DE2829148A1

DE2829148A1 - Abnehmbares schneeraeumgeraet

Info

Publication number: DE2829148A1
Application number: DE19782829148
Authority: DE
Inventors: Daisuke Yoshizawa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-04
Filing date: 1978-07-03
Publication date: 1979-02-01
Also published as: NL7807202A; FR2396835B1; BE868704A; IT1106262B; FR2396835A1; IT7850161A0; JPS5415328A; DE2829148C3; DE2829148B2; GB2000540A; JPS573767B2; GB2000540B

Description

ABNEFIMBARES SCHNEERÄUMGERÄT

ZUSAMMENFASSUNG DER ÜFFENLEGUNG

Ein abnehmbares Schneeräumgerät einschließlich Fahrzeug mit Wassertank, ilochdruckpumpe mit Antrieb und Hochdruck-Spritzeinrichtung mit mehreren Spritzdüsen, an die unter hohem Druck stehendes Wasser durch eine Leitung herangeführt wird, wobei die Leitung über die Hochdruckpumpe mit dem Wa£3sertank verbunden ist und die gewünschte Schneebeseitigung in der Hauptsache durch die kinetische Energie des Wassers bewirkt wird, das aus den Hochdruckdüsen herausspritzt.

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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Schneeräumgerät, und zwar auf eine fahrzeugmontierte Ausführung, die ohne Schwierigkeit und wirtschaftlich Schnee vom Boden räumt, indem sie den Schnee vor allem durch Einsatz der kinetischen Energie der Spritzwasserströme in Wasser umwandelt.

Beim Wegräumen und Beseitigen des Schnees von Straßen, Flugzeugpisten oder sonstigen Wegen war es üblich, Schneepflüge, Schrapper oder ähnliche Werkzeuge mit Eigenantrieb zu verwenden, die den Schnee von der Straße o.a. abräumten und in Haufen oder Wällen zusammenfegten, die später durch Ladefahrzeuge entfernt und zur Kippe gefahren werden mußten. Dieses Verfahren ist jedoch recht zeitraubend und arbeitskräfteintensiv, da getrennte Arbeitsgänge notwendig sind. Daher ist ein Versuch unternommen worden, Einrichtungen zur Aufnahme des Schnees und zum Schmelzen desselben durch Wärme in einer Schmelzkammor und zur Abgabe des Schmelzwassers bereitzustellen. Diesem Versuch war jedoch kein kommerzieller Erfolg beschieden, da die Betriebskosten hoch und die Schmelzleistung infolge der wärmeisolierenden Eigenschaften des Schnees selbst gering waren, so daß der Schnee nur unvollständig schmolz und Kraftstoff vergeudet wurde.

Um diesem Problem abzuhelfen, ist vor kurzem ein verbessertes Schneeräum- und -schmelzgerät durch US-Patent Nr. 3 456 568 vorgestellt worden, wobei HeißwasserSprüheinrichtungen an der vorderen Stoßstange eines Fahrzeugs befestigt sind und den Schnee in Wasser und Schneematsch umwandeln. Zum Gerät gehört ferner eine Wasser- und Schneematsch-Aufnahmeeinheit mit Schrapper und einem unter dem Fahrzeug hinter den Heißwassersprühdüsen montiertem Gebläserad; diese Einheit nimmt das durch die Ileißwassersprühdüsen erzeugte Wasser/Schneematsch-Gemisch auf; weiterhin gehört dazu eine Vorrichtung zum Transport des Wassers und Schneematsches aus der Aufnahmeeinheit in einen auf dem Fahrzeug montierten Behälter sowie eine Einrichtung zum Transport des Wassers/Schneematsches aus diesem Behälter an die

