DE4029615C2 - Einrichtung zur Erfassung von Fahrbahnzustandsdaten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung von Fahrbahnzustandsdaten mittels Messung durch Sensoren gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Solche Einrichtungen sind bekannt, beispielsweise durch die europäische Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 0 241 676, welche einen quaderförmigen Block mit in seiner Oberfläche eingegossenen Elektroden beschreibt.

Ein solcher Block ist teuer, insbesondere durch seine Herstellung, und die Vergußmasse kann infolge der äußeren extremen Bedingungen Haarrisse bekommen, so daß die Dichtungsanforderungen nicht mehr erfüllt sind.

In der US-PS 3,239,668 ist ein Frost-Eis-Detektor beschrieben, der eine radioaktive Quelle benutzt und bei dem zwei kreiszylindrische Hohlzylinder mit Innen bzw. Außengewinde gegeneinander verschraubt sind. Zu Abdichtungszwecken ist ein O-Ring zwischen der Stirnseite des oberen Zylinders und der Auskragung des unteren Zylinders eingelegt, welcher durch entsprechende Verdrehung der beiden Zylinder mit einer bestimmten Kraft zusammengedrückt wird. Durch Gewinde und Auskragung ist dieser Detektor aufwendig, und die Verschraubung nimmt eine längere Montagezeit in Anspruch. Da die elektrischen Anschlüsse durch eine Öffnung des Basisteils exzentrisch geführt sind, sind sie durch die Verschraubung gefährdet. Dadurch, daß die O-Ringe gedrückt werden müssen, ist die Bauhöhe des bekannten Sensorblockes vorgegeben.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs angeführten Art anzugeben, welche niedrige Herstellkosten sowie eine hohe Lebensdauer aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den gekennzeichneten Merkmalen des Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Einrichtung weist die Vorteile auf, daß sie billig und leicht anzufertigen ist, daß die Montage unaufwendig ist und daß die Lebensdauer aufgrund einer besseren Dichtigkeit sehr hoch ist. Außerdem ist die Bauhöhe des Sensorblockes in einem weiten Rahmen variabel und damit an größere Toleranzen des Fahrbahnbettes anpaßbar.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird der Aufwand noch kleiner, weil nur Rundmaterial als Ausgangsmaterial d. h. keine Frästeile verwendet werden, wodurch lediglich der Einsatz von Dreh-Automaten gefordert ist. Auch die einzelnen Sensorenbauteile sind reine Drehteile. Der höhere Dichtigkeitsgrad rührt daher, daß Gußmaterial, welches nach einiger Zeit Risse bildet, nicht verwendet wird.

Bei der Ausführung des oberen Deckels der Einrichtung aus Metall ergibt sich der besondere Vorteil, daß der Temperaturfühler aufgrund seines direkten Kontaktes mit dem Metalldeckel eine wesentlich genauere Temperaturmessung der Straßenoberfläche ermöglicht. Dadurch wird auch eine bessere und genauere Temperaturüberwachung des Piezoquarzes ermöglicht, wobei eine hochgradigere Kompensation erfolgen kann.

Eine bessere Abdichtung der erfindungsgemäßen Hohlzylinder ergibt sich durch die ausschließliche Verwendung von serienmäßigen O-Ringen.

Weiterhin wird eine leichtere Montage der einzelnen Sensoren erreicht, die mittels einer einzigen Druckplatte im Deckelgehäuse zu verschrauben sind. Daß der Block im Rahmen von Glättefrühwarnsystemen eingestellt werden kann, wobei er schwerlastverkehrtauglich sein muß, ist selbstverständlich.

Es folgt nun die Beschreibung der Erfindung anhand der Figuren.

Die Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf den Deckel eines erfindungsgemäßen Sensorblockes, die Fig. 2 einen Querschnitt durch denselben.

Die Fig. 3 und 4 sind Explosionszeichnungen einmal für den Salzrestsensor, einem Sensor mit zwei Elektroden, und zum anderen für einen Bedeckungssensor, bestehend aus sechs einpoligen Sensorelektroden.

