DE102004014963B3

DE102004014963B3 - Trowels with directional stabilization

Info

Publication number: DE102004014963B3
Application number: DE102004014963A
Authority: DE
Original assignee: Wacker Construction Equipment AG
Current assignee: WACKER NEUSON PRODUKTION GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2024-03-27
Also published as: WO2005093187A1

Abstract

Ein Flügelglätter zum Glätten eines plastisch verformbaren Untergrunds weist eine Steuereinrichtung zum Einstellen einer Neigung von Rotoren (4, 5) relativ zu einem Gestell (1) auf. Ein Fahrtgeber (18) dient zur Vorgabe eines Sollwerts für die Fahrbewegung des Flügelglätters. Die tatsächliche Fahrbewegung wird als Istwert durch eine Bewegungserfassungseinrichtung (23) erfasst. Eine Fahrtregelungseinrichtung (22) wertet Sollwert und Istwert aus und steuert die Steuereinrichtung (24) derart an, dass eine durch die Differenz zwischen Ist- und Sollwert gebildete Regelabweichung minimal ist.A trowel for smoothing a plastically deformable substrate has a control device for setting an inclination of rotors (4, 5) relative to a frame (1). A motion sensor (18) is used to specify a desired value for the driving movement of the trowel. The actual travel movement is detected as an actual value by a movement detection device (23). A cruise control device (22) evaluates setpoint and actual value and controls the control device (24) in such a way that a control deviation formed by the difference between actual and setpoint value is minimal.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flügelglätter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a trowel according to the preamble of claim 1

Ein derartiger Flügelglätter wird vorwiegend zum Glätten von Betonoberflächen, insbesondere Böden, verwendet, solange der Beton noch nicht ausgehärtet ist. Als Flügelglätter haben sich in der Praxis neben handgeführten Flügelglättern auch besitzbare Flügelglätter bewährt, bei denen ein Bedienungsmann auf dem Gerät selbst aufsitzen und über den zu glättenden Beton fahren kann. Außer einer erhöhten Bequemlichkeit bieten besitzbare Flügelglätter höhere Flächenleistungen. Zudem unterstützt bei einem besitzbaren Flügelglätter das Gewicht des auf dem Gerät sitzenden Bedieners die Glättwirkung zusätzlich.One such trowel is mainly for smoothing of concrete surfaces, especially soils, used as long as the concrete has not yet hardened. As trowels have in practice next to hand-guided Wingglasses too possessable trowels proven, at which an operator on the device itself and sit over the to be smoothed Concrete can drive. Except an elevated one Conveniently, possessable trowels offer higher area performance. Also supports one possessable trowel that Weight of the device sitting operator's smoothing effect additionally.

Üblicherweise besteht ein Flügelglätter aus einem Gestell, in dem ein Antrieb untergebracht ist. Der Antrieb treibt einen, bei besitzbaren Flügelglättern wenigstens zwei, Rotoren an, die jeweils eine von dem Antrieb angetriebene Antriebswelle aufweisen, an der jeweils Rotorflügel befestigt sind. Die Rotorflügel erstrecken sich im Wesentlichen horizontal, so dass das gesamte Gerät mit den Rotorflügeln auf der zu glättenden Betonoberfläche aufsitzt. Die Rotorflügel werden durch den Antrieb in Drehung versetzt und streichen über die zu glättende Oberfläche. Da sich der Anstellwinkel der Rotorflügel relativ zu der sie tragenden Antriebswelle einstellen lässt, ist es möglich, eine unterschiedliche Druckwirkung zu erzielen. So kann der Bediener die Rotorflügel zunächst mit relativ flachem Anstellwinkel und niedriger Drehzahl über die frische Betonoberfläche streichen lassen, während er kurz vor Abschluss des Aushärteprozesses mit deutlich steilerem Anstellwinkel einen höheren lokalen Druck auf die Oberfläche ausüben kann, um die Fläche zu polieren. Die Einstellung des Anstellwinkels der einzelnen Rotorflügel erfolgt mit Hilfe einer an sich bekannten Flügelverstellung, bei der der Bediener z. B. über eine Stellkurbel Einfluss auf die Stellung des Rotorflügels nehmen kann.Usually There is a trowel made of one Frame in which a drive is housed. The drive is driving one, at ownable wing-gliders at least two rotors, each one driven by the drive Have drive shaft, are attached to the respective rotor blades. The rotor blades extend essentially horizontally, so that the entire device with the rotor blades on the to be smoothed concrete surface seated. The rotor blades are rotated by the drive and paint over the to be smoothed Surface. There the angle of attack of the rotor blades relative to the bearing them Drive shaft can be adjusted, Is it possible, to achieve a different pressure effect. So the operator the rotor blades first with relatively flat angle of attack and low speed over the fresh concrete surface to delete while he is about to complete the curing process with significantly steeper angle of attack a higher local pressure on the surface can exercise around the area to polish. The adjustment of the angle of attack of the individual rotor blades takes place with the help of a known per se adjustment, in which the Operator z. B. over a crank affects the position of the rotor blade can.

Die Drehzahl der Rotorflügel kann mit Hilfe eines vom Bediener ansteuerbaren Gaspedals verändert werden. Zur Richtungssteuerung ist es möglich, die im Ausgangszustand mit vertikaler Drehachse angeordneten Rotoren relativ zu dem Gestell zu verschwenken. Dies wird üblicherweise mit Hilfe hydraulischer oder elektrischer Stellglieder durchgeführt, die auf die Rotoren in einer gewünschten Weise einwirken. Durch das Verschwenken der Rotoren verkanten sich die Rotorflügel gegenüber dem zu glättenden Untergrund. Das bedeutet, dass bei Drehung der Rotorflügel durch deren federnde Wirkung Teilbereiche der bei einer Umdrehung überstrichenen Fläche stärker gepresst werden als andere Bereiche. Die entsprechend unterschiedliche Reibung erzeugt Querkräfte auf den Flügelglätter, der dementsprechend über dem Boden in Bewegung versetzt wird. Damit ist es möglich, einen Flügelglätter wie einen Hubschrauber in beliebiger Richtung horizontal hin und her zu bewegen sowie zu drehen.The Speed of the rotor blades can be changed by means of an operator-controlled accelerator pedal. For directional control it is possible the arranged in the initial state with a vertical axis of rotation rotors to pivot relative to the frame. This is usually performed by means of hydraulic or electrical actuators, the acting on the rotors in a desired manner. Due to the pivoting of the rotors, the rotor vanes tilt relative to the rotor to be smoothed Underground. This means that when turning the rotor blades through whose resilient effect pressed parts of the swept over in one revolution area more be considered other areas. The correspondingly different friction generates lateral forces on the trowel, the accordingly over the soil is set in motion. With that it is possible to have one Trowels like a helicopter in any direction horizontally back and forth to move as well as to turn.

Ein derartiger besitzbarer Flügelglätter ist z. B. unter der Typenbezeichnung "CRT48-25K-H" von der Firma Wacker Construction Equipment AG bekannt. Die Steuerung bei diesem Gerät erfolgt mit Hilfe von Steuerhebeln, die über mechanische Verbindungen die Rotoren in der gewünschten Weise bewegen können.One such possessable trowel is z. B. under the type designation "CRT48-25K-H" from Wacker Construction Equipment AG known. The control of this device is done by means of control levers, the above mechanical connections that can move the rotors in the desired manner.

Ein ähnlicher Flügelglätter ist aus der US 6,368,016 B1 bekannt. Bei diesem Flügelglätter ist die hydraulische Steuerung durch eine Joystick-Steuerung ersetzt worden, so dass die Steuersignale vom Bediener über zwei Joysticks eingegeben und danach elektronisch oder elektrisch verarbeitet werden können. Die Stellglieder zur Änderung der Neigung der Rotoren werden elektrisch betrieben.A similar trowel is from the US 6,368,016 B1 known. In this trowel, the hydraulic control has been replaced by a joystick control so that the control signals can be input by the operator via two joysticks and then electronically or electrically processed. The actuators for changing the inclination of the rotors are electrically operated.

Die Bedienbarkeit eines besitzbaren Flügelglätters wurde durch die Möglichkeit einer elektrischen bzw. einer elektronischen Steuerung deutlich verbessert. Trotzdem erfordert das Fahren eines Flügelglätters großes Fingerspitzengefühl und Erfahrung, da das Gerät durch die zahlreichen unterschiedlich wirkenden Kräfte nicht immer einfach zu beherrschen ist.The The operability of a possessable trowel was due to the possibility an electrical or electronic control significantly improved. Nevertheless, driving a wing trowder requires great instinct and experience, there the device not by the many different acting forces always easy to master.

