DE102014112743A1

DE102014112743A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung des Flusses von mittels Druckluft beförderten flüssigen oder festen Medien, insbesondere Sand, Sandstreuvorrichtung für Fahrzeuge sowie Fahrzeug mit einer solchen Sandstreuvorrichtung

Info

Publication number: DE102014112743A1
Application number: DE102014112743.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Pietrowski
Original assignee: IBEG SYSTEMS GmbH
Current assignee: IBEG SYSTEMS GmbH
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2015-08-06
Also published as: WO2015117600A1; DE112015000647A5

Abstract

Vorrichtung (10) zur Überwachung des Flusses von mittels Druckluft durch eine Austragleitung beförderten flüssigen oder festen Medien, insbesondere Sand, umfassend eine mit einer Druckluftquelle (14) verbindbare Gasleitung (16), einen Behälter (20) für das zu befördernde Medium, eine mit der Gasleitung (16), dem Behälter (20) und der Austragleitung (12) verbundene Mischkammer (22), in die im Betrieb der Vorrichtung Medium aus dem Behälter gelangen und dann aus der Mischkammer (22) von der Druckluft durch die Austragleitung (12) abtransportiert werden kann, einen Drucksensor (18) zur Überwachung des Drucks in der Gasleitung (16), eine mit dem Drucksensor (18) gekoppelte Auswerteeinheit zum Auswerten von von dem Drucksensor (18) erzeugten Signalen und mit der Auswerteeinheit gekoppelte Mittel zum Ausgeben von Informationen über den Fluss des Mediums.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung des Flusses von mittels Druckluft beförderten flüssigen oder festen Medien, insbesondere von Sand. Die Erfindung betrifft auch eine Sandstreuvorrichtung für Fahrzeuge mit einer entsprechenden Vorrichtung zur Flussüberwachung sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Sandstreuvorrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei mittels Druckluft beförderten flüssigen oder festen Medien wie insbesondere Sand besteht oft der Wunsch, den Fluss des jeweiligen Mediums durch eine entsprechende Leitung, nachfolgend Austragleitung genannt, zu prüfen oder sogar mengenmäßig zu erfassen.
Bei bestimmten Medien und Vorgängen, z.B. beim Abfüllen von Lebensmitteln wie Erbsen oder Reis in Behälter, kann die Menge des Mediums, die durch eine entsprechende Zuführleitung strömt, leicht durch Überwachung der Gewichtszunahme eines Behälters, in den das Medium abgefüllt wird, ermittelt werden. Bei bestimmten anderen Vorgängen ist dies so nicht ohne weiteres möglich, z.B. beim bedarfsweisen Ausbringen von Sand mittels sogenannter Sandstreuvorrichtungen insbesondere bei Schienenfahrzeugen und Bussen zur Erhöhung der Haftung der Räder auf glattem Untergrund und Verbesserung der Bremswirkung. Solche Sandstreuvorrichtungen sind z.B. aus den Druckschriften DE 42 38 049 A1 , DE 44 29 370 A1 und DE 100 44 608 A1 bekannt. Dabei sei an dieser Stelle betont, dass die entsprechenden Vorrichtungen aufgrund der Tatsache, dass im Regelfall Sand gestreut wird, gemeinhin als Sandstreuvorrichtungen bezeichnet werden, dass aber mit den Vorrichtungen natürlich auch beliebige andere zur Erzielung der gewünschten Wirkung geeignete Medien ausgebracht werden können. Wenn also nachfolgend dem üblichen Sprachgebrauch gefolgt und von Sand bzw. Sandstreuvorrichtungen gesprochen wird, so ist hierin keine Beschränkung auf Sand als Streugut zu sehen.
Die bekannten Sandstreuvorrichtungen umfassen stets wenigstens einen Sandbehälter und werden üblicherweise in sogenannte offene und geschlossene Systeme unterteilt, je nachdem, ob der Sandbehälter im Betrieb unter Druck gesetzt wird oder nicht. Aus dem Sandbehälter kann der Sand durch einen Leitung zu einer Sandstreustelle gelangen.
