DE102007042495A1

DE102007042495A1 - Antischlupfsystem an Kraftfahrzeugen bei Eis- und Schneeglätte

Info

Publication number: DE102007042495A1
Application number: DE102007042495A
Authority: DE
Inventors: Bruno Osthoff
Original assignee: Osthoff Bruno Betriebsw-Grad
Current assignee: Osthoff Bruno Betriebsw-Grad
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2008-03-27
Also published as: DE202006013536U1

Abstract

Technische Probleme Gegen eine plötzlich eintretende Eisglätte (Eisregen) gibt es bisher keine wirksame und sofortige Straßenschutzmaßnahme; es fordert erhebliche Verkehrsunfälle mit Verletzten. Zielsetzung Aufgabe dieser Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu entwickeln, welches das Problem weitestgehend lösen könnte. Lösung Es wurde eine Vorrichtung entwickelt, die mit Hilfe elektronischer Steuerung Quarzitsand dosiert vor die Räder auf die Fahrbahn bringt, um somit das Fahrzeug gefahrlos abbremsen zu können. Den Bremsvorgang löst der Fahrer durch eine mechanische Betätigung im Führerhaus aus. Hierzu bedient er einen Zugknopf am Armaturenbrett. Anwendungsgebiet Das Anwendungsgebiet umfasst Autobahnen sowie sämtliche Fahrstraßen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
Das System schließt das Risiko, bei Glatteis und Schneeglätte mit dem Fahrzeug ins schleudern zu kommen, weitestgehend aus.
Das System führt beim bremsen auf eisglatter Fahrbahn das Fahrzeug ohne Rutschgefahr und ohne längerem Anhalteweg zum Stillstand.
Die Bestimmungen gemäß §§ 41,42,53,29 StVZO werden durch den Einbau der Systemteile nicht berührt. Es entstehen diesbezüglich keine den Sicherheitsbestimmungen beeinträchtigende Veränderungen.
Das Sicherheitssystem dient zum Abbremsen von Kraftfahrzeugen auf eisglatten Fahrbahnen wie auch bei Schneeglätte und auch begrenzt bei Aquaplaning durch eine Quarzitsand-Streuvorrichtung mit wenigstens ein vor einem Fahrzeugrad montierbaren Behälter mit einer oben angeordneten Förderleitung, einem oben angeordneten Saugrohr und einer oben angeordneten Nachfüllleitung.
Gegen eine plötzlich eintretende Eisglätte (Eisregen) gibt es bisher keine Straßenschutzmaßnahme.
Seit einigen Jahren wird gegen Winterglätte auf Fernstraßen und Autobahnen nur noch Tausalze gestreut; Salz und das Tauwasser vergrößern aber die Glätte solange, bis das Reifenprofil die Eisspur zermürben und die Fahrbahn greifen kann.
Außerdem kann Regen die Autauwirkung des Salzes aufheben und anschließend gefrieren.
Auch nach Neuschnee muß wieder Salz gestreut werden.
Die Straßenverwaltungen sind derzeit noch nicht in der Lage, jederzeit und an jedem Ort für griffige Straßenverhältnisse zu sorgen.
Gegen Glatteis sind Straßenmaßnahmen kaum rechtzeitig zu treffen, da es meist begrenzt und so plötzlich auftritt, daß es die Fahrer überrascht.
Aufgabe dieser Erfindung ist es daher, Einrichtungen an Kraftfahrzeugen, die die Wirkung der Straßenmaßnahmen gegen Straßenglätte insofern ergänzen, als sie übermäßigen Gleit- und Schleuderschlupf des Fahrzeugs selbsttätig rasch beseitigt. Dabei soll die Möglichkeit bestehen, dem Fahrer den Schlupf rechtzeitig anzuzeigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.
Weiterentwicklung nach der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen von Unteransprüchen für sich oder in Rückbeziehung auf den Hauptanspruch.
Einrichtungen an Straßenfahrzeugen, die mittels Druckluft heißen Sand auf ihre Fahrspur blasen, sind nicht bekannt geworden und auch nicht im Einsatz. Die an Schwerlaster und Kraftomnibussen für große Steigungen angebrachte Sandstreuanlagen können bisher nur begrenzt verwendet werden; bei ihnen fällt kalter, nicht getrockneter Split oder grabkörniger Sand durch seine Schwerkraft aus einem Vorratsbehälter durch eine mit Druckluft betätigte Schieberöffnung in einer Streubreite etwa der Reifenbreite vor den Rädern auf die Fahrbahn.
Weil er sich auf vereister Spur und auf Glatteis nicht eindrücken läßt und festsetzen kann, behebt er den Schlupf nicht.
Wegen großer Streuverluste und geringer Regulierbarkeit reicht der Streuvorrat kaum. Es besteht auch die Gefahr, daß der Sand wegen Feuchtigkeit im Behälter anfriert und nicht zuverlässig sanden kann.
Erfahrungsgemäß ist ein auf eisglatter Fahrbahn gleitendes Rad kaum zum Halten oder wieder zum Rollen zu bringen, weil die dazu notwendige Vergrößerung des Reib- und Formschlusses mit der Spur auch mit auftauenden oder abstumpfenden Streumitteln nicht schnell genug zu erreichen ist.
