DE1303736C2 - Vorrichtung zur anzeige von glatteis auf fahrbahnoberflaechen - Google Patents

Description

Oie Erfindung betrifft eiru Vorrichtung zur Anzeige von Glatteis auf Fahrbahnoberflächen mit Meßorganen für die Temperatur und die Feuchtigkeit, von deren Ausgangssignale zugeordnete, in Reihe 'e elektrische Kontakte zur Betätigung eines Anzeigegerätes beim Erreichen vorbestimmter Temperatur- und Feuchtigkeitswene geschlossen werden. Es ist bereits eine Vorrichtung zum Ermitteln von Glatteis auf Fahrbahnoberfiächen bekannt, die mit einem Fühler für die Fahrbahntemperatur und einem Meßorgan für die Feuchtigkeit der über der Fahrbahn liegenden Luftschicht versehen ist. Im Anzeigekreis liegen zwei in Reihe geschaltete, vom Temperaturfühler bzw. vom Feuchtigkeitsmeßorgan betätigte

ίο elektrische Kontakte, so daß erst bei der Schließung beider Kontakte der Stromkreis für eine die Warntafel ausleuchtende Lichtquelle geschlossen wird (französische Patentschrift 1 272 577).

Bei dieser Vorrichtung werden die Fahrbahntemperatur und di.? Luftfeuchtigkeit zur Anzeige von Glatteis kombiniert, der Feuchtigkeitsgrad der Fahrbahnoberfläche bleibt jedoch unberücksichtigt. Dies hat den Nachteil, daß die Vorrichtung nicht alle Fälle von Glatteisbildung rechtzeitig anzeigt.

ίο Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung werden die Fahrbahntemperatur, die Temperatur des auf die Fahrbahn fallenden Niederschlags und die Lufttemperatur gemessen. Die Signalabgabe für die Auslosung des Eisalarms hängt von den Differenzen zwisehen Luft- und Niederschlagstemperatur bzw. zwischen Luft- und Fahrbahntemperatur ab. Ein zusätzlich angeordnetes Hygrometer für die Messung der Luftfeuchtigkeit über der Fahrbahn dient lediglich der Einführung einer Korrekturgröße zur Verschiebun« der Ansprechschwelle (deutsche Patentschrift 693908).

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie bei der Bildung von Glatteis unter bestimmtet, Gegebenheiten nicht anspricht, beispielsweise wenn die Temperatur der Luft und die Temperatur des Bodens gleich sind oder wenn die Straße feucht und die Atmosphäre trocken ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Vorrichtung der -.ingangs genannten Art in Form eines wirtschaftlichen Gerätes zu schaffen, das ein hohes Maß an Anzeigesicherheit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird mit der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Temperaturmeßorgan, wie bekannt, einen Fühler für die Temperatur der Fahrbahnoberfläche und einen Fühler für die Temperatur der über der Fahrbahn befindlichen Luftschicht umfaßt, die über ein Relais den der Temperaturmessung zugeordneten Reihenkontakt im Anzeigekreis betätigen, wenn eine der beiden Temperaturen in dei Nähe von null Grad Celsius ist, und daß das über ein Relais den anderen Reihenkontakt im Anzeigekreis schließende Feuchtigkeitsrneßorgan aus einer über eine Messung des elektrisehen Oberflächenwiderstandes der Fahrbahn den Feuchtigkeitsgehalt der Oberfläche der Fahrbahn ermittelnden Vorrichtung besteht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß durch die Kombination von Fahrbahnfeuchtigkeil—Fahrbahntempcratur bzw. Fahrbahnfeuchtigkeit—Lufttemperatur die Auslösung des Warnsignals verursacht wird, je nachdem, weiche Kombinationswerte bevorzugt die Voraussetzungen für eine Glatteisbildung schatten. Diese Meßwertkombination ist ein sicheres Kriterium für alle Fälle einer bevorstehenden Glattcisbildung.

Das Feuchtigkeitsmeßorgan hat zweckmäßigerweiüc als Elektroden quer zur Fahrbahn verlaufende

metallische Stangen, die in Rillen der Fahrbahn eingelassen sind, wobei der Raum zwischen der Rillen wandung und den Stangen mit einer Verfestigung masse, wie Asphalt, ausgefüllt ist. Dabei kann das Feuchtigkeitsmeßorgan auch mehrere Elektroder; paare haben, die parallel geschaltet sind Die Flektro den des Feuchtigkeitsmeßorgans bestehen vorteil

^haf!^enVf \^aUS _R ^e-ⁱⁿr ^Oder ^hreren Paaren metallener flacher Bander, die quer zur Fahrbahn verlaufen.

