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[Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zur Integration in einen Fahrmischer für die Reinigung der Lauffläche zumindest eines Rades des Fahrmischers. Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrmischer mit einer in den Fahrmischer integrierten Reinigungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem ein Reinigungsverfahren für die Lauffläche zumindest eines Rades eines Fahrmischers.
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Stand der Technik
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Die Räder von Fahrzeugen zur Versorgung einer Baustelle mit Baumaterialien oder zum Abtransport von Restmaterialien von der Baustelle werden beim Befahren der Baustelle oft stark verschmutzt. Um eine daraus resultierende Verschmutzung öffentlicher Straßen, die zu einer Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer, zu hohen Reinigungskosten oder zu Strafzahlungen führen kann, zu verhindern, müssen die Räder vor Verlassen der Baustelle gereinigt werden.
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Bei Großbaustellen kann dafür in einem Ausfahrtsbereich der Baustelle eine stationäre Reifenwaschanlage installiert werden. Diese hat jedoch den Nachteil hoher Installations- und Betriebskosten sowie eines hohen Platzbedarfs, sodass ein wirtschaftlicher Einsatz bei vielen, insbesondere kleineren, Baustellen nicht möglich ist.
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In den meisten Fällen bleibt daher nur die Möglichkeit einer zeitaufwändigen und häufig unvollständigen Reinigung der Räder von Hand, beispielsweise mit Hilfe eines Besens oder eines Wasserschlauchs.
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Die Druckschrift
DE4115778A1 beschriebt eine Reinigungsvorrichtung an Rad- und Kettenfahrzeugen zur Beseitigung von anhaftendem Schmutz von den Boden berührenden Fahrzeug- und Geräteteilen. Dazu umfasst die Reinigungsvorrichtung eine Anzahl von Hochdruck-Wasserstrahldüsen, die von Hochdruckpumpen aus einem Wasserreservoir gespeist sind. Nachteilig an der Reinigungsvorrichtung ist, dass sie aufgrund der notwendigen Hochdruckpumpen und des Wasserreservoirs relativ teuer in der Anschaffung und im Unterhalt ist. Ferner hat die Reinigungsvorrichtung ein erhebliches Volumen und eine erhebliche Masse, wodurch das nutzbare Ladevolumen und die nutzbare Lademasse eines mit der Reinigungsvorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs reduziert werden. Durch die reduzierte Zuladung des Fahrzeugs steigen die Unterhaltskosten der Reinigungsvorrichtung zusätzlich an.
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Die Druckschrift
DE4336927 beschreibt eine ähnliche Reinigungsvorrichtung wie
DE4115778A1 , wobei der reinigende Wasserdruckstrahl zusätzlich beheizbar und mit Reinigungsmittel versetzbar ist. Die dafür notwendigen Heiz-, Dosier- und Vorratsvorrichtungen erhöhen die Kosten, das Volumen und die Masse der Reinigungsvorrichtung zusätzlich.
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Die Druckschrift
DE10254533A1 offenbart eine weitere Reinigungsvorrichtung ähnlich der Reinigungsvorrichtung gemäß
DE4115778A1 .
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Technische Aufgabe
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine in der Anschaffung und im Unterhalt kostengünstige und effektive Reinigungsvorrichtung sowie ein kostengünstiges und effektives Verfahren zur Reinigung der Räder eines Fahrzeugs zu schaffen.
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Technische Lösung
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung stellt eine Reinigungsvorrichtung bereit, die die technische Aufgabe entsprechend den Merkmalen des Anspruches 1 löst. Ebenso wird die Aufgabe durch einen Fahrmischer gemäß Anspruch 8 und ein Reinigungsverfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Beschreibung der Ausführungsarten
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Eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung ist zur Integration in einen Fahrmischer und für die Reinigung der Lauffläche zumindest eines Rades des Fahrmischers ausgelegt. Durch die Integration in den Fahrmischer ergeben sich die Vorteile, dass keine stationäre Reifenwaschanlage benötigt wird, sodass eine Reinigung auch auf Baustellen, bei denen eine stationäre Reifenwaschanlage unwirtschaftlich wäre, möglich ist. Weiterhin kann die Reinigung mit einer integrierten Reinigungsvorrichtung sofort nach einer Verschmutzung erfolgen, da der Fahrmischer nicht erst zu einer Reifenwaschanlage fahren muss. Dadurch ist die Verschmutzung zum Zeitpunkt der Reinigung noch nicht angetrocknet und kann wesentlich schneller und mit geringerem Wasserverbrauch entfernt werden.
