EP4183930A1 - Verfahren und vorrichtung zur verteilung von streustoff - Google Patents

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EP4183930A1
EP4183930A1 EP22207238.1A EP22207238A EP4183930A1 EP 4183930 A1 EP4183930 A1 EP 4183930A1 EP 22207238 A EP22207238 A EP 22207238A EP 4183930 A1 EP4183930 A1 EP 4183930A1
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EP
European Patent Office
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grit
moisture
degree
bulk density
measured
Prior art date
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Withdrawn
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EP22207238.1A
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English (en)
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Kuepper Weisser GmbH
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Kuepper Weisser GmbH
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Publication date
Application filed by Kuepper Weisser GmbH filed Critical Kuepper Weisser GmbH
Publication of EP4183930A1 publication Critical patent/EP4183930A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H10/00—Improving gripping of ice-bound or other slippery traffic surfaces, e.g. using gritting or thawing materials ; Roadside storage of gritting or solid thawing materials; Permanently installed devices for applying gritting or thawing materials; Mobile apparatus specially adapted for treating wintry roads by applying liquid, semi-liquid or granular materials
    • E01H10/007—Mobile apparatus specially adapted for preparing or applying liquid or semi-liquid thawing material or spreading granular material on wintry roads
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/12—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for distributing granular or liquid materials
    • E01C19/20—Apparatus for distributing, e.g. spreading, granular or pulverulent materials, e.g. sand, gravel, salt, dry binders
    • E01C19/201—Apparatus for distributing, e.g. spreading, granular or pulverulent materials, e.g. sand, gravel, salt, dry binders with driven loosening, discharging or spreading parts, e.g. power-driven, drive derived from road-wheels
    • E01C19/202—Apparatus for distributing, e.g. spreading, granular or pulverulent materials, e.g. sand, gravel, salt, dry binders with driven loosening, discharging or spreading parts, e.g. power-driven, drive derived from road-wheels solely rotating, e.g. discharging and spreading drums
    • E01C19/203—Centrifugal spreaders with substantially vertical axis
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/12—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for distributing granular or liquid materials
    • E01C19/20—Apparatus for distributing, e.g. spreading, granular or pulverulent materials, e.g. sand, gravel, salt, dry binders
    • E01C2019/2055—Details not otherwise provided for
    • E01C2019/207—Feeding the distribution means
    • E01C2019/2075—Feeding the distribution means with longitudinal conveyor belt

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for distributing gritting material, in particular in connection with winter service gritting devices for discharging road salt.
  • the invention is described below in connection with the distribution of road salt in winter service use, it is not limited to this use. Different types of grit can also be advantageously strewn with the invention explained below.
  • Winter service spreaders are well known. For the large-scale discharge of grit, they are preferably mounted on a carrier vehicle for winter service and used to combat ice.
  • salt which can have a certain moisture content, or a mixture of the salt and brine is usually distributed by feeding the salt or the salt and the brine to a rotating spreading disc.
  • a fundamental concern when spreading grit is to produce a scatter carpet that is as uniform as possible, ie a scatter carpet that has a scattering density s D that is as constant as possible over the entire scattering width b.
  • the spreading density s D which is usually specified in g/m 2 , also depends on the driving speed v of the winter service vehicle and the mass m(t) of spreading material fed to the spreading disc per unit of time.
  • the mass m(t) of the grit conveyed per unit of time depends on the one hand on the grit volume V(t) conveyed by the discharge device, the so-called conveyed quantity, and the density ⁇ of the grit conveyed.
  • the so-called bulk density is used in this context, which depends on the basic material of the spreading material, for example rock salt or salt pans. and the actual state of this scattering material and is denoted by ⁇ in the following.
  • the conveying quantity per unit of time V(t) supplied to the scattering material discharge device hereinafter referred to simply as the conveying quantity, must accordingly be kept constant.
  • the bulk density ⁇ can vary for one and the same grit, depending on the actual condition, so that the specific bulk density ⁇ spec is the bulk density of the grit on which the calculation is based.
  • one or more calibration factors are used in the calculation, especially when a salt-brine mixture is spread, as for example in WO 2006/000241 A1 explained. From this it follows that, depending on the bulk density ⁇ of the grit to be spread, the spreading quantity V(t) to be spread with the spreading material discharge device must be adjusted in order to achieve the desired spreading density sD .