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Heißwassersprühvorrichtung, einschließlich Beheizung zur Erwärmung des Wasser/Schneematschgemisches. Bei dieser Bauweise ist für das Gerät allerdings nicht nur die Schnee/Schneematsch-Aufnahmeeinheit erforderlich, sondern auch eine Beheizung, die offenbar recht teuer ist. Natürlich sind die Betriebs- und Wartungs-Kosten dieses Geräts wegen seines komplizierten Betriebssystems und hohen Kraftstoffverbrauchs sehr hoch. Außerdem sind die meisten herkömmlichen Geräte, einschließlich desjenigen nach US-Patent Nr. 3 456 368, so gebaut, daß die einzelnen Funktionsteile und Bauteile nicht rasch und ohne weiteres an das Fahrzeug montiert oder von diesem abmontiert werden können, wodurch das Fahrzeug während der schneefreien Jahreszeiten nicht als gewöhnliches Transportmittel eingesetzt werden kann.

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die vorgenannten Nachteile auszuschalten, indem sie die abnehmbare Ausführung eines verbesserten Schneeräumgeräts vorstellt, das sehr einfach gebaut ist, aus ohne weiteres erhältlichenMaterialien billig hergestellt werden kann und bei minimaler Wartung eine lange

sowie

Lebensdauer besitztύ~die herkömmlichen Arbeitsgänge des Schneeräumens vereinfacht. Es erlaubt eine wirksame, rasche und wirtschaftliche Schneebeseitigung auf Straßen und sonstigen gepflasterten Flächen durch ungeübte Arbeitskräfte und ohne Beschädigung des Pflasters und mit dem zusätzlichen Vorteil, daß das für diese Zwecke eingesetzte Fahrzeug ohne weiteres in ein normales Lastfahrzeug für den Einsatz in der schneefreien Jahreszeit umgewandelt werden kann.

Nach dieser Erfindung wird ein Schneeräumgerät vorgestellt, zu dem ein Fahrzeug mit Wassertank, eine Hochdruckpumpe mit Antrieb und eine Hochdruck-Spritzeinrichtung mit mehreren Spritzdüsen gehört, an die Wasser unter hohem Druck durch eine Leitung geführt wird, wobei die Leitung über die genannte Hochdruckpumpe mit dem Wassertank verbunden ist.

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Diese Erfindung wird in Form eines Beispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Auf den Zeichnungen ist:

Abb. 1 die Seitenansicht eines Schneeräumgeräts nach der vorliegenden Erfindung;

Abb. 2 die vergrößerte, perspektivische Ansicht einer Spritzeinrichtung und ihrer Arbeitsweise;

Abb. 3 die vergrößerte perspektivische Ansicht einer Spritzdüse nach dieser Erfindung;

Abb. 4 die Seitenansicht mit der Spritzeinrichtung und ihrer Funktionsweise; und

Abb. 5 die schematische Seitenansicht, die den Vorgang der Beseitigung gefrorenen Schnees vom Boden zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen umfaßt das Schneeräumgerät nach dieser Erfindung ein Fahrzeug (10) mit Wassertank (11), einen Antrieb (12), eine Hochdruckpumpe (13), die durch den Antrieb (12) betätigt wird sowie eine Hochdruck-Spritzeinrichtung (16), zu der mehrere Spritzdüsen (15) gehören, die entlang der unteren Frontpartie des Fahrzeugs (10) montiert sind, z. B. an der Stoßstange (14). Das im Tank (11) gespeicherte Wasser wird durch eine Rohrleitung (17) an die Hochdruckpumpe (13) geführt, dort stark komprimiert und durch einen Druckschlauch (18) an die genannte Hochdruck-Spritzeinrichtung (16) geleitet. Die Kraft des Antriebs (12) wird über einen Riemen (19) auf die Hochdruckpumpe (13) übertragen und setzt diese hierdurch in Gang. Der Druckschlauch (18) kann ein biegsames Rohr sein, das ausreichend druckbeständig und geeignet ist, die Verbindung zwischen der Pumpe (13) und dem Düsenrohr (20) der Hochdruck-Spritzeinrichtung (16) herzustellen. Der biegsame Schlauch (18) soll nach Möglichkeit teilweise durch eine geeignete Stütze ge halten werden, etwa duroh ein starres Rohr (21), wie auf Abb. 1 dargestellt. Der biegsame Schlauch (18) kann durch ein starres Metallrohr ersetzt werden. In diesem Fall müßte das Rohr jedoch in der Lage sein, sich ohne weiteres jeder Stellung

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und jedem Winkel der Spritzdüsen (15) anzupassen.