Das Meßorgan für die Fahrbahntemperalur besteht '° vorzugsweise aus temperaturabhängigen elektrischen Widerstanden, die in Ausnehmungen der Elektroden stangen eingesetzt sind.

Zur Warnung vor dem sich bildenden Glatteis wird .« vorzugsweise ein Anzeigegerät verwendet das aus "" einer von einer Lichtquelle ausleuchtbaren Fläche " besteht. Dieses Anzeigegerät kann auch -in- —-ite Flache aufweisen, weiche allein bei Schluß des'dem " Feudit.gkeitsmeßorgan zugeordneten Kontaktes mit HiMc einer Lichtquelle ausleuchtbar ist. Dadurch wird erkennbar, daß die Straße glitschi« ist

An Hand der Zeichnungen"wird eine beispielsweise Ausfuhrungsform der Erfindung näher erläutert.

F i ■:.. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Schalt- ^ bildes der Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt schematisch in einer Drajfsiclit auf eine Straße die Anordnung von Meßorganen für die Feuchtigkeit auf der Straßenoberflächa. "

F 1 g. 3 ist ein Querschnitt durch ein Meßor«an für die Feuchtigkeit der Straßenoberfläche. ⁼

F ι g. 4 zeigt das Meßorgan von F i g. 3 im Längsschir.it. ^e

F i g. 5 zeigt die Anordnung des Fühlers für die Temrera'ur der über der Fahrbahn befindlichen Luftschicht.

F ig. 6 zeigt ein Schaltschema für die Stromkreise von F i g. 1.

In Fig. 1 stellt /? 1 ein Meßorgan für den Oberflauienwiderstand einer bestimmten Anzahl von Straßeneienienten als Maß für die Feuchtigkeit der Fahrbahnoberfläche dar. Rl ist ein Meßorgan für die Temperatur der Fahrbahn in Form eines "temperaturabhängigen elektrischen Widerstandes. /? 3 ist ein ähnlicher Widerstand für die Bestimmung der Lufttemperatur.

Zwei Steueranordnungen A und ß, die an sich bekannt sind, werden durch eine Gleichspannung o-u über einen Widerstand r gespeist. Die Anordnung A, an deren Klemme X das Feuchtigkeitsmeßorgan R 1 angeschlossen ist, dessen andere Klemme mit einem Potential +u verbunden ist, steuert ein Relais/?/!, bei dessen Erregung ein Kontakt RA 1 geschlossen

^Wird·

Bei der Anordnung ß ist an die Klemme Y der

Widerstand/? 2 und an die Klemme Z der Widerstand R 3 angeschlossen. Die anderen Klemmen der Widerstände/?! und A'3 liegen jeweils an dem Potential -tu, wkRX.

Das Ausgangsglied der Steueranordnung B ist ein zweites Relais RB, bei dessen Erregung ein Kontakt RB 1 in Reihe mit dem Kontakt RA X geschlossen wird.

Die zwei Kontakte RA 1 um! RB 1 sind in Reihe mit einer Lichtquelle L₁ geschaltet, die von einer Weehselstromquelle mit der Spannung U gespeist wird.

Die Lichtquelle: L₁ hat die Aufgabe, eine Anzeigefläche P zu beleuchten, um die Glatteisgefahr anzuzeigen, wenn die erforderlichen Bedingungen realisiert sind.

L₁ leuchtet also nur auf. wenn die Kontakte RA 1 und RB 1 geschlossen sind.

Eine zweite Lichtquelle L.„ die eine Fläche -S¹ beleuchtet, die nur »Straßenglätte« anzeigt als Folge der alleinigen Anwesenheit von Feuchtigkeit, erfordert zu ihrem Aufleuchten lediglich das alleinige Schließen des Kontaktes RA I.

Außerdem werden die Spannungen +u,o. —u an einem Spannungsteiler in Form eines Widerstandes abgenommen, der an eine Gleichrichterbrücke geschaltet ist. die durch die Wechselspannungsqueüe der Spannung U gespeist wird.