  • the grit is usually weighed when it is filled into a grit container of the grit discharge device, for example, in order to determine a concrete value for the specific bulk density ⁇ spec .
  • the object of the present invention is to reduce the effort involved in achieving a predetermined scattering density s D that is as constant as possible.
  • a degree of moisture ⁇ of the spreading material to be distributed is measured and then the delivery rate V(t), with which the spreading material is fed to the spreading material discharge device, is set as a function of the measured degree of moisture ⁇ .
  • the degree of moisture ⁇ corresponds to the proportion of water in the total mass and is referred to in chemistry as the gravimetric water content W. This is calculated from the water mass m w in relation to the moisture mass, which results from the sum of dry mass m d and water mass m w .
  • the density of salt in a solid state can be around 2.16 kg/l
  • the bulk density of free-flowing road salt is only 1.2 kg/l, for example.
  • this bulk density can vary by up to 30% depending on the condition of the road salt, particularly depending on the degree of moisture ⁇ .
  • the invention accordingly makes use of the fact that the bulk density of grit can depend greatly on the degree of moisture in the grit, particularly in the case of road salt. So if the respective bulk density of a certain class of grit, for example rock salt with a certain granularity, the so-called K-factor, is determined at different degrees of moisture and stored in a memory, it is no longer necessary to weigh the grit in each case. Instead, by measuring the degree of moisture in the spreading material can be based on empirical experience, in particular databases with stored reference values or reference curves.
  • the specific bulk density ⁇ spec in the context of the present invention therefore means a bulk density that is determined as a function of a measured degree of moisture, for example using the aforementioned reference tables or reference curves. Insofar as a correction factor is applied to a specified bulk density ⁇ norm instead, this specified bulk density is referred to as normal bulk density for the purposes of the present invention.
  • the specific bulk density ⁇ spec can result from the product of the normal bulk density ⁇ norm with the correction factor dependent on the degree of moisture ⁇ .
  • the device for distributing the grit accordingly comprises a control device, by means of which the conveyed quantity V(t) supplied to the grit discharge device is adjusted as a function of the specific bulk density ⁇ spec of the grit.
  • the degree of moisture ⁇ of the spreading material can be measured in various ways. According to a first variant, the degree of moisture is measured during or before the grit is filled into a grit container which is connected upstream of the grit discharge device. So can the humidity sensor be positioned on a tower silo, a conveyor belt or a bucket of a wheel loader or other type of loading device.
  • the moisture level ⁇ is measured in the grit container, which is connected upstream of the grit discharge device and is filled with the grit.
  • the degree of moisture ⁇ of the grit can be measured when the grit is fed to the grit discharge device, i.e. for example in or at the outlet end of a screw conveyor or a conveyor belt with which the grit is fed from the grit container to the grit discharge device.
  • the moisture sensor preferably measures the degree of moisture ⁇ of the spreading material in the spreading material flow supplied to the spreading material discharge device.
  • the degree of moisture ⁇ is measured several times and a mean value ⁇ mean is formed therefrom, with a number of sensors measuring the degree of moisture at different points and/or the degree of moisture being measured at time intervals one after the other.
  • the moisture levels ⁇ measured in this way or mean values ⁇ mean calculated from them, or the specific bulk density ⁇ spec derived from the moisture level or mean value, or the correction factor K derived for calculating the specific bulk density ⁇ spec , can be transmitted via cable or radio the corresponding control of the device for distributing the spreading material can be transmitted.
  • Manual transfer of the corresponding data to the controller is also possible, for example via a keyboard, particularly when the degree of moisture is measured manually by a user. Accordingly, the control of the device for discharging the grit is programmed in such a way that the flow rate V(t) is calculated as a function of the measured degree of moisture ⁇ and the supply of grit with the calculated flow rate V(t) is initiated accordingly.
  • the dependency on the measured degree of moisture ⁇ can preferably consist in the calculation being based on a specific bulk density ⁇ spec or a correction factor K for calculating a specific bulk density ⁇ spec , with the specific bulk density ⁇ spec or the correction factor K preferably being used taken from a reference table or curve based on empirical experience.
