EP2052114B1

EP2052114B1 - Winterdienst-streugerät

Info

Publication number: EP2052114B1
Application number: EP07786335.5A
Authority: EP
Inventors: Dieter Wurz; Paul Rosenstihl
Original assignee: Kuepper Weisser GmbH
Current assignee: Kuepper Weisser GmbH
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2027-07-25
Also published as: DE502006006111D1; EP1887144A1; WO2008014913A1; WO2008014913A8; ATE457388T1; EP2052114A1; EP1887144B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Streufahrzeug, insbesondere Winterdienst-Streufahrzeug, umfassend ein Streugerät mit einem Streugutbehälter und einer Streuvorrichtung, die einen um eine im Wesentlichen vertikale Achse rotierenden Streuteller zum fächerartigen Ausstreuen von Streugut aus dem Streugutbehälter besitzt.
Winterdienst-Streugeräte dieser Bauart sind in der Regel so eingerichtet, dass sie in der Lage sind, sowohl sogenanntes abstumpfendes Streugut - nämlich Sand oder Split - als auch Taustoffe - insbesondere Salze - in trockenem oder angefeuchtetem Zustand mittels des Streutellers auszustreuen. Dabei wird Streusalz häufig vor oder während des Ausstreuvorgangs mit einer dosiert beigegebenen Flüssigkeit angefeuchtet, der sogenannten Sole, damit es auf den Verkehrsflächen besser haftet und sowohl während als auch nach dem Ausstreuen durch den natürlichen Wind oder den Fahrtwind des Streufahrzeugs oder anderer Fahrzeuge wesentlich weniger der Gefahr ausgesetzt ist, verweht zu werden. Es gibt darüber hinaus Flüssigstreuer, bei der mittels des Streutellers lediglich Flüssigkeiten ausgetragen werden.
Lange Zeit hat man die Qualität von Streugeräten im Rahmen eines Stillstandsversuchs bewertet und optimiert. Beim Stillstandsversuch wird das Streubild hinter einem stehenden Fahrzeug beobachtet. Derartige Versuche lassen den Fahrtwindeinfluss außer Acht, der bei hohen Geschwindigkeiten selbst bei angefeuchtetem Streugut noch sehr große Verwirbelungs- und Verwehungseffekte verursacht. Daher wird das Streubild inzwischen hinter einem sich fortbewegenden Streufahrzeug untersucht, wobei für den Einsatz auf Autobahnen Spitzengeschwindigkeiten von mehr als 60 km/h zu berücksichtigen sind. Während sich im Fahrtwindnachlauf des Streufahrzeugs bereits bei Geschwindigkeiten unter 40 km/h Wirbel bilden, die sich entsprechend der Theorie der Kármán'schen Wirbelstraße abwechselnd auf der linken bzw. rechten Seite vom Fahrzeugende ablösen und wie große aerodynamische Besen hinter dem Fahrzeug von links nach rechts bzw. von rechts nach links über die Straße fegen und den gleichmäßigen Streugutaustrag erheblich beeinträchtigen, kommt es bei höheren Geschwindigkeiten aufgrund der dementsprechend hohen Reynolds-Zahlen zu einem Übergang von einer regelmäßigen Wirbelstraße zu einer turbulenten Nachlaufströmung mit unregelmäßigen Wirbeln, die sehr grobskalig und besonders e-nergiereich sind.
In der DE 33 25 940 C1 wurde bereits 1983 vorgeschlagen, zur Vermeidung der Verwirbelungs- und Verwehungseffekte bei schnell fahrenden Streufahrzeugen oberhalb der Streuvorrichtung Fahrtwindleitflächen anzuordnen, die den seitlichen und/oder oberen Fahrtwind erfassen und derart nach unten auf den vom Streuteller erzeugten Streugutfächer leiten, dass das den Streuteller fächerförmig verlassende Streugut während seines Fluges durch die von oben nach unten gerichtete Luftströmung unmittelbar auf die zu bestreuende Verkehrsfläche gedrückt wird. Dabei kann die Fahrtwindleitfläche als ebene oder gewölbte, von vom oben nach hinten unten geneigte Wand, als haubenartiger Windtunnel oder als muschelförmige Haube mit sich nach unten verengender Form ausgebildet sein. Die DE 91 08 410 U1 erläutert, wie die Befestigung der Fahrtwindleitfläche am Streugutbehälter verbessert werden kann.
Der nach unten gerichtete Luftstrom beeinflusst allerdings auch die Flugbahn des Streustoffs und dadurch das sich auf der Fahrbahn ausbildende Streubild, wobei sich dieser Einfluss sowohl mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit aufgrund der dadurch erhöhten Fahrtwindgeschwindigkeit als auch mit unterschiedlichen Streustoffarten ändert. Eine automatische Steuerung der Fahrtwindleitflächen-Positionierung zur Anpassung des von oben auf den Streugutfächer wirkenden Fahrtwinds an unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten und auszutragende Streustoffarten ist sehr komplex.
