DE2829148B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von Schnee und Eis - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von Schnee und EisInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Schnee und Eis unter Verwendung eines Fahrzeuges
mit einem Wassertank und einer mit diesem verbundenen Spritzdüseneinrichtung auf der Fahrzeugvorderseite
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Zur Beseitigung von Schnee von Straßen, Flugzeugpisten od. dgl. Flächen werden bisher meist Schneepflüge,
Schrapper od. dgl. Räumgeräte mit einem Eigenantrieb verwendet, die den Schnee abräumen und zu Haufen
zusammenschieben, die später durch Ladefahrzeuge abgefahren werden müssen. Da hierzu verschiedene
Arbeitsvorgänge auszuführen sind, ist dieses Verfahren zeit- und kostenaufwendig. Es ist bereits ein Schnee-Schmelzgerät
bekanntgeworden (US-PS 34 56 368), bei dem an der vorderen Stoßstange einers Fahrzeuges
Sprühdüsen befestigt sind, mit denen auf den wegzuräumenden Schnee bzw. das Eis Heißwasser gespritzt wird,
um das Räumgut zum Schmelzen zu bringen. Dieses Gerät umfaßt noch eine Wasser- und Schneematsch-Aufnahmeeinrichtung
aus einem Schrapper und einem unter dem Fahrzeug hinter den Heißwassersprühdüsen
montiertem Gebläserad, um das durch die Heißwassersprühdüsen erzeugte Wasser/Schneematsch-Gemisch
aufnehmen zu können. Dazu dient ein auf dem Fahrzeug montierter Behälter, der über eine Fördereinrichtung
für das Wasser-Schneematsch-Gemisch mit der Heißwassersprühvorrichtung in Verbindung steht. Zur
Erwärmung des Wasser-Schneematsch-Gemisches ist eine Heizvorrichtung notwendig. Der Einsatz einer
solchen Verrichtung erfordert jedoch hohe Betriebsund Wartungskosten. Außerdem ist die Räumgeschwindigkeit
wegen der nicht zu umgehenden Schmelzzeiten des Schnees und Eises sehr begrenzt. Die aus mehreren
Baueinheiten bestehende Vorrichtung ist zudem umfangreich und kompliziert. Sie läßt sich ohne größere
Umbauten nicht auf einem handelsüblichen Fahrzeug montieren.
Zur Reinigung von Unterbauten von Straßen vor dem Aufbringen einer Verschleißdecke ist eine Vorrichtung
bekanntgeworden (AT-PS 2 27 753), die den zu reinigenden Unterbau mit einem Hochdruckwasserstrahl
bestrahlt und bei der der an der zu reinigenden Oberfläche reflektierte Hochdruckwasserstrahl mit den
Verunreinigungen aufgefangen und abgeführt wird. Hierzu ist auf der Vorderseite eines Fahrzeuges ein
Düsenrohr mit einer Vielzahl von Düsen vorgesehen, das mit einer Hochdruckpumpe auf dem Fahrzeug in
Verbindung steht. Dieses bekannte Gerät dient aber ausschließlich zum Abspritzen von Straßen-Unterbauten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine
Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen Schnee und Eis von begeh- bzw. befahrbaren Flächen ohne aufwendige
und im Betrieb teuere Zusatzeinrichtungen rasch und wirksam entfernt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser ohne vorherige
Erwärmung im Wassertank unter hohem Druck auf die zu bearbeitende Fläche gespritzt wird.
Nach diesem Verfahren können Schnee und Eis von Wegen und Straßen allein durch die kinetische Energie
!l) der Wasserstrahlen in sehr einfacher Weise weggeräumt
werden. Da in diesem Falle keine Erwärmung des Spritzwassers notwendig ist, sind auch die Betriebskosten
niedrig. Nachdem auch keine Nacharbeiten auszuführen sind, können auch ungeübte Arbeitskräfte
Vl zum Einsatz kommen. Es besteht auch keine Gefahr, daß
die absgesprilzte Fläche beschädigt wird.
Eine bevorzugte und einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
daß eine auf einem Fahrzeug montierte Hochdruckpumpe auf ihrer Saugseite über eine Leitung mit einem
Wassertank und auf ihrer Druckseite über eine Druckleitung mit einer Hochdruck-Spritzeinrichtung
mit einer Anzahl von auf die zu bespritzende Fläche ausrichtbaren Spritzdüsen am unteren Abschnitt der
Frontseite des Fahrzeuges verbunden ist.