Aufgrund der Unebenheiten der noch nicht geglätteten Oberfläche und der unregelmäßig darüber schleifenden Rotorblätter werden je nach Bodenbeschaffenheit und Reibungskoeffizient zwischen den Rotorblättern und dem Boden ständig wechselnde Kräfte und Drehmomente auf den fahrenden Flügelglätter übertragen. Eine geringe Richtungskonstanz im Fahrbetrieb ist die Folge, so dass in kurzen Zeitabständen Richtungskorrekturen durch den Bediener erforderlich sind, um ein Ausbrechen des Flügelglätters zu verhindern. Eine Fernsteuerung des Flügelglätters ist dadurch nahezu unmöglich. Ebenso ist eine Kurvenfahrt, also die Erzeugung eines Giermomentes bei gleichzeitiger Vortriebsbewegung des Flügelglätters, zwar prinzipiell möglich, jedoch aufgrund der geringen Rich tungsstabilität in der Praxis kaum durchführbar. Das ständige Ausrichten des Flügelglätters erfordert vom Bediener höchste Konzentration.by virtue of the bumps of the not yet smoothed surface and the irregularly grinding over it rotor blades Depending on the soil condition and coefficient of friction between the rotor blades and the ground constantly changing forces and transmit torques on the moving trowels. A low directional constancy when driving is the result, so that at short intervals directional corrections required by the operator to prevent the trowel from breaking out prevent. Remote control of the Flügelglätters is thereby almost impossible. Likewise is a cornering, so the generation of a yawing moment at the same time Propulsion movement of the trowel, though in principle possible, However, due to the low directional stability in practice hardly feasible. The permanent Aligning the trowel requires highest by the operator Concentration.

Aus der DE 100 53 446 A1 ist eine fahrbare Bodenverdichtungsvorrichtung mit einer Fahrtrichtungsstabilisierung bekannt. Die Bodenverdichtungsvorrichtung weist eine Bewegungserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Istwerts für die Fahrbewegung der Bodenverdichtungsvorrichtung auf. Der Istwert wird in einer Fahrtregelungseinrichtung mit einem vom Bediener vorgegebenen Sollwert verglichen. Beim Feststellen einer Differenz korrigiert die Fahrtregelungseinrichtung die Fahrbewegung durch Ansteuern einer Lenkeinrichtung oder eines Fahrantriebs der Bodenverdichtungsvorrichtung.From the DE 100 53 446 A1 For example, there is known a traveling soil compaction device with directional stabilization. The soil compacting device comprises a movement detection device for detecting an actual value for the driving force tion of the soil compacting device. The actual value is compared in a cruise control device with a setpoint specified by the operator. When determining a difference, the travel control device corrects the travel movement by driving a steering device or a traction drive of the soil compacting device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flügelglätter mit vereinfachter Bedienbarkeit anzugeben.Of the Invention is based on the object, a trowel with simplified operation specify.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Flügelglätter mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The Task is achieved by a trowel with the features of claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßer Flügelglätter ist gekennzeichnet durch einen Fahrtgeber zur Vergabe eines Sollwerts für die Fahrbewegung des Flügelglätters und durch eine Bewegungserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Istwerts für die Fahrbewegung eines Flügelglätters. Der Istwert und der vom Bediener vorgegebene Sollwert für die Fahrbewegung des Flügelglätters werden an eine Fahrtregelungseinrichtung geliefert. Die Fahrtregelungseinrichtung steuert eine Steuereinrichtung derart an, dass eine durch die Differenz zwischen Ist- und Sollwert gebildete Regelabweichung minimal ist.One inventive trowel is characterized by a driver to assign a setpoint for the Driving movement of the trowel and by a movement detection device for detecting an actual value for the Driving movement of a wing trowel. Of the Actual value and the setpoint for the travel movement specified by the operator of the trowel supplied to a cruise control device. The cruise control device controls a control device such that one by the difference between the actual and setpoint control error is minimal.

Damit versucht der erfindungsgemäße Flügelglätter automatisch einer vom Bediener gewünschten Fahrbewegung zu folgen. Gibt der Bediener z. B. über den Fahrtgeber an, geradeaus fahren zu wollen, kann die Fahrtregelungseinrichtung die erforderlichen Steuermaßnahmen mit Hilfe der Steuereinrichtung durchführen, um eine Geradeausfahrt des Flügelglätters sicherzustellen. Eventuelle Störeinflüsse, die z. B. ein Abweichen von der Geradeausfahrt bewirken würden, werden durch entsprechende Steuerungsmaßnahmen ausgeregelt. Ebenso ist es möglich, z. B. eine präzise Drehung auf der Stelle durchzuführen. Gleichfalls kann die Fahrtregelungseinrichtung die Steuereinrichtung derart ansteuern, dass der Flügelglätter eine präzise Kurve fährt. Darüber hinaus können z. B. auch vorgegebene Drehwinkel eingestellt werden, so dass es möglich ist, den Flügelglätter z. B. um exakt 90° zu drehen.In order to the trowel invention tries automatically one desired by the operator To follow driving movement. Does the operator give z. B. on the driver, straight ahead to drive, the cruise control device can provide the required control measures perform with the help of the control device to a straight ahead of the Ensure trowel. Possible disturbances, the z. B. would cause a deviation from the straight ahead, be regulated by appropriate control measures. As well Is it possible, z. B. a precise Perform rotation on the spot. Likewise, the cruise control device, the control device to control such that the trowel a precise Curve drives. Furthermore can z. B. also predetermined rotation angle can be adjusted so that it is possible, the trowel z. B. by exactly 90 ° rotate.

Durch die Bewegungserfassungseinrichtung lässt sich die tatsächliche z. B. durch Bodenunebenheiten oder die Bodenbeschaffenheit bewirkte Bewegung oder Ausrichtung des Flügelglätters feststellen. Durch Bodeneffekte hervorgerufene Richtungsänderungen werden unmittelbar durch die Bewegungserfassungseinrichtung registriert, so dass die Fahrtregelungseinrichtung eine entsprechende Gegenkorrektur vornehmen und den Flügelglätter wieder auf die vom Bediener gewünschte und in Form des Sollwerts vorgegebene Fahrtbewegung, z. B. einen Kurs über Grund, bringen kann. Das hat zur Folge, dass der Flügelglätter selbst auf schrägem und verhältnismäßig unebenem Untergrund einen konstanten Geradeauslauf vollziehen kann. Weiterhin ist eine koordinierte Kurvenfahrt mit gleichzeitiger Drehung und Vorwärtsbewegung entsprechend den Wünschen des Bedieners möglich, ohne dass der Bediener permanent mit dem Fahrtgeber korrigierend eingreifen müsste.By the motion detection device can be the actual z. B. caused by bumps or the soil texture Determine movement or alignment of the trowel. By Ground effects caused direction changes are immediate registered by the motion detection device, so that the Travel control device make a corresponding counter-correction and the trowels again to those desired by the operator and in the form of the setpoint predetermined travel movement, z. B. one Course over Reason, can bring. As a result, the trowel itself on an angle and relatively uneven Underground can perform a constant straight-ahead. Farther is a coordinated cornering with simultaneous rotation and forward motion according to the wishes of the Operator possible, without the operator being permanently correcting with the vehicle would have to intervene.

Ein besonders gutes Regelverhalten ergibt sich, wenn eine Bewegungserfassungseinrichtung verwendet wird, welche Beschleunigungen und/oder Geschwindigkeiten als physikalische Messgrößen verwendet. Die Geschwindigkeitsbestimmung durch Differentiation von Positionssignalen nach der Zeit erfordert allerdings extreme Genauigkeiten und eine hohe Sampling-Frequenz.One Particularly good control behavior results when using a motion detection device is what accelerations and / or speeds as physical Measured variables used. The velocity determination by differentiation of position signals after the time, however, requires extreme accuracy and a high Sampling frequency.