In JP 2006 161471 A ist dargestellt, wie Fahrtwind von unterhalb der den Streugutbehälter tragenden Ladefläche teilweise sum Streuteller geleitet und teileveise abgeblockt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Maßnahmen vorzuschlagen, um die sich auf die Homogenität des Streubildes nachteilig auswirkenden Verwirbelungs- und Verwehungseffekte, welche aufgrund des Fahrtwinds im Nachlauf eines Streufahrzeuges auftreten, möglichst weitgehend auszuschalten.
Diese Aufgabe wird durch ein Streufahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Gemäß einer ersten Maßnahme zur Verminderung der Verwirbelungs- und Verwehungseffekte wird das Streugerät mit einer Einrichtung ausgestattet, mittels der eine zur Streutellerrotationsebene im Wesentlichen parallele Luftströmung erzeugbar ist. Dazu wird zunächst "oberer" Fahrtwind, das heißt Fahrtwind von über dem Streugutbehälter, mittels eines "oberen" Leitelements nach unten in Richtung zum Streuteller geleitet. Als oberes Leitelement kann beispielsweise ein Fahrtwindleitelement dienen, wie es aus der eingangs genannten DE 33 25 940 C1 grundsätzlich bekannt ist. Der so in Richtung zum Streuteller geleitete obere Fahrtwind wird dann in die zur Streutellerrotationsebene parallele Luftströmung umgeleitet. Sie soll den Streugutfächer insbesondere vor von oben wirkenden, aber auch vor von seitlich wirkenden Luftströmungen schützen. Dies wird vorzugsweise erreicht, wenn die umgeleitete, parallele Luftströmung in etwa der Fahrgeschwindigkeit des Streufahrzeugs entspricht. Dann wäre die vom Streufahrzeug auf die umgebende Luft ausgeübte Störung unmittelbar hinter seinem Heck abgeklungen und es herrschte dort wieder der Umgebungszustand. Der Streuteller würde somit in diesem Idealfall unter Realbedingungen sein Streugut in stehende Umgebungsluft ausschleudern. Ein Unterschied zum Stillstandsversuch besteht insofern als der Streuteller relativ zum Straßenbelag nicht still steht, sondern mit Fahrzeuggeschwindigkeit bewegt wird.
Eine erste Variante zum Umleiten des in Richtung zum Streuteller geleiteten Fahrtwinds sieht ein Umlenkelement vor, welches so angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des dem Streuteller zugeleiteten oberen Fahrtwinds in etwa auf Höhe des Streutellers in eine zur Streutellerrotationsebene im wesentlichen parallele Luftströmung umgelenkt wird. Die parallele Luftströmung erfasst vorzugsweise auch den Bereich oberhalb und unterhalb des Streutellers oder kann sich auch nur auf den Bereich oberhalb und den Bereich unterhalb des Streutellers beschränken.
Eine deutliche Wirkung lässt sich bereits feststellen, wenn die mittels des Umlenkelements erzeugte parallele Luftströmung im Bereich des Streutellers eine Strömungsgeschwindigkeit besitzt, die in einem Toleranzbereich von ±50 %, vorzugsweise von ± 30 % der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit (bei einem mit 60 km/h fahrenden Streufahrzeug) liegt.
Gemäß einer zweiten Variante ist zum Umleiten des in Richtung zum Streuteller geleiteten oberen Fahrtwinds in eine zur Streutellerrotationsebene im wesentlichen parallele Luftströmung ein im wesentlichen horizontales Leitelement, beispielsweise ein Leitblech, vorgesehen, welches so über dem Streuteller angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des in Richtung zum Streuteller geleiteten oberen Fahrtwinds von oben auf das horizontale Leitelement trifft. Zusätzlich kann ein solches horizontales Leitelement auch unter dem Streuteller vorgesehen sein, wobei ein unter dem Streuteller angeordnetes Leitelement nur vergleichsweise geringe Abmessungen aufweisen kann, um eine Kollision mit dem vom Streuteller abgeschleuderten Streugutfächer zu vermeiden. Das obere Leitelement kann dagegen großflächig ausgebildet sein und sich weit nach hinten über den Streuteller erstrecken. Beispielsweise kann das horizontale Leitelement als Halbkreis oder Halbellipse mit einem der Fahrzeugbreite oder der Streugutbehälterbreite entsprechenden Durchmesser ausgebildet sein und sich vom Fahrzeugende horizontal nach hinten erstrecken.
Mittels des horizontalen Leitelements wird verhindert, dass der von oben auf den Streuteller gerichtete obere Fahrtwind den Streugutfächer erfasst. Stattdessen wird dieser Luftstrom im Wesentlichen horizontal über das horizontale Leitelement abgeleitet. Dadurch ergibt sich eine zur Streutellerrotationsebene im Wesentlichen parallele Luftströmung über dem Streugutfächer.
Die horizontale Ableitung des Luftstroms über das horizontale Leitelement kann vorteilhafterweise durch einen gekrümmten oder geneigten Umlenkabschnitt am fahrzeugseitigen Ende des horizontalen Leitelements unterstützt werden. Dadurch werden Strömungsverluste vermindert, so dass eine höhere Strömungsgeschwindigkeit über dem horizontalen Leitelement erzielbar ist. Je größer die Strömungsgeschwindigkeit ist, desto besser wird der darunter ausgestreute Streugutfächer gegen von oben und von der Seite einwirkende Strömungen abgeschirmt.