Längere Bremswege aber sind unkalkulierbar und oft gefährlich. Durch Salz wird der Bremsweg infolge des schmierenden Tauwassers solange noch vermindert, bis die Eisspur aufbricht. Für den Gleitfall dauert dies meist zu lange.
Diese Feststellung trug dazu bei, das "nur Sanden" aufzugeben. Dagegen wurden nach dem Sanden auf festgefahrener Schneespur viel größere Beiwerte festgestellt, wenn der Sand sich beim Überrollen noch eindrücken ließ und festsetzen konnte.
Eine Dauerwirkung ist mit heißem Sand zu erzielen, der sich auf vereister Spur einschmelzt und fixiert, wobei ihn das Rad andrückt, so daß er bald festfriert. So ergibt sich auch für die nachfolgenden Fahrzeuge eine noch lange griffige Spur.
Hier hebe ich hervor: Gerade für junge und unerfahrene Berufskraftfahrer müssen Hilfsmittel an die Hand gegeben werden.
Das Streumittel Quarzitsand beseitigt mit vorgegebenen Beiwerten Schnee- und Eisglätte sofort, da sie die Reifen in die festgefahrene Spur ein- und festdrücken.
Bei Eisglätte, insbesondere Blitzeis, erreichen diese Mittel ihre Wirkung dadurch, daß das Quarzit in seine Eigenschaften bodenhaftend wirkt und in Verbindung mit einer hohen Temperatur aus der Abgasströmung das Quarzit erhitzt und sich so auf vereister Fahrspur einschmelzt und fixiert.
Heißer Quarzitsand ließe sich zwar auch mit üblichen, auch einfachen Geräten ausstreuen, nicht jedoch zugleich an die Fahrbahn andrücken und meist nicht rechtzeitig genug.
Dosiert ausreichend und rechtzeitig für jedes Fahrzeug erreicht nur eine nach dem jeweiligen Bedarf kristallischer Einrichtung nach der Erfindung an den Fahrzeugen selbst; hier schlupfabhängig und selbsttätig.
Die Wärmemenge der Abgasströmung, die normalerweise mit über die Hälfte ungenutzt ins Freie strömt, wird diese erfindungsgemäß in der Druckkammer (Stauraum) aufgestaut und über Wärmetauscher zusätzlich erhitzt.
Die Abgase werden in einem Druckbehälter mittels einer Wärmepumpe zusätzlich erhitzt. Die Heißluft durchströmt dann den Quarzitsand und erhitzt ihn.
Das Abgas kann erfindungsgemäß auch ein Röhrensystem im Sandbehälter durchströmen das die den Sand durchströmende Luft erhitzt, so daß sie als Wärmetauscher wirkt und so den Sand erhitzt. Die Temperaturen von Luft und Sand werden durch die Druckluftmengen des Verdichters geregelt.
Die Heißluft wird erfindungsgemäß durch einen Schlauch oder andere Leitung am Saugrohr/Förderrohr von oben tangential an das Profil geblasen, um es griffig und ggfs. eisfrei zu machen. Sie wird vom Schlupfvorsignal eingeschaltet oder schon vorher vom Fahrer.
Mit der Heißluft wird gleichzeitig heißer Sand über das Profil auf die Fahrbahn vor die Räder gestreut. Hierzu eignet sich mittelkörniger Quarzit der Kornklasse 2/3 mm besonders gut, da er gleichmäßig dicht gestreut und heiß eingeschmolzen, eine der Fahrbahndecke ähnliche Struktur der Fahrspur ergibt.
Bei gleichem Sandgewicht kann er wesentlich dichter gestreut werden als grobkörniger Split, der den Formschluß des Profils behindert und der Fahrspur schadet.
Der Quarzitsand in dieser Form eignet sich auch bei Nässe und bei Wasserglätte um die unter dem Raddruck nur dünne Gleitschicht zu überbrücken.
Erfindungsgemäß sind die Luft- und Sandmengen regelbar. Eine Einrichtung mit einer pneumatischen Sandförderung wurde daher erfindungsgemäß mit einem regelbaren Verdichter und weiteren steuerbaren Zuströmungen zu den Behältern und den Ausströmern geschaffen.
Die Regulierung der Einrichtungen, von der Abgasströmung bis zu den Ausströmern, erfolgt durch den Fahrer und wird auch vom Fahrer beeinflußt.
Durch einfache Änderungen ihrer Zuordnung, wie Förderhöhe und Füllmenge läßt sich erfindungsgemäß das Förderprogramm weitgehend variieren.
Die Einrichtung wird in allen Variationen durch den Fahrer zunächst selbst beeinflußt, wie die Dosierung der Fördermenge, gleichwohl durch die Regulierung des Bremsdruckes.
Der Bremsweg und der Bremsdruck regelt den Verbrauch des Antirutschmittels (Quarzitsand). Ausschlaggebend jedoch ist der Straßenzustand.
Erfindungsgemäß kann der Fahrer bei Eis- und Schneeglätte zu jedem Zeitpunkt auch eine Vollbremsung ohne Risiko durchführen, ohne zu Schleudern und ohne längerem Anhalteweg.
Die Strömungsenergie der Abgase vom Motor erfolgt über Förderleitungen zu den Streusandbehältern. Die von der Heißluft in die Förderleitung dosierten Quarzitsandmengen werden so an das Reifenprofil geblasen, daß es sie in Profilbreite auf die vereiste Spur mitnimmt.