Als Fahrbewegung eignen sich eine Fahrtrichtung (z. B. vorwärts oder rückwärts), ein Kurs über Grund, eine Ausrichtung (z. B. eine Schrägfahrt bei Beibehaltung der Orientierung des Flügelglätters), eine Drehrichtung, ein Drehwinkel, eine Drehrate und/oder eine Fahrgeschwindigkeit. Der Fahrtgeber muss daher entsprechend geeignet sein, einen Sollwert für wenigstens einen dieser Parameter vorzugeben.When Driving movement is a direction of travel (eg forward or backwards) Course over Reason, an orientation (for example, a slant while maintaining the Orientation of the trowel), a direction of rotation, a rotation angle, a rotation rate and / or a driving speed. The driver must therefore be suitable, a setpoint for at least specify one of these parameters.

Als Fahrbewegung ist weiterhin eine Gierrate um eine Hochachse des Flügelglätters vorgebbar.When Driving movement is still a yaw rate can be specified about a vertical axis of the trowel.

Der Begriff "Fahrbewegung" wird somit in Zusammenhang mit der Erfindung als Oberbegriff für eine Vielzahl einzelner physikalischer Größen verwendet, die im weitesten Sinne die Bewegung des Flügelglätters betreffen: Unter "Ausrichtung" ist eine Stellung des Flügelglätters in einem Inertialsystem bzw. über Grund zu verstehen. Als "Fahrtrichtung" ist die Bewegungsrichtung des Flügelglätters in einem Inertialsystem, z. B. dem Erdmagnetfeld, zu sehen. Davon unterscheidet sich der "Kurs über Grund", der der tatsächlichen Bewegung des Flügelglätters über dem zu glättenden Boden entspricht. So kann z. B. ein Flügelglätter in Richtung Nord-West ausgerichtet sein, aber aufgrund der durch die Rotorflügel erzeugten Antriebswirkung eine Fahrtrichtung schräg dazu, nämlich in Richtung Westen, einnehmen. Wenn nun die Bewegung des Flügelglätters z. B. durch Bodenunebenheiten gestört wird, besteht die Möglichkeit, dass die Fahrtrichtung zwar konstant in Richtung Westen gerichtet ist, aber aufgrund der durch die Bodenunebenheiten bewirkten Störung jeweils seitlich versetzt wird. Der sich daraus ergebende Kurs über Grund weicht folglich von der eingestellten Fahrtrichtung ab.Of the The term "driving movement" is thus related with the invention as a generic term for a variety of individual physical Sizes used, which in the broadest sense affect the movement of the trowel: Under "orientation" is a position of the trowel in an inertial system or over Reason to understand. As the "direction of travel" is the direction of movement of the trowel in an inertial system, e.g. B. the earth's magnetic field to see. It makes a difference the "course over reason," the actual Movement of the trowel above the to be smoothed Floor corresponds. So z. B. a trowel in the north-west direction be aligned, but due to the generated by the rotor blades Driving effect a direction obliquely thereto, namely in the west, occupy. Now if the movement of the wing trowel z. B. disturbed by bumps there is a possibility that Although the direction of travel is constantly directed to the west, but due to the caused by the bumps disturbance respectively is offset laterally. The resulting course over reason therefore deviates from the set direction.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung steuert die Fahrtregelungseinrichtung die Steuereinrichtung derart an, dass sich der Flügelglätter mit maximaler Fahrgeschwindigkeit bei minimaler Regelabweichung fortbewegt. Dies hat den Vorteil, dass unabhängig von den vom Bediener gewünschten Fahrwegen stets eine optimierte Arbeitsgeschwindigkeit erreicht wird.at an advantageous embodiment According to the invention, the cruise control device controls the control device such that the trowel with maximum travel speed with minimal control deviation. This has the advantage of being independent from those desired by the operator Driveways always reached an optimized operating speed becomes.

Als Bewegungserfassungseinrichtung eignen sich handelsübliche Gierratensensoren, Kreiselkompasse, optische Faserkreisel, Erdmagnetfeldsensoren, GPS-Empfänger (GPS: Global Positioning System; hierunter sind auch andere, insbesondere satellitengestützte Systeme zu verstehen, die die Bestimmung von absoluten Ortskoordinaten auf der Erdoberfläche ermöglichen), Geschwindigkeitssysteme, Positionserkennungssysteme, Beschleunigungssensoren oder geeignete Kombinationen aus den genannten Elementen.When Motion detection device are commercially available yaw rate sensors, Gyrocompasses, optical fiber gyros, earth magnetic field sensors, GPS receivers (GPS: Global Positioning System; These include others, in particular satellite-based Systems to understand the determination of absolute location coordinates on the earth's surface enable), Speed systems, position detection systems, acceleration sensors or suitable combinations of said elements.

Je nach Aufwand bei der Ausgestaltung der Bewegungserfassungseinrichtung und der Regelalgorithmen in der Fahrtregelungseinrichtung lassen sich unterschiedliche Regelverhalten einstellen: Bei einem relativ einfachen Regelungsfall ist ein Kreiselkompass vorgesehen, der mit einer zugehörigen Regelung versucht, einer durch eine Störung hervorgerufenen Drehung um die Gierachse des Flügelglätters entgegenzuwirken. Wenn die durch Fremdeinwirkung hervorgerufene Drehung jedoch zu stark ist wird die Regelung überwunden, und eine dauerhafte Regelabweichung stellt sich ein. Bei einer aufwändigeren Regelung ist es dagegen möglich, dass durch die Bewegungserfassungseinrichtung eine Abweichung der Fahrtrichtung festgestellt und ausgeregelt wird. Das bedeutet, dass sich der Flügelglätter immer wieder in die gleiche Richtung bewegen wird. Ein durch Fremdeinwirkung hervorgerufener Parallelversatz des Flügelglätters lässt sich dadurch jedoch nicht korrigieren. Eine noch aufwändigere, dem Flugzeugbau entlehnte Regelungstechnik registriert dagegen sogar Abweichungen vom vorgegebenen Kurs über Grund und ist in der Lage, nicht nur die Fahrtrichtung konstant zu halten bzw. nach erfolgten Auslenkungen entsprechend gegenzusteuern, sondern auch einen Parallelversatz zu korrigieren und die Maschine wieder auf den ursprünglichen Kurs zu bringen.ever after effort in the design of the motion detection device and the control algorithms in the cruise control device can be set different control behavior: In a relatively simple Regulatory case is provided a gyrocompass, with an associated scheme one tries by a fault counteracted rotation around the yaw axis of the trowel. If However, the rotation caused by external influence too strong is the regulation overcome, and a permanent error occurs. At a more elaborate On the other hand, it is possible in that a deviation of the Direction of travel is determined and corrected. It means that the trowel again and again will move in the same direction. A by foreign influence However caused parallel offset of the trowel can not be characterized correct. An even more elaborate, By contrast, control technology borrowed from aircraft construction even registered Deviations from the given course over reason and is able to not only to keep the direction constant or after done Counteract deflections accordingly, but also a parallel offset correct and return the machine to the original one To bring course.

Die Bewegungserfassungseinrichtung kann besonders vorteilhaft ausgestaltet werden, wenn sie die drei physikalischen Größen Position, Bewegungsrichtung und Ausrichtung relativ zur Bewegungsrichtung schnell bestimmt. Zum Beispiel hängt die Glättwirkung des Flügelglätters wesentlich von der Ausrichtung des Gerätes ab, wenn sich die beiden Rotoren nicht gegenseitig überdecken.The Motion detection device can be designed particularly advantageous when they are the three physical sizes position, direction of movement and orientation relative to the direction of movement quickly determined. For example, the smoothening of the wing trowel essential from the orientation of the device when the two rotors do not overlap each other.

Als für die Bewegungserfassungseinrichtung hilfreiche Positionserkennungssysteme eignen sich außer den bereits genannten GPS-Systemen auch Radarsysteme mit auf dem Flügelglätter angeordneten Transpondern, Ultraschallpositionserkennungssysteme, Laserfolgesysteme etc. Als Radarsysteme können auch Mikrowellensysteme eingesetzt werden, bei denen Mikrowellensender am Rand der zu glättenden Fläche angeordnet werden.When for the Motion detection device helpful position detection systems are exceptionally suitable The already mentioned GPS systems also radar systems on the Trowels arranged Transponders, ultrasonic position detection systems, laser sequencing systems etc. As radar systems can Also microwave systems are used, in which microwave transmitter on the edge of the to be smoothed area to be ordered.

