DE10043462C2 - Winterdienst-Streugerät und Streuteller für Winterdienst-Streugerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Winterdienst-Streugerät zum Ausstreuen von granuliertem Streugut wie beispielsweise Salze, Splitt, Sand und der­ gleichen und insbesondere betrifft die Erfindung einen Streuteller für ein Winterdienst-Streugerät.

Bekannte Streugeräte weisen Streuteller auf, die um eine im wesentlichen vertikale Drehachse rotierend angetrieben werden und auf ihrer Oberseite aufrechtstehende, radial verlaufende Flügel besitzen. Mittels der Flügel wird das Streugut, welches dem Streuteller durch eine Ausflußöffnung von oben zugeleitet wird, in Umfangsrichtung beschleunigt und aufgrund der Fliehkraftwirkung radial vom Streuteller abgeworfen. Die Wurfweite und dementsprechend die auf der Fahrbahn erzielte Streubreite kann durch Variation der Drehzahl des Streutellers individuell auf das ge­ wünschte Maß eingestellt werden. Dabei besteht ein grundsätzliches Bedürfnis darin, eine nahezu gleichförmige Streugutverteilung über die gesamte Streubreite zu erzielen, und zwar unabhängig von der jeweils eingestellten Drehzahl.

Es ist aus der DE 40 39 795 C1 zur Erzielung einer nahezu gleichförmi­ gen, drehzahlunabhängigen Streugutverteilung bekannt, die Flügel auf dem Streuteller unterschiedlich lang auszubilden, wobei die radial innen­ liegenden Enden (Wurzeln) der Flügel auf einem gemeinsamen Radius und die radial außenliegenden Enden auf unterschiedlichen Radien liegen und wobei der Streutellerrand mit den Flügelenden bündig abschließt. Dadurch ergeben sich zwei wesentliche Effekte für die Verteilung des Streuguts. Erstens wird das Streugut je nach Flügellänge auf unterschied­ liche Geschwindigkeiten radial beschleunigt und fächerartig entsprechend nah oder weit um den Streuteller verteilt. Zweitens ist der Abwurfwinkel je nach Flügellänge unterschiedlich, weil das Streugut bei den kurzen Flügeln den Streuteller früher verläßt als bei den langen Flügeln. Ins­ gesamt ergeben sich dadurch je nach Flügellänge Streugutfächer, die sich hinsichtlich Wurfweite und Wurfwinkel unterscheiden und sich über­ lagern, wodurch eine gleichmäßigere Streudichte über die Streubreite erzielt wird.

Als problematisch stellt sich bei allen bisher bekannten Streugeräten dar, daß die Streudichte über die Streubreite zwar im wesentlichen konstant ist, im Randbereich jedoch abnimmt. Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, die Streugutverteilung eines Streugeräts zu beeinflussen, beispielsweise durch Änderung der Geometrie der Ausflußöffnung für das Streugut oder durch Änderung des Anstellwinkels der Flügel auf dem Streuteller oder durch Verlagerung des Aufgabeortes (Aufgaberadius und/oder Aufgabe­ winkel) des Streuguts auf dem Streuteller (Kurt Heppler, Forschungs­ bericht Agrartechnik des Arbeitskreises Forschung und Lehre der Max- Eyth-Gesellschaft (MEG) 243, "Parameterstudien zur Granulatausbrin­ gung mit Schleuderscheiben", Dissertation, Karlsruhe 1993). Solche Maßnahmen haben auch immer einen Einfluß auf die Streudichtever­ teilung in den Streugutfächern. Dennoch scheinen diese Maßnahmen nicht dazu geeignet zu sein, die Streudichte eines Streuteppichs bis in den Randbereich, das heißt insbesondere bis zum Fahrbahnrand, auf ein gleichmäßiges Niveau zu bringen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzu­ schlagen, die es ermöglichen, mit einem Winterdienst-Streugerät einen Streuteppich zu legen, der bis in seinen Randbereich eine im wesentli­ chen konstante Streudichte aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Einsatz eines Streutel­ lers gelöst, bei dem die radial innenliegenden Enden zumindest einiger Flügel mit unterschiedlichem Flügelaußenradius unterschiedliche Wurzel­ höhen besitzen. Die Wurzelhöhe ist die Höhe eines Flügels an seinem radial innenliegenden Ende relativ zur Streutelleroberfläche.

