DE19516958A1 - Verfahren zum Gleitschutz von Fahrzeugrädern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gleitschutz von Fahrzeugrädern auf nassen, ver­ eisten oder schlüpfrigen Fahrbahnen, bei dem in Fahrtrichtung vor den Rädern ein Medium auf die Fahrbahn aufgebracht wird.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um Reifen von Fahrzeugen gegen Gleiten auf nassen, vereisten oder verfetteten Fahrbahnen zu schützen, z. B. durch Spikes-Reifen, Streusand für Räder- und Raupenfahrzeuge, bzw. Streuvorrichtungen an Fahrzeugen.

Aus der FR-A-2 108 939 ist eine in Fahrzeugen integrierte Vorrichtung zur Glatteisbeseitigung bekannt geworden, bei der ein Flüssigkeitsgemisch aus Kerosin und Sauerstoff vor den Rädern des Fahrzeugs unter Druck ausgesprüht wird. Durch die freiwerdende Energie des Flüssigkeitsstrahles schmilzt das Glatteis augenblicklich und zersetzt sich explosionsartig, so daß ein befahrbarer Straßenbelagabschnitt entsteht.

In der DE-A1-36 40 771 und in der DE-A1-31 00 468 wird zur Enteisung der Fahrbahn jeweils ein Warmluftstrom aus dem Heiz- bzw. Kühlsystem des Fahrzeugs auf die Fahrbahn geleitet.

Weiters offenbart die DE-A1-38 26 775 ein Verfahren zur Verbesserung der Traktion von Fahrzeugen, bei der automatisch bei Einsetzen einer Antriebsschlupfregelung eine Splittstreuanlage oder die Freigabe von Schleuderketten betätigt wird.

Die DE-A1-34 17 048 beschreibt eine Aquaplaningeinrichtung, bei der aus schwenkbar vor den Rädern von Fahr- oder Flugzeugen angeordneten Düsen mit flachem Rechteckquerschnitt Druckluft auf den Aquaplaning-Film geblasen wird, so daß das einwandfreie Steuern und Beherrschen des Fahr- oder Flugzeugs wieder möglich ist.

Die Nachteile solcher bekannter Verfahren liegen in der bei der Anwendung auftretenden Schäden am Straßenbelag, z. B. Spike-Schäden oder Schäden durch Streusand, an den Fahrzeugen, wie z. B. Reifen- oder Lackschäden oder an der Umwelt bzw. in der mangelnden Anwendbarkeit bei allen Witterungsverhältnissen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem Schäden am Fahrzeug oder am Straßenbelag vermieden werden.

Weitere Aufgabe ist es, einen besonders wirkungsvollen und umweltschonenden Gleitschutz zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein ein kurzfristiges Festfrieren der Räder auf der Fahrbahn bewirkendes kaltes Kühlmittel, wie flüssiger Stickstoff, flüssige Kohlensäure od. dgl. auf die Fahrbahn gesprüht wird.

Dadurch kann bei Eisfahrbahnen, bei feuchter oder sogar regennasser Fahrbahn ein kurzzeitiges Festfrieren der Fahrzeugräder an der Fahrbahn erreicht werden, wodurch der Fahrbahnreibungskoeffizient deutlich verbessert werden kann.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht im Aufbringen eines Gemisches aus Kühlmittel und Luft auf die Fahrbahn.

Durch dieses Gemisch wird ein sehr günstiger Sprühkegel ausgebildet, durch welchen Kühlmittel gespart und eine gleichmäßige Verteilung desselben im Bereich zwischen Rad und Fahrbahn erreicht werden kann.

Gemäß einer anderen Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, daß zusätzlich Wasser auf die Fahrbahn gesprüht wird.

Durch das Gefrieren dieses zusätzlich eingebrachten Wassers wird ein erhöhter Gleitschutz erreicht.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß zur Verminderung einer Kondensatbildung zusätzlich, wie an sich bekannt Warmluft auf die Fahrbahn geblasen wird.

Dadurch wird verhindert, daß bedingt durch die starke Kühlwirkung des Kühlmittels auftretendes Kondenswasser den Gleitschutz wirkungslos macht.

