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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Räumleiste für den Räumschild eines Schneepflugs,
die oben mit einem im Wesentlichen planen Befestigungshals versehen
ist, der dazu bestimmt ist, von Befestigungsmitteln gegriffen und
an dem Räumschild
fixiert zu werden, wobei zumindest Teile der Befestigungsmittel
sich in Fahrtrichtung aus der Ebene des Befestigungshalses heraus
erheben und wobei der Querschnitt der Räumleiste zumindest im Bereich
der Befestigungsmittel von einer gekrümmten Kontur umgrenzt ist,
die unterhalb des Befestigungshalses einen Scheitelpunkt durchläuft.
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Bekannt
ist eine derartige Räumleiste
aus dem Gebrauchsmuster
DE 81
29 044 derselben Anmelderin.
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Bei
der Räumleiste
handelt es sich um ein Verschleißteil, das an dem straßenseitigen
Ende des Räumschilds
eines Schneepflugs angebracht wird. Die Räumleiste wird auf den Asphalt
gedrückt,
kratzt den Schnee von der Straße
und leitet diesen in den Räumschild,
der den gesammelten Schnee zur Seite schiebt.
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Eine übliche Räumleiste
nach dem Stand der Technik zeigt
1. Der gebogene
Räumschild
1 eines
Schneepflugs wird in Fahrtrichtung F entlang der Straße
2 geführt. Am
straßenseitigen,
unteren Ende des Räumschilds
1 ist
eine Räumleiste
3 angebracht, mit
der der Räumschild
1 gegen
die Straße
2 drückt. An
ihrem oberen Ende weist die Räumleiste
3 einen im
Wesentlichen planen Befestigungshals
4 auf, mit dem die
Räumleiste
3 an
dem Räumschild
1 befestigt ist.
Die Befestigung erfolgt mit Hilfe von Befestigungsmitteln
5,
welche die Räumleiste
im Bereich des Befestigungshalses
4 greifen und am Räumschild
1 fixieren.
Bei den Befestigungsmitteln
5 handelt es sich in der Regel
um Schrauben (wie in
1 dargestellt und bei der
DE 81 29 044 ) oder um Klemmpratzen,
welche die Räumleiste
großflächig greifen
und gegen das untere Ende des Räumschilds
1 pressen.
Klemmpratzen zeigt die
DE
30 38 121 A1 . Darüber
hinaus sind Sonderbefestigungen bekannt, so zum Beispiel aus der
DE 101 47 393 A1 derselben Anmelderin.
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Beim
Vorschub in Fahrtrichtung F löst
die Räumleiste
3 auf
der Straße
2 liegenden
Schnee
6 ab und leitet ihn aufwärts in Richtung des gebogenen Räumschildes
1.
Insbesondere bei schnellen Räumfahrten
auf Autobahnen, die bei über
40 km/h durchgeführt
werden, kommt es zu nicht unerheblichen Schneeverwirbelungen im
Räumschild,
deren Ausläufer
die Windschutzscheibe des Räumfahrzeugs erreichen
und diese mit Schnee zusetzen können. Die
Sicht des Fahrers wird dadurch erheblich eingeschränkt. In
der Patentliteratur sind einige Druckschriften bekannt, die sich
mit der Fernhaltung des im Räumschild
entstehenden Schneewirbels von der Windschutzscheibe beschäftigen.
Als Beispiel sind hier zu nennen die
US
5 309 653 und die
DE
299 01 383 U1 .
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Beide
Druckschriften beschreiben einen großen apparativen Aufwand, die
Auswirkungen der im Räumschild
entstehenden Schneeverwirbelungen einzudämmen. Sie erkennen und behandeln
aber nicht die eigentliche Ursache des Problems. Diese ist in den
Teilen der Befestigungsmittel zu sehen, die sich aus der Ebene des
Befestigungshalses heraus hervorheben. Diese Teile – in 1 der
Schraubenkopf 7 – stellen
einen Strömungswiderstand
auf der im Übrigen
planen Räumleiste 3 dar.
Der aufgenommene Schnee 6 wird unmittelbar unterhalb des Schraubenkopfes 7 in
einer Verwirbelungszone 8 verwirbelt, so dass sich im Räumschild 1 eine
höchst turbulente
Schneeströmung
einstellt, deren Ausläufer
die Windschutzscheibe zusetzen, sofern hier keine geeigneten Abfangvorrichtungen
vorgesehen sind.