Der damit erzielte Effekt besteht darin, daß die Flügel je nach Wurzel­ höhe unterschiedlich viel Material mitnehmen und abwerfen. Die Praxis lehrt, daß unabhängig von der Flügellänge bzw. dem Flügelaußenradius am Anfang eines Streugutfächers eine sehr große Streudichte vorliegt, die im weiteren Verlauf des Streugutfächers zunächst stark abnimmt und dann bis zum Ende des Streugutfächers im wesentlichen konstant bleibt. Die Menge des von einem Flügel mitgenommenen und abgeworfenen Streuguts wirkt sich daher insbesondere auf die Streudichte am Anfang des Streugutfächers aus. Da nun der Anfang des Streugutfächers relativ zur Fahrtrichtung des Winterdienst-Streufahrzeugs üblicherweise so gelegt wird, daß er den an den Fahrbahnrand angrenzenden Randbereich des Streuteppichs erzeugt, kann allein durch die Variation der Wurzel­ höhe die Streudichte im Randbereich des Streuteppichs eingestellt wer­ den.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Wurzelhöhe von Flügeln mit minimalem Flügelaußenradius höher ist als die Wurzelhöhe von Flügeln mit maximalem Flügelaußenradius, vorzugs­ weise doppelt so hoch, und insbesondere 20 mm beträgt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Wurzel­ höhen der Flügel abhängig von dem jeweiligen Flügelaußenradius abge­ stuft sind. Dadurch läßt sich eine besonders gleichmäßige Verteilung des Streuguts erzielen.

Als besonders geeignet hat sich ein Streuteller erwiesen, dessen Streutel­ leroberfläche konkav ausgebildet ist und bei dem die Höhe der Flügel über der Streutelleroberfläche ausgehend von der Wurzelhöhe zu einer maximalen Flügelhöhe ansteigt und von dort bis zum Flügelaußenradius waagerecht verlaufend auf 40 mm abnimmt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Streuteller in Draufsicht;

Fig. 2 einen Teilschnitt II-II des Streutellers aus Fig. 1; und

Fig. 3 einen Streuteppich mit Streudichteverteilung.

In Fig. 1 ist ein Streuteller 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Draufsicht schematisch dargestellt. Der Streuteller 1 trägt auf seiner Oberseite drei Gruppen von jeweils drei unterschiedlich lang (12, 13, 14) ausgebildeten Flügeln 2, 3, 4. Die Flügel gleicher Länge sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt und zu den übrigen Flügeln regelmäßig beabstandet. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, ist der Streuteller 1 mittels einer Nabe 5 an einer im wesentlichen vertikalen Welle 6 befe­ stigt, welche um eine Drehachse 7 rotierend antreibbar ist. Axial zur Drehachse 7 ist auf der Streutelleroberseite ein kegelstumpfartiger Zahn­ kegel 8 angeordnet, welcher an seiner Mantelfläche mit 18 sägezahn­ artigen Zähnen 9 versehen ist. Im Fußbereich des Zahnkegels 8 weist der Streuteller 1 einen planebenen Kreisabschnitt 10 auf. Der Radius des Kreisabschnitts 10 und der untere Radius des Zahnkegels 8 entsprechen etwa einem Drittel des maximalen Radius R2 des Streutellers 1, bei­ spielsweise 110 mm bei einem Streutellerradius R2 von 360 mm.

Die radial außen zwischen dem Zahnkegel 8 und der Außenkante 11 liegende Ringzone des Streutellers 1 ist konkav und weist zur Horizon­ talebene 12, in welcher der Kreisabschnitt 10 des Streutellers 1 liegt, einen Konuswinkel α von etwa 5° bis 10°, insbesondere 9° auf, so daß die Außenkante 11 des Streutellers 1 in vertikaler Richtung über dem Kreisabschnitt 10 liegt.