Weitere Aufgabe ist es, eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der ein Tank zur Aufnahme des Kühlmittels vorgesehen ist, der über Leitungen mit vor den Rädern angeordneten Sprühdüsen verbunden ist, wird dies dadurch erreicht, daß die Düsen in ihrer Lage zu den Rädern ferngesteuert veränderbar sind.

Dadurch kann die Kühlmittelfreigabe optimal dosiert bzw. orientiert werden. Es können daher für verschiedene Straßenzustände verschiedene abrufbare Betriebsarten, etwa ein intermittierendes Sprühen oder ein Sprühen unter einem optimalen Winkel bzw. Abstand zur Fahrbahn vorgesehen werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann darin bestehen, daß die Freigabe des Kühlmittels durch Signale eines Antiblockiersystems oder einer Antischlupf-Einrichtung auslösbar ist. Dadurch wird auf verläßliche Weise ein gefährlicher Straßenzustand erkannt und die erfindungsgemäßen Gleitschutzmaßnahmen ausgelöst, ohne daß der Lenker des Fahrzeugs dafür Sorge tragen muß.

Schließlich kann vorgesehen sein, daß auch seitlich der Räder und gegebenenfalls auch hinter den Rädern Sprühdüsen angeordnet sind.

Dadurch wird die Wirkung der erfindungsgemäßen Einrichtung erhöht, wobei das Kühlmittel von mehreren Seiten gesprüht und somit bei Ausbleiben des Gleitschutzes auf einer Seite eines Rades dieser auf den übrigen Seiten dieses Rades erreicht wird. Damit kann auch ein seitliches Schleudern oder Rutschen vermindert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Erfindungsgemäß wird so vorgegangen, daß Fahrzeugräder oder Raupenketten kurzzeitig, mittels mitgeführten und im Einsatzfall gesprühten, extrem kalten Medien regelrecht an der Fahrzeugbahn festgefroren werden, wobei die Dosierung der Menge, der richtige Zeitpunkt der Sprühung sowie die richtige Sprührichtung jeweils an die Erfordernisse anpaßbar ist.

Als Kühlmittel eignet sich vorzugsweise flüssiger Stickstoff oder flüssige Kohlensäure, weil diese unbrennbar und kostengünstig sind. Das Kühlmittel kann beispielsweise in 15 bis 20 Liter fassenden vakuumevakuierten Kühlbehältern bei PKW oder in entsprechend größeren Behältern bei Einsatzfahrzeugen mitgeführt werden.

Der mit -196°C konstant kalte flüssige Stickstoff wird "druckfrei" im Druckbehälter mitgeführt und erst bei möglichem erforderlichen Einsatz der Behälter ferngesteuert so geschlossen, daß sich ein selbsttätiger Druckaufbau zufolge Verdampfung des Kühlmittels einstellt. Dabei wird ein Druckanstieg bis zu 1 bis 1,5 bar und darüber bewirkt, so daß der nunmehr unter Druck stehende flüssige Stickstoff nun über entsprechende isolierte Leitungen zu den vorzugsweise beweglichen Sprühdüsen geleitet wird, wobei die Leitungen extrem gut wärmeisoliert sein müssen. Die Sprühdüsen können handgesteuert vom Fahrersitz aus in ihrer Position verändert werden, um den richtigen Aufprallort des Kühlmittels zu gewährleisten. Es ist aber auch eine teilautomatische oder vollautomatisierte Regulierung insbesondere der Sprühdüsenstandorte möglich, insbesondere wird der Abstand der Sprühdüse vom Berührungspunkt Rad - Fahrbahn und die Sprührichtung je nach Fahrgeschwindigkeit verschieden sein, beispielsweise 15 bis 30 cm. So kann vom Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser aus ein elektrischer Impuls zur Steuerung der Düsen gegeben werden. Bei höheren Geschwindigkeiten wird der Aufprallpunkt des Sprühkegels des Kühlmittels weiter vor den Berührungspunkt Rad - Fahrbahn gerichtet. Die händische Steuerung der Düsenposition kann ähnlich wie bei Autofensterhebern erfolgen, die Auslösung des Sprühvorganges kann händisch gesteuert werden. Die automatische Ingangsetzung des Sprühvorganges kann bei modernen Fahrzeugen auch parallel durch elektrische Impulse eines ABS (Antiblockiersystems) oder eines Antischlupfsystems geschehen.