Dort schmelzen die Quarzitkörner die Eisschicht an, wobei sie vom Profil angedrückt werden, so daß sie in der vereisten Spur fixiert sind und festfrieren.
Die Maßnahmen gegen Rutschgefahr werden vorteilhafterweise von Signalen des Gleitschutzreglers ausgelöst.
Hierbei existiert ein Vor- und ein Hauptsignal. Bei geringem Schlupf wird zunächst die Heißluft und bei anhaltendem Schlupf die Heißluft mit Quarzitsand ausgelöst.
Die an Schienenfahrzeugen schon lange bekannten Gleitschutzregler lösen an Radsätzen, die die an ihrem Regler eingestellte Gleitschlupfgrenze überschreiten, die Bremse, damit sie wieder rollen.
Da ähnliche Regler nun auch an Straßenfahrzeugen verwendet werden, deren Räder trotz des Lösens der Bremse auf vereister Spur oft nicht zum rollen zu bringen sind, wird vorgeschlagen, zugleich mit dem Lösen das Quarzitsanden einzuschalten und ferner vor dieser für großen Gleitschutz eingestellten Grenze einen niedrigeren Grenzwert für beginnenden Gleit- und Schleuderschlupf einzustellen.
Beginnender Schlupf läßt sich nämlich schon durch eine geringe Verbesserung des Reib- und Formschlusses schnell beenden.
Von diesem Vorsignal wird die Heißluft und bei weiterem Schlupf nur wenig Zeit verzögert das Sanden eingeschaltet, das sich dann fortsetzt, wenn der Schlupf die eingestellte obere Grenze überschreitet, mit der die Bremse gelöst wird und das Rad auf der Sandspur nun sicher und schnell wieder rollt, auch wenn die Bremskraft nur vermindert wird.
Dadurch werden bei Gleitschlupf die kürzest möglichen Gleit- und Bremswege erzielt und stärkerer Schleuderschlupf vermieden.
Da der Regler Schlupf früher und zuverlässiger feststellt als der Fahrer, wird vorgeschlagen, daß das Vorsignal für ihn z.B. Blinklicht/Akustik und das Sanden einschaltet, so daß er noch selbst eingreifen und auch seine Fahrweise anpassen kann.
Die von Schlupfsignalen gesteuerte, selbsttätige Einrichtung gegen Schlupf und die Information des Fahrers tragen wesentlich zu seiner Fahrsicherheit und zur Unfallverhütung bei.
Hierbei wird nur wenig Luft und Quarzitsand verbraucht, weil sie schlupfabhängig gesteuert werden, also nur bei Glätte, die durch Straßenmaßnahmen nicht oder noch nicht beseitigt ist, die trotz des Quarzitsandes der vorausgefahrenen Fahrzeuge verbleibt, ferner weil beginnender Schlupf durch Heißluft und kurzes Sanden schnell beendet wird, ferner weil die Gleit- und Bremswege nur noch kurz sind, schließlich weil nur wenig Sand ungenutzt bleibt, da er an das Profil geblasen und von ihm bis zur Spur mitgenommen und dadurch auf Profilbreite begrenzt wird.
Ohne jede Einschränkung wird die Erfindung nachstehend an Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert, da die Zeichnungen nur schematisch dargestellt sind.
Hierin zeigt:
1 Einen Überblich durch eine erfindungsgemäße Einrichtung nach Anspruch 1 sowie die Zusammensetzung der Systemteile des Streusandbehälters und die Funktionen;
2 zeigt die Funktion des Reservebehälters;
3 zeigt im Detail die Funktion einer Quarzitsand-Streuvorrichtung sowie eine elektronische Steuerung des Nachfüllens der Streusandbehälter;
3a zeigt den Querschnitt des Streusandbehälters;
4 zeigt die Mechanik, ausgehend vom Fahrerhaus und die Einflußnahme des Fahrers auf die Dosierung der Streumenge, die Schubvorrichtung und die Vorrichtung zur Bremswelle;
5 zeigt die Funktion der Streusandvorrichtung zum Heckantrieb.
Umschreibung
Das System kann sowohl im Zweikreis-System (nur auf Antriebsräder) als auch im Vierkreis-System (auf sämtliche Räder) angewendet werden.
Nur bei Lkw/Bus
Das System arbeitet mit einer Abgasturboaufladung (Stauaufladung); hierbei wird die Strömungsenergie der Abgase genutzt. Die Abgase geben, bevor sie ins Freie strömen, ihre Energie an eine Turbine ab.
Nur bei Lkw/Bus
Die Turbine treibt einen Verdichter an, der mit derselben Welle verbunden ist. Der Verdichter saugt zusätzliche Frischluft an und leitet diese mit Hochdruck und erhitzt in einen Staubehälter. Die Abgase werden zunächst vor der Abgasturbine in einen Staubehälter aufgestaut. Durch die Stauaufladung werden die Abgase mit nahezu konstantem Druck zur Turbine geleitet.
Die Abgasströmung wird vor dem Nachschalldämpfer bzw. hinter dem Katalysator über einen parallel liegenden Seitenkanal umgeleitet. Hierzu wird eine Drossel-/Schließklappe angebracht, die mit einem Seilzug verbunden ist, ins Wageninnere führt und am Armaturenbrett befestigt wird (Zugknopf mit Raster und Spannfeder).
