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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Schneepflug, umfassend einen
Räumschild, mindestens eine an dem Räumschild
befestigte, aus einem elastomeren Werkstoff bestehende, biegeelastische Dämpfungsschiene,
sowie mindestens eine, an der Dämpfungsschiene befestigte,
im Räumbetrieb über die Straße schürfende
Räumleiste, wobei die Dämpfungsschiene durch Kollisionen
der Räumleiste mit Hindernissen hervorgerufene Stöße
mittels elastischer Biegeverformung dämpft und so das Einleiten der
Stöße in den Räumschild mildert.
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Der
Räumschild eines Schneepflugs ist starr und über
eine vergleichsweise träge elastische Aufhängung
an dem Räumfahrzeug befestigt. Der Räumschild
schürft Schnee und Eis nicht unmittelbar selbst vom Asphalt,
sondern ist dafür an seiner Unterseite mit einer als Verschleißteil
ausgelegten Räumleiste versehen. Im Räumbetrieb
drückt der Räumschild die Räumleiste
auf die Straße, von der die Räumleiste den Schnee
abschürft und in den Räumschild fördert.
Die Räumleisten können ebenso wie der Räumschild
aus starrem Stahl bestehen oder teilweise elastomere Werkstoffe
enthalten. Sogenannte Sandwich-Räumleisten sind im Vergleich
zum Räumschild elastisch. Beim Auftreffen der Räumleiste
auf ein Hindernis in der Straße – wie beispielsweise
eine hervorstehende Schachtabdeckung oder die Dehnfuge einer Brücke – erfährt
die Räumleiste einen Stoß, der in den Räumschild
weitergeleitet wird. Die elastische Aufhängung des Räumschilds
am Fahrzeug ist aufgrund ihrer Trägheit nicht in der Lage,
den Stoß vollständig abzumildern.
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Um
die Stoßbelastung auf den Räumschild gering zu
halten, ist es bekannt, die Räumleiste nicht direkt am
Räumschild zu befestigen, sondern beide Bauteile über
eine Dämpfungsschiene miteinander zu verbinden. Die Dämpfungsschiene
knickt bei Kollision der Räumleiste mit einem Hindernis
nach hinten weg und konsumiert durch Biegearbeit Stoßenergie.
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In
der Regel wird Polyurethan als elastomerer Werkstoff für
die Dämpfungsschiene vorgesehen. Nachteil des Polyurethans
ist seine temperaturabhängige Elastizität. Im
rauen Winterbetrieb altert eine solche Dämpfungsschiene
durch die Biegebelastung bei tiefen Temperaturen rasch, so dass
der Elastomer brüchig wird und ausgetauscht werden muss.
Die Dämpfungsschiene degeneriert somit zu einem Verschleißteil.
Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass die Dämpfungsschiene
durch eine übermäßige Belastung überdehnt
wird und abreißt. Dies ist im Sinne der Verkehrssicherheit
unbedingt zu vermeiden!
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Um
die Überdehnung der Dämpfungsschiene zu verhindern
ist es bekannt, am Räumschild starre Anschläge
vorzusehen, welche den Biegeweg der Dämpfungsschiene begrenzen
und daher eine überelastische Verformung vermeiden. Bei
Erreichen des Anschlags geht die elastische Wirkung der Dämpfungsschiene
jedoch verloren, so dass der Stoß in den Räumschild
eingeleitet wird.
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Die
DE 296 16 469 schlägt
vor, in die Dämpfungsschiene Pufferelemente und eine Armierung einzubetten,
welche die Druck- und Zugfestigkeit der Dämpfungsschiene
erhöht und ein Abreißen der Schiene vermeiden
soll. Die Pufferelemente dienen zusätzlich zur Energievernichtung
und daher der Dämpfung. Bei der Armierung handelt es sich
vorzugsweise um Autoreifen-Cordgewebe. Puffer und Armierung werden
in den Elastomer eingebettet.