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Fahrmischer sind fahrbare Betonmischer, die Frischbeton zur Baustelle transportieren. Dazu wird der Beton über den oberen Einfülltrichter in die sich drehende Trommel befördert. Fahrmischer haben in der Regel einen Wassertank mit einem Volumen von 500 L bis 1000 L, um Wasser zur Verdünnung des Betons mitzuführen. Damit das Wasser dem Beton untergemischt werden kann, ist üblicherweise eine Hochdruckpumpe vorgesehen, die über eine Hochdruckwasserleitung einen mit Hochdruck von typischerweise 8 bar bis 10 bar beaufschlagten Wasserstrom bereitstellt.
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Die Reinigungsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Anschlussvorrichtung zum Anschluss der Reinigungsvorrichtung an eine Hochdruckwasserleitung des Fahrmischers und zur Entnahme eines mit Hochdruck beaufschlagten Wasserstromes aus der Hochdruckwasserleitung. Durch die Anschlussvorrichtung kann die Reinigungsvorrichtung den von dem Fahrmischer bereitgestellten Wasserstrom zur Reinigung der Lauffläche nutzen. Die Reinigungsvorrichtung benötigt also keinen eigenen Wassertank und auch keine eigene Hochdruckpumpe, sodass die Reinigungsvorrichtung sehr kostengünstig herstellbar, klein und leicht ist. Dadurch ist die Reinigungsvorrichtung einfach in den Fahrmischer zu integrieren und verringert die maximale Ladekapazität des Fahrmischers nur unwesentlich.
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Die Anschlussvorrichtung kann beispielsweise ein T-Stück, ein Y-Stück und/oder eine Kupplung zum Anschluss an die Hochdruckwasserleitung umfassen.
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Die Reinigungsvorrichtung nicht nur in Fahrmischer, sondern auch in andere geeignete Fahrzeuge, die über einen ausreichend großen Wassertank verfügen und über eine Hochdruckwasserleitung einen mit Hochdruck von beispielsweise zumindest 5 bar beaufschlagten Wasserstrom zur Verfügung stellen können, integrierbar. „Ausreichend groß“ ist beispielsweise ein Volumen von zumindest 100 L. Ein geeignetes Fahrzeug ist beispielsweise ein Löschfahrzeug. Der Anschaulichkeit halber wird die Erfindung im Folgenden weiter am Beispiel eines Fahrmischers beschrieben, wobei erfindungsgemäße Merkmale gleichwirkend auf andere geeignete Fahrzeuge übertragbar sind.
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Die Reinigungsvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest eine Düse zur Ausrichtung des Wasserstromes auf die Lauffläche. Wird der Wasserstrom auf die Lauffläche ausgerichtet, kann die Lauffläche dadurch schnell und effizient gereinigt werden.
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Die Reinigungsvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest ein Leitungssystem zur Leitung des Wasserstromes von der Anschlussvorrichtung zu der zumindest einen Düse. Das Leitungssystem umfasst beispielsweise ein Anzahl von Hochdruckrohren und/oder Hochdruckschläuchen für den Wasserstrom.
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Die Reinigungsvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest ein Ventil zur Regulierung des Wasserstromes durch das Leitungssystem. Das Ventil ist zumindest dazu ausgelegt, den Wasserstrom wahlweise zu blockieren oder freizugeben. Dadurch kann die Reinigung nach Bedarf durch Freigabe des Wasserstromes begonnen und durch Blockierung des Wasserstromes beendet werden.
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Die Reinigungsvorrichtung eine Mehrzahl von Düsen zur Ausrichtung des Wasserstromes auf die Lauffläche je eines Rades umfassen. Dadurch kann auch eine Mehrzahl von Rädern effektiv gereinigt werden.
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Jeder der Düsen kann zumindest ein Ventil zur Regulierung des Wasserstromes durch die jeweilige Düse zugeordnet sein. Dadurch können vorteilhafterweise nur die tatsächlich verschmutzten Räder gereinigt werden, um Zeit und Wasser zu sparen. Weiterhin können mehrere Räder nacheinander gereinigt werden, sodass für jeden Reinigungsvorgang der höchstmögliche Wasserdruck für eine schnelle und gründliche Reinigung zur Verfügung steht.
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Das zumindest eine Ventil kann elektrisch steuerbar und/oder zur Erzeugung eines gepulsten Wasserstromes ausgelegt sein. Ein gepulster Wasserstrom kann Verschmutzungen besonders effizient entfernen. Vorteilhafterweise sind die Ventile schnellöffnend und schnellschließend ausgestaltet, beispielsweise als elektromagnetisch oder elektropneumatisch gesteuerte Ventile.
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Die zumindest eine Düse kann bezüglich einer Ausrichtung und/oder Aufweitung des Wasserstromes manuell und/oder elektrisch einstellbar sein und/oder lösbar mit dem Leitungssystem verbunden sein. Indem eine einstellbare Düse eingestellt oder eine lösbar verbundene Düse ausgetauscht wird, kann der Wasserstrom in seiner Ausrichtung und/oder Aufweitung beispielsweise an unterschiedliche Bereifungstypen des Rades angepasst werden.