D>e Anordnung arbeitet wie folgt: Wenn die Straße frei von Feuchtigkt : ist, ist der Widerstand der Meßstrecke von R 1 sehr ';och, so daß das Relais RA nicht erregt wird und der Kontakt RA 1 offenbleibt. Die Lichtquelle L₁ leuchtet nichr auf (im übrigen auch nicht die Lichtquelle L.,).

Wenn die Straße feucht ist. wird das Relais RA durch die Anordnung A erregt und verursacht da^ Schließen des Kontaktes RA 1. Die Lichtquelle L., leuchtet auf, aber nicht notwendigerweise die Lichtquelle L₁. Damit letztere aufleuchtet, ist es erforderlich, daß das Relais RB erregt wird und seinen Kontakt RB 1 schließt.

Zu diesem Zweck ist die Anordnung B derart beschaffen, daß sie RB erregt, wenn der eine oder der andere der zwei Widerstände R 2, R 3 sich auf einer Temperatur befindet, die in der Nähe von null Grad Celsius liegt.

So wird das Zeichen »Glatteis« auigelöst. wenn die zwei folgenden Bedingungen erfüllt sind: I. Die Oberfläche der Straße ist mit Wasser benetzt.

2. Die Oberflächentemperatur der Straße oder die Temperatur der Luft, die sie umgibt, ist auf einer Temperatur in der Nähe des Gefrierpunktes.

Der Widerstand r hat die Aufgabe, den Auslösepunkt der Signalstation mit Rücksicht auf den wirklichen Zustand der Straße etwas vorzuverlegen, derart, daß der Fahrer vor der Gefahr etwas vor ihrer tatsächlichen Anwesenheit gewarnt wird.

F i g. 2 bis 5 lassen wichtige Mittel zur Verwirklichung erkennen. In Fig. 2, die eine Straße H von oben gesehen zeigt, sind die Elemente/ metallische Stangen, die paarweise (F i g. 3) quer in kleine Rillen eingelassen sind, die mit einer Verfestigungsmasse G, wie Asphalt, gefüllt sind, derart, daß nur der obere Teil der Stange aus der Straße herausragt. Diese Paare können parallel geschaltet sein. Die F i g. 4 ist ein Längsschnitt durch eine derartige Stange J.

Innerhalb jedes Paares haben die Stangen/ einen gegenseitigen Abstand M, wobei die Paare in einem Abstand N voneinander angeordnet sind. M hat einen für eine empfindliche Messung ausreichenden Wert, z. B. einige Meter. Die Anzahl der Paare und ihre Abstände werden so gewählt, daß man einen Durchschnittswert erhält. Gemäß einer möglichen (aber nicht notwendigen) Ausführungsform der Stangen / sind dieselben mit einer Ausnehmung T der Länge nach versehen, in der ein Widerstandselenvent R 2 angeordnet ist, das infolge Änderung des Widerstandes zum Messen der " η -»eratur an der Oberfläche der Straße dient.

Die Widerstände R 2 können durch Elemente gebildet werden, die in die Rillen eingelassen sind, die die Stangen / enthalten, aber außen an diesen Stangen anliegen.

Im Hinblick auf ein schnelles Verlegen können die Stangen durch flache Bänder ersetzt werden, die gegen die Straße verankert werden. Die Widerstände R 2 können auch aus flachen Bändern bestehen, die neben den ersteren in der Straße verankert sind.

Die Widerstände R 3, die zum Messen der Tem- ιό peratur der umgebenden Luft dienen, können durch Elemente gebildet werden, die in Behältnissen angeordnet sind, die auf Pfosten an den Seiten der Straße H (Fig. 5) befestigt sind, jedoch in einer seitlichen Entfernung von ihr, die ausreicht, um Unfälle zu vermeiden.

Unter den möglichen Ausführungsformen der Steueranordnungen A und B kann man beispielsweise diejenige der F i g. 6 wählen, in der die Elemente, die denjenigen der F i g. 1 entsprechen, mit denselben ao Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

Man sieht, daß die Anordnung A im wesentlichen aus dreistufigen Verstärkern besteht, mit den drei Transistoren T₁, T₂, T_s, die das Signal von dem Widerstand Ri über die Klemme X erhalten und deren »5 Ausgang die Spule des Relais RA beaufschlagt.