Bei den Vorrichtungen der hier in Frage stehenden Art erfolgt die Beförderung des Sandes oder eines anderen Mediums aus einem entsprechenden Behälter zu einer Abgabestelle dadurch, dass ein unter Druck stehendes Gas, in der Regel mittels eines Kompressors erzeugte Druckluft, über eine Gasleitung einer Mischkammer zugeführt wird, die mit einem Behälter für das Material und einer Austragleitung verbunden ist. Das zu befördernde Medium kann unter Schwerkrafteinfluss in die Mischkammer fallen, kann durch Druckbeaufschlagung des Behälters in die Mischkammer gedrückt werden oder kann im Betrieb durch einen von der durch die Mischkammer zur Austragleitung strömenden Druckluft erzeugten Sog in die Mischkammer hineingesaugt werden.
Aus der Mischkammer wird das Medium dann von der Druckluft mitgerissen und durch die Austragleitung zu einer Austragstelle, bei Fahrzeugen z.B. zu einer Sanddüse, transportiert.
Die Erfassung, ob bei Betätigung der Sandstreuvorrichtung tatsächlich Sand gestreut wird, ist schwierig. Die typische Einbausituation von Sandbehältern in Fahrzeugen lässt es in der Regel nicht zu, das Gewicht der Behälter einfach und zuverlässig derart zu erfassen, dass aus einer Gewichtsabnahme auf das Funktionieren der jeweiligen Streuvorrichtung geschlossen werden kann, denn in Fahrt erfahren Fahrzeuge und damit die Behälter fortwährend Vertikalbeschleunigungen, die zu Gewichtsschwankungen führen. Auch ist eine nachträglich Ausrüstung existierender Streuvorrichtungen mit Gewichtssensoren nur mit erheblichem Aufwand möglich. Es wurde deshalb vorgeschlagen, das Funktionieren der Sandstreuvorrichtung optisch zu überwachen. Die entsprechenden Bildaufnahmesensoren verschmutzen jedoch leicht und erfordern in der Regel, dass ein Bediener die von ihnen gelieferten bewegten Bilder prüft, ob darauf das Strömen von Sand zu erkennen ist. Sand soll jedoch meist gerade dann gestreut werden, wenn die Verkehrssituation vom Fahrer des jeweiligen Fahrzeugs ohnehin erhöhte Aufmerksamkeit verlangt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die es ermöglichen, in einfacher und kostengünstiger Weise zu prüfen, ob ein Medium durch eine Austragleitung fließt. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, sowohl eine Sandstreuvorrichtung mit einer solchen Vorrichtung als auch ein Fahrzeug mit einer solchen Sandstreuvorrichtung anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Die nebengeordneten Ansprüche 8 und 9 betreffen eine Sandstreuvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flussüberwachung bzw. ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Sandstreuvorrichtung. Der nebengeordnete Anspruch 10 betrifft die Verwendung eines Drucksensors zur Überwachung des Flusses bei Sandstreuvorrichtungen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung hat den Vorteil, eine insbesondere auch bei existierenden Sandstreuvorrichtungen relativ leicht nachrüstbare Lösung für die Überwachung des Flusses von Medien anzugeben, die zudem preisgünstig ausfallsicher und praktisch wartungsfrei gestaltbar ist. Zur Nachrüstung existierender Sandstreuvorrichtungen kann vorteilhaft, je nach Einbausituation, die Gasleitung mit einem Drucksensor versehen werden, ohne dass die komplette Sandstreuvorrichtung ersetzt werden muss.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt eine schematisierte Darstellung der wesentlichen Elemente einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Vorrichtung zur Überwachung des Flusses von mittels Druckluft durch eine Austragleitung 12 beförderten flüssigen oder festen Medien, insbesondere Sand, dargestellt.
Die Vorrichtung 10 umfasst außer der Austragleitung 12 eine Druckluftquelle 14, eine der mit einer Druckluftquelle 14 verbundene Gasleitung 16, einen Drucksensor 18 zur Erfassung des Drucks in der Gasleitung, einen Behälter 20 für das zu befördernde Medium, eine Mischkammer 22, einen Füllstandssensor 24 zur Erfassung des Mediumfüllstandes in dem Behälter 20 sowie eine in der Zeichnung nicht dargestellte Auswerteeinheit und ebenfalls nicht dargestellte Mittel zum Ausgeben von Informationen.
Die Mischkammer 22 ist mit der Gasleitung 16, dem Behälter 20 und der Austragleitung 12 verbunden. Im Betrieb der Vorrichtung 10 gelangt Medium aus dem Behälter in an sich bekannter Weise die Mischkammer 22, wobei dem Fachmann verschiedene Ausgestaltungen bekannt sind. Beispielsweise kann die Vorrichtung so ausgestaltet sein, dass das Medium unter Schwerkrafteinfluss aus dem Behälter 20 in die Mischkammer fließt, mittels Druckluft aus dem Behälter in die Mischkammer gedrückt wird oder von durch die Mischkammer strömender Druckluft in die Mischkammer gesaugt wird.