Was die Form des Fahrzeugs (10) anbelangt, so kann außer dem auf Abb. 1 gezeigten Lastfahrzeug auch jeder beliebige andere Fahrzeugtyp benutzt werden bzw. beliebige andere, durch E-Motor oder Diesel-Motor angetriebene Fahrzeuge.

Der Tank (11) ist mit einer für die Schneebeseitigung vom Boden ausreichenden Wassermenge gefüllt. Nach Möglichkeit soll im Wasser ein geeignetes Frostschutzmittel enthalten sein, um die Tauwirkung des Wassers zu verstärken und zu verhindern, daß die Spritzdüsen (15) und der Schlauch (18) durch Frost betriebsuntüchtig werden. Darüber hinaus wird die Tauwirkung noch weiter verstärkt durch die Verwendung warmen Wassers. Zu diesem Zweck kann die Hochdruckpumpe (13) mit einer (nicht gezeigten) Ausweich-Umlaufleitung ausgestattet sein, so daß beim Anlassen des Motors der Wasserzustrom an die Düsen blockiert wird und somit eine bestimmte Wassermenge zwischen der Pumpe (13) und der Ausweichleitung zirkuliert, wodurch der Reibungsverlust der Pumpe (13) in Wärme zur Erhitzung des Umlaufwassers umgewandelt wird. Dies ist besonders vorteilhaft, um Unannehmlichkeiten mit den in der Nacht zugefrorenen Spritzdüsen zu vermeiden, da das warme Wasser sofort zur Verfügung steht.

Der Wassertank (11) sollte so gebaut sein, daß sein Fassungsvermögen möglichst groß und folglich die Einsatzdauer des Geräts möglichst lang ist. Aus diesem Grund ist bevorzugt ein Fahrzeug (10) zu wählen, das eine möglichst große Wassermenge befördern kann, oder aber ein (nicht gezeigtes), separates Wassertransportfahrzeug, das das Fahrzeug (10) mit Wasser versorgt.

Die Wahl der Pumpenleistung für die genannte Hochdruckpumpe (13) ist bei dieser Erfindung wesentlich. Da das Schneeräumgerät dieser Erfindung so konstruiert ist, daß eine bestimmte Schneemenge durch die Bewegungsenergie des unter hohem Druck

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aus den Spritzdüsen (15) austretenden Wassers sofort geschmolzen werden kann, muß das Spritzwasser zur Erlangung der genannten Bewegungsenergie mit einem möglichst hohen Druck beaufschlagt werden. Daher muß die Hochdruckpumpe (13) mit einer ausreichenden und stark zu komprimierenden Wassermenge versorgt werden.

Ist eine Lage Neuschnee von etwa 30 cm Höhe zu beseitigen, die noch nicht gefroren ist, wird eine Pumpe mit 25 PS Leistung, die für 75 kg/cm Maximaldruck und einen maximalen Wasserstrom von ca. 125 l/min ausgelegt ist, durchaus reichen. In diesem Fall beträgt der zur Beseitigung der 30 cm hohen Neuschnee-

2 schicht nachgewiesenermaßen benötigte Druck 50 kg/cm bis 60

kg/cm , bei einem Wasserstrom von etwa 100 l/min. Außerdem kann zur Beseitigung der Neuschneeschicht von 20 cm der tatsächlich benötigte Wasserstrom auf 40 l/min verringert werden, wobei der Druckwert unverändert bleibt.

