DE2829148C3

DE2829148C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von Schnee und Eis

Info

Publication number: DE2829148C3
Application number: DE2829148A
Authority: DE
Inventors: Daisuke Tottori Yoshizawa (Japan)
Original assignee: YOSHIZAWA DAISUKE TOTTORI
Current assignee: YOSHIZAWA DAISUKE TOTTORI
Priority date: 1977-07-04
Filing date: 1978-07-03
Publication date: 1981-02-05
Also published as: IT7850161A0; JPS5415328A; NL7807202A; FR2396835A1; GB2000540A; DE2829148B2; FR2396835B1; GB2000540B; BE868704A; IT1106262B; DE2829148A1; JPS573767B2

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 eines 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 Vorrichtung 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 Vorricntung bekanntgeworden (AT-PS 2 27 753), die den zu reinigenden Unterbau mit einem Hochdruckwasser urahl 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 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 zum Einsatz kommen. Es besteht auch keine Gefahr, daß die absgespritzte 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 Sprit/düsen 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.

Diese Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles, das auch in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht einer Spritzeinrichtung,

F i g. 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 IO mit einem Wassertank 11, einen Antriebsmotor 12, eine davon angetriebene Hochdruckpumpe 13 sowie eine Hochdruckspritzeinrichtung 16 mit mehrereil Spritzdüsen 15, die entlang der unteren Frontpartie des Fahrzeuges 10

montiert sind, ζ. B. an einer Stoßstange 14. Das im Tank U gespeicherte Wasser wird durch eine Rohrleitung 17 zur Hochdruckpumpe 13 geführt und von dort unter hohem Druck durch einen Druckschlauch 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, oie 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, etwa 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 ieder 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 Frostschutzmittel enthalten sein, um die Schmelzwirkung des Wassers zu verstärken und zu verhindern, daß die Spritzdüsen 15 und der Druckschlauch 18 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 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 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 Wassers sofort beseitigt wird, muß. das Spritzwasser mit einem möglichst hohen Druck beaufschlagt werden. Ist 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 750W/cm² (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

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gefrorene Lage Schnee zu beseitigen, die jedoch durch Fahrzeugreifen schon zusammengepreßt ist, wird etwa 700 N/cm² bis 800 N/cm² (70 kg/cm² bis 80 kg/cm³) Wasserdruck bei einem maximalen Wasserstrom vom 150 l/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 Kolben 26 angeordnet, so daß der Neigungwinkel des Führungsrahmens 23 nach Wunsch durch das mit dem Hub des Kolbens 26 bewirkte Auseinanderschieben bzw. Zusammenschieben verstellt werden kann. Dies wird vor allem in F i g. 4 gezeigt. Die Rohrhalterung 22 ist sen!.· seht 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 of-sn am Führungsrahmen 23 festmontiert ist. Das unter hohem Druck stehende Wasser der Pampe 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 .st 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 Fi g. 3 gezeigt wird. Nach Möglichkeit soll der Ausstoßwinkel α der Düsen 15 auf 30° bis 80° eingestellt werden. Außerdem besitzt jede Düse 15 einen mit Gewinde versehenen, röhrenförmigen Schaft 32, öcr 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 F i g. 4 gezeigten Stellung, wobei die öffnungen 34 der Düsen 15 nach vorn und unten geneigt sind, so daß das aus segmentförmigen Wasserströmen gebildetes Spritzprofil ß,dz*. aus den Düsen 15 austritt und auf den Schnee A am Boden auftrifft, insgesamt Streifenform hat und ebenso breit ist wie Jas 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 A/(Fi ς. <ί) 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 gespritzt.

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 ivw. einem Winkel von !0° zur Schneeoberflächc 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 /erstörl 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 C(F i g. 5) eindringen und dann vom Untergrund G mit aller Krafi zurückgeworfen werden, so daß die Eisschicht E von Untergrund G weitgehend gelöst, nach oben gedrückt und in Stücke /erbrechen wird. Bei dieser Gelegenheil kann man die Hydraulikzylinder 25 betätigen, um der Spritzwinkel β der Wasserströme zwischen 45 und M)" einzustellen und auf diese Weiso gleich zu Anfang Teile der Eisschicht E aufzubrechen. Anschließend kann der Hydraulikzylinder 25 noch einmal betätigt werden, um den Winkel β zwischen 20 und 30° einzustellen und da; Eindringen des Wassers β zwischen die Eisschicht Fund den Boden G zu erleichtern. Ist die Eisschicht E einmal vollständig /erbrochen, dann besteht auch keine Unfallgefahr mehr.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervor geht, kann die abnehmbare Vorrichtung tatsächlich die Schwierigkeiten bei der Beseitigung von Schnee und Ei> lösen, indem es die kinetische Energei optimal ausnutzt die durch das uiitei iiuiieiii Di'ück aiii dcii Duden C aufprallende Spritzwasser erzeugt wird. Ein weiterei Vorzug der Erfindung liegt darin, daß beliebige Lkw." oder Lastenfahrzeuge eingesetzt werden können, inderr man lediglich den Wassertank 11, die Hochdruckpumpe 13. den Antrieb 12, die Hochdruck-Spritzeinrichtung If und die übrigen Bauteile auf das Fahrzeug montiert Wird die Vorrichtung nicht benötigt, können diese Einrichtungen wieder abmontiert werden und da." Fahrzeug kann als gewöhnliches Transportmittc benutzt werden.

Ein ausreichend großer Abschnitt der Fahrzeugfront kann mit einer Abdeckung zürn Schutz desjenigen Bereiches versehen werden, in dem das Spritzwasser aul den Schnee aufprallt, damit die Windschutzscheibe des Fahrzeuges 10 nicht durch Wasser und schmelzenden Schnee bespritzt wird. Außerdem kann am oberen Teil der Windschutzscheibe des Fahrzeuges 10 ein (nicht gezeigter) Spiegel angebracht werden, damit der Fahrer erkennen kann, wie das Spritzwasser B auf den zu beseitigenden Schnee einwirkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

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 I₁ dadurch gekennzeichnet, daß eine auf einem Fahrzeug (10) montierte Hochdruckpumpe (13) auf ihrer Saugseitc 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 Schützes (31) aufweisen.