Geschwindigkeitsmesssysteme können die von den Positionserkennungssystemen gelieferten Positionsdaten nutzen, um die Geschwindigkeit des Flügelglätters aus seiner Positionsänderung zu berechnen. Alternativ dazu können auch Doppler-Systeme auf Radar-, Laser- oder Ultraschallbasis genutzt werden.Speed measuring systems can the positional data provided by the position detection systems use the speed of the trowel from its position change to calculate. Alternatively, you can Also Doppler systems used on radar, laser or ultrasound basis become.

Zum Erfassen der Positionsänderung kann auch das Prinzip einer optischen Maus (z. B. auf Infrarot- bzw. Laserbasis) genutzt werden, wie sie heutzutage zur Bedienung von Computern verwendet wird.To the Capture the position change The principle of an optical mouse (eg on infrared or laser base) are used, as they are nowadays for operation used by computers.

Sofern an zwei Stellen des Flügelglätters ein Positionserkennungssystem vorgesehen ist, kann aus den dadurch vorliegenden Positionsdaten zusätzlich die Ausrichtung des Gerätes relativ zur Fläche bzw. zur Bewegungsrichtung ermittelt werden.Provided in two places of the trowel a position detection system is provided, can from the position data available thereby additionally the orientation of the device relative to the area or to the direction of movement are determined.

Eine Kombinationslösung aus verschiedenen Systemen wird besonders vorteilhaft sein, um einerseits ausreichend präzise Messergebnisse zu erhalten, für deren Erfassung andererseits ein wirtschaftlich möglichst vernünftiger Aufwand betrieben werden sollte.A combination solution from different systems will be particularly advantageous, on the one hand sufficiently precise To obtain measurement results for on the other hand, their collection is as economical as possible reasonable Effort should be operated.

Bei einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Bewegungserfassungseinrichtung eine Protokolleinrichtung auf, mit der anhand der erfassten Istwerte die durch den Flügelglätter tatsächlich durchgeführte Fahrbewegung protokolliert werden kann. Weiterhin ist in der Fahrtregelungseinrichtung ein Grenzwert für eine durchgeführte Fahrbewegung, insbesondere ein Grenzwert für den Drehwinkel, vorgebbar. Bei Erreichen des Grenzwerts durch die tatsächlich durchgeführte Fahrbewegung wird eine weitere Fahrbewegung des Flügelglätters durch die Fahrtregelungseinrichtung gestoppt. Dadurch ist es möglich, eine erhöhte Betriebssicherheit zu gewährleisten. Zum Beispiel kann als Grenzwert für den Drehwinkel ein Winkel von 270° vorgegeben werden, was einer Dreivierteldrehung entspricht. Unabhängig vom Wunsch des Bedieners, der z. B. einen entsprechenden Steuerknüppel umgelegt hat, stoppt der Flügelglätter automatisch nach Durchführen einer dreiviertel Umdrehung. Dadurch wird es vermieden, dass es dem Bediener durch eine zu starke Drehung schwindlig werden kann oder der Flügelglätter in einen schwer kontrollierbaren Fahrzustand geraten kann.at a likewise advantageous embodiment of the invention the movement detection device has a protocol device, with which recorded on the basis of the detected actual values actually carried out by the trowel driving movement can be. Furthermore, in the cruise control device a Limit for a performed Traveling, in particular a limit for the angle of rotation, can be specified. When the limit value is reached by the actual driving movement is a further travel movement of the Flügelglätters stopped by the cruise control device. This makes it possible an increased To ensure operational safety. For example, an angle may be used as the threshold for the angle of rotation specified by 270 ° which is equivalent to a three quarter turn. Independent of Desire of the operator, the z. B. transferred a corresponding control stick has, the trowel stops automatically after performing a quarter turn. This will avoid it The operator may become dizzy due to excessive rotation or the trowel in can get a difficult to control driving condition.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Steuereinrichtung wenigstens drei Stellglieder auf, die zum Verändern der Neigung der Rotoren geeignet sind. So sollten wenigstens zwei Rotoren jeweils um eine in Haupt-Fahrtrichtung gerichtete Fahrachse durch ein jeweils zugeordnetes Stellglied verschwenkbar sein, um eine Vorwärts-Rückwärts-Fahrt sowie ein Lenken des Flügelglätters zu ermöglichen. Einer der beiden Rotoren ist darüber hinaus durch ein drittes Stellglied um eine quer zur Fahrachse gerichtete Querachse verschwenkbar, um eine Seitbewegung, also ein seitliches Verfahren des Flügelglätters, ohne Drehung des Gestells zu bewirken.at a further advantageous embodiment of the present invention Invention, the control device has at least three actuators on that to change the inclination of the rotors are suitable. So at least two should Rotors in each case by a direction of travel in the main direction of travel by a respective associated actuator to be pivotable about a Forward-reverse drive as well a steering of the trowel to enable. one the two rotors is over it out through a third actuator to a direction transverse to the vehicle axis Transverse pivot axis to a side movement, so a lateral Method of wing trowel, without To effect rotation of the frame.

Die Fahrtregelungseinrichtung muss derart ausgebildet sein, dass durch sie die sich aus den vorgegebenen Sollwerten ergebenden Parameter der gewünschten Fahrbewegung in Parameter der Rotoren, nämlich Drehzahl der Rotoren, Neigung der Rotoren bezüglich des Gestells und/oder Neigung der Rotorflügel bezüglich der jeweiligen sie tragenden Antriebswelle, umgesetzt werden. Insbeson dere die Neigung der Rotoren, die durch die oben beschriebenen Stellglieder bewirkt wird, erfordert geeignete komplexe Algorithmen, damit eine gewünschte Fahrbewegung durch geeignetes Rotorverhalten erreicht werden kann.The Cruise control device must be designed such that by they are the parameters resulting from the given setpoints the desired Driving movement in parameters of the rotors, namely rotational speed of the rotors, Inclination of the rotors with respect to the frame and / or inclination of the rotor blades with respect to the respective drive shaft carrying them, be implemented. In particular, the inclination of the rotors through the above-described actuators is required requires appropriate complex Algorithms to allow a desired Driving movement can be achieved by suitable rotor behavior.

Als Fahrtgeber eignen sich bei einer bevorzugten Ausführungsform ein oder mehrere Bedienelemente, mit denen der Bediener die gewünschte Fahrbewegung vorgeben kann. Zu diesen Bedienelementen gehören z. B. sogenannte "Joysticks", aber auch Schalter und Taster. Zum Beispiel kann auf einem Bedienpult eine Sammlung von mehreren Tasten angeboten werden, über die der Bediener ein gewünschtes Fahrverhalten, z. B. eine Drehung von 90° im oder gegen den Uhrzeigersinn, abrufen kann.When Driving sensors are suitable in a preferred embodiment one or more controls that allow the operator the desired travel movement pretend. These controls include z. B. so-called "joysticks", but also switches and buttons. For example, a collection can be on a control panel are offered by several keys, over which the operator a desired Driving behavior, z. B. a rotation of 90 ° clockwise or counterclockwise, can call.

Insbesondere kann ein erfindungsgemäßer Flügelglätter mit nur einem einzigen Joystick betrieben werden, während bisher übliche Flügelglätter wenigstens zwei Joysticks benötigten.Especially can an inventive trowel with operated only a single joystick, while previously usual trowels at least needed two joysticks.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Flügelglätters lässt sich die Bedienung derart vereinfachen, dass ein besitzbarer Flügelglätter auch ohne aufsitzenden Fahrer, also mit Hilfe einer Fernsteuerung, gesteuert werden kann.By the inventive design of a Flügelglätters can be to simplify the operation so that a salable trowel even without seated driver, so with the help of a remote control, controlled can be.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung weist eine Automatik-Steuervorrichtung auf, die eine Flächendefinitionseinrichtung zum Festlegen einer zu glättenden Fläche des Untergrunds und der dazugehörigen Flächengrenzen durch einen Bediener umfasst. Der Bediener hat somit die Möglichkeit Angaben zu der zu glättenden Fläche in den Flügelglätter einzugeben oder dem Gerät die Flächengrenzen anderweitig mitzuteilen.A particularly advantageous embodiment The invention comprises an automatic control device, the one Surface definition device for Set one to be smoothed area of the underground and its associated Area boundaries includes an operator. The operator thus has the opportunity Information on the surface to be smoothed in the Enter trowels or the device the area boundaries to communicate otherwise.