In Fig. 1 ist die kreisförmige Oberfläche des Deckels D erkennbar, welche etwa in gleichem Niveau liegt wie die Oberfläche der Fahrbahn, deren Daten zu überwachen sind. Am Rande sind auf einem Kreise angeordnet 6 Bedeckungssensoren 1 bis 6, mit jeweils einer Elektrode, die mittels einer isolierten Buchse e von dem Deckel D isoliert sind. Erkennbar ist ferner ein Salzrestsensor SR, welcher aus zwei Elektroden besteht, die gegeneinander und gegen die metallene Deckelfläche D jeweils durch zwei buchsenförmige Isolatoren e1 und e2 isoliert sind. Der detaillierte Aufbau des Salzrestsensors SR ist der Fig. 3 zu entnehmen. In Fig. 1 ist ferner die strichlierte Bohrung in den Deckel D zur Aufnahme eines Temperaturfühlers PT 100 erkennbar.

Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Block. Erkennbar ist der untere Hohlzylinder B und darüber gestülpt der obere Hohlzylinder H, so daß ein abgeschlossener Hohlraum entsteht. Die ringförmige Wand W des oberen Hohlzylinders umhüllt die ebenfalls zylindrische Wand w des darunterliegenden Zylinders B, und zur Abdichtung werden zwischen den beiden Wänden ein oder mehrere O-Ringe O1, in diesem Fall sind zwei O-Ringe sichtbar, eingelegt. In der Deckeldecke ist die Bohrung und der darin aufgenommene Temperaturfühler PT 100 erkennbar. Wie auch aus der Fig. 1 zu ersehen, ist die Bohrung schräg radial angelegt und zwar von außen; nach eingelegtem Temperaturfühler wird die Öffnung ebenfalls abgedichtet mit einer Dichtungsmasse d. Die Deckelmitte ist durch eine inwendige Ausfräsung oder Sackbohrung wesentlich dünnwandiger, D1. Direkt darunter ist ein Piezokristall P angeklebt. Dieser Piezokristall dient zur Messung der Pegelhöhe des darüber liegenden Wassers mittels Ultraschall.

Mittels Schrauben S ist eine Druckplatte DP an den Deckel D nach oben angeschraubt, die drückt den Salzrestsensor SR bzw. die Bedeckungssensoren 1 bis 6 gegen die Deckelinnenseite gemäß Fig. 3.

Aus Fig. 2 ist noch zu ergänzen eine Abstandshalterschraube AH, die in die Grundplatte des unteren Hohlzylinders B variabel einschraubbar ist und der dazugehörige Anschlag AS, der am Deckel befestigt ist. Am Hohlzylinder unten ist weiterhin eine radiale Bohrung angebracht, durch die der elektrische Anschluß A, entsprechend abgedichtet, der Sensoren und anderer elektronischer Bauteile innerhalb des Sensorblockes erfolgt.

Aus Fig. 3 ist oben der zusammengesetzte Salzrestsensor SR erkennbar, wie er gegen den Deckel D von der nicht dargestellten Druckplatte DP gedrückt wird. Zwischen dem Deckel D und dem Sensor bzw. zwischen den einzelnen Sensorbauteilen ist jeweils ein O-Ring zur Abdichtung eingelegt. Die darunterliegende Explosionsskizze zeigt die einzelnen Elektroden und Isolierstücke: das rohrförmige Isolationsstück i1, darunter die erste ebenfalls O-förmige Elektrode E1, darunter das zweite Isolationsstück ebenfalls O-förmig, i2, darunter die zweite Elektrode E2, kreiszylinderförmig; diese Bauteile weisen alle einen T-förmigen Längsschnitt auf, wobei die Basisflächen dieser umgekehrten T′s jeweils als dichtende Druckflächen wirken. Als Isolierstück zwischen Elektrode E2 und der darunter sich zu denkenden Druckplatte ist ein Ring i3 vorgesehen, dessen Innenbohrung oben zur Aufnahme der Basisfläche der Elektrode E2 etwas vergrößert ist.