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Auch
wenn insbesondere Schraubenköpfe lediglich
einen geringen Anteil der Gesamtbreite einer Räumleiste einnehmen, zeigen
Untersuchungen der Anmelderin doch, dass selbst diese kleinen Strömungswiderstände am Übergang
zwischen Räumleiste
und Räumschild
erheblichem negativen Einfluss auf die Schneeströmung innerhalb des Räumschilds
ausüben.
Bei der Verwendung vom Klemmpratzen tritt dieses Problem noch unangenehmer
auf. Das gesagte gilt nicht nur für Räumleisten mit einer vollständig planen
Vorderseite, wie bei dem in
1 gezeigten
Beispiel, sondern auch für
Räumleisten
mit einer gekrümmten
Kontur im Querschnitt, wie sie aus der
DE 81 29 044 bekannt sind. Solange die
Kontur in der dort offenbarten Weise gekrümmt ist, wird der Schneestrom
ebenfalls an den Befestigungsmitteln vorbeigeführt, weswegen es auch hier zu
Verwirbelungen kommt.
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In
der
DE 296 22 102
U1 wird das Ziel verfolgt, die Befestigungsmittel weitestgehend
auf der Rückseite
der Räumleiste
anzuordnen, um dem nach oben gerichteten Strom der Schneemassen
einen möglichst
geringen Widerstand entgegenzusetzen. Dies gelingt nicht vollständig, da
bei der dort vorgeschlagenen Lösung
Klemmschrauben erforderlich sind, deren Kopf weiterhin von den Schneemassen umströmt wird.
Im Übrigen
wird auch nicht darauf hingewiesen, dass Strömungswiderstände zu Sicht
behindernden Turbulenzen im und über
dem Räumschild
führen.
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Im
Hinblick auf den Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, die Räumleiste
für den
Räumschild
eines Schneepflugs so weiterzubilden, dass eine turbulente Strömung innerhalb
des Räumschilds
weitestgehend vermieden wird, um so Sicht behindernde Schneeverwehungen
im Bereich der Windschutzscheibe des Räumfahrzeugs ohne zusätzlichen
apparativen Aufwand zu vermeiden.
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Die
Lösung
dieses Problems fußt
auf der Erkenntnis, dass Turbulenzen durch Strömungswiderstände an hervorstehenden
Teilen der Befestigungsmittel im Übergangsbereich zwischen Räumleiste und
Räumschild
hervorgerufen werden. Konstruktiv wird vorgeschlagen, die Räumleiste
strömungsdynamisch
so zu gestalten, dass die aufschießende Schneeströmung möglichst
laminar an den hervorstehenden Teilen der Befestigungsmittel vorbei strömt.
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Dies
wird mit einer Räumleiste
der eingangs genannten Art erreicht, bei der die Tangente an der Kontur
im Scheitelpunkt parallel zur Ebene des Befestigungshalses ausgerichtet
ist und bei der die Tangente an der Kontur in einem Nachbarpunkt
des Scheitelpunkts, der unterhalb des Scheitelpunkts liegt, die
Ebene des Befestigungshalses durchstößt.
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Die
vorliegende Erfindung basiert auf der Grundidee, die Räumleiste
strömungsdynamisch
zu optimieren, damit Schneeverwirbelungen gar nicht erst entstehen.
Hierzu wird die gekrümmte
Kontur so modifiziert, dass deren Tangente im Scheitelpunkt parallel
zur Ebene des Befestigungshalses ausgerichtet ist. Weiter ist die
gekrümmte
Kontur so zu gestalten, dass sich in einem Nachbarpunkt des Scheitelpunkts,
der unterhalb desselben gelegen ist, eine zur Ebene des Befestigungshalses
nichtparallele Tangente an die Kontur anschmiegt. Die Tangente im Nachbarpunkt
weist an dem hervorstehenden Teil vorbei. Auf diese Weise erhält die Kontur
der Räumleiste
eine Art „Wellenprofil". Der an der Räumleiste entlang
strömende
Schnee löst
sich im Bereich des Nachbarpunkts ab, strömt weitestgehend laminar über die
hervorstehenden Teile des Befestigungsmittels hinweg und wird im
Räumschild
gesammelt. Eine Verwirbelung wird so weitestgehend ausgeschlossen.