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Das
Cordgewebe und die eingelagerten Puffer werden ausschließlich
auf Zug, bzw. auf Druck beansprucht. Dies steht im Gegensatz zur
makroskopischen Biegebelastung der Dämpfungsschiene. Die Energieaufnahmefähigkeit
des Cords ist gering und kaum berechenbar. Diese Umstände
erschweren es, die Elastizität und Dämpfung der
Dämpfungsschiene feinschrittig einzustellen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Dämpfungsschiene
eines Schneepflugs der eingangs genannten Art so weiter zu bilden,
dass ihre Feder-/Dämpfungseigenschaften genauer eingestellt
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch Einbetten eines bei Kollision biegebelasteten,
stählernen Federelement in den elastomeren Werkstoff der
Dämpfungsschiene erreicht.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung liegt darin, ein Federelement in dem
Werkstoff vorzusehen, dass ebenso wie die gesamte Dämpfungsschiene
auf Biegung beansprucht wird. Dieses Federelement sollte aus (Feder-)Stahl
bestehen, der hoch belastbar und elastisch ist. Das Federelement
ist somit in der Lage, die Biegebelastungen der Dämpfungsschiene
aufzunehmen. Durch die stark unterschiedliche Elastizität von
elastomeren Werkstoffen und Federstahl ist es möglich,
die Gesamtelastizität der Dämpfungsschiene sehr
genau einzustellen. Dies geschieht insbesondere durch Variation
der Anzahl der eingebetteten Federelemente.
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Die
eingebetteten, insbesondere einvulkanisierten Federelemente verhindern
zudem wirkungsvoll das Abreißen einer überlasteten
Dämpfungsschiene. Da der Federstahl nicht altert und seine
Federsteifigkeit weniger stark von der Temperatur abhängt
als die des Elastomeren, ist bei der erfindungsgemäßen
Kombination ein dauerfester Betrieb zu erwarten. Bei der erfindungsgemäßen
Dämpfungsschiene handelt es sich somit nicht mehr um ein
Verschleißteil wie die Räumleiste.
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Anders
als die in der
DE 296 028 75 beschriebenen
Puffer handelt es sich bei dem Federelement um einen Energiespeicher,
nicht um einen Dämpfer. Die Dämpfung wird allein
durch den Elastomeren erreicht.
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Vorzugsweise
wird die Längsachse des Federelements so ausgerichtet,
dass sie mit der Straße annähernd denselben Winkel
einnimmt wie die Vorderseite der Räumleiste. Die Längsachse
des Federelements ist dann gegenüber einer Normalen zur Straße
um den Anstellwinkel geneigt. Bei dem Anstellwinkel handelt es sich
um den Winkel zwischen der Normalen zur Straße und der Vorderseite
der Räumleiste, gemessen in der in Fahrtrichtung orientierten
Ebene. Diese Konstellation führt dazu, dass Räumleiste
und Federelement stets um den selben Winkel gebogen werden. Dies
führt zu einer besonders vorteilhaften Biegebelastung der
Federelemente.
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Die
Dämpfungsschiene erstreckt sich vorzugsweise entlang der
straßenseitigen Kante des Räumfeldes. Folglich
sind die Federelemente quer zur Längsachse der Dämpfungsschiene
angeordnet. Auf diese Weise wird eine besonders harmonische Biegebelastung
von Räumleiste und Federelementen erreicht.
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Das
Federelement wird vorzugsweise als Schraubenfeder ausgeführt.
Die Federsteifigkeit einer Schraubenfeder in Biegerichtung lässt
sich sehr genau einstellen. Darüber hinaus vermag neben
den Biegebelastungen auch Druck- und Zugkräfte aufzunehmen,
so dass die Dämpfungsschiene auch gegenüber Stößen
verstärkt ist, die nicht in Fahrtrichtung erfolgen.
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Vorzugsweise
werde mehrere parallel geschaltete Federelemente nebeneinander in
die Dämpfungsschiene eingebettet. Die Einzelbelastung der
Federelemente sinkt dadurch, so dass diese leichter dimensioniert
werden können. Darüber hinaus lässt sich über
die Variation der Anzahl der Federelemente die Federsteifigkeit
der Dämpfungsschiene über eine große
Bandbreite genau einstellen.