  • figure 1 shows a schematically simplified winter service vehicle with a grit container 1, which is arranged on a loading area 2 of the vehicle.
  • the conveyor belt transport speed which determines the conveyed quantity V(t) discharged per unit of time, and the spreading disc speed n, which essentially determines the spreading width b of the spreading carpet to be spread, are coordinated with one another, taking into account the driving speed v of the winter service gritting vehicle, so that a desired and accordingly preset spreading density s D is kept constant independently of the driving speed v.
  • the specific bulk density ⁇ is also important when determining the delivery rate spec of the spreading material to be spread in the calculation.
  • the driving speed v is specified by the driver and depends on the traffic conditions.
  • the scattering density s D is a fixed value that is generally specified before the start of the journey or at least before the beginning of the scattering.
  • the spread b is also a fixed variable for certain sections of road, such as freeway sections, which is specified by the driver or by an external control center via radio or on the basis of maps stored in the system, taking into account a GPS location determination.
  • the bulk density ⁇ is given in this calculation.
  • a moisture sensor 5 is used, which in the exemplary embodiment shown in Figure 1 is located in the area of the discharge opening 3 of the spreading material container 1, so that the degree of moisture ⁇ of the spreading material flow that is routed past the moisture sensor 5 can be measured by means of the moisture sensor 5.
  • the measured degree of moisture ⁇ is sent to a controller C like all other specified parameters (vehicle speed v, scattering density s D , scattering width b).
  • the controller C is typically mounted in the vehicle cab, but may also be a portable device.
  • a table or curve is stored in the control device C, on the basis of which a specific bulk density ⁇ spec can be derived from the measured degree of moisture ⁇ . All the parameters for calculating the conveying quantity V(t), which specifies the conveying speed and thus the conveying quantity of the conveyor belt 4, are then available.
  • the degree of moisture ⁇ measured by means of the moisture sensor 5 can be transmitted to the control device C either by wire or wirelessly.
  • the control device C can form an average moisture level, ie a mean value ⁇ mean , from moisture levels ⁇ measured sequentially over time, this mean value then being used to derive the specific bulk density ⁇ spec therefrom. Filtering the measured moisture value ⁇ can also be expedient, for example in order to rule out measured value outliers and ignore them.
  • the humidity sensor 5 can be designed to be portable and only temporarily placed by the user at the measuring point in question to measure a current degree of humidity ⁇ . Even with manual measurement by the user, both a repeated measurement with averaging ⁇ mean and a single measurement can be carried out.
  • the degree of moisture ⁇ can also be measured at other points and/or at other times. If measurements are made at different points, these different measurements can also be included in a mean value calculation.
  • figure 2 shows the winter service vehicle figure 1 and other measuring points with moisture sensors 5A to 5C, at which a degree of moisture ⁇ of the spreading material to be spread is measured manually or automatically and transferred to the control device C in the manner described above.
  • the degree of moisture ⁇ of the grit can already be measured in a silo 10 in which the grit is stored for loading the grit container 9 . Accordingly, the degree of moisture ⁇ of the grit is measured while or before the grit is filled into the grit container 9 .
  • a moisture sensor 5A can be arranged in the funnel area of the silo 10 and/or a moisture sensor 5B can be provided in the outlet area of the silo 10 in order to detect the degree of moisture in the spreading material flow.
  • a moisture sensor 5C can be provided in the grit container 9, preferably in the vicinity of the discharge opening 3, so that the degree of moisture can still be reliably determined when there is only a little grit in the grit container 9, or a moisture sensor 5D can be provided in the downpipe 8 or, if the downpipe is designed as a chute leading to the spreading disc 7, on the chute.
  • the sensors 5, 5C and 5D which are located in the area or near the discharge opening 3, it is possible to measure the degree of moisture ⁇ of the spreading material while the spreading material is being fed to the spreading material discharge device (scattering disc 7).
  • the degree of moisture ⁇ measured in this way is particularly up-to-date and therefore particularly suitable for maintaining a constant scattering density s D .
  • the specific bulk density ⁇ spec can also be derived externally from the moisture level ⁇ and the control device C can then be given the specific bulk density ⁇ spec directly. This is particularly useful for cases where the degree of moisture ⁇ is measured manually.