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Eine lösbare Verbindung kann beispielsweise eine Schraubverbindung, eine Klemmverbindung, eine Schnellkupplung und/oder einen Bajonettverschluss umfassen. Eine einstellbare Ausrichtung kann beispielsweise durch eine Gelenkverbindung und/oder einen flexiblen Abschnitt der Düse und/oder des Leitungssystems erreicht sein. Eine einstellbare Aufweitung kann beispielsweise analog zu einer einstellbaren Flachstrahldüse eines Hochdruckreinigers realisiert sein.
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Die Reinigungsvorrichtung kann zumindest eine Steuervorrichtung zur Steuerung des zumindest einen Ventils umfassen, wobei die Steuervorrichtung zumindest eine Nutzerschnittstelle zur Bedienung der Steuervorrichtung durch einen Nutzer des Fahrmischers umfasst. Die Nutzerschnittstelle kann beispielsweise zumindest einen Taster oder Schalter und/oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm umfassen.
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Die Steuervorrichtung kann zumindest eine Sensorschnittstelle zur Erfassung eines Bewegungszustandes des zumindest einen Rades umfasst. Insbesondere kann die Reinigungsvorrichtung einen mit der Sensorschnittstelle kommunikativ verbundenen Sensor zur Erfassung eines Bewegungszustandes des zumindest einen Rades umfassen. Aus dem Bewegungszustand, insbesondere aus einer Rotationsgeschwindigkeit und/oder einem Rotationsweg kann die Steuervorrichtung beispielsweise ein geeignetes Zeitintervall für einen Reinigungsvorgang bestimmen.
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Die zumindest eine Nutzerschnittstelle und/oder Sensorschnittstelle kann eine Bordschnittstelle zur kommunikativen Verbindung der Steuervorrichtung mit einem Bordcomputer des Fahrmischers umfassen. Dadurch kann die Steuervorrichtung zur Kommunikation mit dem Nutzer und zur Erfassung des Bewegungszustandes des Rades die vorhandenen und mit dem Bordcomputer kommunikativ verbundenen Ein- und Ausgabegeräte und Sensoren des Fahrmischers nutzen. Folglich kann die Reinigungsvorrichtung besonders einfach und kostengünstig aufgebaut sein.
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Die Steuervorrichtung kann in der Reinigungsvorrichtung integriert oder von einem zur Reinigungsvorrichtung externen Computergerät umfasst sein. Insbesondere kann die Steuervorrichtung von einem Bordomputer des Fahrmischers und/oder von einem tragbaren Computergerät, beispielsweise einem Smartphone, des Nutzers umfasst sein.
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Ein erfindungsgemäßer Fahrmischer umfasst zumindest einer Hochdruckwasserleitung und eine Anzahl von Rädern und eine in den Fahrmischer integrierte erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung. Die zumindest eine Anschlussvorrichtung der Reinigungsvorrichtung ist an die Hochdruckwasserleitung angeschlossen. Die zumindest eine Düse ist zur Ausrichtung eines durch die Anschlussvorrichtung aus der Hochdruckwasserleitung entnommenen Wasserstromes auf die Lauffläche zumindest eines der Räder an dem Fahrmischer angeordnet.
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Vorzugsweise ist die zumindest eine Düse der Reinigungsvorrichtung in einem das zumindest einen Rad teilweise umschließenden Radkasten, insbesondere über dem zumindest einen Rad angeordnet. Die Anordnung in dem Radkasten bietet die Vorteile, dass sich die Düse in der Nähe der Lauffläche befindet und durch den Radkasten vor Beschädigungen geschützt ist. Ist die Düse über dem Rad angeordnet, sodass der Wasserstrom auf die Lauffläche im Wesentlichen nach unten ausgerichtet ist, können Wasser und Schmutz gut von der Lauffläche ablaufen. Außerdem tritt nur wenig Wasser und/oder Schmutz aus dem Radkasten aus, sodass eine Gefahr von Verschmutzungen, Beschädigungen oder Verletzungen in einer Umgebung des Fahrmischers minimiert ist. Ferner wird auch eine Innenseite des Radkastens durch von der Lauffläche reflektiertes Wasser gereinigt.
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Vorzugsweise ist die zumindest eine Düse der Reinigungsvorrichtung zur Ausrichtung des Wasserstromes schräg, beispielsweise unter einem Winkel von 10° bis 80°, insbesondere unter einem Winkel von 30° bis 60°, zu der Lauffläche angeordnet. Wenn der Wasserstrom schräg, also weder senkrecht noch tangential, auf die Lauffläche trifft, kann er Verschmutzungen besonders effizient ablösen.
