotoren 18 um
ein vorher festgelegtes Maß verringert. Dieser Zyklus wiederholt
sich, bis die Kehrvorrichtung abgestellt wird. Die Zeitspanne für
die zyklische Nachstellung des Kehrspiegels x wird vorher insbesondere
in Abhängigkeit von den Bodenverhältnissen (Reibwert)
und des Borstenmaterials eingestellt.
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Zusätzlich
kann der Kehrspiegel x der Kehrvorrichtung 10 auch manuell
nachgestellt werden. Hierzu ist ein Schalter vorgesehen, mit dem
der Fahrer die elektrischen Nachstellmotoren 18 in beide Richtungen
betreiben kann. Um eine zu schnelle und eine unbeabsichtigte manuelle
Nachstellung zu verhindern, wird jeder manuelle Nachstellvorgang
für ca. 20 Sekunden gesperrt.
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Die
elektrischen Nachstellmotoren 18 der Betätigungseinrichtung
sind zur Erfassung ihrer Umdrehungen nicht mit einem Hallgeber,
sondern mit einem Induktivgeber ohne Festmagnet ausgestattet. Auf
die Welle der elektrischen Nachstellmotoren 18 ist ein
Rohrstück mit einer bestimmten Anzahl Schrauben (z. B.
vier) aufgesetzt und verschraubt. Ein relativ zur Motorwelle feststehender
Induktivgeber gibt pro Umdrehung eine der Anzahl der Schrauben entsprechende
Anzahl Impulse an die Steuerung 34. Gegenüber
einer Hallgeberkonstruktion hat diese Lösung unter anderem
den Vorteil, daß eine Fehlfunktion aufgrund eines nachlassenden
Festmagneten ausgeschlossen ist.
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Die
Information, ob der Kehrbesen 12 an einem Endanschlag ansteht,
erhält die Steuerung 34 nicht von einem Rollenendschalter,
sondern von einem Näherungsschalter. Gegenüber
einem Rollenendschalter hat der Näherungsschalter unter
anderem den Vorteil, daß er keine Mechanik besitzt, die beschädigt
werden oder bei niedrigen Temperaturen einfrieren kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3740215
A1 [0003]
- - EP 0526907 A1 [0004]
- - DE 19715435 A1 [0005]