Weiterhin ist eine Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen der aktuellen Position des Flügelglätters wenigstens in der Nähe der Flächengrenzen, also bei Annäherung an die jeweiligen Flächengrenzen, vorgesehen. Die Automatik-Steuervorrichtung steuert den Fahrtgeber ohne Mitwirken des Bedieners an, um die Fahrtrichtung durch Vorgabe des Sollwerts für die Fahrbewegung derart zu ändern, dass der Flügelglätter bei seiner Fahrt die jeweilige Flächengrenze nicht überfährt, sondern innerhalb der Fläche die Fahrt fortsetzt. Wenn somit sich der Flügelglätter einer jeweiligen Flächengrenze annähert und die Gefahr besteht, dass er bei unverändert fortgeführter Fahrt die Flächengrenze überfahren würde, kann der Fahrtgeber durch Ändern der Fahrtrichtung automatisch die ent sprechenden Maßnahmen einleiten, um ein Überfahren der Flächengrenze zu verhindern.Farther is a position detecting device for detecting the current one Position of the trowel at least near the surface boundaries, so when approaching to the respective surface boundaries, intended. The automatic control device controls the vehicle without assistance of the operator to the direction of travel by default the setpoint for to change the driving movement so that the trowel at his journey the respective surface boundary not overrun, but within the area the journey continues. Thus, when the trowel of a respective surface boundary approaches and there is a risk that he will continue driving without change drive over the area boundary would, can the driver by changing the direction of travel automatically ent speaking appropriate measures initiate to overrun the area boundary to prevent.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Positionserfassungseinrichtung wenigstens zum Erfassen einer Annäherung des Flügelglätters an eine der Flächengrenzen ausgebildet, wobei die Fahrtrichtung durch den Fahrtgeber änderbar ist, wenn die Positionserfassungseinrichtung eine Annäherung an die Flächengrenze feststellt.at a particularly advantageous embodiment of the invention the position detection device at least for detecting a approach of the trowel one of the surface boundaries is formed, wherein the direction of travel is changeable by the vehicle when the position detecting device an approach to the area boundary finds.

Dadurch, dass die Positionserfassungseinrichtung lediglich eine Annäherung des Flügelglätters an eine Flächengrenze feststellen muss, nicht jedoch permanent die tatsächliche Position des Flügelglätters innerhalb der gesamten Fläche, kann die Positionserfassungseinrichtung vergleichsweise einfach und damit preiswert ausgeführt werden. Nur bei Annäherung des Flügelglätters an die jeweilige Flächengrenze, z. B. bei Unterschreiten eines vorgegebenen Abstandswerts von einem Meter, muss die Positionserfassungseinrichtung ein Signal abgeben.Thereby, that the position detection device only an approximation of Wing trowler on a surface boundary must determine, but not permanently the actual Position of the trowel inside the entire area, the position detection device can be comparatively simple and so cheap running become. Only when approaching of the trowel the respective area boundary, z. B. falls below a predetermined distance value of one Meters, the position sensing device must give a signal.

Dieses Signal wird von dem Fahrtgeber empfangen, der daraufhin Maßnahmen zur Änderung der Fahrtrichtung einleitet, um ein Überfahren der Flächengrenze zu vermeiden.This Signal is received by the driver, who then takes action to change the direction of travel initiates a crossing of the area boundary to avoid.

In diesem Zusammenhang kann die Flächendefinitionseinrichtung eine Definition der Flächengrenze mit Hilfe von mechanischen, optischen, magnetischen, elektromagnetischen, induktiven oder kapazitiven Mitteln ermöglichen. Besonders einfach ist z. B. eine Kennzeichnung der Flächengrenzen mit Hilfe eines gespannten Drahtes, der von der Bodenverdichtungsvorrichtung nicht überfahren werden darf. Eine als Positionserfassungseinrichtung dienende Antenne oder ein geeigneter Fühler kann eine Annäherung des Flügelglätters an den Draht feststellen und das erforderliche Annäherungssignal an den Fahrtgeber übermitteln.In In this context, the surface definition device a definition of the area boundary with the help of mechanical, optical, magnetic, electromagnetic, allow inductive or capacitive means. It is especially easy z. B. an identification of the area boundaries with the help of a tensioned wire coming from the soil compaction device not run over may be. An antenna serving as position detecting means or a suitable probe can be an approximation of the trowel Detect the wire and transmit the required approach signal to the driver.

Alternativ lassen sich die Flächengrenzen z. B. auch durch Laserstrahlen oder virtuelle Flächengrenzen innerhalb der Software der Positionserkennungseinrichtung definieren, wobei die Positionserfassungseinrichtung optische Mittel (Fotodetektoren, Kameras, o. A. aufweist), um die optischen Signale auszuwerten.Alternatively, the surface boundaries z. B. also by laser beams or virtual surface boundaries within the software of the position detection device, wherein the position detection means optical means (photodetectors, cameras, o. A. Has) to evaluate the optical signals.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Fahrtgeber bei Annäherung an eine Flächengrenze eine Änderung der Fahrtrichtung zur ursprünglichen Fahrtrichtung mit einem vorgegebenen, während des gesamten Glättungsvorgangs konstanten Winkels bewirkt.Especially It is advantageous if the driver when approaching a surface boundary a change the direction of travel to the original direction of travel with a given while of the entire smoothing process constant angle causes.

Bei einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Wegplanungseinrichtung zum Festlegen einer Vorgabe für einen Fahrweg (Kurs über Grund) aufgrund der festgelegten Fläche vorgesehen, wobei der Flügelglätter bei Einhaltung der Fahrwegsvorgabe die zu glättende Fläche wenigstens einmal vollständig überfährt.at another, also advantageous embodiment of the invention a route planning device for setting a default for a Track (Course over Reason) due to the specified area, the trowel at Compliance with the guideway specification the surface to be smoothed over at least once completely.

Das bedeutet, dass aufgrund der in der Flächendefinitionseinrichtung gespeicherten Angabe zu der zu glättenden Fläche und der zugehörigen Flächengrenzen ein Fahrweg geplant werden kann, dem der Flügelglätter folgen muss, um die zu glättende Fläche zu überfahren. Die Fahrwegsplanung kann mit Rechnerunterstützung automatisiert durchgeführt werden, wobei auch die Breite des Flügelglätters berücksichtigt wird. Gerade bei einfach geschnittenen Flächen jedoch ist es auch möglich, die Fahrwegsplanung dem Bediener zu überlassen. Er muss lediglich – z. B. durch Einzeichnen des Fahrwegs in eine auf einem Bildschirm dargestellte Fläche – die Fahrwegskoordinaten vorgeben.The means that due to the in the surface definition device stored indication of the surface to be smoothed and the associated surface boundaries a track can be planned, which the trowel must follow to the Run over smoothing surface. The route planning can be carried out automatically with computer support, taking into account the width of the trowel becomes. Especially with simply cut surfaces, however, it is also possible that Route planning to the operator. He just needs -. B. by drawing the driveway in a displayed on a screen Area - the route coordinates pretend.

Vorteilhafterweise ist die Positionserfassungseinrichtung zum ständigen Erfassen der aktuellen Position des Flügelglätters innerhalb der Flächengrenzen ausgebildet. Das bedeutet, dass die Positionserfassungseinrichtung stets die genaue Position – gegebenenfalls sogar die Fahrtrichtung – des Flügelglätters kennt.advantageously, is the position detecting means for constantly detecting the current one Position of the trowel inside the surface boundaries educated. This means that the position detection device always the exact position - if necessary even the direction of travel - the Flügelglätters knows.