Dieses Gerät ist einfach im Aufbau, es läßt sich ohne weiteres auf jedes Lastfahrzeug montieren und auch
wieder davon abmontieren, so daß das Fahrzeug auch zu anderen Einsätzen verwendet werden kann.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen festgehalten.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen festgehalten.
Diese Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles, das auch in der Zeichnung
dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,
F i g. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,
Fig. 2 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht einer Spritzeinrichtung,
Fig.3 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht
einer Spritzdüse,
Fig.4 eine Seitenansicht der Spritzeinrichtung in Arbeitsstellung und
Fig. 5 ein Schemabild zur Wirkungsweise der Vorrichtung.
Die Vorrichtung umfaßt ein Fahrzeug 10 mit einem b5 Wassertank 11, einen Antriebsmotor 12, eine davon
angetriebene Hochdruckpumpe 13 sowie eine Hochdruckspritzeinrichtung 16 mit mehreren Spritzdüsen 15,
die entlang der unteren Frontpartie des Fahrzeuges 10
montiert sind, ζ. B. an einer Stoßstange 14. Das im Tank
11 gespeicherte Wasser wird durch eine Rohrleitung 17 zur Hochdruckpumpe 13 geführt und von dort unter
hohem Druck durch einen Druckschlaach 18 zur Hochdruckspritzeinrichtung 16 gefördert Die Antriebskraft
wird mittels eines Riemens 19 auf die Hochdruckpumpe 13 übertragen. Der Druckschlauch 18 kann ein
biegsames Rohr sein, das ausreichend druckbeständig und geeignet ist die Verbindung zwischen der Pumpe 13
und einem Düsenrohr 20 der Hochdruck-Spritzeinrichtung 16 herzustellen. Der Druckschlauch 18 soll nach
Möglichkeit teilweise durch eine geeignete Stütze gehalten werden, etwg durch ein starres Rohr 21, wie in
Fig. 1 dargestellt Der Druckschlauch 18 kann auch durch ein starres Metallrohr ersetzt werden. In diesem
Fall müßte das Rohr jedoch in der Lage sein, sich ohne weiteres jeder Stellung und jedem Winkel der
Spritzdüsen 15 anzupassen.
Als Fahrzeug 10 kann außer dem in F i g. 1 gezeigten Lastfahrzeug auch jeder Fahrzeugtyp benutzt werden,
der geeignet ist die Vorrichtung aufzunehmen.
Der Wassertank 11 ist mit einer für die Schneebeiseitigung
vom Boden ausreichenden Wassermenge gefüllt. Nach Möglichkeit soll im Wasser ein geeignetes
Frostsch Jtzmittel enthalten sein, um die Schmelzwirkung
des Wassers zu verstärken und zu verhindern, daß die Spritzdüsen 15 und der Druckschlauch 1« durch
Frost betriebsuntüchtig werden. Darüberhinaus wird die Schmelzwirkung noch weiter verstärkt durch die
Verwendung von warmem Wasser. Zu diesem Zweck kann die Hochdruckpumpe 13 mit einer (nicht
gezeichneten) Ausweich-Umlaufleitung ausgestattet sein, so daß beim Anlassen des Motors der Wasserzustrom
zu den Spritzdüsen 15 blockiert wird und somit eine bestimmte Wassermenge zwischen der Pumpe 13
und der Ausweichleilung 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 15 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 Gerätes 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 die Vorrichtung so konstruiert ist, daß der Schnee durch die kinetische Energie des unter hohem Druck aus
den Spritzdüsen 15 austretenden Wasserr sofort beseitigt wird, muß das Spritzwasser mit einem
möglichst hohen Druck beaufschlagt werden. 1st eine Lage Neuschnee von etwa 30 cm Höhe zu beseitigen,
die noch nicht gefroren ist, wird eine Pumpe mit 18,5 KW (25 PS) Leistung, die für 75OW/cm: (75 kg/cm2)