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Als
Werkstoff für die Dämpfungsschiene wird vorzugsweise
Gummi oder Polyurethan gewählt. Die Federsteifigkeiten
dieser Werkstoffe unterscheidet sich deutlich von denen des Federstahls,
sodass die Feder/Dämpfungseigenschaften der Dämpfungsschiene
sehr genau einstellbar sind. Darüber hinaus kann Federstahl
mit Gummi, bzw. Polyurethan sehr gut verbunden werden, sodass eine
gute Kraftübertragung innerhalb der Dämpfungsschiene
gewährleistet ist.
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Die
vorliegende Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden. Hierfür zeigen:
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1:
Räumschild im Querschnitt;
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2:
Längsschnitt durch Dämpfungsschiene des Räumschilds,
von hinten gesehen.
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Von
dem erfindungsgemäßen Schneepflug ist in den Zeichnungen
nur das straßenseitige Ende dargestellt. Der Schneepflug
umfasst einen Räumschild 1, in dessen straßenseitigen
(unteren) Bereich eine Dämpfungsschiene 2 befestigt
ist. Die Befestigung erfolgt in dem Ausführungsbeispiel über eine
Räumschild 1 und Dämpfungsschiene 2 durchdringende
Bolzenverbindung. Über eine weitere Bolzenverbindung 3 ist
die Dämpfungsschiene 2 mit einer Räumleiste 4 verbunden.
Alternativ zu der einfachen Bolzenverbindung 3 können
Dämpfungsschiene 2 und Räumleiste 4 mittels
einer Schnellwechselvorrichtung oder Klemmpratzen gefügt
werden. Die Räumleite 4 schürft im Räumbetrieb über
die Straße 5, löst den Schnee ab und
fördert ihn in den Räumschild 1.
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Die
Dämpfungsschiene 2 ist in Fahrtrichtung F gesehen
hinter Räumschild 1 und Räumleiste 4 angeordnet,
um nicht dem abrasiven Schneefluss ausgesetzt zu sein. Wichtig ist,
dass keine direkte Verbindung zwischen Räumschild 1 und
Räumleiste 4 besteht, sondern die Kraftübertragung
zwischen diesen Bauteilen ausschließlich über
die Dämpfungsschiene 2 erfolgt. Folglich ist bei
dem Ausführungsbeispiel in 1 ein Spalt
zwischen Räumleite 4 und Räumschild 1 zu
erkennen.
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Die
Dämpfungsschiene 2 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
als lang gestrecktes, quaderförmiges Bauteil ausgeführt,
welches sich längs der Unterkante des Räumschilds 1 erstreckt.
Es besteht aus einem elastomeren Werkstoff wie beispielsweise Gummi
oder Polyurethan. In diesen Werkstoff eingelagert sind eine Mehrzahl
von stählernen Federelemente 6, die hier als Schraubenfedern
ausgeführt sind. Die einzelnen Federelemente 6 sind
nebeneinander in dem elastomeren Werkstoff angeordnet und auf diese
Weise parallel geschaltet. Ihre Längsachse 7 schließt
mit der Straße denselben Winkel ein, wie die Vorderseite
der Räumleiste 4. Sie ist mithin bei der hier
idealisiert horizontal verlaufenden Straße 5 gegenüber
der Vertikalen um den so genannten Anstellwinkel α geneigt.
Bei dem Anstellwinkel α handelt es sich um den Winkel zwischen
der Vorderseite der Räumleiste 4 und der Normalen
N der Straße 5, gemessen in der Ebene der Fahrtrichtung
F. Aufgrund dieser geometrischen Konstellation werden die Federelemente 6 quer
zu ihrer Längsachse 7 auf Biegung beansprucht.
Diese Beanspruchung entspricht der Biegerichtung, der auch der elastomere
Werkstoff der Dämpfungsschiene 2 unterworfen wird.
Aufgrund dieser Konstellation wird eine Dauerfestigkeit der Dämpfungsschiene 2 erreicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 29602875
U1 [0002]
- - DE 29616469 U1 [0002]
- - DE 4202443 C2 [0002]
- - DE 29616469 [0007]
- - DE 29602875 [0013]