Die Automatik-Steuervorrichtung steuert den Fahrtgeber zum Vorgeben eines Sollwerts für eine Fahrbewegung des Flügelglätters aufgrund eines Vergleichs der aktuellen Position des Flügelglätters mit der Fahrwegsvorgabe derart an, dass der Flügelglätter der Fahrwegsvorgabe folgt. Die Automatik-Steuervorrichtung stellt mit dem Fahrtgeber sicher, dass die Position des Flügelglätters nicht von dem vorgegebenen Fahrweg abweicht. Vielmehr kann der Fahrtgeber durch Beeinflussung der Rotoren, insbesondere deren Neigung relativ zu dem sie tragenden Gestell, gewährleisten, dass der Flügelglätter den vorgegebenen Weg nachfährt.The Automatic control device controls the driver to specify a setpoint for a driving movement of the trowel due a comparison of the current position of the trowel with the guideline specification such that the trowel of the Guideline specification follows. The automatic control device adjusts the driver to ensure that the position of the trowel is not from the specified Driveway deviates. Rather, the driver can influence by the rotors, in particular their inclination relative to the bearing them Rack, ensure that the wing smoother the nachfährt predetermined way.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine Näherungs-Sensoreinrichtung vorgesehen zum Erkennen eines Hindernisses, dem sich der Flügelglätter beim Fahren nähert. Bei einem derartigen Hindernis kann es sich z. B. um die Wand eines Gebäudes handeln, in dem sich der zu glättende Boden befindet. Als Näherungs-Sensoreinrichtung eignen sich z. B. Ultraschallsensoren oder Radareinrichtungen, die als elektronische Einparkhilfe bei PKWs in den letzten Jahren zunehmend Verwendung gefunden haben (z. B. System "Parktronic" der Fa. Mercedes-Benz). Das Bauprinzip dieser Näherungs-Sensoreinrichtungen ist bekannt, so dass es an dieser Stelle nicht eingehender erläutert werden muss.at another embodiment The invention is an approximate sensor device provided for detecting an obstacle, which the trowel when Driving approaches. In such an obstacle, it may be z. B. around the wall of a building act in which the ground to be smoothed located. Suitable as proximity sensor device z. As ultrasonic sensors or radar devices that as electronic parking aid for cars in recent years increasingly Have found use (eg system "Parktronic" the Fa. Mercedes-Benz). The construction principle this proximity sensor devices is known, so it need not be explained in more detail here.

Bei Erkennen des Hindernisses wird durch die Näherungs-Sensoreinrichtung ein Näherungssignal ausgegeben, wobei bei Vorliegen des Näherungssignals über eine Warneinrichtung ein akustischer und/oder optischer Warnhinweis für einen Fahrer des Flügelglätters ausgebbar ist. Ergänzend oder alternativ dazu steuert die Fahrtregelungseinrichtung die Steuereinrichtung derart, dass die Fahrbewegung des Flügelglätters gestoppt oder wenigstens verlangsamt wird.at Detection of the obstacle is by the proximity sensor device Proximity signal output, wherein in the presence of the proximity signal via a Warning device an audible and / or visual warning for a Driver of the trowel can be dispensed is. additional or alternatively, the cruise control device controls the control device such that the driving movement of the trowel stopped or at least is slowed down.

Auf diese Weise ist es möglich, ein unbeabsichtigtes Fahren gegen ein Hindernis zu vermeiden, indem der Fahrer durch den Warnhinweis darauf aufmerksam gemacht wird, dass er sich einem Hindernis annähert. Weiterhin ist es möglich, die Fahrgeschwindigkeit des Flügelglätters herabzusetzen, um dem Bediener mehr Zeit zu lassen, korrigierend einzugreifen. Nach wie vor kann es dabei aber für den Fahrer möglich sein, ganz dicht an die Wand heranzufahren, um den Boden möglichst vollständig zu glätten und keinen nicht-geglätteten Randbereich an der Wand stehenzulassen.On this way it is possible avoid unintended driving against an obstacle by the driver is alerted by the warning that he is approaching an obstacle. Furthermore, it is possible to reduce the speed of the trowel, to give the operator more time to intervene correctively. As before, however, it may be possible for the driver approach the wall very close to the floor as much as possible Completely to smooth and no non-smoothed ones To leave the edge area on the wall.

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:These and other advantages and features of the invention will become apparent below explained by way of example with the aid of the accompanying figures. It demonstrate:

1 eine Perspektivansicht eines besitzbaren Flügelglätters gemäß der Erfindung; 1 a perspective view of a possessed wing trowel according to the invention;

2 in schematischer Darstellung das Prinzip einer Verstellung des Anstellwinkels bei einem Rotorflügel; 2 a schematic representation of the principle of an adjustment of the angle of attack in a rotor blade;

3 das Prinzip des Einstellens der Neigung eines Rotors relativ zu einem Gestell des Flügelglätters; 3 the principle of adjusting the inclination of a rotor relative to a frame of the trowel;

4 ein schematisches Beispiel für eine Richtungssteuerung; und 4 a schematic example of a direction control; and

5 ein Regelungsschema für den erfindungsgemäßen Flügelglätter. 5 a control scheme for the trowel invention.

1 zeigt in schematischer Perspektivansicht einen besitzbaren Flügelglätter gemaß der Erfindung. Auf einem allgemein als Gestell 1 bezeichneten Rahmen ist ein Sitz 2 angebracht, auf dem ein Bediener bzw. Fahrer Platz nehmen kann. Unter dem Sitz 2 befindet sich ein nicht dargestellter Antrieb, z. B. ein Verbrennungsmotor, dem Kraftstoff über einen Einfüllstutzen 3 zugeführt werden kann. 1 shows in a schematic perspective view of a possessed wing trowel according to the invention. On a common as a rack 1 designated frame is a seat 2 mounted on which an operator or driver can take place. Under the seat 2 there is an unillustrated drive, z. As an internal combustion engine, the fuel through a filler neck 3 can be supplied.

Unterhalb des Gestells 1 sind zwei Rotoren 4, 5 erkennbar. Die Rotoren 4, 5 weisen jeweils eine Antriebswelle 6 und mehrere Rotorflügel 7 auf, wie in 4 gezeigt. Die Rotoren 4, 5 werden durch den Antrieb gegenläufig drehend angetrieben.Below the frame 1 are two rotors 4 . 5 recognizable. The rotors 4 . 5 each have a drive shaft 6 and several rotor blades 7 on, like in 4 shown. The rotors 4 . 5 are driven in opposite directions by the drive.

Um die Rotoren 4, 5 ist ein aus mehreren Trag- und Blechelementen bestehender Sicherheitskäfig 8 angeordnet, um ein versehentliches Eingreifen in den Rotorbereich oder auch ein Überfahren von Füßen einer in der Nähe des Flügelglätters stehenden Person zu vermeiden.To the rotors 4 . 5 is a consisting of several supporting and sheet metal elements safety cage 8th arranged to prevent accidental intervention in the rotor area or even passing over feet of a person standing near the trowel.

Der in 1 gezeigte Aufbau ist prinzipiell bekannt und z. B. in der US 6,368,016 B1 beschrieben.The in 1 shown construction is known in principle and z. B. in the US 6,368,016 B1 described.

Die Rotoren 4, 5 bzw. Rotorflügel 7 lassen sich in verschiedener Weise einstellen, wie nachfolgend erläutert wird.The rotors 4 . 5 or rotor blades 7 can be adjusted in various ways, as explained below.

Der Anstellwinkel der Rotorflügel 7 bezüglich des Untergrunds, über den die Rotorflügel 7 streichen, lässt sich mit Hilfe von Stellkurbeln 9 verändern, wie in 2 schematisch dargestellt. Gezeigt ist einer der Glättflügel bzw. Rotorflügel 7, der an der Antriebswelle 6 befestigt ist. Mit Hilfe der Stellkurbel 9 und einer Spindel 10 lässt sich über ein Zugseil 11 eine Zugkraft auf eine Schaltgabel 12 übertragen, die über ein Gelenk 13 am Rahmen bzw. Gestell 1 befestigt ist. Die Zugkraft wird über ein Axiallager 14 auf ein Steuerkreuz 15 übertragen, das sich mit der Antriebswelle 6 und den Rotorflügeln 7 mitdreht. Durch die Zugkraft wird der Rotorflügel 7 von dem zu glättenden Boden 16 etwas angehoben bzw. verkantet, wie in 2 erkennbar. Während in einer Ausgangsstellung, in der der Rotorflügel 7 vollständig auf dem Boden aufliegt, die im Wesentlichen durch den Flügelglätter und die durch den darauf sitzenden Fahrer bewirkte Gewichtskraft gleichmäßig auf den Boden 16 einwirkt, steht der Rotorflügel 7 bei der in 2 gezeigten Stellung auf einer Kante, was eine deutliche höhere lokale Flächenpressung bewirkt. Diese kann weiter gesteigert werden, wenn der Rotorflügel 7 noch steiler gegenüber dem Boden 16 eingestellt wird.The angle of attack of the rotor blades 7 with respect to the ground, over which the rotor blades 7 can be deleted with the help of cranks 9 change, as in 2 shown schematically. Shown is one of the smoothing blades or rotor blades 7 that is attached to the drive shaft 6 is attached. With the help of the crank 9 and a spindle 10 can be over a pull rope 11 a pulling force on a shift fork 12 transfer that over a joint 13 on the frame or frame 1 is attached. The tensile force is transmitted via a thrust bearing 14 on a directional pad 15 transferred, which coincides with the drive shaft 6 and the rotor blades 7 rotates. Due to the tensile force of the rotor blade 7 from the ground to be smoothed 16 slightly raised or tilted, as in 2 recognizable. While in a home position where the rotor blade 7 completely rests on the ground, the substantially by the trowel and caused by the seated driver weight evenly on the ground 16 acts, is the rotor blade 7 at the in 2 shown position on an edge, which causes a significant higher local surface pressure. This can be further increased if the rotor blade 7 even steeper compared to the ground 16 is set.