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Das
erfindungsgemäße Wellenprofil
muss nicht über
die gesamte Länge
der Räumleiste
eingehalten werden. Es genügt
prinzipiell, es lediglich im Bereich der Befestigungsmittel vorzusehen.
Allerdings wird die Geometrie der Räumleiste dadurch komplexer,
die Kontur ändert
sich über
die Länge,
es entstehen unterschiedliche Querschnitte. Im Interesse der Herstellungskosten
empfiehlt es sich daher, die erfindungsgemäße Kontur über die gesamte Länge der
Räumleiste
beizubehalten.
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Das
verwirbelungsfreie Fließen
des Schnees im Räumschild
wirkt sich auch positiv auf die Räumung auf: Das Gleitverhalten
der Räumleiste
wird verbessert, der Schnee wird durch das Wellenprofil ein wenig
in Fahrtrichtung geworfen und dabei vom Fahrtwind aufgelockert und
fließt
deswegen im Räumschild
besser zur Seite ab. Die Räumwiderstand
wird hierdurch reduziert, der Leistungsbedarf des Räumfahrzeugs
sinkt.
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Besonders
wirkungsvoll ist dieser Effekt, wenn sich der Scheitelpunkt vor
der Ebene, oder noch besser vor den Teilen der Befestigungsmittel, die
sich aus der Ebene des Befestigungshalses hervorheben, befindet. „Vor" versteht sich hier
in Fahrtrichtung voran. Grundsätzlich
ist es möglich,
den Scheitelpunkt auch hinter der Ebene des Befestigungshalses anzuordnen.
In diesem Fall weist die Kontur im Scheitelpunkt eine konvexe Krümmung auf.
Dann muss der Schneestrom allerdings oberhalb des Scheitelpunkts
in Fahrtrichtung über
die Ebene des Befestigungshalses hinweg beschleunigt werden, was
einen relativ hohen Energieverlust bedeutet. Die Gestaltung der
Erfindung gemäß den Ansprüchen 2 und
3 sieht dagegen eine konkave Kontur im Bereich des Scheitelpunkts
vor, die strömungsdynamisch
deutlich günstiger
ist.
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Wie
eingangs erwähnt,
handelt es sich bei einer Räumleiste
um ein Verschleißteil,
dass an seinem straßenseitigen
Ende abnutzt. Bei im Stand der Technik bekannten Räumleisten – vgl.
1 und
DE 81 29 044 – ist im
gesamten Verschleißbereich
der Räumleiste
eine konstante Aufstandsfläche
vorgesehen. Mit der erfindungsgemäß gekrümmten Kontur geht über den
Verschleißbereich
eine veränderliche Stärke der
Räumleiste
in Fahrtrichtung einher, die zu einer ungleichmäßigen Abnutzung führt. Um
dies zu kompensieren wird vorgeschlagen, die Kontur unterhalb des
Scheitelpunkts linear zu gestalten. Zum Ausgleich eines gewellten
Konturverlaufs auf der Vorderseite ist es auch möglich, auf der Rückseite der
Kontur einen Sohlenpunkt vorzusehen, dessen Tangente parallel zur
Ebene des Befestigungshalses ausgerichtet ist.
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Die
strömungsdynamisch
optimierte Räumleiste
wird vorzugsweise aus Gummi hergestellt. Da die Gummioberfläche für die abrasive
Schneeströmung
zu weich ist, empfiehlt es sich, die Kontur der Räumleiste
zumindest abschnittsweise mit Stahl zu bewehren. Es handelt sich
dann um eine sogenannte Sandwich-Räumleiste
aus Gummi und Stahl.
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Zweckmäßigerweise
wird in den Gummi ein Hartstoffkörper
eingebettet. Dieser Hartstoffkörper verlangsamt
den Verschleiß der
Räumleiste
auf der Straße.
Der Hartstoffkörper
kann wahlweise als keramischer Formkörper oder als ein von einem
Stahlmantel umgebenen Hartmetallkern ausgeführt sein. Der keramische Formkörper hat
den Vorteil, dass er durch einen Sinterprozess gefertigt werden
kann, der einen großen
Gestaltungsspielraum hinsichtlich der Kontur des Formkörpers erlaubt.