Ist eine 20 cm hohe, noch nicht gefrorene Lage Schnee zu beseitigen, die jedoch durch Fahrzeugreifen schon zusammengepreßt

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ist, wird etwa 70 kg/cm bis 80 kg/cm Wasserdruck bei einem maximalen Wasserstrom von 150 l/min benötigt, so daß für diese Bedingungen eine geringfügig stärkere Pumpe zu wählen ist.

Die Hochdruck-Spritzeinrichtung (16), die auf den Abbildungen und 4 gezeigt wird, umfaßt ein DUsenrohr (20) mit mehreren, darauf montierten Spritzdüsen (15), eine Rohrhalterung (22), einen Führungsrahmen (23) und einen Anbaurahmen (24), der den Führungsrahmen (23) mit Hilfe beidseitiger Haltestifte (24 a) hält, und zwar mit regelbarem Neigungswinkel. Zwischen Anbaurahmen (24) und Führungsrahmen (23) ist mindestens ein Hydraulikzylinder (25) mit Kolben (26) angeordnet, so daß der Neigungswinkel des Führungsrahmens (23) nach Wunsch durch das auf den Hub des Kolbens (26) bewirkte Auseinanderschieben bzw. Zusammenschieben verstellt werden kann. Dies wird vor allem auf Abb. 4 gezeigt. Die Rohrhalterung (22) ist senkrecht verschiebbar an den Führungsrahmen (23) montiert, so daß die Rohrhalterung (22)

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auf die gewünschte Höhe eingestellt werden kann, und zwar durch den Kolbenhub eines weiteren Hydraulikzylinders (28), der auf einem seitlichen Teil (27) oben am Führungsrahmen (23) fest montiert ist. Das unter hohem Druck stehende Wasser aus Pumpe (13) kann zum Betätigen der Zylinder (25, 28) benutzt werden. Zu diesem Zweck wird über die Schläuche (29, 30) eine Verbindung zwischen den Zylindern (25, 28) und der Pumpe (13) hergestellt. Den Fachleuten wird klar sein, daß Bauweise und Anordnung der Sprüzeinrichtung (16) vielfach abgewandelt werden können; die hier dargestellten Konstruktionseinzelheiten bzw. Anordnung sind daher für die Erfindung nicht limitativ.

Das DUsenrohr (20) ist mit mehreren, im Verhältnis zum Rohr nach vorn abwärts geneigten Spritzdüsen (15) ausgestattet. Bei den Düsen (15) kann es sich um den Flachtyp handeln, dessen Öffnung die Form eines Schlitzes (31) hat, wie vor allem auf Abbildung 3 gezeigt wird. Nach Möglichkeit soll der Injektionswinkel ^ der Düse (15) auf 30° bis 80° eingestellt werden. Außerdem besitzt jede Düse (15) einen mit Gewinde versehenen, röhrenförmigen Schaft (32), der durch Verschrauben an das Düsenrohr (20) befestigt werden kann, sowie eine Dichtungsmutter (33)» die am Schaft (32) angreift; auf diese Weise können je nach Höhe und Beschaffenheit des zu beseitigenden Schnees auswechselbare Düsen

(15) am Düsenrohr (20) angebracht werden. Da die Düsen (15) mit sehr hohen Drücken beaufschlagt werden, sind ihre wichtigsten Teile möglichst aus abriebfestem Material, wie harten Sinterlegierungen oder Keramik, zu fertigen.

Beim Schneeräumen befindet sich die Hochdruck-Spritzeinrichtung

(16) in der auf Abbildung 4 gezeigten Stellung, wobei die Öffnungen (34) der Düsen (15) nach vorn und unten geneigt sind, so daß das aus segmentförmigen Wasserströmen gebildete Spritzprofil B, das aus den Düsen (15) austritt und auf den Schnee A am Boden auftrifft, Insgesamt Streifenform hat und ebenso breit ist wie das Fahrzeug (10) bzw. geringfügig breiter. Der Spritzwinkel ß des austretenden JJagsera B _Qsoll nach Möglichkeit

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zwischen 20 und 30° eingestellt werden, wobei die einzelnen Düsen (15) in die tiefstmögliche Stellung zu bringen sind, damit die durch das ausspritzende Wasser erzeugte Bewegungsenergie optimal ausgenutzt wird. Der Abstand H (Abb. 4) der einzelnen Düsen (15) von der Bodenfläche G reicht normalerweise aus, sofern er zwischen 10 cm und 50 cm verstellbar ist.