Die Sprühdüsen zielen bei geringen Geschwindigkeiten bis zu 15 km je Stunde ca. 20 cm vor den Berührungspunkt Rad-Fahrbahn, wobei vorzugsweise nicht immer flüssiges Kühlmittel alleine, sondern ein Gemisch aus Kühlmittelgas plus Luft gesprüht wird. Dieses Gemisch (bei ca. 1 bar unschwer herstellbar) bildet einen günstigen Sprühkegel, welcher ca. 20 cm nach Verlassen der Düse schon ca. 15 cm breit ist. Dadurch wird Kühlmittel gespart und eine gleichmäßige Verteilung im Bereich zwischen Rad und Fahrbahn erreicht.

So kann nun bei Eisfahrbahnen, bei feuchter oder sogar regennasser Fahrbahn ebenfalls ein kurzzeitiges Festfrieren der Räder oder Raupenketten an Fahrbahnen erreicht werden.

Darüberhinaus kann auch bei trockener Fahrbahn mittels mitgeführten Wassers auch Wasser gesprüht werden, welches mit der erfindungsgemäßen Methode ein kurzzeitiges Festfrieren von Rädern auf Fahrbahnen bewirken kann. Sogar auf Eisfahrbahnen kann eine zusätzliche Wassersprühung erfolgsvergrößernd wirken.

Im allgemeinen genügt jedoch die im Zuge der Sprühung des flüssigen Stickstoffes erhaltene Kondensationsflüssigkeit aus der Luft als Vereisungsklebemittel. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß die Sprührichtung des Sprühmittels in Fahrtrichtung die besten Erfolge bringt.

Weiters wird es vorteilhaft für bestimmte Einsatzfahrzeuge sein, wenn die Sprühung des extrem kühlen Mittels, wie flüssiger Stickstoff, nicht nur in den Bereich in Fahrtrichtung vorwärts, sondern auch in den Bereich für Rückwärtsbewegung von Rädern gesprüht wird.

Weiters können ebenfalls Sprühdosen so angeordnet sein, daß diese rechts und links von Rädern angeordnet sind, um deren Seitenflankenbereich zu sichern. Damit kann ein Schleudern oder seitliches Rutschen von Fahrzeugen vermindert werden.

Es wird auch erreicht, daß auch dann, wenn kein vollständiges Festfrieren der Räder erfolgt, die Fahrbahnreibungskoeffizienten in vielen Bereichen durch extrem schockartige örtliche Unterkühlung deutlich verbessert werden und damit allein schon zahlreiche Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens bei sparsamstem Gebrauch des Kühlmittels möglich sind.

Weiters kann es erforderlich sein, daß eine möglicherweise unerwünschte Kondenswasserbildung zufolge der extremen Luftabkühlung im Gasbereich durch nachfolgende Zuführung von Heißluft oder Warmluft vermieden wird.

Claims (7)

1. Verfahren zum Gleitschutz von Fahrzeugrädern auf nassen, vereisten oder schlüpfrigen Fahrbahnen, bei dem in Fahrrichtung vor den Rädern ein Medium auf die Fahrbahn aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein ein kurzfristiges Festfrieren der Räder auf der Fahrbahn bewirkendes kaltes Kühlmittel, wie flüssiger Stickstoff, flüssige Kohlensäure od. dgl. auf die Fahrbahn gesprüht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus Kühl­ mittel und Luft auf die Fahrbahn aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Wasser auf die Fahrbahn gesprüht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung einer Kondensatbildung zusätzlich, wie an sich bekannt Warmluft auf die Fahrbahn geblasen wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein Tank zur Aufnahme des Kühlmittels vorgesehen ist, der über Leitungen mit vor den Rädern angeordneten Sprühdüsen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in ihrer Lage zu den Rädern ferngesteuert veränderbar sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe des Kühlmittels durch Signale eines Antiblockiersystems oder einer Antischlupf-Einrichtung auslösbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch seitlich der Räder und gegebenenfalls auch hinter den Rädern Sprühdüsen angeordnet sind.