Die Spannfeder wird beim Schließen der Drosselklappe angezogen. Wird der Seilzug am Armaturenbrett entrastet, lockert sich die Spannfeder und öffnet gleichzeitig die Drosselklappe und die Abgase gehen über das Endrohr ins Freie.
Turbine
Bei der Turbine handelt es sich um eine Sonderanfertigung, gemessen an dem Arbeitsvermögen bei Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Omnibussen und Schwerlastfahrzeugen; bei Pkw ist der Einbau einer Turbine nicht erforderlich.
Das Laufrad der Turbine wird zentripetal, von außen nach innen, geführt um einen höheren Druck für die Arbeitsübertragung zu erreichen.
Durch die Stauaufladung werden die Abgase mit nahezu konstantem Druck zur Turbine geleitet. Mit steigendem Druck erhöht sich die Temperatur und wird bei überhöhtem Druck durch ein Abblaseventil gemäß der ISO-Regel und dem Arbeitsvermögen (Nutzungsenergie der Abgase) konstant gehalten.
Stauraum (Druckkammer)
Die Strömungsenergie der Abgase steht dem Arbeitsvermögen unbegrenzt zur Verfügung.
Weil diese gasförmige Energie dem Verbrennungsprozeß im Motor entnommen wird, gilt für den Prozeß des Arbeitsvorgangs einen weiteren Teil an Schadstoffen zu eliminieren. Deshalb wird eine Abscheidung, z.B. Rußpartikel, vor dem Eintritt in den Druckbehälter vorgenommen.
Bei der Pneumatikvorrichtung handelt es sich um ein Druckluftaufbereitungsgerät, das am Seitenkanal (Umleitungskanal) eingebaut ist. Hierbei handelt es sich um einen Druckluftfilter, ein schlagfestes Schauglas; hier werden die festen und flüssigen Schadstoffe abgeschieden.
Des weiteren befindet sich vor Eintritt in den Druckbehälter ein Druckventil zur Einstellung des erforderlichen Arbeitsdrucks. Der Druck wird mittels eines Druckmanometers angezeigt und geregelt.
Bedingt der Werkstoffbeanspruchung mit innerem Hochdruck/Überdruck ist die Materialbeschaffung des Druckbehälters von wesentlicher Bedeutung. Der Druckbehälter besteht daher aus besonderem Material.
Drossel-/Schließklappe
Die Drosselklappe ist eine Sonderanfertigung und Teil des Patentsystems.
Die Drosselklappe wird hinter dem Katalysator an die Abgasanlage mit einem Seilzug und einem Zugknopf im Wageninnere am Armaturenbrett angebracht. Am Zuknopf befindet sich ein Raster mit einer Spannfeder, um den Zugknopf während der Betriebszeit einrasten zu können. Es ist vorgesehen, die Systemteile elektronisch steuern zu können.
An der Achse der Drosselklappe befindet sich eine Spannfeder und ein Haken zum Einhängen des Seilzuges.
Die Achse der Drosselklappe ist schrägverzahnt geteilt und regelt das Öffnen bzw. Schließen des Hauptkanals der Abgasanlage.
Die Querverbindung zum Bremspedal gilt als Regulator, der beim betätigen des Bremspedals das Öffnen und Schließen der beiden Drosselklappen (im Haupt- und Seitenkanal) sich dem Bremsdruck anpaßt und die Menge des Antirutschmittels regelt.
Im Vierwege-System wird zum Erreichen der notwendigen Strömungsenergie ein zusätzlicher Rotor angebracht, der von einem kleinen E-Motor angetrieben wird.
Der Druckbehälter ist so bemessen, daß auch nach mehrmaligem Bremsen die volle Bremswirkung zum Antirutschsystem sichergestellt ist.
Seitenkanal (Abgasumleitung)
Hinter der Drosselklappe wird die Abgasanlage unterbrochen und mit einem Flansch (T-Stück) versehen. In dem Flansch wird eine Abgasumleitung, parallel zur Abgasanlage, angebracht.
Dem Leitungskanal sind angeschlossen:

– Eine weitere Drossel-/Schließklappe
– ein Druckbehälter
– ein Schmutzabweiser
– ein Druckmanometer mit Abblaseventil
– eine Turbine mit Verdichter
– Verbindungsteile zu den Bremssystemen und deren Elementen
– Leitungen zu den Quarzitsandbehältern und Leitungen.

Der Seitenkanal wird hinter dem Katalysator angebracht; §§ 22/19 StVZO wird hierbei nicht berührt.
Der Einbau des Seitenkanals ist hinter dem Katalysator an jeder Stelle möglich, auch am Endrohr.
Die Abgasanlagen sind in der Regel serienmäßig 2-4-teilig ausgestattet, so daß sich eine zusätzliche Trennung der Abgasanlage zum Einbau eines Flansches teilweise aufhebt. Der Einbau des Seitenkanals und zugehörigen Teile werden Gas-/Luftdicht abgeschlossen, damit bei einer Abgasuntersuchung es zu keiner Fehlmessung kommen kann.
Der Abstand des Seitenkanals zur Abgasanlage und zu allen übrigen Fahrzeugteilen beträgt mindestens 25 mm.
Nach dem kompletten Einbau wird die Abgasanlage auf ihre Dichtigkeit geprüft.