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 Neuschneeschicht nachgewiesenermaßen benötigte
Druck 500 N/cm2 bis 600 N/cm2 (50 kg/cm2 bis 60 kg/cm2), 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 bei unverändertem Druck
verringert werden. Ist eine 20 cm hohe, noch nicht
ι ο
gefrorene Lage Schnee zu beseitigen, rtie jedoch durch
Fahrzeugreifen schon zusammengepreßt ist wird etwa 700 N/cm2 bis 800 N/cm2 (70 kg/cm2 bis 80 kg/cm2)
Wasserdruck bei einem maximalen Wasserstrom vom 150 I/min benötigt, so daß für diese Bedingungen eine
geringfügig stärkere Pumpe zu wählen ist
Die Hochdruck-Spritzeinrichtung 16, die in den F i g. 2 und 4 gezeigt wird, umfaßt das Düsenrohr 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 24a hält und zwar mit
regelbarem Neigungswinkel. Zwischen Anbaurahmen 24 und Führungsrahmen 23 ist mindestens ein
Hydraulikzylinder 25 mit Koiben 26 angeordnet so daß der Neigungwinkel des Führungsrahmens 23 nach
Wunsch durch das mit dem Hub des Kolben.1: 26
bewirkte Auseinanderschieben bzw. Zusammenschieben verstellt werden kann. Dies wird vor allem in F i g. 4
gezeigt. Die Rohrhalterung 22 ist senkrecht verschiebbar an den Führungsrahmen 23 montiert, so daß die
Rohrhalterung 22 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 festmontiert ist.
Das unter hohem Druck stehende Wasser der Pumpe 13 kann zum Betätigen der Zylinder 25, 28 benutzt werden.
Zu diesem Zweck wird über Schläuche 29, 30 eine Verbindung zwischen den Zylindern 25, 28 und der
Pumpe 13 hergestellt.
Das Düsenrohr 20 ist mit mehreren, im Verhältnis zum Rohr nach vorn abwärts geneigten Spritzdüsen 15
ausgestattet. Die Düsen 15 können öffnungen in Form eines Schlitzes 31 aufweisen, wie es vor allem in Fig. 3
gezeigt wird. Nach Möglichkeit soll der Ausstoßwinkel λ der Düsen 15 auf 30° bis 80° eingestellt werden.
Außerdem besitzt jede Düse 15 einen mit Gewinde versehenen, röhrenförmigen Schaft 32, der durch
Verschrauben an dem 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 Beseitigen von Schnee befindet sich die Hochdruck-Spritzeinrichtung 16 in der in Fig. 4
gezeigten Stellung, wobei die öffnungen 34 der Düsen 15 nach vorn und unten geneigt sind, so daß das aus
segmentförmigen Wasserströmen gebildetes 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 β des austretenden Wassers soll nach Möglichkeit 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 kinetische Energie optimal ausgenutzt wird. Der Abstand H (Fig.4) der
einzelnen Düsen 15 von der Bodenfläche G reicht normalerweise aus, sofern er zwischen 10 cm und 50 cm
verstellbar ist.
Bei der abnehmbaren Vorrichtung dieser Erfindung wird das unter hohem Druck stehende Wasser während
der Fahrt des Fahrzeuges 10 kontinuierlich aus den Düsen 15 auf den zu beseitigenden Schnee A eesDritzt.
Versuche zeigten, daß bei einem Betrieb der Hochdruckpumpe 13 unter 600 N/cm2 (60 kg/cm2) Druck mit
einem Wasserstrom von 100 l/min und bei 40 cm Bodenabstand der Düsen 15 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 Fahrzeuges 10 kann im
wesentlichen innerhalb einer Stunde vollständig aufgetaut werden. Diese bemerkenswerte Tauwirkung ist
durch die kinetische Energie erklärbar, welche durch die unter Druck aus den Düsen 15 austretenden Wasserströme
erzeugt und die Kristallstruktur des Schnees zerstört sowie außerdem durch die 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.
Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung benötigt weder Schneepflüge noch andere Schrapper oder
Schaufelgeräte, so daß auch eine Beschädigung des Straßenpflasters od. dgl. nicht zu befürchten ist. Es sei
außerdem darauf hingewiesen, daß mit dieser Vorrichtung tatsächlich auch Eisschichten beseitigt werden
können. In diesem Fall sollte der Druck des Spritzwassers auf ca. 1500 N/cm2 (150 kg/cm2) erhöht und ein
Wasserstrom von 250 l/Min eingesetzt werden. Zu diesem Zweck muß die Hochdruckpumpe 13 in einer für
den vorgenannten Druck bzw. die Durchsatzleistung ausreichenden Kapazität gewählt werden. Die Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeuges 10 sollte in diesem Fall auf 7 km/h bis 8 km/h verringert werden. Außerdem ist
hierbei das unter hohem Druck stehende Spritzwasser nicht in der Lage, die Eisschicht E aus gefrorenem
Schnee durch seine kinetische Energie sofort zu schmelzen, wie dies bei der vorher beschriebenen Lage
Neuschnee oder zusammengepreßtem Schnee der Fall ist. Jedoch wird das Spritzwasser zwischen die genannte
Eisschicht Fund den Untergrund G (F i g. 5) eindringen
und dann vom Untergrund C mit aller Kraf zurückgeworfen werden, so daß die Eisschicht E von
Untergrund C weitgehend gelöst, nach oben gedrück und in Stücke zerbrechen wird. Bei dieser Gelegenhei
kann man die Hydraulikzylinder 25 betätigen, um dei Spritzwinkel β der Wasserströme zwischen 45 und 60'
einzustellen und auf diese Weise gleich zu Anfang Teili
der Eisschicht E aufzubrechen. Anschließend kann de Hydraulikzylinder 25 noch einmal betätigt werden, un
den Winkel β zwischen 20 und 30° einzustellen und da: Eindringen des Wassers B zwischen die Eisschicht £um
den Boden C zu erleichtern. Ist die Eisschicht Eeinma
vollständig zerbrochen, dann besteht auch keim Unfallgefahr mehr.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervor geht, kann die abnehmbare Vorrichtung tatsächlich dii
Schwierigkeiten bei der Beseitigung von Schnee und Ei lösen, indem es die kinetische Energei optimal ausnutzt
die durch das unter hohem Druck auf den Boden C aufprallende Spritzwasser erzeugt wird. Ein weitere
Vorzug der Erfindung liegt darin, daß beliebige Lkw oder Lastenfahrzeuge eingesetzt werden können, inden
man lediglich den Wassertank 11, die Hochdruckpumpi
13, den Antrieb 12, die Hochdruck-Spritzeinrichtung 11 und die übrigen Bauteile auf das Fahrzeug montierl
Wird die Vorrichtung nicht benötigt, können diesi Einrichtungen wieder abmontiert werden und da
Fahrzeug kann als gewöhnliches Transportmitte benutzt werden.
Ein ausreichend großer Abschnitt der Fahrzeugfron kann mit einer Abdeckung zum Schutz desjeniger
Bereiches versehen werden, in dem das Spritzwasser au den Schnee aufprallt, damit die Windschutzscheibe de!
Fahrzeuges 10 nicht durch Wasser und schmelzender Schnee bespritzt wird. Außerdem kann am oberen Tei
der Windschutzscheibe des Fahrzeuges 10 ein (nich gezeigter) Spiegel angebracht werden, damit der Fahre:
erkennen kann, wie das Spritzwasser B auf den zi beseitigenden Schnee einwirkt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Beseitigung von Schnee und Eis unter Verwendung eines Fahrzeuges mit einem
Wassertank und einer mit diesem verbundenen Spritzdüseneinrichtung auf der Fahrzeugvorderseite,
dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser ohne vorherige Erwärmung im Wassertank unter hohem Druck auf die zu bearbeitende Fläche
gespritzt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
auf einem Fahrzeug (10) montierte Hochdruckpumpe (13) auf ihrer Saugseite über eine Leitung (17) mit
einem Wassertank (11) und auf ihrer Druckseite über eine Druckleitung (18) mit einer Hochdruck-Spritzeinrichtung
(16) mit einer Anzahl von auf die zu bespritzende Fläche ausrichtbaren Spritzdüsen (15)
am unteren Abschnitt der Frontseite des Fahrzeuges (10) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüsen (15) in ihrem Abstand
gegenüber der Bodenfläche einstellbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüsen (15) in ihrem
Spritzwinkel zur Bodenfläche einstellbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüsen (15)
eine Spritzöffnung in Form eines waagrechten Schlitzes (31) aufweisen.
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