In der flachen Rotorstellung, bei der ein vollflächiger Kontakt des Rotorflügels 17 zum Boden 16 besteht, lässt sich ein noch relativ weicher Beton glätten. Bei einer steileren Anstellung des Rotorflügels 7 ist es erforderlich, dass der Boden bereits etwas ausgehärtet ist, um ein zu tiefes Eindringen des Rotorflügels 7 durch die höhere Flächenpressung zu vermeiden.In the flat rotor position, in which a full-surface contact of the rotor blade 17 to the ground 16 exists, even a relatively soft concrete can be smoothed. With a steeper employment of the rotor wing 7 It is necessary that the ground is already hardened to a deep penetration of the rotor blade 7 by avoiding the higher surface pressure.

Die Drehzahl der Antriebswelle 6 und damit der Rotorflügel 7 kann mit Hilfe eines auf den Antrieb wirkenden Gaspedals 17 variiert werden. Die Steuerung des Flügelglätters erfolgt mit Hilfe eines Joysticks 18, der als Fahrtgeber zum Vorgeben einer gewünschten Fahrbewegung des Flügelglätters dient. Anstelle des einen Joysticks 18 können auch zwei oder mehrere Joysticks bzw. weitere Bedienelemente vorgesehen werden.The speed of the drive shaft 6 and thus the rotor blade 7 can with the help of an accelerator pedal acting on the drive 17 be varied. The wing trowel is controlled by means of a joystick 18 which serves as a driver for setting a desired driving movement of the trowel. Instead of the one joystick 18 can also be provided two or more joysticks or other controls.

Mit Hilfe des Joysticks 18 kann der Flügelglätter vorwärts, rückwärts oder seitlich verfahren werden. Weiterhin ist es möglich, eine Drehbewegung für den Flügelglätter vorzugeben, um den Flügelglätter auf der Stelle zu drehen oder eine Kurvenfahrt durchzuführen. Diese Ansteuerung ist unter Umständen einfacher möglich, wenn ein zweiter Joystick oder ein entsprechender Schalter vorgesehen ist.With the help of the joystick 18 The trowel can be moved forwards, backwards or sideways. Furthermore, it is possible to provide a rotational movement for the trowel to turn the trowel in place or to make a turn. Under certain circumstances, this activation is easier if a second joystick or a corresponding switch is provided.

Das Prinzip der Richtungssteuerung ist an sich bekannt und soll anhand von 3 mit den Bildteilen a) und b) kurz erläutert werden.The principle of directional control is known per se and is based on 3 be explained briefly with the picture parts a) and b).

3a zeigt in schematischer Seitenansicht den Rotor 4 mit der Antriebswelle 6 und den Rotorflügeln 7. Die Antriebswelle 6 ist in einer Lagereinrichtung 19 drehbar gehalten, die um eine am Gestell 1 befestigte Achse 20 relativ zu dem Gestell 1 verschwenkt werden kann. Die Achse 20 kann z. B. in Haupt-Fahrtrichtung des Flügelglätters ausgerichtet sein. 3a shows a schematic side view of the rotor 4 with the drive shaft 6 and the rotor blades 7 , The drive shaft 6 is in a warehouse facility 19 rotatably held around the frame 1 fixed axis 20 relative to the frame 1 can be pivoted. The axis 20 can z. B. be aligned in the main direction of the trowel.

Die Neigung der Lagereinrichtung 19 und damit der Antriebswelle 6 sowie der Rotorflügel 7 relativ zu dem Gestell 1 wird durch ein Stellglied 21 verändert. In 3a ist schematisch ein einfaches mechanisches Stellglied dargestellt. Selbstverständlich ist es möglich, das Stellglied 21 hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch zu betreiben. Für die erfindungsgemäße Fahrtrichtungsstabilisierung ist ein elektrisches Stellglied zu bevorzugen, um die Regelbarkeit zu vereinfachen.The inclination of the storage facility 19 and thus the drive shaft 6 as well as the rotor blade 7 relative to the frame 1 is by an actuator 21 changed. In 3a schematically a simple mechanical actuator is shown. Of course, it is possible the actuator 21 hydraulically, pneumatically or electrically operated. For the direction of travel stabilization according to the invention, an electric actuator is to be preferred in order to simplify the controllability.

Durch das Schrägstellen der Antriebswelle 6 und der Rotorflügel 7 erfolgt gegenüber dem Boden 16 eine Verkantung und damit eine – bezogen auf die überstrichene Fläche – unterschiedliche Kraftwirkung, die in 3a durch unterschiedliche Pfeilgrößen dargestellt ist.By tilting the drive shaft 6 and the rotor blade 7 takes place opposite the ground 16 a tilting and thus a - relative to the swept area - different force effect, the 3a represented by different arrow sizes.

In 3b ist eine Draufsicht auf die Rotorflügel 7 von 3a gezeigt. Auch hier stellen die geradegerichteten Pfeile jeweils die Kraftwirkung dar. Deutlich erkennbar ist es, dass im linken Bildteil von 3b eine größere Kraftwirkung vorliegt, als im rechten Bildteil. Der Grund dafür besteht darin, dass die Rotorflügel 7 im linken Teil stärker gegen den Boden gepresst werden als im rechten Bildteil. Die unsymmetrische Kraftverteilung bewirkt, dass bei der eingezeichneten Drehrichtung A eine resultierende Kraft in Richtung X entsteht.In 3b is a plan view of the Rotorflü gel 7 from 3a shown. Again, the straightened arrows each represent the force effect. It is clearly recognizable that in the left part of 3b there is a greater force effect than in the right part of the picture. The reason for this is that the rotor blades 7 in the left part are pressed more strongly against the ground than in the right part of the picture. The asymmetrical force distribution causes a resultant force in the direction of rotation A to form in the direction X.

Das Zusammenspiel der beiden Rotoren 4, 5 wird zur Richtungssteuerung benutzt, wie in 4 gezeigt.The interaction of the two rotors 4 . 5 is used for directional control, as in 4 shown.

Die beiden Rotoren 4, 5 sind durch Stellglieder zueinander geneigt. Aufgrund der gegenläufigen Drehrichtungen entsteht bei jedem Rotor 4, 5 eine resultierende Kraft in Vorwärtsrichtung V. Dadurch bewegt sich der Flügelglätter nach vorne.The two rotors 4 . 5 are inclined to each other by actuators. Due to the opposite directions of rotation arises with each rotor 4 . 5 a resultant force in the forward direction V. As a result, the trowel moves forward.

Durch Verändern der Relativstellungen der Rotoren 4, 5 zueinander bzw. zu dem Gestell 1 lassen sich beliebige andere resultierende Kräfte erzeugen. Da dieses Prinzip bereits bekannt ist, erübrigt sich eine eingehendere Darstellung.By changing the relative positions of the rotors 4 . 5 to each other or to the frame 1 Any other resulting forces can be generated. Since this principle is already known, a more detailed representation is unnecessary.

Bei dem erfindungsgemäßen Flügelglätter ist eine Regelung zur Fahrtrichtungsstabilisierung vorgesehen. Die Regelung wird anhand von 5 näher erläutert.In the trowel according to the invention, a control for directional stabilization is provided. The scheme is based on 5 explained in more detail.

Durch den Joystick 18 oder ein anderes Bedienelement wird ein Sollwert für die vom Fahrer gewünschte Fahrbewegung des Flügelglätters vorgegeben und an eine Fahrtregelungseinrichtung 22 geliefert.By the joystick 18 or another control element, a desired value for the driver's desired travel movement of the trowel is specified and to a cruise control device 22 delivered.