Oberhalb des Zahnkegels 8 ist koaxial zur Drehachse 7 ein Flüssigkeits­ behälter 13 feststehend angeordnet, welcher mit einer Flüssigkeitszuführ­ einrichtung 14 versehen ist, durch welche die sogenannte Sole, typischer­ weise Calcium- oder Natriumchlorid zum Anfeuchten des Salzgranulats dem Streuteller 1 zugeführt wird. Auf der der Flüssigkeitszuführeinrich­ tung 14 diametral gegenüberliegenden Seite des Flüssigkeitsbehälters 13 ist ein Füllstützen 15 angeordnet, über den der Flüssigkeitsbehälter 13 mit Sole befüllt wird.

Das Salzgranulat wird durch eine nicht dargestellte Ausflußöffnung von schräg oben auf den Zahnkegel 8 im Bereich der Flüssigkeitszuführein­ richtung 14 aufgegeben, so daß es aufgrund der Rotation des Zahnkegels 8 in angefeuchtetem Zustand radial weggeschleudert wird. Der Zahnke­ gel 8 wird daher auch als Schleuderrad bezeichnet.

Das weggeschleuderte Salzgranulat wird von den Flügeln 2, 3, 4, die mit ihren radial innenliegenden Enden 2a, 3a, 4a jeweils lückenlos an eine der Zahnflanken 9 des Zahnkegels 8 anschließen, in Umfangsrichtung 17 mitgenommen. Die Zahnflanken 9 des Zahnkegels 8 bilden mit den Flügeln 2, 3, 4 eine geschlossene radiale Leitfläche für das Streugut. Aufgrund der durch die Rotation des Streutellers 1 in Umfangsrichtung 17 auf das Streugut aufgebrachten Umfangsgeschwindigkeit wird das Streugut in radialer Richtung beschleunigt (Zentrifugalbeschleunigung) und gleitet an der Leitfläche 20 entlang. Erst an den radial außenliegen­ den Enden 2b, 3b, 4b der Flügel 2, 3, 4 verläßt das Streugut die Flügel mit einer Abwurfgeschwindigkeit, die im wesentlichen von der Drehge­ schwindikgeit des Drehtellers 1 und dem Flügelaußenradius R2, R3, R4 der Flügel 2, 3, 4 abhängt. Die Oberkanten der Flügel 2, 3, 4 sind in Umfangsrichtung schaufelartig umgebogen, um zu verhindern, daß das Granulat nach oben ausweicht.

Fig. 1 zeigt Längenunterschiede 12, 13, 14 der Flügel 2, 3, 4, so daß die Flügel 2, 3, 4, die auf dem gemeinsamen Radius R des Zahnkegels 8 beginnen, auf unterschiedlichen Radien R2, R3, R4 enden. Der Radius R2 der längsten Flügel 2 definiert den Radius R1 des Drehtellers 1. Die Flügellängen 12, 13, 14 sind gleichmäßig abgestuft, um eine gleichmäßige Streugutverteilung über die Streubreite zu erreichen.

Die Außenkante 11 des Streutellers 1 schließt mit den außenliegenden Enden 2b, 3b, 4b der einzelnen Flügel 2, 3, 4 bündig ab. Allerdings muß die Außenkante 11 keine lineare Verbindung zwischen den außen­ liegenden Flügelenden 2b, 3b, 4b bilden, denn andere Konturen 21, 22, 23 können auf die Streugutverteilung einen positiven Einfluß haben.