Quarzitsandbehälter
Hierbei handelt es sich um für jedes Rad einen getrennten Behälter; beim Vierwege-System auch auf die Hinterräder (bei Omnibussen und Fahrzeuge über 10 Meter Länge = obligatorisch).
Der Behälter beinhaltet den Quarzitsand, das über eine Ansaugleitung und einen im Innern angebrachten Saugstutzen (Siebrohr) und außerhalb, am Ende der Ansaugleitung angebrachten Ausströmer, den Bremsvorgang einleitet.
Der Ausströmer ist mit Lamellen ausgestattet.
Das Antirutschmittel besteht zu 100% aus Quarzit.
Bei der Ausströmung beträgt der Anteil der Mittel am Gesamtvolumen ca. 15%. Die Berechnung des Inhaltes in den Behältern, bezogen auf die Bremsdauer und den Bremsdruck bei mehrfach Bremsungen erfolgt in erster Linie in Abhängigkeit von den Abgasströmen und der angesaugten Frischluft.
Sobald der Fahrer das Bremspedal betätigt, wird die Regelstange mit den Zahnrippen verschoben und das Zahnsegment reguliert so das Volumen der Strömungsenergie und hiermit verbunden die Menge des Quarzitsandes bei der Ausströmung.
Sicherung (Aus- und Einschaltung)
Die Sicherung stellt der Zugknopf am Armaturenbrett im Fahrerhaus dar. Dieser ist verbunden mit der Drosselklappe im Auspuffkanal und einer Drosselklappe im Seitenkanal.
Bei normalem Straßenzustand wird der Zugknopf hineingedrückt (entrastet) und hierbei der Sicherungsbolzen auf der Achse der Drosselklappe betätigt.
Die Abgasanlage (Hauptkanal) ist für die Abgase zum Endrohr frei. Die gesamte Systemanlage bleibt ganzjährig eingebaut; es handelt sich um eine, von der Abgasanlage völlig separate Systemanlage.
Eine Sicherung stellt das Aussetzen sämtlicher Bewegungselemente beim nicht mehr benötigen des Antirutschvorgangs. Die Drosselklappe im Hauptkanal und die Drosselklappe im Seitenkanal ist über ein Zahnsegment miteinander verbunden. Die beiden Zahnritzel sind auf dem Zahnsegment so eingestellt, daß, wenn die Drosselklappe im Hauptkanal geöffnet wird, gleichzeitig die Drosselklappe im Seitenkanal geschlossen wird und umgekehrt.
Auf dem Zahnsegment ist ein weiteres Zahnritzel mit einem Innengewinde angebracht, in dem eine Zahnschnecke eingedreht wird. Mit dem Eindrehen der Zahnschnecke wird ein Sicherungsstift betätigt, der, während den Bremsvorgängen, die Bewegungselemente anspricht und diese nach Beendigung der Bremsvorgänge den Sicherungsstift mit Hilfe der Zahnschnecke aus der Schubstange bis zum Anschlag herauszieht, so daß diese bei weiteren Bremsungen die Bewegungselemente im Stillstand belassen.
Bei Wiederaufnahme von Bremsvorgängen bei Glatteis zieht der Fahrer erneut den Zugknopf. Durch kurzes betätigen der Bremse wird der Sicherungsstift mit Hilfe der Zahnschnecke wieder in die Führung der Schubstange hineingedreht und das gesamte Bewegungselement betätigt.
Die Zahnritzel sind so abgestimmt, daß diese bei Beendigung der Bremsvorgänge jeweils auf den letzten Segmentzähnen zum Stillstand kommen.
Die Lückenweite aller drei Zahnritzel steht jeweils zum Zahnsegment im gleichen Verhältnis (Modul und Zähnezahl). Zahnritzel und Zahnsegment besitzen jeweils den gleichen Modul zueinander.
Reservebehälter
Der Reservebehälter, versehen mit Quarzitsand, dient zum Nachfüllen der Behälter mittels eines Rotors und einem Transistor.
Den Bedarf zum Nachfüllen bewirken Sensoren, die bei Unterschreitung des Sicherheitsbestandes über ein Steuergerät den Zeitpunkt des Nachfüllens und die Nachfüllmenge bestimmen.
Auffüllen/Nachfüllen der Behälter mit Quarzitsand aus dem Reservebehälter
Zum Auffüllen der Behälter mit Quarzitsand dient ein auf der Deckelplatte des Behälters angebrachten Impulsdrahtsensor, der durch einen Permanentmagneten angesteuert wird.
Der Permanentmagnet, ein kleines flaches Magnet, ist direkt auf eine rotierende Zahnkranzscheibe geklebt. Die Zahnkranzscheibe wird mittels eines Zahnritzels und einer auf gleicher Welle sitzenden Abrollspule zum rotieren gebracht.
Im Innern des Behälters befindet sich unterhalb der Deckelplatte eine Druckplatte (diese drückt den Quarzitsand sukzessive, je nach Verbrauch, nach unten). Mit dem Absenken der Druckplatte wird bei Erreichen des Sicherheitsbestandes mittels einer Abrollspule ein Impuls ausgelöst.
Eine auf der Deckelplatte angebrachte Rotationsscheibe, die mit einem Zahnkranz versehen ist, auf der ein Permanentmagnet befestigt ist, wird mittels der Abrollspule und auf gleicher Welle sitzendes Zahnritzel zum rotieren gebracht. Nach dem Induktionsprinzip funktionieren die Bewegungssensoren und die Positionssensoren. Den zeitpunkt des Impulses regelt sich über die Position des Permanentmagneten zum Impulsdrahtsensor, der am Behälter befestigt ist.