Bei dem abnehmbaren Schneeräumgerät dieser Erfindung wird das unter hohem Druck stehende Wasser B während der Fahrt des Fahrzeugs (10) kontinuierlich aus den Düsen (15) auf den zu beseitigenden Schnee A gespritzt. Versuche zeigten, daß bei einem Betrieb der Hochdruckpumpe (13) unter 60 kg/cm Druck mit einem Wasserstrom von 100 l/min und bei 40 cm Bodenabstand der Düsen bzw. einem Winkel von 30° zur Schneeoberfläche der Fahrer den Wagen mit 20 km/h fahren und dabei den Schnee wirksam beseitigen kann. Mit anderen Worten: eine 20 km lange Schneelage in der Breite des Fahrzeugs (10) kann im wesentlichen innerhalb einer Stunde vollständig aufgetaut werden. Diese bemerkenswerte Tauwirkung wird vor allem durch die Bewegungsenergie erklärt, welche durch die unter Druck aus den Düsen (15) austretenden Wasserströme erzeugt wird und die Kristallstruktur des Schnees zerstört sowie außerdem durch die ursprünglich an sich schon im Wasser gespeicherte Wärme, die zu derjenigen Wärme hinzukommt, die durch den mit erheblicher Geschwindigkeit erfolgenden Aufprall des herausspritzenden Wassers auf den Schnee erzeugt wird, so daß beide Wärmeursachen auf den Schnee einwirken.

Mit dem Schneeräumgerät der Erfindung sind weder Schneepflüge noch andere Schrapper oder Schaufelgeräte nötig, so daß auch eine Beschädigung des Straßenpflasters o.a. durch den Betrieb nicht zu befürchten ist. Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß das Gerät nach der Erfindung tatsächlich auch zur Beseitigung von Schnee geeignet ist, der nachts zu einer Eisschicht gefriert. In diesem Fall sollte der Druck des Spritzwassers auf ca. 150 kg/cm² erhöht und ein Wasserstrom von

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250 l/min beaufschlagt werden. Zu diesem Zweck muß die Hochdruckpumpe (13) in einer für den vorgenannten Druck bzw. die Durchsatzleistung ausreichenden Kapazität gewählt werden. Die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (10) sollte in diesem Fall auf 7 km/h bis 8 km/h verringert werden. Außerdem ist hierbei das unter hohem Druck stehende Spritzwasser B nicht in der Lage, die Eisschicht aus gefrorenem Schnee durch seine kinetische Energie sofort zu schmelzen, wie dies bei der vorherbeschriebenen Lage Neuschnee oder zusammengepreßtem Schnee der Fall ist. Jedoch wird ohne weiteres einleuchten, daß das Spritzwasser B zwischen die genannte Eisschicht E und den Untergrund G (Abb. 5) eindringen kann und dann vom Untergrund G mit aller Kraft zurückgeworfen wird, so daß gewisse Teile der Eisschicht E vom Untergrund gelöst, nach oben gedrückt werden und in Stücke zerbrechen. Bei dieser Gelegenheit kann man den flydraulikzylinder (25) betätigen, um den Spritzwinkel β der Wasserströme B zwischen 45 und 60° einzustellen und auf diese Weise gleich zu Anfang Teile der Eisschicht E aufzubrechen. Anschließend kann der Hydraulikzylinder (25) noch einmal betätigt werden, um den Winkel ß zwischen 20 und 30° einzustellen und das Eindringen des Wassers B zwischen die Eisschicht E und den Boden G zu erleichtern. Wenn dann die Eisschicht E vollständig zerbrochen ist, besteht keine Unfallgegefahr durch Gleiten mehr. Vor allem in Stadtgebieten, wo das Verkehrsaufkommen recht hoch ist, liegen stets Bruchstücke der Eisschicht E auf dem Boden, werden dort immer wieder unter den Reifen zusammengepreßt und letztendlich in sehr viel kleinere Stücke zerdrückt, so daß sie unter der Einwirkung der nach Sonnenaufgang ansteigenden Lufttemperaturen vermutlich rasch schmilzen.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung klar hervorgeht, kann das abnehmbare Gerät tatsächlich die allgemein anerkannte Schwierigkeit der Beseitigung einer Eisschicht aus gefrorenem Schnee lösen, indem es die kinetische Energie optimal ausnutzt, die durch das unter hohem Druck auf den Boden G aufprallende Spritzwasser erzeugt wird, und zwar zusätzlich zu der wirksamen