Die Wurzelhöhe der Flügel 2, 3, 4, das ist die Flügelhöhe am an den Zahnkegel 8 angrenzenden, radial innenliegenden Ende der Flügel 2, 3, 4, ist je nach Flügellänge unterschiedlich. Dies ist im rechten Teil der Fig. 2 schematisch dargestellt. Fig. 2 zeigt einen mittellangen Flügel 3 mit einer bestimmten Wurzelhöhe an seinem radial innenliegenden Ende 3a. Strichliniert dargestellt sind ein langer Flügel 2 und ein kurzer Flügel 4. Die Wurzelhöhe des kurzen Flügels 4 ist doppelt so hoch wie die Wurzelhöhe des langen Flügels 2. Die Wurzelhöhe des mittellangen Flügels 3 liegt genau zwischen den Wurzelhöhen der langen und kurzen Flügel 2, 4. Auch die Länge 13 des mittellangen Flügels 3 liegt genau in der Mitte zwischen den Längen 12, 14 der langen und kurzen Flügel 2, 4. Das heißt, die Wurzelhöhenunterschiede sind proportional zu den Län­ genunterschieden der Flügel gewählt. Damit wurden für Salzgranulat gute Streuteppichergebnisse erzielt. Je nach Granulatsorte oder aus ande­ ren Gründen können auch andere Wurzelhöhenverhältnisse vorteilhaft sein.

Der Fig. 2 ist darüber hinaus zu entnehmen, daß die Flügelhöhe linear und für alle Flügel im gleichen Winkel ausgehend von der Wurzelhöhe ansteigt und ab einer maximalen Höhe parallel zur Horizontalebene 12 verläuft, um an den radial außenliegenden Flügelenden 2b, 3b, 4b je­ weils mit der identischen Flügelhöhe von im Ausführungsbeispiel 40 mm zu enden.

In Fig. 3 ist die fächerartige Streugutverteilung dargestellt, die sich ergibt, wenn Streugut mit einem Streugutteller gemäß den Fig. 1 und 2 ausgetragen wird. In diesem Falle ist die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 und die Rotationsgeschwindigkeit des Drehtellers ist so eingestellt, daß die Streufächer 32, 33, 34 in etwa aneinandergrenzen.

Mit "Y" ist die Fahrzeugrichtung bezeichnet. Der von einem Winter­ dienst-Streufahrzeug ausgelegte Streuteppich würde sich daher in Y- Richtung ausdehnen und in einer Richtung X quer zur Y-Richtung eine Streubreite besitzen, die im wesentlichen von der Drehgeschwindigkeit des Streutellers abhängt.

Der Drehteller dreht in Umfangsrichtung 17 und das abgeworfene Streu­ gut bildet einen inneren, einen mittleren und einen äußeren Streugutfä­ cher 34, 33, 32, wobei der innere Streugutfächer 34 durch Streugut gebildet wird, welches von den kurzen Flügeln 4 abgeworfen wurde, und die mittleren und äußeren Streugutfächer 33, 32 durch Streugut gebildet werden, welches von den mittellangen und langen Flügeln 3, 2 abgewor­ fen wurde. Dies ist physikalisch damit zu erklären, daß das von den kurzen Flügeln 4 mitgenommene Streugut den Streuteller 1 vergleichs­ weise früh verläßt, so daß die durch Fliehkraftwirkung erzeugte Radial­ geschwindigkeit des Streuguts und damit die Wurfweite geringer ist als bei den langen Flügeln 3, 2. Gleichzeitig liegt auch der Abwurfwinkel etwas früher, weshalb der von den kurzen Flügeln 4 erzeugte Streugutfä­ cher 34 früher beginnt und früher endet als die von den längeren Flügeln 3, 2 erzeugten Streugutfächer 33, 32.

Die Verteilung des Streuguts innerhalb der einzelnen Streugutfächer 32, 33, 34 ist prinzipiell identisch. Das heißt, in Umfangsrichtung 17 gese­ hen beginnen die Streugutfächer relativ schmal mit einer sehr hohen Streudichte und nehmen schnell auf eine Breite zu, die bis zum Ende des Streugutfächers in etwa konstant bleibt. Mengenmäßig fällt das meiste Streugut in den Beginn des Streugutfächers, nimmt dann in Umfangs­ richtung 17 schnell ab und bleibt dann bis zum Ende des Streugutfächers in etwa konstant. Über die Breite der Streugutfächer stellt sich eine Häufigkeitsverteilung 22, 32, 42 ein, die in Fig. 3 balkendiagrammartig dargestellt ist.