Der Fahrtregelungseinrichtung 22 wird weiterhin ein Istwert für die tatsächliche Fahrbewegung des Flügelglätters zugeführt, der von einer Bewegungserfassungseinrichtung 23 ermittelt wird. Bei der Bewegungserfassungseinrichtung 23 kann es sich um einen Gierratensensor, einen Kreiselkompass, einen Magnetfeldsensor, einen GPS-Empfänger, einen Beschleunigungssensor oder auch um eine Kombination dieser Bauelemente handeln.The cruise control device 22 Furthermore, an actual value for the actual driving movement of the trowel, which is supplied by a movement detection device, is supplied 23 is determined. In the motion detection device 23 it can be a yaw rate sensor, a gyrocompass, a magnetic field sensor, a GPS receiver, an acceleration sensor or even a combination of these components.

Die Bewegungserfassungseinrichtung 23 kann auch als Messsystem zur direkten Geschwindigkeitsbestimmung ausgebildet sein. Dazu eignen sich z. B. Messsysteme nach dem Doppler-Prinzip, Systeme zur Erfassung von Positionsänderungen auf Basis von GPS-Empfängern, Radarabstandssysteme, Ultraschallabstandssysteme, Mikrowellenmesssysteme und Laserpositioniersysteme etc. Gegebenenfalls sind am Flügelglätter entsprechende Transponder vorzusehen.The motion detection device 23 can also be designed as a measuring system for direct velocity determination. These are z. B. measuring systems according to the Doppler principle, systems for detecting changes in position based on GPS receivers, radar distance systems, ultrasonic distance systems, microwave measuring systems and Laserpositioniersysteme etc. Optionally, appropriate transponder must be provided on the trowel.

Die Fahrtregelungseinrichtung 22 gleicht den Sollwert und den Istwert ab und nimmt mit Hilfe einer unter anderem die Stellglieder 21 aufweisenden Steuereinrichtung 24 Einfluss auf die Stellung der Rotoren 4, 5. Dadurch wird die Fahrbewegung des Flügelglätters verändert, die allerdings auch durch eine von außen einwirkende, insbesondere durch den Boden hervorgerufene Störung beeinflusst werden kann. Die Änderung des tatsächlichen Fahrverhaltens wird dann erneut über die Bewegungserfassungseinrichtung 23 erfasst und an die Fahrtregelungseinrichtung 22 berichtet.The cruise control device 22 equalizes the setpoint and the actual value and takes with the help of one of the actuators 21 having control device 24 Influence on the position of the rotors 4 . 5 , As a result, the driving movement of the trowel is changed, which, however, can also be influenced by an external, especially caused by the ground disturbance. The change in the actual driving behavior is then again via the movement detection device 23 recorded and to the cruise control device 22 reported.

Auf diese Weise ist es erfindungsgemäß möglich, die Fahrbewegung eines Flügelglätters zu stabilisieren und von äußeren Störeinflüssen unabhängig zu machen, so dass die Bewegung des Flügelglätters dem durch den Joystick 18 vorgegebenen Wunsch des Fahrers folgt.In this way, it is possible according to the invention to stabilize the driving movement of a trowel and make it independent of external disturbing influences, so that the movement of the trowel that by the joystick 18 predetermined desire of the driver follows.

Claims

Trowels, with - one above a surface to be smoothed ( 16 ) movable frame ( 1 ); A drive; - at least two on the frame ( 1 ) held rotors ( 4 . 5 ), each one of the drive rotationally driven drive shaft ( 6 ) as well as several at the respective drive shaft ( 6 ) fixed rotor blades ( 7 ), wherein the trowel with the rotor blades ( 7 ) on the ground ( 16 ) is seated; and with - a control device ( 24 ) for adjusting an inclination of at least a part of the rotors ( 4 . 5 ) relative to the frame ( 1 ) and thereby causing a driving movement of the trowel over the surface to be smoothed ( 16 ), when the rotor blades ( 7 ) with the drive shaft ( 6 ) rotate; characterized by - a driver ( 18 ) for specifying a target value for the driving movement of the trowel; A motion detection device ( 23 ) for detecting an actual value for the travel movement; and - a travel control device that can be acted upon by the actual value and the setpoint ( 22 ) for driving the control device ( 24 ) such that a control deviation formed by the difference between actual and setpoint is minimal.

Trowel according to claim 1, characterized in that the driving movement comprises a direction of travel, a course above the ground, an orientation, a direction of rotation, a rotation angle, a rate of rotation and / or a travel speed, and that the motion sensor ( 18 ) is used to specify a setpoint for the direction of travel, the course above the ground, the orientation, the direction of rotation, the angle of rotation, the rate of rotation and / or the travel speed.

Trowel according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the travel movement comprises a yaw rate about a vertical axis of the trowel and that the target value is a yaw rate command value.

Trowel according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cruise control device ( 22 ) the control device ( 24 ) controls such that the trowel moves at maximum speed with minimum deviation.

Trowel according to one of claims 1 to 4, characterized in that the movement detection device ( 23 ) comprises a yaw rate sensor, a gyro compass, an optical fiber gyro, a geomagnetic field sensor, a GPS receiver, an acceleration sensor, a speed measurement system, a position detection system, or a combination of these components.

Trowel according to one of claims 1 to 5, characterized in that - the movement detection device ( 23 ) is connected to a logging device for logging the travel movement made by the trowel on the basis of the detected actual values; - in the cruise control system ( 22 ), a limit value for a carried driving movement, in particular a limit value for the rotational angle, can be predetermined; and that - on reaching the limit value by the actually performed driving movement, a further travel movement of the trowel is stopped by the cruise control device.

Trowel according to one of claims 1 to 6, characterized in that - the drive shafts ( 6 ) of the rotors ( 4 . 5 ) are oriented substantially vertically, and that - the control device ( 24 ) at least three actuators ( 21 ), namely - a first actuator ( 21 ) for changing the inclination of a first rotor ( 4 ) by pivoting about a in a main direction of travel (V, X) directed driving axis ( 20 ), - a second actuator ( 21 ) for changing the inclination of a second rotor ( 5 ) by pivoting about the driving axis ( 20 ) and - a third actuator for changing the inclination of one of the two rotors ( 4 . 5 ) by pivoting about a transverse axis ( 20 ) directed transverse axis.

Trowel according to claim 7, characterized in that the actuators ( 21 ) are electrically operated or controlled.

Trowel according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the cruise control device ( 22 ) parameters resulting from the predetermined nominal values of the desired travel movement in parameters of the rotors ( 4 . 5 ), namely speed of the rotors, inclination of the rotors with respect to the frame ( 1 ) and / or inclination of the rotor blades ( 7 ) with respect to the respective drive shaft (FIG. 6 ), are feasible.

Trowel according to one of claims 1 to 9, characterized in that by the driver ( 18 ) electrical signals can be generated, the the cruise control device ( 22 ) can be supplied.

Trowel according to one of claims 1 to 10, characterized in that the driving sensor ( 18 ) has one or more controls for specifying a desired driving movement by an operator.

Trowel according to one of claims 1 to 11, characterized in that the driver ( 18 ) Is part of a remote control.

Trowel according to one of claims 1 to 12, characterized in that an automatic control device is provided, comprising: - a surface defining means for setting a surface to be smoothed of the ground and the associated surface boundaries by an operator; and - a position detecting means for detecting the current position of the trowel at least in the vicinity of the surface boundaries; - wherein the automatic control device the driver ( 18 ) to change the direction of travel by setting the target value for the travel movement such that the trowel does not overrun the respective surface boundaries, but continues within the surface to be smoothed the ride.

Trowel according to claim 13, characterized in that - the position detecting means is formed at least for detecting an approach of the trowel on one of the surface boundaries; and that - the direction of travel by the driver ( 18 ) is changeable when the position detecting means detects an approach to the surface boundary.

Trowel according to claim 13, characterized in that the automatic control device comprises: - a path planning device for specifying a guideline for a guideway on the basis of the specified area, such that the trowel glides over the surface to be smoothed at least once in compliance with the guideway specification; wherein - the position detecting means is adapted to detect the current position of the trowel within the surface boundaries; and - wherein the automatic control device driving giver ( 18 ) for specifying a target value for a driving movement of the trowel due to a comparison of the current position with the guideway default, such that the trowel follows the guideway default.

Trowel according to one of claims 1 to 15, characterized in that - an approximate sensor device is provided for detecting an obstacle, which approaches the trowel when driving; and that - by the proximity sensor device upon detection of the obstacle, a proximity signal can be output; wherein in the presence of the proximity signal - an audible and / or visual warning for a driver of the trowel can be output, and / or - the cruise control device ( 22 ) the control device ( 24 ) such that the driving movement of the trowel is stopped or at least slowed down.