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Beseitigung einer Neuschneelage sowie einer Preßschneelage nach vorangegangener Beschreibung. Ein weiterer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß beliebige Lkws oder Lastenfahrzeuge eingesetzt werden können, indem man lediglich den Wassertank (11), die Hochdruckpumpe (13), den Antrieb (12), die Hochdruck-Spritzeinrichtung (16) und die übrigen Bauteile auf das Fahrzeug lädt, und es somit unnötig ist, einen bestimmten, für diesen ausschließlichen Zweck gebauten Fahrzeugtyp bereitzustellen. Wenn das abnehmbare Gerät nach dieser Erfindung außerhalb der Wintersaison nicht benötigt wird, können der Wassertank (11), die Hochdruckpumpe (13) und alle übrigen genannten Bauteile vom Fahrzeug (10) abmontiert werden, so daß es als gewöhnliches Transportmittel benutzt werden kann.

Ein ausreichend großer Abschnitt der Fahrzeugfront kann mit einer Abdeckung zum Schutz desjenigen Bereichs veraäien werden, wo das Spritzwasser auf den Schnee aufprallt, damit die Windschutzscheibe des Fahrzeugs (10) nicht durch Wasser und schmelzenden Schnee bespritzt wird. Außerdem kann am oberen Teil der Windschutzscheibe des Fahrzeugs (10) ein (nicht gezeigter) Spiegel angebracht werden, damit der sitzende Fahrer erkennen kann, wie das Spritzwasser B auf den zu beseitigenden Schnee einwirkt.

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Claims

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PATENiT ANSPRÜCHE:

\Λ\ Ein abnehmbares Schneeräumgerät, bestehend aus einem mit Wassertank und Schneeschmelzeinrichtungen unter Verwendung von Wasser bestücktem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hochdruckpumpe (13) dergestalt auf einem Fahrzeug (10) montiert ist, dasssie über eine Leitung (17) mit einem Wassertank (11) verbunden ist, daß weiterhin eine Vielzahl Hochdruck-Spritzdüsen (15) am unteren Abschnitt der Frontseite des Fahrzeugs (10) montiert ist, und diese Vielzahl von Hochdruckdüsen (15) über eine Zuleitung (18) mit Wasser versorgt wird, das in der genannten Druckpumpe (13) mit ausreichend hohem Druck beaufschlagt wird, so daß das Wasser bei seinem Austritt aus den Hochdruckdüsen (15) eine kinetische Energie erzeugt.
2. Ein abnehmbares Schneeräumgerät nach Anspruch 1, ausgestattet mit einer Einrichtung, durch die der Abstand der genannten Hochdruckdüsen zur Bodenfläche geregelt werden kann.
3. Ein abnehmbares Schneeräumgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, ausgestattet mit einer Einrichtung zur Regelung des Injektionswinkels der genannten Hochdruck-Spritzdüsen.
4. Ein abnehmbares Schneeräumgerät nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, wobei die genannten Hochdruck-Spritzdüsen die Form flacher Düsen haben, deren Mündungsabschnitt die Form eines waagerechten Schlitzes hat.

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ORIGINAL INSPECTED