Auf der vom Streuteller abgewandten Seite des im Wesentlichen horizontalen Leitelements, also auf der die im Wesentlichen parallele Luftströmung erzeugenden Oberfläche des Leitelements, sind vorzugsweise Dissipationselemente vorgesehen, welche die im Wesentlichen parallele Luftströmung in Teilströme zerlegt. Dadurch werden Strömungsstrukturen, die in einer Richtung quer zur Hauptströmungsrichtung wirken, unterbrochen. Hierdurch kann die Nachlaufströmung in eine Vielzahl kleiner Wirbelzöpfe zerlegt werden, die vergleichsweise schnell zerfallen und das Streubild somit weniger beeinflussen. Vorteilhafterweise sind diese Dissipationselemente in etwa radial ausgerichtet, so dass das Strömungsfeld aufgefächert wird und der Streugutfächer von einem Strömungsfächer umgeben ist. Je senkrechter die umgeleitete obere Fahrtwindströmung auf das horizontale Leitelement trifft, desto stärker ist der Staupunkteffekt auf dem horizontalen Leitelement und desto gleichmäßiger wird diese Strömung von dem horizontalen Leitelement in radialer Richtung umgeleitet, so dass sich bereits dadurch ein fächerartiges Strömungsfeld einstellt.
Die beiden vorgenannten Varianten zur Erzeugung einer zur Streutellerrotationsebene im wesentlichen parallelen Luftströmung aus dem umgeleiteten oberen Fahrtwind können vorteilhaft auch in Kombination verwirklicht werden, indem ein Teil des umgeleiteten oberen Fahrtwinds von oben auf das horizontale Leitelement geleitet und von diesem horizontal abgeleitet wird und ein anderer Teil des umgeleiteten oberen Fahrtwinds bis unter das horizontale Leitelement geführt und dort in eine zur Streutellerrotationsebene im wesentlichen parallele Luftströmung umgelenkt wird.
Das obere Leitelement kann beispielsweise rohrartig ausgebildet sein, so dass der obere Fahrtwind durch das obere Leitelement hindurchgeleitet wird, oder muschelartig, wie es beispielsweise aus der DE 3325940 C1 bekannt ist. Durch einen im Vergleich zum Eintrittsquerschnitt verkleinerten Austrittsquerschnitt kann die Wirkung des oberen Leitelements verstärkt werden. Auf diese Weise lässt sich die Strömungsgeschwindigkeit der parallelen Luftströmung, die sich im Bereich des Streutellers einstellt, in weiten Grenzen beeinflussen.
Zum Verstärken der zu erzeugenden parallelen Luftströmung im Bereich des Streutellers können ein oder mehrere Strömungsmaschinen vorgesehen sein. Insbesondere kann eine solche Strömungsmaschine zum Erzeugen einer Luftströmung entlang des oberen Leitelements dienen. Grundsätzlich ist es auch möglich, die parallele Luftströmung allein mittels der Strömungsmaschine ohne das obere Leitelement, aber gegebenenfalls in Kombination mit dem horizontalen Leitelement, zu erzeugen. Dann ist die Strömungsmaschine vorzugsweise in etwa auf der Höhe des Streutellers in Fahrtrichtung vor dem Streuteller angeordnet. In entsprechenden Versuchsreihen kann jeweils ermittelt werden, mit welcher Leistung die Strömungsmaschine bei einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit betrieben werden muss, um die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit der parallelen Luftströmung im Bereich des Streutellers zu erzielen.
Als sehr hilfreich zur Erhöhung des von dem oberen Leitelement umgeleiteten oberen Fahrtwinds hat sich ein quer ausgerichtetes Leitelement erwiesen, welches im vorderen Bereich des Fahrzeugs oberhalb des Fahrzeugführerhauses einen Luftstrom abschöpft und dem oberen Leitelement gezielt zuleitet. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Fahrtwinds unmittelbar über dem Streugutbehälter vergleichsweise gering ist. Mit Hilfe des quer ausgerichteten Leitelements über dem Führerhaus kann aber das obere Leitelement vergleichsweise niedrig angesetzt werden. Die Gesamtbauhöhe des Fahrzeugs kann dadurch geringer gehalten werden, und auch ästhetisch macht dies einen besseren Eindruck.
Vorzugsweise ist das über dem Führerhaus quer ausgerichtete Leitelement um eine horizontale Achse schwenkbar und/oder in der Höhe verstellbar, um es an unterschiedliche Streufahrzeuge und unterschiedliche auf dem Streufahrzeug aufgesetzte Streugutbehälter anpassen zu können.