Somit ist es möglich,
die Kontur des Formkörpers
parallel zu der Kontur der Räumleiste
verlaufen zu lassen, womit der Keramikanteil in der Verschleißfläche stets
konstant bleibt. Der Sinterprozess des Hartmetallkerns erlaubt dies
nicht, so dass hier mit einer linearen Kontur vorlieb genommen werden
muss. Eine strömungsdynamisch
nicht optimierte Räumleiste
mit Hartmetallkern beschreibt die Anmelderin in ihrer Offenlegungsschrift
DE 10 2004 029 165
A1 .
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Alternativ
zu Gummi- oder Sandwich-Ausführungen
ist die Erfindung auch als Vollstahl-Räumleiste ausführbar.
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Die
vorliegende Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Hierfür zeigen:
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1:
Herkömmliche
Räumleiste
im Querschnitt (Stand der Technik);
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2:
erfindungsgemäße Räumleiste
im Querschnitt;
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3:
Strömungsverhalten
der Räumleiste aus 2;
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4:
zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Räumleiste
im Querschnitt.
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Die
in 2 dargestellte erfindungsgemäße Räumleiste 3 wird anstelle
einer herkömmlichen Räumleiste
am straßenseitigen
Ende eines Räumschilds 1 mit
Hilfe von bestehenden Befestigungsmitteln 5 am Befestigungshals 4 fixiert.
Von vorne gesehen erstreckt sich der plane Befestigungshals 4 innerhalb
einer gedachten Ebene 9. Prinzipbedingt ragen Teile 7 der
Befestigungsmittel 5 in Fahrtrichtung F aus der Ebene 9 hervor,
um den Befestigungshals 4 greifen und fixieren zu können. In 2 ist
das Befestigungsmittel als einfache Verschraubung ausgeführt. Bei
dem Teil 7, der sich aus der Ebene 9 heraus erhebt,
handelt es sich um den Schraubenkopf 7. Gleichwohl könnten Teile
einer Klemmpratze oder einer Spezialbefestigung hervorstehen.
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Der
in 2 dargestellte Querschnitt der Räumleiste 3 wird
von einer Kontur 10 umgrenzt. Die Kontur 10 ist
beinahe über
ihren gesamten Umfang gekrümmt,
lediglich im Bereich der Ebene 9 des Befestigungshalses 4 und
an ihrem straßenseitigen Ende
weist die Kontur 10 lineare Abschnitte 11a, 11b auf,
die später
noch näher
erläutert
werden. Die Krümmung
der Kontur 10 kann mathematisch mit Hilfe von Tangenten
beschrieben werden, die sich jeweils in einem Punkt an die Kontur 10 anschmiegen.
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Unterhalb
des Befestigungshalses weist die Kontur 10 einen Scheitelpunkt 12 auf;
die zugehörige Tangente 13 erstreckt
sich hier parallel zur Ebene 9 des Befestigungshalses 4.
Unmittelbar unterhalb des Scheitelpunkts 12 liegt ein Nachbarpunkt 14,
dessen Tangente 15 die Ebene 9 in einem Durchstoßpunkt 16 unterhalb
des Scheitelpunkts 12 durchstößt. Der Nachbarpunkt 14 liegt
in einem infinitesimalen Abstand unterhalb des Scheitelpunkts 12.
Da dies zeichnerisch kaum darstellbar ist und der Durchstoßpunkt 16 sehr
weit außerhalb
der Zeichenfläche
liegen würde,
ist der Nachbarpunkt 14 ein Stück weiter nach unten verschoben
dargestellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kontur 10 im
Scheitelpunkt konkav gekrümmt.
Bei einer konvexen Krümmung
im Sinne der Erfindung würde
der Durchstoßpunkt 16 oberhalb
des Scheitelpunkts 12 liegen.
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Entsprechend
der konkaven Krümmung
liegt der Scheitelpunkt 12 beim Ausführungsbeispiel der 1 in
Fahrtrichtung gesehen vor der gedachten Ebene 9. Sein lotrechter
Abstand zur Ebene 9 ist so groß gewählt, dass er die aus der Ebene 9 hervortretende
Teile 7 überragt.
