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Fernanzeigevorrichtung zum Melden von Glatteisgefahr Eine der schwersten
Gefahren im Straßenverkehr bildet bekanntlich das Auftreten von Glatteis. Insbesondere
auf weiten Überlandstrecken (Autobahnen) ist es notwendig, daß die Glatteisbildung
möglichst schnell -bemerkt wird, so daß geeignete Gegenmaßnahmengetroffen werden
können.
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.Durch die Erfindung wird eine Einrichtung geschaffen, mittels deren
bei Glatteisgefahr an einer entfernt liegenden Zentralstelle selbsttätig ein Signal
ausgelöst wird. Sie beruht auf der Erkenntnis, daß für die Bildung von Glatteis
in erster Linie die Temperatur der Luft und der Fahrbahnoberfläche maßgebend sind.
Versuche haben gezeigt, daß neben diesen beiden Größen die übrigen Zustandsgrößen,
wie beispielsweise die Luftfeuchtigkeit, nur eine untergeordnete Rolle spielen.
Bei den Versuchen hat sich ferner ergeben, daß das Glatteis innerhalb ganz bestimmter
Bereiche der Luft= und Bodentemperatur auftritt. Trägt man die Bodenternperatur
und die zugehörige Lufttemperatur in ein Koordinatensystem ein, so tritt die Glatteisbildung,
wie die Versuche ergeben haben, in einem Bereich auf, wie er ungefähr in Abb. i
dargestellt ist. Die Temperatur des Bodens muß also unter Null sein, während die.
Lufttemperatur über Null liegen muß. Unterhalb eines gewissen positiven Wertes der
Lufttemperatur, der etwa bei o,5° C liegt, tritt kein Glatteis auf. Bei höherer
Lufttemperatur entspricht jedem Wert der Lufttemperatur ein bestimmter Bereich der
Bodentemperatur, der mit zunehmender Lufttemperatur kleiner wird, so daß schließlich
oberhalb eines bestimmten Endwertes der Lufttemperatur die Möglichkeit der Glatteisbildung
beendet ist.- Dieser Endwert liegt bei etwa 6° C. Bei der niedrigsten Lufttemperatur
von etwa o,5° C sind die Grenzen .des Bereiches der Bodentemperatur ungefähr - i
° C und -6° C. Die angegebenen Zahlen sind bei Versuchen an Betonstraßen gefunden
worden.
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Die Erfindung stellt sich demzufolge die Aufgabe, eine Vorrichtung
zu schaffen; durch die ein Signal betätigt wird, wenn die beiden
Temperaturen
innerhalb des dargestelltenBereiches in der mathematischen Luftternperatur-Bodentemperatur-Ebene
liegen. Zu diesem Zweck wird je eine Temperaturineßvorrichtung für die Luft und
für die Oberfläche der Fahrbahn vorgesehen. Zur Betätigung der Signalvorrichtung
dient ein Steuerorgan, das unter der Einwirkung der beiden Temperaturmeßvorrichtungen
in zwei verschiedenen Richtungen bewegt wird und .dabei eine Fläche abtastet. Jedem
bestimmten Wert der einen Temperatur entspricht also eine Kurve auf der abgetasteten
Fläche und jedem bestimmten Wert der anderen Temperatur eine zweite Kurve, die die
erste schneidet. Dem einer Glatteisbildung günstigen Temperaturbereich entspricht
demzufolge ein bestimmter Bereich auf der abgetasteten Fläche. Die Anordnung ist
so ausgebildet, daß die Signalvorrichtung in Tätigkeit gesetzt wird; wenn das Steuerorgan
auf diesen Bereich der Fläche trifft.
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Beispielsweise kann als Steuerorgan ein beweglicher Arm mit einer
elektrischen Kontaktbürste dienen, wobei der abgegrenzte Bereich der abgetasteten
Flüche mit einer leitenden Belegung zu versehen ist, so daß ein Stromkreis geschlossen
wird, wenn die Temperaturen in dem fraglichen Bereich liegen.