Eine seitliche Verkleidung zwischen dem quer ausgerichteten Leitelement über dem Führerhaus und dem oberen Leitelement zum Umleiten des oberen Fahrtwinds kann der gezielten Zuleitung des im vorderen Bereich des Fahrzeugs abgeschöpften Luftstroms zu dem oberen Leitelement förderlich sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann im Bereich des oberen Leitelements eine Sole-Zuleitung zum Zuführen von Sole in den von dem oberen Leitelement geleiteten oberen Fahrtwind vorgesehen sein. Vergleichbar den Vorrichtungen zur Enteisung von Flugzeugtragflächen vor dem Start trifft die eingesprühte Sole bei entsprechender Tröpfchengrößenverteilung von oben auf das horizontale Leitelement auf und wandert auf dem Leitelement als Flüssigkeitsfilm überwiegend zur Hinterkante des Leitelements. Dadurch wird eine Vereisung des horizontalen Leitelements verhindert.
Ein Windabweiser kann am Fahrzeugende in Fahrtrichtung vor dem Streuteller zum Abblocken von Fahrzeugunterboden-Fahrtwind vorgesehen sein. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit der zuvor beschriebenen ersten Variante vorteilhaft, wonach zumindest ein Teil des oberen Fahrtwinds in eine parallele Luftströmung auf Höhe des Streutellers umgelenkt wird. Diese parallele Luftströmung kann mittels des Windabweisers unabhängiger von undefinierten und in der Regel turbulenten Luftströmungen unterhalb des Fahrzeugs gehalten werden. Dementsprechend ist es vorteilhaft, den Windabweiser im wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite zu erstrecken. Er sollte aber nicht bis zum Boden reichen. Es genügt, wenn durch den Windabweiser der unter dem Fahrzeug hindurchströmende Luftstrom deutlich beschleunigt wird. Reicht der Windabweiser dagegen bis zum Boden, so muss die gesamte Luftmenge zur Umströmung des Streutellers aus dem oberen Fahrtwind abgezweigt werden. Das ist schwierig. In jedem Falle ist es zweckmäßig den Windabweiser zumindest in der Höhe verstellbar auszubilden, um ihn auf optimale Betriebsbedingungen und an unterschiedliche Fahrzeugtypen individuell anpassen zu können.
Gemäß einer Ausgestaltung, die mit den beiden vorgenannten Varianten wiederum beliebig kombinierbar ist, ist es vorgesehen, die zur Streutellerrotationsebene im Wesentlichen parallele Luftströmung mittels mindestens einer Düse zu erzeugen, welche in Fahrtrichtung vor dem Streuteller etwa in Höhe des Streutellers oder alternativ darüber und/oder darunter angeordnet ist. Diese Düse kann beispielsweise Fahrtwind von unter dem Fahrzeug ansaugen und beschleunigen und als den Streugutfächer schützende Luftströmung über und/oder unter den Streugutfächer blasen. Besonders geeignet ist eine Strömungseinrichtung, deren Öffnung mit großem Querschnitt in Fahrtrichtung liegt, um bodennahen Fahrtwind zu erfassen, und dessen kleinere Austrittsöffnung entgegen der Fahrtrichtung liegt, wobei der Querschnitt der Düse entsprechend der Geometrie einer Lavaldüse vorzugsweise von der Eintritts- zur Austrittsöffnung ein Minimum durchläuft.
Fahrtwindleitflächen an dem in Fahrtrichtung hinteren Ende des Streugutbehälters können vorgesehen, werden wobei die Fahrtwindleitflächen rechts und links neben dem Streugutbehälter jeweils mindestens ein seitliches Leitelement umfassen, welche derart angeordnet sind, dass sie seitlichen Fahrtwind erfassen, der dann von ihren abströmseitigen Enden nach hinten, d. h. entgegen der Fahrtrichtung, abströmen kann.
Der seitliche Fahrtwind wird nicht nach unten auf den Streufächer geleitet, wie es bei dem eingangs beschriebenen Stand der Technik der Fall ist, sondern die seitlichen Leitelemente haben vornehmlich die Funktion, den seitlichen Fahrtwind in Teilströme zu zerlegen. Versuche haben ergeben, dass sich auf diese Weise die balligen Strukturen der Nachlaufverwirbelungen zumindest deutlich reduzieren lassen, wodurch es möglich wird, die Homogenität des ausgestreuten Streubildes trotz erhöhter Fahrgeschwindigkeit in etwa gleich zu halten.
Vorzugsweise lenken die seitlichen Leitelemente dabei den seitlichen Fahrtwind zur Streugerät- bzw. Fahrzeugmitte hin ab. Dazu können sie flügelartig ausgebildet sein. Indem der seitliche Fahrtwind zur Mitte hin in den Nachlauf des Streufahrzeugs abgelenkt wird, lässt sich die Breite des Totwasserbereichs in der Luftströmung hinter dem Fahrzeug und im Ergebnis die Größe und Energie der Wirbelballen deutlich reduzieren.
Zumindest im Falle der den seitlichen Fahrtwind zur Mitte hin ablenkenden Leitflügel ist es zweckmäßig, diese lediglich oberhalb des Streutellers und vorzugsweise bis zum Streuteller hinunter reichend auszubilden, da der zur Mitte hin abgelenkte seitliche Fahrtwind ansonsten unmittelbar den vom Streuteller ausgestreuten Streufächer beeinflusst. Im Falle ebener seitlicher Leitelemente ist es dagegen durchaus zweckmäßig, diese möglichst tief bis zum oder unter den Streuteller auszudehnen und auch möglichst lang hinter das Fahrzeug zu erstrecken, um im Nachlauf eine möglichst wenig turbulente und erst spät verwirbelnde Strömung zu erzielen.