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Jedem Rad der Hinterachse oder der Hinterachsen des Fahrmischers, bevorzugt jedem Rad des Fahrmischers, kann jeweils zumindest eine, insbesondere genau eine, Düse der Reinigungsvorrichtung zugeordnet sein. Im Betrieb fährt ein Fahrmischer in der Regel rückwärts an eine Baustelle heran, sodass die Räder der Hinterachse oder der Hinterachsen besonders stark verschmutzt werden. Daher ist an der Hinterachse oder den Hinterachsen eine wirksame Reinigung besonders wichtig. Für eine vollständige Reinigung ist vorteilhafterweise jedem Rad des Fahrmischers zumindest eine Düse zugeordnet. Wird jeweils einem Rad genau eine Düse zugeordnet, ergibt sich daraus ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau der Reinigungsvorrichtung.
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Vorzugsweise ist eine Steuervorrichtung der Reinigungsvorrichtung über eine Bordschnittstelle mit einem Bordcomputer des Fahrmischers kommunikativ verbunden.
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Ein erfindungsgemäßes Reinigungsverfahren ist zur Reinigung der Lauffläche zumindest eines Rades eines erfindungsgemäßen Fahrmischers mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung ausgestaltet. Das Reinigungsverfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- a) Überwachen eines Bewegungszustandes des Rades und
- b) Öffnen des zumindest einen Ventils der Reinigungsvorrichtung und
- c) Schließen des zumindest einen Ventils nach einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen des Rades nach dem Öffnen und/oder bei Erreichen einer vorbestimmten maximalen Drehgeschwindigkeit des Rades.
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Vorzugsweise wird das Reinigungsverfahren von einer Steuervorrichtung der Reinigungsvorrichtung zumindest teilautomatisiert ausgeführt.
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Das Öffnen kann beispielsweise auf einen von der Steuervorrichtung über eine Nutzerschnittstelle entgegengenommenen Nutzerbefehl eines Nutzers des Fahrmischers hin erfolgen.
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Erfolgt das Schließen, insbesondere automatisch, nach einer vorbestimmten Anzahl von beispielweise 1 bis 3, insbesondere 1 bis 2, Umdrehungen, wird dadurch eine vollständige Reinigung der Lauffläche bei minimalem Wasserverbrauch erreicht. Erfolgt das Schließen, insbesondere automatisch, bei Erreichen einer vorbestimmten maximalen Drehgeschwindigkeit des Rades, wird dadurch verhindert, dass eine Reinigung bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit von beispielsweise über 5 km/h stattfindet. Bei hoher Fahrgeschwindigkeit könnte das abgegebene Wasser oder der abgelöste Schmutz andere Verkehrsteilnehmer oder Passanten gefährden.
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Das Reinigungsverfahren kann folgende Schritte umfassen:
- a) Detektieren eines Anfahrereignisses des Fahrmischers und
- b) Öffnen des zumindest einen Ventils der Reinigungsvorrichtung nach einer vorbestimmten Zeitdauer und/oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen des Rades nach dem Anfahrereignis.
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Ein Anfahrereignis kann dadurch detektiert werden, dass das Rad, dessen Bewegungszustand überwacht wird, zumindest für eine bestimmte Zeitdauer, beispielsweise zumindest 10 min, still steht und dann anfängt sich zu drehen.
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Das, insbesondere automatische, Öffnen des zumindest einen Ventils nach einer vorbestimmten Zeitdauer und/oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen des Rades nach dem Anfahrereignis sorgt dafür, dass die Reinigung kurz nach dem Anfahren erfolgt, wenn die Verschmutzungen noch frisch und somit schnell und mit geringem Wasserverbrauch zu entfernen sind. Die vorbestimmte Zeitdauer kann beispielsweise 0 s bis 30 s, insbesondere 0 s bis 15 s betragen. Die vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen kann beispielsweise 0 bis 3 Umdrehungen, insbesondere 0 bis 1 Umdrehung, sein.
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Vorteilhafterweise kann das Öffnen des zumindest einen Ventils pulsweise erfolgen.
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Vorteilhafterweise können das Öffnen und Schließen einer Mehrzahl Ventilen, von denen jedes einer Düse der Reinigungsvorrichtung zugeordnet ist, derart erfolgt, dass zu jedem Zeitpunkt zumindest eines der Ventile geschlossen ist, bevorzugt höchstens eines der Ventile geöffnet ist. Durch diese sequentielle Ansteuerung der Düsen wird erreicht, das nicht alle Düsen, insbesondere nur genau eine Düse, gleichzeitig aktiv sind, sodass an der oder den aktiven Düsen jeweils ein möglichst hoher Wasserdruck für eine wirksame Reinigung zur Verfügung steht.
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Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4115778 A1 [0005, 0006, 0007]
- DE 4336927 [0006]
- DE 10254533 A1 [0007]