Aus der Mischkammer 22 wird das Medium dann von der Druckluft durch die Austragleitung 12 zu der gewünschten Austragstelle transportiert, um z.B. bei Schienenfahrzeugen die Bremswirkung zu erhöhen. Typischerweise mündet dazu die Austragleitung 12 in einem Sandauslaufrohr, einer Sandauslaufdüse oder einem Sandauslaufschlauch, bei dem es sich um ein separates Bauteil aber auch um einen Endabschnitt der Austragleitung 12 handeln kann.
Wird die Vorrichtung in Betrieb gesetzt, entsteht in der Gasleitung 16 ein Überdruck, der je nach Förderzustand variieren kann. Dieser Überdruck wird über den Drucksensor 18 erfasst. Die mit dem Drucksensor 18 gekoppelte Auswerteeinheit wertet von dem Drucksensor 18 erzeugte Signalen aus, so dass über die mit der Auswerteeinheit gekoppelten Mittel zum Ausgeben von Informationen schließlich Informationen insbesondere über den Fluss des Mediums ausgegeben werden können. In der einfachsten Ausführungsform kann allein aus dem erfassten Druck auf das Fließen des Mediums geschlossen werden. Vorzugsweise werden jedoch auch die von dem optional vorgesehenen Füllstandsensor 24 erfassten Informationen von der Auswerteeinheit ausgewertet, wobei aus der Kombination der Informationen von Druck- und Füllstandssensor erkannt werden kann, welche Menge gerade befördert wird. Zudem können Teil- oder Komplettverstopfungen, aber auch Defekte der Druckluftquelle, insbesondere eines die Druckluft erzeugenden, an sich bekannten und daher hier nicht weiter gezeigten Luftverdichters oder Kompressors zuverlässig erkannt werden.
Bei der Auswerteeinheit kann es sich um eine multifunktionale Rechnereinheit handeln, wie sie bei vielen Fahrzeugen, bei denen Sandstreuvorrichtungen eingesetzt werden, bereits vorhanden ist und die dann vorteilhaft durch Einprogrammierung entsprechender Zusatzfunktionen für die Auswertung der vom Schallsensor erzeugten Signale genutzt werden kann, so dass auf separate Auswerteeinheiten verzichtet werden kann. Insbesondere können verschiedene Sollzustände, z.B. in Form einer Look-up-Tabelle, einprogrammiert werden, wobei dann insbesondere durch die Kombination der Informationen des Druck- und des Füllstandsensors sehr genaue Aussagen über den Betriebszustand gemacht werden können. Die Signale der Sensoren können von der Auswerteeinheit z.B. hinsichtlich der Durchflussmenge und/oder der Strömungsgeschwindigkeit ausgewertet werden. Damit können dann automatische Diagnosefunktionen realisiert werden, mittels welcher z.B. das Vorhandensein einer Verengung oder Verstopfung in der Austragleitung detektiert werden kann. Auch kann, wenn die Signale der Sensoren entsprechend ausgewertet werden, eine Aufzeichnung und/oder Überwachung der insgesamt beförderten Mediumsmenge erfolgen, um dann einen Bediener z.B. eines mit einer entsprechenden Sandstreuanlage ausgestatteten Fahrzeuges frühzeitig darauf hinzuweisen, dass der Sandvorrat zur Neige geht, z.B. über eine optische Anzeige.
Selbstverständlich ist es auch möglich und gerade bei Nachrüstung älterer Fahrzeuge mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Umständen auch notwendig, spezielle Auswerteeinheiten zur Auswertung der von den Sensoren erzeugten Signale vorzusehen. Die Erfindung erlaubt es hier dem Fachmann, die für den jeweiligen Anwendungsfall optimale Ausgestaltung zu wählen.
