DE69821256T2

DE69821256T2 - Sohlesprühgerät für strassen

Info

Publication number: DE69821256T2
Application number: DE1998621256
Authority: DE
Inventors: Albert Hedegard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2018-10-22
Also published as: DE69821256D1; CA2306860A1; CA2306860C; EP1025316B1; AU9621998A; ATE258254T1; DK1025316T3; US6382523B1; EP1025316A1; WO1999022076A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Straßen-Solesprühgerät zum Fahren entlang einer Straße oder eines ähnlichen Fahrwegs und innerhalb eines Randbereichs, etwa eines Straßenrands, welches eine Sole unter Druck mittels einer Mehrzahl von Flüssigkeitsdüsen über die Straße versprüht, wobei das Sprühgerät ein Steuersystem besitzt, welches Einstellmittel zum Ändern des Drucks und/oder der Menge des Wassers und Betätigungsmittel zum Betätigen der Einstellmittel aufweist.
In vielen Ländern ist es ein ständig wiederkehrendes Problem, dass die Reibung der Fahrbahnoberflächen durch Eis und Schnee erheblich reduziert ist, wenn die Temperatur unter den Gefrierpunkt fällt. Dadurch werden die Straßen für den bereiften Verkehr glatt und gefährlich zu befahren.
Ein sehr weit verbreitetes Verfahren, um das Risiko von Verkehrsunfällen auf vereisten Straßen zu verringern, besteht im Sprühen von Sole über die Fahrbahnen von einem Fahrzeug mit einer rotierenden Scheibe zum Versprühen der Sole.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass weniger Sole mit dem gleichen Ergebnis eingesetzt werden kann, wenn es in einer wässrigen Lösung versprüht wird. Zu diesem Zweck kann vorzugsweise ein Straßen-Solesprühgerät eingesetzt werden, welches genauso wie Feldsprühgeräte mit Flüssigkeitsdüsen arbeitet, um das Wasser unter Druck über die Fahrbahnen zu versprühen. Die Flüssigkeitsdüsen sind gewöhnlich von der Art, welche die Sole in konischer Form versprühen, wodurch die Sole gleichmäßig und konstant über die Fahrbahn verteilt wird. Andererseits ist es schwierig oder fast unmöglich zu verhindern, dass die Sole auch jenseits der Randbereiche versprüht wird, welche dadurch Gefahr laufen, dass sie mehr oder weniger geschädigt werden. Folglich können es Gräser und Pflanzen an den Seiten oder Kanten von Gräben entlang der Straßen kaum überstehen, wenn sie mit Sole besprüht werden, was außerdem zu zusätzlichen Kosten für das richtige Besprühen der Fahrbahn mit Sole führt.
Ein Sprühgerät, das Sprühdüsen verwendet, ist aus dem veröffentlichten französischen Patent FR 2,339,020 A1 bekannt geworden. Ein Lastkraftwagen ist als Straßen-Solesprühgerät ausgerüstet, um eine Flüssigkeit auf einer vereisten Straße zu versprühen. Das Sprühgerätsystem treibt die Flüssigkeit hydraulisch durch Sprühdüsen heraus, die am hinteren Ende des Lastkraftwagens angebracht sind, um soviel Flüssigkeit wie möglich auf der Straße zu versprühen. Diese Art des Versprühens ist, wie oben bereits erwähnt, sehr schwierig zu steuern und Sole kann auch jenseits der Randbereiche der Straße spritzen und dadurch die Vegetation schädigen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Straßen-Solesprühgerät der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem die Sole gleichmäßig und konstant über eine vereiste und/oder verschneite Fahrbahn versprüht werden kann, ohne dass sie gleichzeitig jenseits der Randbereiche versprüht wird.
Die neuen und besonderen Merkmale gemäß der vorliegenden Erfindung, durch die dieses Ziel erreicht wird, ist die Tatsache, dass die Düsen dazu eingerichtet sind, das Wasser in der Form von Strahlen zu versprühen und dass das Steuersystem weitere Einstellmittel zum Ändern der Winkelposition wenigstens einiger der Düsen und weitere Betätigungsmittel zum Betätigen der weiteren Einstellmittel aufweist.