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In
ihrem straßennahen
Bereich weist die Räumleiste 3 zwei
lineare Abschnitte 11a, 11b auf, ein erster 11a etwa
quer zur Fahrtrichtung F, ein zweiter 11b parallel zur
Asphaltoberfläche
der Straße 2. Der
erste lineare Bereich 11a erstreckt sich über den bevorzugten
Verschleißbereich
h der Räumleiste.
Er dient dazu, den Schnee von der Straße abzukratzen und in Richtung
der Krümmung
im Bereich des Scheitelpunkts 12 zu fördern. Der zweite lineare Bereich 11b dient
als Aufstandfläche
der Räumleiste 2 und
wird ständig
abgeschliffen.
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Auf
der Rückseite
der Räumleiste 3 durchläuft ihre
Kontur 10 einen Sohlenpunkt 17, dessen Tangente 171 ebenfalls
parallel zur Ebene 9 des Halsbereiches 4 verläuft. Vom
zweiten linearen Abschnitt 11b zum Sohlenpunkt 17 beschreibt
die Kontur 10 eine Krümmung,
die über
den bevorzugten Verschleißbereich
h eine in etwa gleich bleibende axiale Stärke der Räumleiste 3 sicherstellt,
damit eine möglichst
gleichmäßige Abnutzung
gewährleistet
ist. Es ist auch möglich,
die Räumleiste 3 über den bevorzugten
Verschleißbereich
h hinaus zu fahren, im Extremfall bis zum straßenseitigen Ansatz des Befestigungshals 4.
Allerdings geht der erfindungsgemäße Effekt verloren, sobald
die Räumleiste 3 über den
Scheitelpunkt 12 hinaus abgenutzt ist.
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Die
Räumleiste 3 besteht
in ihrem Inneren aus Gummi, der an der Kontur mit aufvulkanisiertem Stahl
bewehrt ist (nicht gezeichnet). Im Verschleißbereich h ist ein Hartstoffkörper 18 eingebettet,
dessen Kontur im Wesentlichen parallel zur Kontur 10 der Räumleiste 3 in
diesem Bereich verläuft.
Der Grünling
eines keramischen Hartstoffkörpers
kann entsprechend geformt und dann gesintert werden. Der Hartstoffkörper 18 kann
sich über
die gesamte Länge der
Räumleiste 3 erstrecken
oder es können
eine Mehrzahl von säulenartigen
Hartstoffkörpern
nebeneinander in die Räumleiste 3 eingebettet
sein.
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Das
Strömungsverhalten
der erfindungsgemäßen Räumleiste
aus 2 ist in 3 dargestellt. Der
auf der Straße 2 liegende
Schnee 6 wird von dem ersten linearen Abschnitt 11a gelöst und in
Richtung des Scheitelpunkts 12 beschleunigt. Da die Kontur der
Räumleiste
hinter dem Scheitelpunkt 12 sich in Richtung des Befestigungshalses 4 absenkt,
behält der
Schneestrom 19 hier seine Strömungsrichtung parallel zur
Ebene 9 bei und strömt
an den hervorstehenden Teilen 7 der Befestigung 5 vorbei,
ohne dort verwirbelt zu werden. Im Räumschild 1 wird er
entsprechend zur Seite gelenkt. Vom linearen Abschnitt 11a bis
zum Befestigungshals 4 formt der gewellte Abschnitt der
Kontur einen strömungsgünstigen
Buckel im Bereich des Scheitelpunkts 12, in dessen „Schneeschatten" die hervorstehenden
Teile 7 des Befestigungsmittels 5 liegen. Ein
Verwirbeln oder Abspritzen des Schnees wird somit wirksam vermieden.
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4 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Räumleiste.
Diese ist weitestgehend symmetrisch aufgebaut und weist im bevorzugten
Verschleißbereich
h einen besonders langen linearen Abschnitt 11a auf, in
dem sich ein Hartstoffkörper 18 aus
einem von einem Stahlmantel 20 umgebenden Hartmetallkern 21 befindet.
Da die Kontur des Hartmetallkerns keine beliebige Freiformfläche annehmen
kann, ist seine Kontur im Wesentlichen linear und erstreckt sich
parallel zum linearen Abschnitt 11a im bevorzugten Verschleißbereich
h.