Die Mittel zum Ausgeben von Informationen über den Fluss des Mediums können Mittel zum Ausgeben optischer und/oder akustischer Meldungen umfassen, die optimal an den jeweiligen Einsatzzweck angepasst sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in der Nähe eines Betätigungsschalters für eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung des Flusses ausgestattete Sandstreuvorrichtung eine z.B. grüne Leuchtdiode angeordnet ist, die bei Betätigung der Sandstreuvorrichtung dann leuchtet, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung feststellt, dass tatsächlich Sand befördert wird. Ferner können z.B. eine rote Leuchtdiode und/oder Mittel zum Erzeugen eines akustischen Warnsignals vorgesehen sein, die bei Betätigung der Sandstreuvorrichtung eine akustische und/oder optische Warnmeldung dann ausgeben, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung feststellt, dass trotz Betätigung der Sandstreuvorrichtung kein oder nur wenig Sand befördert wird.
Generell lässt sich die Erfindung nicht nur bei Sandstreuvorrichtungen vorteilhaft einsetzen, sondern immer dann, wenn flüssige oder feste Medien in einer Leitung mittels Druckluft befördert werden. Auch kann selbstverständlich ein anderes Gas als Luft zur Beförderung der Materialien eingesetzt werden. Da aber im Regelfall Druckluft verwendet wird, wird in der vorstehenden Beschreibung und den Ansprüchen nur von Druckluft gesprochen, ohne dass hierin eine Beschränkung auf Druckluft liegen und andere unter Druck gesetzte Gase vom Schutzumfang ausgeschlossen sein sollen.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
12: Austragleitung
14: Druckluftquelle
16: Gasleitung
18: Drucksensor
20: Medienbehälter
22: Mischkammer
24: Füllstandssensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4238049 A1 [0003]
DE 4429370 A1 [0003]
DE 10044608 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung (10) zur Überwachung des Flusses von mittels Druckluft durch eine Austragleitung beförderten flüssigen oder festen Medien, insbesondere Sand, umfassend – eine mit einer Druckluftquelle (14) verbindbare Gasleitung (16), – einen Behälter (20) für das zu befördernde Medium und – eine mit der Gasleitung (16), dem Behälter (20) und der Austragleitung (12) verbundene Mischkammer (22), in die im Betrieb der Vorrichtung Medium aus dem Behälter gelangen kann, das dann aus der Mischkammer (22) von der Druckluft durch die Austragleitung (AL) abtransportiert werden kann, dadurch gekennzeichnet, – dass ein Drucksensor (18) zur Überwachung des Drucks in der Gasleitung (16) vorgesehen ist, – dass eine Auswerteeinheit zum Auswerten von von dem Drucksensor (18) erzeugten Signalen mit dem Drucksensor (18) gekoppelt ist und – dass mit der Auswerteeinheit gekoppelte Mittel zum Ausgeben von Informationen über den Fluss des Mediums vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Füllstandssensor (24) zur Erfassung des Füllstandes des Mediums in dem Behälter (20) vorgesehen und mit der Auswerteeinheit gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Ausgeben von Informationen Mittel zum Ausgeben optischer und/oder akustischer Meldungen umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, Informationen über die Menge des durch die Austragleitung fließenden Mediums zu ermitteln.
Verfahren zur Überwachung des Flusses von mittels Druckluft durch eine Austragleitung beförderten flüssigen oder festen Medien, insbesondere Sand, wobei Druckluft über eine Gasleitung einer Mischkammer zugeführt wird, die mit der Austragleitung und einem Behälter für das zu befördernde Material verbunden ist und in die im Betrieb zu beförderndes Medium aus dem Behälter gelangt, das dann von der Druckluft durch die Austragleitung transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, – dass der Druck in der Gasleitung erfasst und zur Gewinnung von Informationen insbesondere über den Fluss des Mediums ausgewertet wird und – dass zumindest bestimmte der gewonnenen Informationen optisch und/oder akustisch ausgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstand in dem Behälter für das zu befördernde Medium erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem erfassten Druck und dem erfassten Füllstand Informationen über die Menge des durch den Kanal fließenden Materials ermittelt werden.
Sandstreuvorrichtung für Fahrzeuge, umfassend einen Kanal, durch den Sand fließen kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Überwachung des Flusses von Sand durch den Kanal vorgesehen ist.
Fahrzeug, insbesondere Fahrzeug für den öffentlichen Personennahverkehr, mit einer Sandstreuvorrichtung nach Anspruch 8.
Verwendung eines Drucksensors (18) zur Überwachung des Flusses von körnigen Materialien, insbesondere von Sand, durch einen Kanal, insbesondere einen Kanal einer Sandstreuvorrichtung für Fahrzeuge.