Mit der Drehung der Abrollspule dreht sich dimensionsgleich ein Zahnritzel, welches auf dem Zahnkranz liegt. Bei Erreichen des Tiefststandes (Sicherheitsbestand) erreicht der Magnet mittels Drehung des Zahnkranzes den Schnittpunkt zum Impulsdrahtsensor.
Verbunden mit dem Reservebehälter induziert der Impulsdrahtsensor eine Spannung und überträgt ein Signal zum Sensor, der am Reservebehälter angebracht ist. Gleichzeitig ergeht ein Akustiksignal an den Fahrer.
Sämtliche Leitungen innerhalb des Behälters, wie Abgasströmungsleitung, Ansaugleitung zum Ausströmer sowie Nachfülleitung sind teleskopisch eingebaut.
Mit dem Kontakt zum Reservebehälter wird die Nachfüllleitung zum Behälter geöffnet. Mit Beginn des Nachfüllens erfolgt eine Umkehrbarkeit des Prinzips. Bei Erreichen des Tiefststandes induziert der Impulsdrahtsensor eine Spannung und überträgt ein Signal zum Sensor des Reservebehälters. Mit dem öffnen der Nachfülleitung erfolgt eine Umkehrbarkeit und die Spannung wird auf Null gesetzt mittels einer weiteren Drehung des Zahnkranzes um 30°, so daß der Schnittpunkt unterbrochen wird.
Mit dem Zeitpunkt zum Nachfüllen des Behälters wird der Wert/die Kraft des magnetischen Flusses geändert.
Die Abrollspule erhält vom Sensor des Reservebehälters den Impuls zur Umkehr und dreht sich im Umkehrverhältnis nach oben, rollt sich auf und zieht somit die Druckplatte parallel mit dem Füllen nach oben.
Bei Erreichen des Höchststandes der Druckplatte erfolgt ein Signal an den Sensor des Reservebehälters und die Fülleitung wird geschlossen; der Füllvorgang ist somit beendet.

1: Fahrzeugrad/Räder Frontantrieb
2: Streusandbehälter, Frontantrieb
2a: Streusandbehälter, Heckantrieb
3: Förderleitung der Strömungsenergie
4: Saugrohr, Verbindung zum Ausströmer
4a: Rotor
5: Ausströmleitung mit
5a: Auslaßöffnung/-schließung
6: Nachfülleitung
7: Ausströmer
8: Abzweigflansch
9: Verdichter, nur bei Lkw/Bus
10: Turbine, nur bei Lkw/Bus
11: Ansaugrohr für Frischluft
12: Reservebehälter/Front
12a: Reservebehälter/Heck
13: Rotor
13a: Impulsempfänger
14: Transistor
15: Antriebswelle
16: Keilriemen
17: Quarzitsand
18: Deckelplatte
19: Abrollspule
20: Zahnkranz/Zahnscheibe
21: Zahnritzel
22: Permanentmagnet
23: Impulsdrahtsensor
24: Druckplatte
25: Drahtseilzug zur Abrollspule
26: Drehachse
27: Sicherheitslinie/Mindestbestand
27a: Sicherheitslinie/Höchstbestand
28: Zugknopf mit Zugfeder und Raster
29: Zugseil
30: Führungsringe am Zugseil
31: Drosselklappe in der Abgasanlage (Auspuff)
32: Drosselklappenachse
33: Zugbolzen auf der Drosselklappenachse
34: Spannfeder mit Befestigungshaken
35: Zahnrippensegment
36: Zahnritzel zur Regulierung der Abgasströmung
37: Seitenkanal
38: Drosselklappe im Seitenkanal
39: Zahnritzel zur Regulierung der Abgasströmung im Seitenkanal
40: Schmutzpartikelabweiser
41: Druckmanometer
42: Schubstangenvorrichtung/Querverbindung
43: Kugelgelenk
44: Gelenkbolzen
45: Halterung
46: Zahnritzel mit Innengewinde
46a: Innengewinde für Sicherungsstift
47: Sicherungsstift
48: Zahnschnecke
49: Führungsschine zur Schubstange
50: Schubstange
51: Druckkammer/Stauraum
52: Haltevorrichtung am Lagerbock
53: Schubstangenquerverbindung
54: Schubstange zur Bremspedalwelle
55: Förderleitung am Abzweigflansch zum Heckantrieb
56: Rotor
57: Heckantriebsräder
58: Endrohr der Auspuffanlage

Claims

Quarzitsand-Streuvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, enthaltend wenigstens ein vor einem Fahrzeugrad (1) montierbaren Behälter (2) mit einer oben angeordneten Förderleitung (3) einem oben angeordneten Saugrohr (4) verbunden mit einer Ausströmleitung (5) und einer oben angeordneten Nachfülleitung (6) zum Nachfüllen von Quarzitstreusand. Die oben angeordnete Ansaugvorrichtung (4) ist mit einem kleinen Motor zur Betätigung eines Rotors (4a) zwecks Ansaugen ausgestattet.
Quarzitsand-Streuvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Ausströmleitung angeschlossener Ausströmer (7) mit Lamellen versehen kurz vor die Aufstandsfläche des Fahrzeugrades auf den Boden gerichtet ist.