Die Wasserstrahlen bilden einen konzentrierten Wasserfluss, der einfach und sicher effektiv gesteuert werden kann, so dass es nur die eigentliche Fahrbahn ist, die von den Strahlen getroffen wird. Die Randbereiche werden somit vom Besprühen mit Sole rein gehalten. Beim Auftreffen auf der Fahrbahn spritzen die Strahlen zusätzlich auseinander, so dass das Wasser gleichmäßig über der Fahrbahn versprüht wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann auf jeder Seite des Straßen-Solesprühgeräts ein länglicher seitlicher Verteiler platziert sein, der jeweils eine Anzahl von Seitendüsen aufweist, um Wasserstrahlen quer oder schräg zur Fahrtrichtung des Sprühgeräts zu versprühen, und wenn der seitliche Verteiler zusätzlich schwenkbar montiert ist, kann das Sprühgerät mit einer geeigneten manuellen oder automatischen Steuerung Wasserstrahlen exakt bis zum Straßenrand und nicht weiter abgeben.
Wenn der Winkel, der durch die Richtung, in der die Seitendüsen Strahlen abgeben, und eine horizontale Ebene gebildet wird, Düse für Düse entlang des seitlichen Verteilers zunimmt, treffen die Flüssigkeitsstrahlen die Fahrbahn in einer gleichmäßig verteilten Art und Weise in einer Zone, die sich nach innen vom Randbereich erstreckt.
Die oben erwähnte Steuerung kann vorzugsweise mittels eines automatisch funktionierenden Steuersystems erreicht werden, das einen vorprogrammierten Computer und verschiedene Arten von Detektoren aufweist, um diejenigen Parameter zu erkennen, welche während des Fahrens entlang der Straße den Sprühprozess beeinflussen und als Eingangssignal für den Computer die Basis für die Berechnung eines Ausgangssignals bilden, um die Betätigungsmittel des Sprühgeräts zu veranlassen, die Einstellmittel für eine optimale Einstellung der unterschiedlichen Arbeitsparameter des Sprühgeräts zu betätigen.
Die Detektoren können von jeder geeigneten Art sein, etwa Laserdetektoren, Ultraschalldetektoren oder Kameradetektoren. Das gewünschte Eingangssignal für den Computer kann auch von einem stromführenden Draht stammen, der entlang der Straße liegt und Strom an ein Strommessgerät überträgt, wenn der äußerste Wasserstrahl dem Draht zu nahe kommt.
Darüber hinaus kann der Computer zweckmäßig so eingerichtet sein, dass er ein Eingangssignal, das während des Fahrens in einer Richtung erhalten wird, speichert und dieses Eingangssignal verwendet, um ein Ausgangssignal für die optimale Einstellung der Arbeitsparameter beim Fahren in der entgegengesetzten Richtung zu bilden.
Schließlich ist es ein Vorteil, wenn das Steuersystem ein Global-Position-System (GPS) aufweist, um über einen Satelliten das Wesen der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs zu erkennen. Dadurch wird das Sprühgerät in die Lage versetzt, die versprühte Solemenge automatisch an die lokalen Bedingungen, welche zum Beispiel eine Brücke, eine Kurve oder ein Waldstück sein können, anzupassen.
Es ist darüber hinaus ein Vorteil, wenn das Steuersystem das Messen der resultierenden Windgeschwindigkeit und -richtung zum Einstellen der verschiedenen Arbeitsparameter umfasst, um dadurch den Effekt der resultierenden Windgeschwindigkeit auf den Sprühfluss zu kompensieren.
Die Erfindung wird unten detaillierter beschrieben, wobei nur beispielhafte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Straßen-Solesprühgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine perspektivische Darstellung eines seitlichen Verteilers für das Straßen-Solesprühgerät in 1 in einem größeren Maßstab ist;
3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
1 zeigt ein Straßen-Solesprühgerät, das generell mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist. In dem gezeigten Fall ist das Straßen-Solesprühgerät ein Tankwagen 1 mit einem Tank 2, der über eine Einfüllöffnung 3 mit Sole gefüllt worden ist. Das Fahrzeug fährt auf einer Fahrbahn 4, die an Straßenrändern 5 zum Beispiel durch einen Grasrand (nicht gezeigt) oder eine Leitplanke (nicht gezeigt) begrenzt ist.
Auf der Rückseite des Fahrzeugs ist ein zentraler Verteiler 6 mit in diesem Fall fünf zentralen Düsen 7 angeordnet. Eine Kraftpumpe (nicht gezeigt), die im Tank 2 angeordnet ist, gibt Sole unter einem Druck von beispielsweise zwei Bar über eine Leitung 8 durch die zentralen Düsen 7 ab. Das Wasser verlässt die Düsen 7 in Form von Wasserstrahlen 9, die beim Auftreffen auf der Fahrbahn auseinanderspritzen, so dass das Wasser über einen Bereich, der weit größer ist als der Bereich, der dem Strahldurchmesser entspricht, verteilt wird.