Die erste Stufe, diejenige mit T₁, ist mit den Widerständen r„ r₂, r₃, r₄ und dem Kondensator C1 ausgestattet. Die zweite Stufe, diejenige mit T₂, erhäü das Signal, das aus der vorigen kommt, über einen Stromkreis, der mit einem Kondensator Cl und den Widerständen r₅, r. und r_e ausgestattet ist. Der Stromkreis des Transistors T₃ ist mit einer Diode D1 ausgestattet und beaufschlagt das Relais RA über die Klemmen eines Widerstandes R_H in Reihe mit einem Kondensator C 3.

Die Steueranordnung B umfaßt zwei Elemente, wie bei A, von denen das erste, das über den Widerstand R 2 und die Klemme Y erregt wird, das Signal über die Transistoren T₄, T₅ verstärkt (ausgestattet gemäß dem Schema mit den Widerständen r_e, r₁₀, r_n, r_lä, r₁₃, r₁₄, T₂₃, r₂₄ und den Kondensatoren CA und C5) und von denen das zweite, das über den Widerstand R 3 und die Klemme Z erregt wird, das Signal von R 3 über die Transistoren T₆, T₇ verstärkt (ausgestattet gemäß dem Schema mit den Widerständen r _lr>, r„, ^ri8> ^ri9> ^r2o> ^r2i> ^r22> ^Γ25 ^um' den Kondensatoren C 7,

' 18' ' 1

C 8).

Die Ausgangssignale dieser zwei Elemente beaufschlagen einen Transistor T₈ durch Vermitllung eines Stromkreises des Typs »oder«, der aus zwei Dioden D 3 und D 4 zusammengesetzt ist, wobei dieser Transietor im übrigen seinen Emitter in Durchgangsrichtung in Reine mit einer Diode D 2 hat, und über seinen Kollektorkreis einen Widerstand r₁₅ in Reihe mit einem Kondensator C 6 speist, wobei die zwei letzteren Elemente über ihre äußeren Klemmen die Spule des Relais RB speisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anzeige von Glatteis auf Fahrbahnoberfiächen mit Meßorganen für die Temperatur und die Feuchtigkeit, von deren Ausgangssignale zugeordnete, in Reihe geschaltete elektrische Kontakte zur Betätigung eines Anzeigegerätes beim Erreichen vorbestimmter Temperatur- und Feuchtigkeitswerte geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturmeßorgan, "ie bekannt, einen Fühler (R 2) für die Temperatur der Fahrbahnoberfläche und einen Fühler (R 3) für die Temperatur der über der Fahrbahn befindlichen Luftschicht umfaßt, die über ein Rehis (RB, den der Temperaturmessung zugeordru η Reihenkontakt (RB 1) im AnzeU'-'kreis (Ll₁P) betätigen, wenn eine der beiden Temperaturen in ier Nähe von null Grad Celsius ist, und daß das über ein Relais (RA) den anderen Reihenkontakt (RAi) im Anzeigekreis (L 1, P) schließende Feuchiigkeitsmeßorgan (R I) aus einer über eine Messung des elektrischen Oberfiächenwiderstandes der Fahrbahn den Feuchtigkeitsgehalt der Oberfläche der Fahrbahn ermittelnden Vorrichtung besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuchtigkeitsmeßorgan (R 1) als El.'«roden quer zur Fahrbahn verlaufende metallische Stangen ¹V) aufweist, die in Rillen der Fahrbahn eingelassen sind, wobei der Raum zw'schen der Rilleiiwan 'ung und den Stangen (/) nit einer Verfesiigungsmasse (G), wie Asphalt, ausgefüllt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Feuchtigkeitsmeßorgan (R 1) mehrere Elektrodenpaare (/) umfaßt, die parallel geschaltet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des Feuchügkeitsmeßorgans (R I) aus einem oder mehreren Paaren metallischer flacher Bänder bestehen, die quer zur Fahrbahn verlaufen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßorgan (R 2) für die Fahrbahntemperatur auc temperaturabhängigen elektrischen Widerständen besteht, die in Ausnehmungen (T) der Elektrodenstangen (/) eingesetzt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät (L₁, P) aus e^;ner von einer Lichtquelle (L₁) ausleuchtbaren Fläche (P) besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät eine zweite Fläche (S) aufweist, welche allein bei Schluß des dem Feuchtigkeitsmeßorgan (R 1) zugeordneten Kontaktes [RA I) mit Hilfe einer Lichtquelle (L,) ausleuchtbar ist.