Die beiden vorbeschriebenen Maßnahmen können vorteilhaft weitergebildet werden, indem als weitere Fahrtwindleitfläche mindestens ein vertikales Leitelement vorgesehen ist, welches hinter dem Fahrzeug in etwa mittig zum Streugutbehälter angeordnet und in Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Das vertikale Leitelement kann beispielsweise auf der dem Streuteller abgewandten Oberfläche des horizontalen Leitelements angeordnet sein. Insbesondere kann sich das vertikale Leitelement in Fahrtrichtung bis weit hinter den Streuteller und über das horizontale Leitelement hinaus erstrecken. Mittels des vertikalen Leitelements lässt sich das Strömungsfeld hinter dem Fahrzeug stabilisieren und eine ausgeprägte Wirbelstraße vermeiden.
Um zu verhindern, dass die Fahrtwindleitflächen, seien es die seitlichen Leitelemente, das obere Leitelement, das vertikale Leitelement hinter dem Fahrzeug, das quer ausgerichtete Leitelement über dem Führerhaus oder das horizontale Leitelement über dem Streuteller, vereisen, sind ein oder mehrere dieser Fahrtwindleitflächen beheizbar. Dazu können die Fahrtwindleitflächen als Hohlkörper ausgebildet sein, so dass sie von innen beheizbar sind. Insbesondere kann der Hohlkörper mit einem warmen Medium durchströmt werden, wobei als warmes Medium vorzugsweise die Abgase des Winterdienstfahrzeugs genutzt werden. Dazu lässt sich der Hohlkörper direkt oder indirekt an die Abgaseinrichtung eines Winterdienstfahrzeugs anschließen.
Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung der Eisablagerung besteht darin, die Hohlräume in Intervallen mit Luftdruck aus der Bremsanlage zu beaufschlagen. Dadurch dehnt sich die Oberfläche aus, so dass Eisablagerungen abplatzen. Zu diesem Zweck sind die Leitelemente aus einem flexiblen Material, z. B. Kunststoff, ausgebildet.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1: ein Winterdienst-Streufahrzeug in Seitenansicht mit einem Streugerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2: das Winterdienst-Streufahrzeug aus Fig. 1 in Draufsicht,
Fig. 3: ein Winterdienst-Streufahrzeug in perspektivischer Ansicht zur Veranschaulichung einer Variante des ersten Ausführungsbeispiels aus Fig. 2, und
Fig. 4: schematisch in Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Versuchsmesswerten.

Fig. 1 und 2 zeigen ein Streufahrzeug 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Seitenansicht und in Draufsicht. Auf einer Ladefläche 2 ist ein Streugutbehälter 3 für die Speicherung von Streugut 4 montiert. Links und rechts vom Fahrzeugende 5 sind im Wesentlichen vertikal verlaufende seitliche Leitelemente 6 angebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die seitlichen Leitelemente 6 als Leitflügel ausgebildet (Fig. 2), um seitlichen Fahrtwind 7 von den Flanken 8 des Streufahrzeugs 1 in den Nachlauf 9 zu lenken. Die seitlichen Leitelemente 6 können gemeinsam oder einzeln verstellbar ausgeführt sein, um die Abschöpfhöhe zu variieren und somit auch eine Anpassung an die Seitenwindsituation vornehmen zu können.
Die seitlichen Leitelemente 6 können auch als ebene Leitelemente ausgeführt sein, beispielsweise in Form von Leitblechen, welche vorzugsweise fluchtend zur Fahrzeugflanke 8 ausgerichtet sind und sich bis hinunter zum horizontalen Leitblech 11 erstrecken. Die seitlichen Leitbleche 6 dienen dann somit nicht zur Abschöpfung des Fahrtwinds, sondern schützen den umgeleiteten Fahrtwind 20' und den Streustofffächer ausschließlich vor seitlichen Einflüssen, indem der seitliche Fahrtwind 7 mittels der seitlichen Leitbleche 6 in Teilströme zerlegt wird.
Die Leitflügel 6 sind als Hohlkörper ausgeführt und sind an eine Abgaseinrichtung des Winterdienstfahrzeugs angeschlossen (nicht dargestellt), um die Leitflügel 6 zur Vermeidung von Vereisungen mit einem warmen Medium zu durchströmen. Alternativ können die Hohlkörper auch mit Druckluft beaufschlagt werden, der z. B. kurzzeitig aus der Bremsanlage abgezweigt wird. Indem die Hohlkörper z. B. aus einem Kunststoff gefertigt sind, führt die Druckluftbeaufschlagung zu einer Ausdehnung des Hohlkörperprofils und so zu einem Abplatzen von Vereisungen.