Auf jeder Seite des Fahrzeugs ist ein seitlicher Verteiler 10 mit fünf Seitendüsen 11 platziert, die die Wasserstrahlen 9 abgeben. Der äußerste dieser Wasserstrahlen ist mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet. Auf dem seitlichen Verteiler ist eine im Wesentlichen vertikale Achse 13 angebracht, die drehbar in einem Lagerrohr 14 geführt ist, welches am Chassis 15 des Fahrzeugs durch ein Stützelement 16 befestigt ist. An der Oberseite weist die Achse 13 einen Querarm 17 auf, der über ein Drehlager 18 an die Kolbenstange 19 in einem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder 20 angeschlossen ist, der wiederum mit einem Drehlager 21 drehbar am Chassis angebracht ist. Eine Kraftpumpe (nicht gezeigt), die in dem Tank 2 angeordnet ist, gibt Sole unter einem Druck von beispielsweise 2 Bar über einen flexiblen Schlauch 22 durch die Seitendüsen 11 ab.
Wenn der Tankwagen arbeitet und die Straße entlangfährt, überziehen die zentralen Düsen 7 eine mittlere Fahrbahn 23 mit Sole, während die Seitendüsen 11 eine seitliche Fahrbahn 24 überziehen. Wenn die Wasserstrahlen 9 in einem Bereich auf der Fahrbahn ausspritzen, der größer ist als der Strahl selbst, wird der Raum zwischen den Fahrbahnen 23 und 24 ebenfalls mit Sole bedeckt und die Sole reicht auch bis zu einem gewünschten Abstand vom Fahrbahnrand 5.
Der seitliche Verteiler 10 kann im Detail in 2 betrachtet werden, welche zeigt, dass die Seitendüsen 11 am Ende von Rohrabschnitten 25 angeordnet sind, die in einer solchen Art und Weise gebogen sind, dass der Winkel, der durch die Richtung, in der die seitlichen Düsen Strahlen abgeben, und eine horizontale Ebene gebildet wird, Düse für Düse entlang des seitlichen Verteilers in Richtung auf das Fahrzeug hin ansteigt. Der innerste Strahlwinkel ist der Größte und die innerste Düse sendet daher den Strahl 12 am weitesten in Richtung auf den Fahrbahnrand 5 aus. Dazu trägt darüber hinaus die Tatsache bei, dass dieser Strahl von den Strahlen, die von den anderen Seitendüsen abgegeben werden, abgeschirmt wird.
Dadurch, dass man, wie bereits erwähnt, die Richtungen, in denen die Strahlen abgegeben werden, unterschiedliche Winkel mit einer horizontalen Ebene bilden lässt, wird erreicht, dass die Wasserstrahlen gleichmäßig über die seitliche Fahrbahn 24 versprüht werden. Die Richtungen, in denen die Strahlen abgegeben werden, können in vorteilhafter Weise in oder um ein Helizoid herum verteilt sein.
Der Tankwagen umfasst darüber hinaus ein Steuersystem zur Einstellung unterschiedlicher Arbeitsparameter. Zu diesem System gehören in einer ersten Ausführungsform ein erster Detektor 26 zur Erfassung des Abstands zum äußersten Wasserstrahl 12 und ein zweiten Detektor 27 zur Messung des Abstands zum Straßenrand 5.
Die Einstellung geschieht in der Art und Weise, die in 3 gezeigt ist. Die Kraftpumpe 28 gibt Sole unter Druck vom Tank 2 über eine Leitung 29 zum seitlichen Verteiler 10 ab. In die Leitung 29 ist ein Druckeinstellungsventil 30 eingefügt, das über eine elektrische Leitung 32 an einen vorprogrammierten Computer 31 angeschlossen ist. Der Zylinder 20 ist über eine zweite elektrische Leitung 33 an den Computer 31 angeschlossen.
Die Detektoren 26 und 27 senden ein Eingangssignal, das die Abstände zum äußersten Wasserstrahl 12 beziehungsweise zum Straßenrand 5 repräsentiert an den Computer C, der dadurch den Wasserdruck und die Winkelpositionen des seitlichen Verteilers nach Maß einstellt, der den äußersten Wasserstrahl 12 in die gewünschte Position in Bezug auf den Straßenrand 5 bringt.