Durch die erfindungsgemäß unterschiedlich gestaltete Wurzelhöhe der einzelnen Flügel 2, 3, 4 ergibt sich nun, daß die kurzen Flügel 4 wegen ihrer vergleichsweise hohen Wurzelhöhe mehr Streugut mitnehmen und abwerfen als die demgegenüber längeren Flügel 2. Da der größte Materi­ alaustrag in Umfangsrichtung 17 betrachtet am Beginn des jeweiligen Streugutfächers liegt, haben die unterschiedlichen Wurzelhöhen beson­ dere Auswirkung auf die Dichteverteilung in eben diesem Bereich der Streugutfächer. Das heißt, wenn das Streugerät so eingestellt wird, daß der Beginn der Streugutfächer, wie in Fig. 3 dargestellt, am Rand des Streuteppichs liegt, so läßt sich die Streudichte am Streuteppichrand sehr genau durch eine entsprechende Wurzelhöhenwahl einstellen. Dazu muß es nicht unbedingt erforderlich sein, daß alle Flügel derselben Flügel­ länge auch dieselbe Wurzelhöhe besitzen. Außerdem ist es nicht unbe­ dingt notwendig, daß die Wurzelhöhenabstufung mit der Flügellängen­ abstufung korreliert.

Integriert man die Streugutmenge Z in Fahrzeugrichtung Y auf, so ergibt sich über die Streubreite X für jeden Streubreitenbereich Δx eine in etwa konstante Streuguthöhe, die erst im unmittelbaren Randbereich am Fahr­ bahnrand (rechts in Fig. 3) rapide auf Null absinkt.

Claims (7)

1. Streuteller (1) für ein Winterdienst-Streugerät zum Ausstreuen von granuliertem Streugut umfassend eine Streutelleroberfläche, eine relativ zur Streutelleroberfläche im wesentlichen senkrechte Drehachse (7) und mehrere sich im wesentlichen radial zur Drehachse (7) auf der Streutel­ leroberfläche erstreckende Flügel (2, 3, 4) mit radial innenliegenden Enden (2a, 3a, 4a) und radial außenliegenden Enden (2b, 3b, 4b), wobei die radial außen liegenden Enden (2b, 3b, 4b) zumindest von einigen dieser mehreren Flügel auf unterschiedlichen Flügelaußenradien (R2, R3, R4) relativ zur Drehachse liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innenliegenden Enden (2a, 3a, 4a) zumindest von einigen dieser Flügel mit unterschiedlichen Flügelaußenradien unterschiedliche Wurzel­ höhen besitzen, wobei die Wurzelhöhe die Höhe eines Flügels an seinem radial innen liegenden Ende relativ zur Streutelleroberfläche ist.

2. Streuteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wur­ zelhöhe von Flügeln (4) mit minimalem Flügelaußenradius (R4) höher ist als die Wurzelhöhe von Flügeln (2) mit maximalem Flügelaußenradius (R2).

3. Streuteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wur­ zelhöhe der Flügel (4) mit minimalem Flügelaußenradius (R4) doppelt so hoch ist wie die Wurzelhöhe der Flügel (2) mit maximalem Flügelaußen­ radius (R2).

4. Streuteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wur­ zelhöhe der Flügel (4) mit minimalem Flügelaußenradius (R4) 20 mm und die Wurzelhöhe der Flügel (2) mit maximalem Flügelaußenradius (R2) 10 mm beträgt.

5. Streuteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wurzelhöhen der Flügel (2, 3, 4) abhängig vom je­ weils zugehörigen Flügelaußenradius (R2, R3, R4) abgestuft sind.

6. Streuteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Streutelleroberfläche konkav ausgebildet ist und die Höhe der Flügel (2, 3, 4) über der Streutelleroberfläche ausgehend von der Wurzelhöhe an den radial innen liegenden Enden (2a, 3a, 4a) der Flügel zu einer maximalen Flügelhöhe ansteigt und bis zum Flügelaußen­ radius (R2, R3, R4) waagerecht verlaufend auf eine für die Flügel (2, 3, 4) gleiche Höhe abnimmt.

7. Winterdienst-Streugerät zum Ausstreuen von granuliertem Streugut mit einem Streuteller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.