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Besonders zweckmäßig ist es, als Steuerorgan statt eines mechanisch
wirkenden Teiles einen Lichtstrahl vorzusehen, der durch die beiden Teinperaturmeßvorrichtungen
nach zwei verschiedenen Richtungen abgelenkt wird. Der abgegrenzte Bereich auf der
von dem Lichtstrahl abgetasteten Fläche wird in diesem Fall von einer photoelektrisch
wirksamen Schicht gebildet. Wenn der Lichtstrahl auf diesen Bereich trifft, fließt
in einem an die so gebildete lichtelektrische Zelle angeschlossenen Stromkreis ein
Strom, der beispielsweise ein Relais betätigen Karin.
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Die Steuerung des Lichtstrahls kann in verschiedener Weise erfolgen.
Beispielsweise kann mit den beiden Temperaturmeßvorrichtungen je ein beweglicher
Schirm verbunden sein. Die beiden Schirme enthalten je einen Schlitz, wobei die
Schlitze der beiden Schirare sich kreuzen. Dadurch wird aus einem Strahlenbündel
an einer von der Stellung der beiden Schirme abhängigen Stelle :ein Strahl ausgeblendet,
der auf den entsprechenden Punkt der abzutastenden Fläche trifft.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Meßvorr ichtung nicht dauernd in Betrieb
ist, sondern nur in gewissen periodischen Abständen, beispielsweise von einigen
Minuten, kurzzeitig eingeschaltet wird. Dabei hat es sich als zweckmäßig- erwiesen,
bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der die Temperaturen durch Widerstandsthermometer
gemessen werden, zunächst den Tenzperaturmeßstrom für eine kurze Zeit einzuschalten
und erst gegen Ende dieser Zeit den Strom, durch den der Lichtstrahl erzeugt wird,
Die Signalanlage wird vorzugsweise in der Weise ausgeführt, daß in den Anzeigestromkreis
zwei verschiedene Signale eingeschaltet sind, In dein Stromkreis liegt außerdem
ein Thermorelais, das in der Weise wirkt, daß bei Beginn der Glatteisgefahr zunächst
das eine Signal anspricht und erst bei mehrfacher Wiederholung derAnzeigeimpulse
durch das Thermorelais das zweite Signal betätigt wird.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, und
zwar zeigt Abb.2 eine schematische Darstellung der gesamten Anlage, Abb.3 und 4.
die Einrichtung zur Steuerung des Lichtstrahls, Abb. 3 in Ansicht von oben, teilweise
im Schnitt, und Abb. d. in Ansicht in Richtung des auftreffenden Lichtstrahlenbündels.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Temperatur der
Luft und des Bodens durch je einen Widerstand i und 2 gemessen. Parallel dazu ist
je ein teinperatt.rurlabhängiger Widerstand 3 bzw. d. geschaltet. Die Ströme in
den Widerständen i und 3 bzw. a und d. wirken auf je ein Differeritial-Galvanoineter
5 bzw. 6. Der Strom geht von einer Batterie 7 durch die Widerstände, die Differential-Galvanoineter
und einen . periodisch gesteuerten Schalter 8 zurück zur Batterie. Der Schalter
8 wird von einer Nockenscheibe 9 auf einer Achse 1o, die von einem Synchronmotor
1i über ein Getriebe 12 angetrieben wird, in regelmäßigen Abständen geschlossen,
so daß für kurze Zeit der Meßstrorn durch die Widerstände fließt. Auf der Achse
1o ist eine zweite Nockenscheibe 13 angeordnet, durch die ein Schalter 14. betätigt
wird. Dadurch wird für kurze Zeit eine Lichtquelle 15, beispielsweise eine Glühlampe,
eingeschaltet, die ihren Strom über einen Transformator 16 aus dem Wechselstromnetz
erhalten kann. Dabei haben die Nocken auf den Nockenscheiben 9 und 13 eine solche
Gestalt, daß jeweils zuerst der Schalter 8 geschlossen und dadurch der Meßstroin
für eine kurze Zeit eingeschaltet und während dieser Zeit der Lichtstromkreis durch
den Schalter 14. kurzzeitig geschlossen wird.