Quarzitsand-Streuvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß Förderleitung (3), Saugrohr und Ausströmleitung (5) sowie Nachfülleitung (6) einander so zugeordnet und so bemessen sind, daß mit jeder Bewegung des Bremspedals durch den Fahrer die Dosiermengen von Druckluftströmen und Quarzitsandmengen geregelt sind.
Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß zunächst heiße Druckluft, ab einer bestimmten Druckluftmenge stärker zunehmend Quarzitsand kleinerer Körnungen und mit stärkeren Luftströmen größere Mengen an Qarzitsand gefördert werden.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, bei der eine Auslaßöffnung (5a) der Ausströmleitung (5) mit einer von einem Antrieb (4a) betätigten Klappe verschließbar ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, bei der die Ausströmleitung (5) eine feste Verbindung an eine Druckluftquelle aufweist, daß eingeleitete Druckluft der Strömungsenergie aufweist, daß einströmende Druckluft den aus dem Behälter (2) ausströmenden Quarzitsand beschleunigt und aus der Auslaßöffnung des Ausströmers (7) ausbläst.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasströmung und zusätzliche Frischluftzufuhr (11) über einen Verdichter (9) eine Turbine (10) durchströmt und dabei erhitzt wird.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluft den Quarzitsand im Behälter (2) durchströmt, erhitzt, trocknet und durch die Ausströmleitung abströmt (5).
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß sich im Streusandbehäter voneinander abhängiges Röhren-/Leitungssystem befindet, daß von Abgas und zusätzlicher Frischluft durchströmt wird und dabei den Quarzitsand (17) erhitzt.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsenergie über wenigstens eines Verdichters (9) in dem Streusandbehälter (2) über ein Rohrsystem (4) den Quarzitsand (17) durchströmt, ihn erhitzt, trocknet und durch Wirbeln zur Förderung der auszubringenden Quarzitsandmenge über die Ausströmleitung (5) abgeführt wird.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichterausgang über wenigstens eine Drosselklappe (38) zum Streusandbehälter verfügt und daß die Drosselklappe einstellbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Drosselklappe (31) in der Abgasanlage angebracht, die mit der Drosselklappe (38) Absatz 11 verbunden ist, mit einem Zugseil (29) bis ins Wageninnere führt und am Armaturenbrett befestigt ist, Zugknopf (28).
Einrichtung nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß das Zugseil (29) mit einer Spannfeder und einem Raster direkt mit der Drosselklappe in der Abgasanlage (31) verbunden ist und vom Fahrer bedient werden kann.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß, gemessen am Arbeitsvermögen bei Schwerkraftfahrzeugen und Omnibussen, eine zusätzliche Turbine (10) zur Arbeitsübertragung eingebaut ist.
Einrichtung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad der Turbine (10) zentripetal geführt wird um einen höheren Druck für die Arbeitsübertragung zu erreichen. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen nach der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche für sich oder in Rückbeziehung auf den Hauptanspruch.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase zunächst in einem Staubehälter (Druckbehälter) (51) aufgestaut sind. Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß sich vor Eintritt der Abgasströmung in den Druckbehälter ein Druckventil (41) zur Einstellung des erforderlichen Arbeitsdrucks befindet.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibler Förderschlauch (55), angeschlossen am Abzweigflansch der Förderleitung des Frontantriebs (8) zu den ebenfalls mit Quarzitsand gefüllten Behältern (2a) zum Heckantrieb der Streuvorgang ermöglicht wird.
Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem Abzweigflansch (8) der Förderleitung (3) ein Schlauch anschließt, der bei Heckantrieb fest vor dem Rad, bei Frontantrieb am Bremsgestänge (54) so gehalten ist, daß Heißluft und Quarzitsand von oben tangential an das Profil des Treibrades geblasen wird, das den Quarzitsand auf die Fahrbahn mitnimmt, wobei sich eine schmale Sandspur bildet; für nachfolgende Fahrzeuge ebenfalls vorteilhaft.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß gemäß Nr.18 sie zugleich beide Antriebsräder, z.B. von Fahrzeugmitte aus über Schlauchleitungen versorgt.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen mit Gleitschutzregler dieser mittels seiner Signale bei beginnendem Schlupf das Einschalten der Heißluft das Sanden und das Lösen der Bremsen bewirkt, wobei das Einschalten der Heißluft, das Sanden und/oder das Bremsenlösen gleichzeitig oder zeitlich verzögert zueinander erfolgt.
Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugen ohne Gleitschutzregler die Schlupfsignale von dem Spannungsabfall in der Kraftübertragung infolge des Gleit- und Schleuderschlupfes erzeugt werden.
Einrichtung nach Ansprüchen 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Schlupfvorsignal ein Blinklicht und beim Sanden ein Dauerlicht für den Fahrer eingeschaltet wird.
Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Nachfüllen der Behälter (2) mit Quarzitstreusand mittels eines Rotors (13) und einem Transistor (14) erfolgt.
Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf der Deckelplatte (18) angebrachter Impulsdrahtsensor (23) einen Permanentmagneten (22) ansteuert. Der Permanentmagnet, ein kleinens flaches Plättchen (22) ist direkt auf eine rotierende Zahnkranzscheibe (20) geklebt.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkranzscheibe (20) mittels eines Zahnritzels (21) und einer auf gleicher Welle sitzenden Auf-/Abrollspule (19) zum rotieren gebracht.