Zusätzlich zu den seitlichen Leitelementen 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß einer ersten Variante zur Erzeugung einer zur Streutellerrotationsebene parallelen Luftströmung oberhalb des Streutellers 10 ein weitgehend horizontales Leitelement 11 in Form eines Leitblechs installiert. Dadurch wird das Strömungsfeld 12 oberhalb des horizontalen Leitblechs 11 von einem von dem Streuteller 10 abgeschleuderten Streugutfächer unterhalb des horizontalen Leitblechs 11 in einem bezüglich der Leitblechabmessung - aber nicht bezüglich der Leitblechwirkung - kurzen Abschnitt abgekoppelt. Das von der Hinterkante 14 des horizontalen Leitblechs 11 abströmende Strömungsfeld 12 ist im Wesentlichen parallel zur Rotationsebene des Streutellers 10 und dementsprechend im Wesentlichen parallel zu dem vom Streuteller 10 abgeschleuderten Streugutfächer. Mittels Leitflächen, z. B. in Gestalt keilförmiger Dissipationselemente 15, an der Hinterkante 14 des horizontalen Leitblechs 11 wird dem vom horizontalen Leitblech 11 abströmenden Strömungsfeld 12 einerseits ebenfalls eine fächerartige Struktur verliehen und andererseits wird das Strömungsfeld 12 in Teilströme 13 zerlegt, wodurch der Luftfächer stabilisiert und seine Fernwirkung verbessert wird.
Oberhalb des Führerhauses ist desweiteren ein quer ausgerichtetes Leitelement 25 (in Figur 2 nicht gezeigt) vorgesehen, um dort einen Luftstrom abzuschöpfen und gezielt dem oberen Leitelement 19 zuzuführen. Das quer ausgerichtete Leitelement 25 ist um eine horizontale Achse schwenkbar und in der Höhe verstellbar (nicht dargestellt), um es an unterschiedliche Fahrzeugtypen und insbesondere unterschiedliche Streubehälteraufsätze anzupassen. Zwischen dem quer ausgerichteten Leitelement 25 über dem Führerhaus und dem oberen Leitelement 19 kann eine hier nicht dargestellte seitliche Verkleidung vorgesehen werden. Am Fahrzeugende 5 ist oberhalb des Streugutbehälters 3 ein um eine Schwenkachse 18 verschwenkbares oberes Leitelement 19 vorgesehen (in Figur 2 nicht gezeigt), das hier ähnlich den vorbeschriebenen Leitflügeln 6 als Leitflügel ausgeführt ist, um oberen Fahrtwind 20 nach unten auf das horizontale Leitblech 11 zu leiten. Der umgeleitete Fahrtwind 20' prallt von oben auf das horizontale Leitblech 11 und strömt von dort in radialer Richtung weg zur Hinterkante 14 des horizontalen Leitblechs 11. Zwischen dem umgeleiteten Fahrtwind 20' und dem Fahrzeugende 5 bildet sich eine Totwasserzone aus.
Zur Stabilisierung des Strömungsfeldes 12 im Nachlauf 9 des Fahrzeugs 1 ist des Weiteren über dem horizontalen Leitblech 11 ein vertikales Leitelement 16 installiert, welches als ebenes Leitblech ausgebildet ist und sich vom rückwärtigen Ende des Streugutbehälters 3 bis über das rückwärtige Ende des horizontalen Leitblechs 11 hinaus erstreckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt das vertikale Leitblech 16 mittig zum Fahrzeug 1 und erstreckt sich parallel zur Fahrzeuglängsrichtung. Die exakte Lage und Ausgestaltung des vertikalen Leitblechs 16 hängt jedoch auch von der Lage und Gestaltung der übrigen Streugerätekomponenten ab, insbesondere von der Lage des zum Streuteller 10 führenden Fallrohrs 17. Lage und Gestalt von Streuteller 10 und Fallrohr 17 sind in Fig. 2 daher nur schematisch dargestellt. Im Ergebnis wird durch die Kombination des horizontalen Leitblechs 11 mit dem oberen Leitflügel 19 das Strömungsfeld 12 deutlich verstärkt, so dass sich eine den Streugutfächer schützende, dazu im Wesentlichen parallele Strömung einstellt. Insbesondere hat die vertikale Leitfläche 16 die Funktion, eine Wirbelstraße hinter dem Fahrzeug abzuschwächen, indem es die Wechselwirkung der an den senkrechten Heckkanten des Fahrzeug ablösenden Scherschichten miteinander unterbindet und die zweiseitige Wirbelablösung in zwei einseitige Ablösungen überführt. Dadurch wird zum einen weniger Energie dissipiert und damit die Ausbildung großer Wirbel behindert. Zum anderen wird die Wirbelbildung der dann kleineren Wirbel insgesamt weiter stromab verlagert.
Im Bereich des oberen Leitflügels 19 endet eine nicht-dargestellte Sole-Zuleitung in einer Sole-Düse 24, mittels der Sole in den von dem oberen Leitflügel 19 erfassten oberen Fahrtwind 20 eingedüst wird, um das horizontale Leitblech 11 vor Vereisung zu schützen.
In etwa an derselben Stelle, an der die Sole-Düse 24 angeordnet ist, kann eine Strömungsmaschine vorgesehen werden, um damit eine Luftströmung entlang des oberen Leitelements 19 zu erzeugen. Die Strömungsmaschine kann z.B. als einfaches Gebläse oder als Walzengebläse oder als Turbine ausgeführt sein.