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Die von ' der Lichtquelle 15 ausgehenden Strahlen werden durch eine
Linse 17 parallel gemacht. In dem Weg des Lichtstrahlenbündels liegen zwei bewegliche
Schirme 18 und 19, die beispielsweise von den Mantelflächen zweier konzentrisch
angeordneter, um ihre Achse drehbarer Halbzylinder gebildet werden. Die Achsen der
beiden Zylinder
sind mit je einem der beiden Differential-Galvanometer
5 und 6 verbunden und stellen sich demzufolge in Abhängigkeit von den beiden zu
messenden Temperaturen ein. In den Mantelflächen der Halbzylinder ist je ein schraubenlinienförmiger
Schlitz 2o bzw. 21 ausgebildet. Die beiden Schlitze haben entgegengesetzte Steigung,
so daß sie sich an einer von der Stellung der Zylinder abhängigen Stelle kreuzen.
An-dieser Stelle kann ein Strahl des Parallelstrahlenbündels durch die Schirme hindurchtreten.
Dieser Strahl trifft auf einen Schirm 22, und zwar an einem Punkt 23, dessen Lage
von den beiden zu messenden Temperaturen abhängig ist. Dem in Abb. i dargestellten
Temperaturbereich, in dem Glatteisbildung möglich ist, entspricht ein abgegrenzter
Bereich 24. auf dem Auffangschirm 22. Dieser abgegrenzte Bereich ist mit einer photoelektrisch
wirksamen Schicht, beispielsweise einer Kupfer-Kupferoxydschicht, belegt. Die beiden
Belegungen sind mit eineng Relais 25 verbunden.- Wenn die Stellung der beiden Schirme
so ist, daß der ausgeblendete Lichtstrahl auf die Auffangfläche innerhalb des abgegrenzten
Bereiches 24. trifft, so zieht das Relais 25 an und schließt einen Stromkreis, der
von der Batterie 7 über ein weiteres Relais 26 geht. Auf der Achse io ist eine Hülse
27 angeordnet, die eine Nockenscheibe 28 und eine Kontaktscheibe 29 trägt. Die Hülse
27 wird in der Ruhestellung durch eine an den Nocken der Nockenscheibe 28 angreifende
Klinke 30 festgehalten und dreht sich nicht mit der Achse io mit. Durch das Relais
26 wird die Klinke 30 ausgelöst. Jetzt dreht sich die Hülse 27 eine Zeitlang infolge
der Reibung mit der Achse io mit, so lange, . bis der nächste Nocken der Nockenscheibe
28 gegen die Klinke 30 trifft. Wenn die Temperaturen in diesem Augenblick
immer noch innerhalb des in Fragekommenden Bereiches liegen, so wirkt ein neuer
Impuls auf das Relais 26, und die Hülse 27 wird aufs neue freigegeben und weiterhin
von der Achse io mitgenommen, An der auf der Hülse 27 angeordneten Kontaktscheibe
29 liegen zwei Bürsten 31 und 32. Die Scheibe 29 trägt eine leitende Belegung, die
an der Stelle unterbrochen ist, die zwischen den beiden Bürsten liegt, wenn die
Hülse durch die Klinke 30 festgehalten wird. Wird die Hülse freigegeben und
von der Achse io mitgenommen, so werden die Bürsten 31 und 32 durch die Belegung
der Kontaktscheibe 29 verbunden. Dadurch wird ein Stromkreis geschlossen; der beispielsweise
ebenfalls an den Transformator 16 angeschlossen ist und über eine Fernleitung zu
der Zentrale führt, die mehrere Kilometer entfernt sein kann. Hier geht der Strom
zunächst durch ein Thermorelais 33. . Zu Beginn der Glatteisgefahr, wenn längere
Zeit kein Strom durch das Thermorelais geflossen ist, möge es die gezeichnete Stellung
haben. Dann fließt der Strom von dem Thermorelais durch eine Signallampe 34 und
beispielsweise durch einen zweiten Transformator 35 zur Erde Wenn die Temperaturen
längere Zeit in dem fraglichen Bereich bleiben, so daß also dauernd Strom durch
das Thermorelais 33 fließt, so schaltet sich das Thermorelais auf seinen zweiten
Kontakt um, so daß nunmehr der Strom durch eine zweite Signallampe 36, beispielsweise
von anderer Farbe, zum Transformator 35 fließt. Der Wärter kann also feststellen,
ob die Vorbedingungen für die Glatteisbildung gerade erst eingetr eten sind oder
schon seit langer Zeit bestehen.