Einrichtung nach Ansprüchen 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, bei der sich im innern des Streubehälters (2) unterhalb der Deckelplatte (18) eine Druckplatte (24) befindet. Die Druckplatte (24) drückt den Streusand, je nach Verbrauch, nach unten. Sie ist direkt mit der Auf-/Abrollspule (19) auf der Deckelplatte (18) verbunden.
Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Absenken der Druckplatte (24) eine Zahnkranzscheibe (20) auf der Deckelplatte (18) mittels eines Zahnritzels (21) zum Rotieren gebracht. Daß der auf der Zahnkranzscheibe angebrachte Permanentmagnet (22) beim Drehendpunkt des Zahnkranzes (20) einen Impuls auslöst. Der Impuls wird von einem bestimmten Drehpunkt des Zahnkranzes (20) und fest verbunden mit dem Permanentmagneten (22) von einem Sensor/Impulsdrahtsensor (23) ausgestrahlt.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß mit der Drehung der Zahnkranzscheibe (20) dimensionsgleich eine Auf- und Abrollspule (19) in Bewegung gesetzt wird.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (23) auf der Deckelplatte des Streusandbehälters (2) verbunden ist mit einem Sensor am Reservebehälter (12) für Quarzitstreusand. Der Impulsempfänger am Reservebehälter (12) löst beim Empfang das Nachfüllen von Streusand aus dem Reservebehälter (12) in den Streusandbehältern (2) zum Ausströmen vor die Räder (1).
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsdrahtsensor (23) eine Spannung induziert und überträgt so ein Signal zum Sensor des Reservebehälters (12). Hierbei ergeht ein Licht-/Akustiksignal an den Fahrer.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß mit Beginn des Nachfüllens eine Umkehrbarkeit erfolgt. Bei Erreichen des Tiefststandes (27) der Streumittel im Behälter (2), wobei der Impulsdrahtsensor (23) eine Spannung induziert und überträgt ein Signal zum Sensor (13a) des Reservebehälters (12). Mit der Öffnung der Nachfülleitung (6) erfolgt eine Umkehrbarkeit, die Zahnkranzscheibe (20) dreht sich nun entgegen dem Uhrzeigersinn und die Spannung wird auf Null gesetzt mittels einer Drehung des Zahnkranzes (20) um 30°.
Einrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen des Höchststandes (27a) an Sandvorrat im Behälter ein Impuls an den Sensor (13a) des Reservebehälters (12) erfolgt und die Fülleitung (6) wird geschlossen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherung (47), verbunden mit dem Zugknopf (28) im Fahrerhaus, einer Drosselklappe (31) in der Abgasanlage und einer weiteren Drosselklappe im Seitenkanal (38), besteht. Bei normalem Straßenzustand wird der Zugknopf hineingedrückt, entrastet, und hiermit der Sicherungsbolzen (33) auf der Achse der Drosselklappe betätigt. Die Abgasanlage ist für die Abgasströmung zum Endrohr (58) frei.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung (47) das Aussetzen der gesamten Bewegungselemente beim nicht mehr zu Benötigen an Streusandmittel. Die gesamte Systemanlage bleibt ganzjährig eingebaut; hierbei handelt es sich um eine völlig separate Systemanlage.
Einrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe im Abgaskanal (31) und die Drosselklappe im Seitenkanal (38) über ein Zahnsegment (35) miteinander verbunden sind. Die beiden Zahnritzel (36) und (39) sind auf dem Zahnsegment (35) so eingestellt, daß, wenn die Drosselklappe (31) in der Abgasanlage geöffnet wird, gleichzeitig die Drosselklappe im Seitenkanal (38) geschlossen wird und umgekehrt.
Einrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Zahnsegment (35) ein weiteres Zahnritzel (46) mit einem Innengewinde (46a) angebracht ist, in dem eine Zahnschnecke (48) eingedreht wird. Mit dem Eindrehen der Zahnschnecke (48) wird ein Sicherungsstift (47) betätigt, der, während der Bremsvorgänge, die Bewegungselemente anspricht und diese nach Beendigung der Bremsvorgänge den Sicherungsstift (47) mit Hilfe der Zahnschnecke (48) aus der Schubstange (50) bis zum Anschlag herauszieht (49), so daß diese bei weiteren Bremsungen auf trockener Fahrbahn die Bewegungselemente im Stillstand belassen.
Einrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wiederaufnahme der Bremsvorgänge bei Glatteis der Fahrer erneut den Zugknopf (28) zieht, kurzes Betätigen der Bremse und der Sicherungsstift (47) wird mit Hilfe der Zahnschnecke (48) wieder in die Führung der Schubstange (49) hineingedreht und das gesamte Bewegungselement in Gang gesetzt.
Einrichtung nach Anspruch 36 und 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnritzel so abgestimmt sind, daß diese bei Beendigung der Bremsvorgänge jeweils auf den letzten Segmentzähnen zum Stillstand kommen. Die Lückenweite der drei Zahnritzel steht jeweils zum Zahnsegment im gleichen Verhältnis (Modul und Zähnezahl). Zahnritzel und Zahnsegment besitzen jeweils den gleichen Modul zueinander.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umrüstung von einer mechanischen Steuerung auf elektronische Steuerung durch vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen möglich wird.