Der obere Leitflügel 19 ist wiederum hohl ausgebildet, um ihn in nichtdargestellter Weise mittels eines warmen Mediums durchströmen und gegen Vereisung schützen zu können, insbesondere bei Durchströmung mit Abgasen des Streufahrzeugs 1.
Die Schwenkachse 18 dient vornehmlich dazu, den oberen Leitflügel 19 vom Streugutbehälter 3 nach hinten wegschwenken zu können, um den Streugutbehälter 3 beispielsweise neu befüllen oder von der Ladefläche 2 abnehmen zu können. Allerdings erlaubt diese schwenkbare Anordnung auch eine relativ einfache Variation der Strömungsrichtung oberhalb des horizontalen Leitblechs 11, was zur Anpassung an die Streubedingung vorteilhaft sein kann. Die Verbindungsstreben zwischen der Schwenkachse 18 und dem Leitflügel 19 können als zusätzliche seitliche Leitflügel ausgeführt sein.
Fig. 3 zeigt eine Variante des oberen Leitelements, welches hier nicht als Leitflügel 19 sondern als Leitrohr 21 ausgebildet ist. Insbesondere kann der Eintrittsquerschnitt zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit größer sein als der Austrittsquerschnitt. Im Übrigen unterscheidet sich das in Fig. 3 perspektivisch dargestellte Streufahrzeug nicht von dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Streufahrzeug, auch wenn in Fig. 3 auf die Darstellung der übrigen Komponenten des Streugeräts verzichtet wurde.
Figur 4 zeigt schematisch in Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines Streufahrzeugs, in der eine zweite Variante zur Erzeugung einer zur Rotationsebene des Streutellers 10 im wesentlichen parallelen Strömung veranschaulicht ist. Darin gleichzeitig dargestellt sind die Abmessungen eines im Windkanal getesteten Streufahrzeugs im Maßstab 1:10 mit den ermittelten Strömungsgeschwindigkeiten in unterschiedlichen Meßebenen ME1 bis ME5.
Gemäß dieser zweiten Variante leitet das quer über dem Führerhaus ausgerichtete Leitelement 25 Fahrtwind zu einem zweigeteilten oberen Leitelement 19. Ein erster Teil 19b des oberen Leitelements 19 leitet einen Teil des oberen Fahrtwinds von oben auf das horizontale Leitelement 11 über dem nicht dargestellten Streuteller und ein zweiter Teil 19a des oberen Leitelements 19 leitet einen zweiten Teil des oberen Fahrtwinds bis unter das horizontale Leitelement 11 bis auf die Höhe des nicht dargestellten Streutellers.
Dazu wird der zweite Teil des oberen Fahrtwinds auf Höhe des Streutellers mittels eines Umlenkblechs 19c in eine im wesentlichen horizontale Strömung umgelenkt. Das Umlenkblech 19c dient gleichzeitig als Windabweiser gegenüber Unterboden-Luftströmungen. Man könnte es auch noch tiefer erstrecken.
Alternativ könnte der gesamte obere Fahrtwind in eine den Streuteller umströmende parallele Luftströmung umgeleitet werden. In diesem Falle kann gegebenenfalls auch auf das horizontale Leitblech 11 verzichtet werden. Auch das vertikale Leitblech 16 ist nur optional. Beide Leitbleche 11 und 16 sind aber nützlich, um den Streuteller vor fremden Strömungseinflüssen zu schützen.
Die in Figur 4 angegebenen Abmessungen wurden dem Versuchsmodell entnommen und sind Angaben in Millimeter. Die Strömungsgeschwindigkeiten sind in m/s angegeben und wurden an verschiedenen Messebenen ME1 bis ME5 gemessen. Bei einer Anströmung des Versuchsmodells mit einer Geschwindigkeit von 11,25 m/s wurde unterhalb des horizontalen Leitelements 11 im Bereich des Streutellers, das heißt an der Messebene ME4, auf Höhe des Streutellers eine Strömungsgeschwindigkeit von 12,5 m/s gemessen. Durch veränderte Dimensionierung der zahlreichen Bestandteile des Gesamtsystems lassen sich diese Werte weiter optimieren, wobei das Idealergebnis erreicht wäre, wenn im Bereich des Streutellers eine der Fahrgeschwindigkeit entsprechende Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird.
In Fig. 1 ist noch eine Ausgestaltung zur Erzeugung der zur Rotationsebene des Streutellers 10 im Wesentlichen parallelen Strömung dargestellt. Dementsprechend ist unterhalb der Ladefläche 2 mindestens eine Düse 22, hier nach Art einer Lavaldüse, vorgesehen, welche mit ihrer in Fahrtrichtung weisenden großen Eintrittsöffnung bodennahen Fahrtwind 23 erfasst und durch ihre Verengung hindurch zur kleineren Austrittsöffnung leitet, von wo sie den Streuteller 10 im Wesentlichen in horizontaler Richtung umströmt, um auf diese Weise eine schützende Luftströmung um den Streugutfächer zu legen. Alternativ kann die Düse 22 unterhalb und/oder insbesondere oberhalb des Streutellers 10 positioniert werden. Sie kann, muss aber nicht, mit den vorbeschriebenen Komponenten des Streugeräts, also insbesondere dem horizontalen Leitelement 11, den oberen Leitelementen 19,21 und/oder den seitlichen Leitelementen 6 kombiniert werden. Sie kann auch durch ein oder mehrere Strömungsmaschinen ersetzt oder ergänzt werden.