Zum Beispiel können Laserdetektoren, Ultraschalldetektoren oder Kameradetektoren mit einer optischen Einrichtung zur Erfassung von Abständen als Detektoren eingesetzt werden.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform des Steuersystems. Dieses System entspricht zu einem Großteil demjenigen in 3 und identische Komponenten sind daher auf die gleiche Weise mit Bezugszeichen versehen. In diesem Fall sind allerdings die Funktionen, die in der ersten Ausführungsform vom ersten und zweiten Detektor ausgeführt werden, in eine Kamera 34 mit einer optischen Einrichtung für die simultane Erfassung von zwei Abständen eingebaut.
5 zeigt eine dritte Ausführungsform des Steuersystems und identische Komponenten sind auch in diesem Fall mit denselben Bezugszeichen wie in 3 versehen. Der Computer 31 erhält das Eingangssignal nun von einem Strommessgerät 35, welches die Stromstärke des Stroms der durch den äußersten Wasserstrahl 12 läuft, wenn dieser zu nahe an eine stromführende Leitung 36 gerät, die entlang des Straßenrands 5 verlegt ist. Durch Vergleich mit einem vorgegebenen Referenzwert errechnet der Computer, genauso wie in den beiden vorher erwähnten Beispielen, ein Ausgangssignal, um den äußersten Wasserstrahl 12 in die gewünschte Position in Bezug auf den Straßenrand 5 zu bringen.
6 zeigt eine vierte Ausführungsform des Steuersystems. Identische Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen wie in 3 versehen. Dieses System basiert auf einem Global-Position-System (GPS), bei dem der Computer 31 das Eingangssignal von einem Satelliten 37 erhält. Das System wird eingesetzt, um die Solemenge, die versprüht wird, an die lokale Gegebenheit, wie zum Beispiel eine Brücke, eine Kurve oder ein Waldbereich sein kann, anzupassen.
Die Straßen-Solesprühgeräte können mit den oben erwähnten Steuersystemen recht gut funktionieren, die allerdings keine Messung und Berechnung der resultierenden Windgeschwindigkeit aufweisen, welche die Resultierende der natürlichen Windgeschwindigkeit und der Fahrgeschwindigkeit ist.
Allerdings kann die resultierende Windgeschwindigkeit unter gewissen Umständen die Wasserstrahlen mehr oder weniger ablenken und dadurch die Bahn des Sprühens beeinflussen.
In dem Fall, der in 1 gezeigt ist, ist daher ein Anemometer 38 vorgesehen, um die resultierende Windgeschwindigkeit zu messen und ein Eingangssignal, das diese Windgeschwindigkeit darstellt, an den Computer zur Berechnung eines Ausgangssignals zur Einstellung der verschiedenen Arbeitsparameter zu übertragen.

Claims

Ein Solesprühgerät (1) zum Fahren entlang einer Straße oder eines ähnlichen Fahrwegs und innerhalb eines Randbereichs, etwa einem Straßenrand, das dazu in der Lage ist, eine Sole unter Druck über die Straße mittels einer Mehrzahl von Flüssigkeitsdüsen (7, 11) zu versprühen, wobei das Sprühgerät (1) ein Steuersystem mit Einstellmitteln zum Ändern des Drucks und/oder der Menge der Sole und Betätigungsmittel zum Betätigen der Einstellmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen dazu eingerichtet sind, das Wasser in der Form von Strahlen (9) zu versprühen und dass das Steuersystem weitere Einstellmittel zum Ändern der Winkelposition wenigstens einiger der Düsen und weitere Betätigungsmittel zum Betätigen der weiteren Einstellmittel aufweist.
Ein Solesprühgerät (1) nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter eine Anzahl von Seitendüsen (11) aufweist, die dazu eingerichtet sind, Solestrahlen in einer Richtung auszustrahlen, die, in einer horizontalen Position gesehen, mit der Fahrtrichtung des Sprühgeräts einen Winkel bilden.
Ein Solesprühgerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Seitendüsen (11) mit im wesentlichen gleichem gegenseitigen Abstand in Längsrichtung wenigstens eines länglichen Verteilers auf der wenigstens einen Seite des Solesprühgeräts platziert sind, dass der seitliche Verteiler an dem Sprühgerät um eine senkrecht zu der Fahrfläche verschwenkbar montiert ist und dass das Sprühgerät weiter einen Aktivator zum Drehen des seitlichen Verteilers hat.
Ein Solesprühgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel, der durch die Richtung, in der die seitlichen Düsen Strahlen aussenden, und einer horizontalen Ebene gebildet wird, Düse auf Düse entlang des seitlichen Verteilers zunimmt.