In gleicher Weise wie die Fig. 3 ist die Fig. 4 rechts daneben aufgebaut: sie zeigt oben den kompletten Bedeckungssensor BS, wie er von der nicht gezeichneten Druckplatte von unten gegen den Deckel D gedrückt wird und wobei die Abdichtung jeweils zwischen Deckel D und direkt darunter liegendem Isolierstück i sowie zwischen diesem und der Elektrode 1 mittels O-Ringen erfolgt. Die darunter liegende Isolierplatte iu weist die gleiche Form auf wie die Kunststoffplatte i3 nach Fig. 3. Unter dem kompletten Bedeckungssensor BS ist sein Aufbau explosiv gezeichnet, wobei wie auch in Fig. 3 an entsprechender Stelle die O-Ringe fehlen.

Claims (8)

1. l. Einrichtung zur Erfassung von Fahrbahnzustandsdaten mittels Messung der elektrischen Oberflächenleitfähigkeit, des Bedeckungsgrades der Fahrbahn durch Feuchtigkeit oder Eis, des Wasserpegels oder der Eisdicke, der Temperatur und/oder der Anwesenheit oder Konzentration von Salz, mit einem Block, der die erforderlichen Sensoren enthält und welcher zur Einbettung in die Fahrbahn so ausgelegt ist, daß die obere Fläche des Blockes in der gleichen Ebene wie die Oberfläche der Fahrbahn liegt und atmosphärischen Niederschlägen ausgesetzt ist, wobei der Block aus einem unteren und einem oberen konzentrischen Hohlzylinder besteht, die mittels eines O-Ringes abgedichtet sind, und wobei der Deckel des oberen Hohlzylinders Löcher aufweist zur Aufnahme von kreiszylindrisch ausgebildeten Sensorelektroden und Isolatoren, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Hohlzylinder (H) über den unteren (B) gestülpt ist, daß zur Abdichtung der O-Ring oder mehrere O-Ringe (O1) zwischen den Wänden (W, w) der Hohlzylinder vorgesehen sind, daß die Zwischenräume zwischen den kreiszylindrischen Sensorelektroden (1, . . . 6; E1, E2), den Isolatoren (i1, i2, i) und dem Deckel (D) mittels weiterer O-Ringe (O) abgedichtet sind und daß eine Druckplatte (DP) vorgesehen ist, mittels der Elektroden, Isolatoren und die in den Zwischenräumen liegenden O-Ringe gegen die Deckel (D) gepreßt werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des unteren Hohlzylinders oben eine Aussparung (a) und/oder die Innenwand des oberen umgestülpten Hohlzylinders unten eine Aussparung aufweist.
3. 3. Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstandshalterschraube (AH) vorgesehen ist, mittels der die Höhe des oberen Hohlzylinders (H) über dem unteren Hohlzylinder (B) bzw. an die Höhe der Fahrbahn anpaßbar ist, einstellbar ist.
4. 4. Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Hohlzylinders (H) und/oder der untere Zylinder (B) aus Metall sind.
5. 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckel (D) des oberen Hohlzylinders eine Bohrung vorgesehen ist zur Aufnahme eines Temperaturfühlers (PT 100).
6. 6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bereich (D1) des Deckels des oberen Hohlzylinders innenseitig eine Vertiefung vorgesehen ist zur Aufnahme eines Piezokristalles (P) zur Bestimmung der Höhe des Wasserpegels.
7. 7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatoren (i1, i2, i) und Elektroden (E1) rohrförmig sind.
8. 8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Elektroden und/oder Isolatoren einen T-förmigen Längsschnitt aufweisen, wobei der Kopfdurchmesser größer ist als der Lochdurchmesser im Deckel des oberen Hohlzylinders und daß die O-Ringe (O) jeweils zwischen Deckel (D) und Kopf der Isolatoren bzw. zwischen den Köpfen der Isolatoren und den Elektrodenköpfen vorgesehen sind.