Claims

Streufahrzeug (1), insbesondere Winterdienststreufahrzeug, umfassend ein Streugerät mit einem Streugutbehälter (3) und einer Streuvorrichtung (10, 17), die einen um eine im Wesentlichen vertikale Achse rotierenden Streuteller (10) zum fächerartigen Ausstreuen von Streugut (4) aus dem Streugutbehälter (3) besitzt, wobei ein oberes Leitelement (19; 21) vorgesehen ist, welches oberen Fahrtwind von über dem Streugutbehälter (3) nach unten in Richtung zum Streuteller (10) leitet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Umleiten des in Richtung zum Streuteller geleiteten oberen Fahrtwinds in eine zur Streutellerrotationsebene im Wesentlichen parallele Luftströmung (12).
Streufahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Umleiten des in Richtung zum Streuteller geleiteten oberen Fahrtwinds in eine zur Streutellerrotationsebene im Wesentlichen parallele Luftströmung ein Umlenkelement umfasst, welches angeordnet ist, zumindest einen Teil des zum Streuteller geleiteten oberen Fahrtwinds in eine zur Streutellerrotationsebene im Wesentlichen parallele Luftströmung unterhalb, oberhalb und/oder vorzugsweise auf Höhe des Streutellers (10) umzulenken.
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Umleiten des in Richtung zum Streuteller geleiteten oberen Fahrtwinds in eine zur Streutellerrotationsebene im Wesentlichen parallele Luftströmung ein im Wesentlichen horizontales Leitelement (11) umfasst, welches so über dem Streuteller (10) angeordnet ist, dass zumindest ein Teil des in Richtung zum Streuteller geleiteten oberen Fahrtwinds von oben auf das horizontale Leitelement (11) geleitet und durch das horizontale Leitelement (11) vom Streuteller (10) ferngehalten wird.
Streufahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das horizontale Leitelement (11) an seinem fahrzeugseitigen Ende einen gekrümmten oder geneigten Umlenkabschnitt zur Unterstützung der Umlenkung des in Richtung zum Streuteller geleiteten oberen Fahrtwinds in eine zur Streutellerrotationsebene im Wesentlichen parallele Luftströmung (12) besitzt.
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der vom Streuteller (10) abgewandten Seite des im Wesentlichen horizontalen Leitelements (11) Dissipationselemente (15) vorgesehen sind, welche die im Wesentlichen parallele Luftströmung (12) in Teilströme (13) zerlegen.
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Umleiten des in Richtung zum Streuteller geleiteten oberen Fahrtwinds in eine zur Streutellerrotationsebene im Wesentlichen parallele Luftströmung (12) so angeordnet ist, dass sich die zu erzeugende im Wesentlichen parallele Luftströmung als luftfächerartiges Strömungsfeld ausbildet.
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Leitelement (21) rohrartig, insbesondere als haubenartiger Windtunnel, so ausgebildet ist, dass der obere Fahrtwind (20) durch das Leitelement (21) hindurchgeleitet wird, wobei das rohrartige obere Leitelement (21) einen im Vergleich zum Eintrittsquerschnitt verkleinerten Austrittsquerschnitt besitzt.
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch mindestens eine Strömungsmaschine zum Erzeugen einer zur Streutellerrotationsebene im Wesentlichen parallelen Luftströmung (12) oder zumindest zum Verstärken der zu erzeugenden parallelen Luftströmung (12).
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein quer ausgerichtetes Leitelement (25) im vorderen Bereich des Fahrzeugs oberhalb des Fahrzeugführerhauses, welches den dort abgeschöpften Luftstrom gezielt dem oberen Leitelement (19; 21) zuleitet.
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Sole-Zuleitung im Bereich des oberen Leitelements (19) zum Zuführen von Sole in den vom oberen Leitelement (19) umgelenkten oberen Fahrtwind (20; 20').
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Windabweiser (19c) am Fahrzeugende in Fahrtrichtung vor dem Streuteller (10) zum Abblocken von Fahrzeugunterboden-Fahrtwind.
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Düse (22), welche in Fahrtrichtung vor dem Streuteller (10) in Höhe des Streutellers oder alternativ darüber und/oder darunter angeordnet ist und zumindest eine Luftströmung parallel zur Streutellerrotationsebene erzeugt.
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch mindestens ein vertikales Fahrtwind-Leitelement (16), welches hinter dem Fahrzeug mittig zum Streugutbehälter (3) angeordnet und in Fahrtrichtung ausgerichtet ist, um ein Luftströmungsfeld hinter dem Fahrzeug zu stabilisieren.
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere der Leitelemente beheizbar sind.
Streufahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere der Leitelemente als Hohlkörper ausgebildet sind.