Ein Solesprühgerät (1) nach jedem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem wenigstens einen ersten Detektor (26) zum Erkennen des unmittelbaren Abstands zwischen dem Sprühgerät und vorzugsweise dem äußersten der ausgesrühten Strahlen, einen zweiten Detektor (27) zum Messen des Zwischenraums zwischen dem Sprühgerät und dem Randbereich und einem vorprogrammierten Computer (31), der Eingangssignalen von den jeweiligen Detektoren, die die Werte der erkannten Abstände repräsentieren empfängt, um auf deren Grundlage die Werte des Wasserdrucks bzw. des Düsenwinkels zu berechnen, ob die Differenz zwischen den gemessenen Werten einem vorgegebenen Referenzwert gleich ist, und zum Versorgen der Betätigungsmittel mit Ausgangssignalen, die für die berechneten Werte repräsentativ sind, um diese Mittel zu veranlassen, die Einstellmittel in Positionen zu justieren, in denen der Flüssigkeitsdruck bzw. der Düsenwinkel den berechneten Werten entspricht.
Ein Solesprühgerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Detektor Kameradetektoren mit einer optischen Einrichtung zum Erkennen der Abstände sind.
Ein Solesprühgerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Detektor in einer Kamera (34) mit einer optischen Einrichtung zum gleichzeitigen Erkennen von zwei Entfernungen montiert ist.
Ein Solesprühgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem wenigstens einen in dem Randbereich angeordneten, bei Verwendung Strom führenden Draht (36), ein Strommessgerät (35) zum Erkennen des Wertes der Stromintensität zwischen dem Draht und dem Äußeren der ausgeprühten Strahlen und einen vorprogrammierten Computer (31) zum Empfangen von Eingangssignalen von dem Strommessgerät (35), das die erkannten Werte der Stromintensität erkennt, aufweist, und auf der Basis der erkannten Werte der Stromintensität Werte des Wasserdrucks bzw. des Düsenwinkels errechnet, wenn der erkannte Wert einem vorgegebenen Referenzwert gleich ist und zum Versorgen der Betätigungsmittel mit Ausgangssignalen, die für die berechneten Werte repräsentativ sind, um diese Mittel zu veranlassen, die Einstellmittel in Positionen zu justieren, wo der Flüssigkeitsdruck bzw. der Düsenwinkel den berechneten Werten entsprechen.
Ein Solesprühgerät (1) nach Anspruch 6–8, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer (31) des Steuersystems zum Speichern der Eingangssignale, die während des Fahrens empfangen worden sind, programmiert ist und auf der Grundlage dieser Eingangssignale Ausgangssignale ausgibt, die bei dem Fahren in der Gegenrichtung den äußeren Wasserstrahl (12) in dem gewünschten Abstand von dem Randbereich auf die Seite der Straße ausrichtet.
Ein Solesprühgerät (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem ein Global Position System (GPS), um über einen Satelliten (37) die gegenwärtige Position des Fahrzeugs zu erkennen und einen vorprogrammierten Computer, um von diesem Global Position System Eingangssignale zu empfangen, die für den registrierten Positionswert repräsentativ sind und auf dieser Basis die Betätigungsmittel mit Ausgangssignalen versorgt, die für den Wert einer vorgegebenen Menge an pro m² aussprühender Sole für den registrierten Ort repräsentativ sind, um diese Mittel zu veranlassen, die Einstellmittel auf Positionen einzustellen, bei der die Düsen diese Menge aussenden, aufweist.
Ein Solesprühgerät (1) nach einem der Ansprüche 5–10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem wenigstens einen weiteren Detektor (38) zum Erkennen der Umweltbedingungen wie der relativen Stärke der Windgeschwindigkeit und der Richtung des Windes und zum Ausgeben dieser Werte als Signale, die die gemessenen Werte repräsentieren, an den vorprogrammierten Computer (31), um, gemeinsam mit den anderen empfangenen Signalen die Werte der Größe des Wasserdrucks bzw. des Düsenwinkels zu berechnen, ob die Differenz zwischen den gemessenen Werten einem vorgegebenen Referenzwert gleich sind, und zum Versorgen der Betätigungsmittel mit Ausgangssignalen, die für die berechneten Werte repräsentativ sind, um diese Mittel zu veranlassen, die Einstellmittel in Positionen zu justieren, in denen der Flüssigkeitsdruck bzw. der Düsenwinkel den berechneten Werten entspricht.