  • the specific bulk density ⁇ spec can then be derived, for example, in the measuring device itself, provided that the measuring device is programmed accordingly.
  • a standard bulk density ⁇ norm can be stored for a specific type of spreading material, for example rock salt or saline salt with a specific grain size.
  • the standard bulk density ⁇ norm can relate to the relevant scattering material with a moisture content of, for example, approximately 0% residual moisture or with a typical moisture content of 3% residual moisture.
  • the correction factor k is in turn stored in a table or a curve for the different degrees of moisture ⁇ or residual moisture and taken into account accordingly by the control device C when calculating the delivery rate V(t).
  • the delivery quantity V(t) is not calculated as a function of the specific bulk density ⁇ spec but as a function of the correction factor k and adjusted accordingly.
  • the table below shows the correction factor for rock salt with a granularity factor (K-factor) of 85 depending on the degree of moisture ⁇ or the residual moisture.
  • K-factor granularity factor
  • a curve can be derived from the table, which by the way is not linear, from which intermediate values can also be read. Alternatively, the intermediate values can be determined directly from the table by interpolation.

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Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Verteilung von Streustoff mittels einer Streustoffaustragvorrichtung, insbesondere einem Winterdienststreufahrzeug, wird der Streustoff mit einer vorgegebenen Fördermenge pro Zeiteinheit (V(t)) der Streustoffaustragvorrichtung (7) zugeführt. Die Einstellung der Fördermenge (V(t)) wird in Abhängigkeit von einem gemessenen Feuchtegrad (ϕ) des Streustoffs eingestellt. Aus dem gemessenen Feuchtegrad wird entweder eine spezifische Schüttdichte (Δspez)des auszutragenden Streustoffs ermittelt oder ein Korrekturfaktor (K), mit dem eine Norm-Schüttdichte (Δnorm) entsprechend korrigiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verteilung von Streustoff, insbesondere im Zusammenhang mit Winterdienststreuvorrichtungen für die Austragung von Streusalz. Obwohl die Erfindung nachfolgend im Zusammenhang mit der Streusalzverteilung im Winterdiensteinsatz beschrieben wird, ist sie auf diesen Einsatz nicht beschränkt. Auch andersartiges Streugut kann mit der nachfolgend erläuterten Erfindung vorteilhaft ausgestreut werden.
  • Winterdienststreugeräte sind hinlänglich bekannt. Für die großflächige Austragung von Streugut werden sie vorzugsweise auf ein Trägerfahrzeug für den Winterdienst montiert und zur Glättebekämpfung eingesetzt. Dazu wird üblicherweise Salz, welches eine gewisse Feuchte besitzen kann, oder ein Gemisch aus dem Salz und Sole verteilt, indem das Salz oder das Salz und die Sole einem rotierenden Streuteller zugeführt werden.
  • Ein grundsätzliches Anliegen beim Ausstreuen von Streugut besteht darin, einen möglichst gleichmäßigen Streuteppich zu erzeugen, das heißt einen Streuteppich, der über die gesamte Streubreite b eine möglichst konstante Streudichte sD aufweist. Abgesehen von der Streubreite b hängt die Streudichte sD, welche üblicherweise in g/m2 angegeben wird, auch von der Fahrgeschwindigkeit v des Winterdienstfahrzeugs und der pro Zeiteinheit dem Streuteller zugeführten Masse m(t) des Streustoffs ab. Die pro Zeiteinheit geförderte Masse m(t) des Streustoffs wiederum hängt einerseits ab von dem durch die Austragvorrichtung geförderten Streustoffvolumen V(t), der sogenannten Fördermenge, und der Dichte δ des geförderten Streuguts. Da kein Festkörper verstreut wird, sondern ein rieselfähiges Schüttgut, wird in diesem Zusammenhang von der sogenannten Schüttdichte gesprochen, die abhängig vom Grundstoff des Streustoffs, beispielsweise Steinsalz oder Salinensalz, und dem tatsächlichen Zustand dieses Streustoffs variieren kann und nachfolgend mit Δ bezeichnet wird. Um nun einen Streuteppich mit konstanter Streudichte sD zu erzeugen, muss dementsprechend die der Streustoffaustragvorrichtung zugeführte Fördermenge pro Zeiteinheit V(t), nachfolgend einfach als Fördermenge bezeichnet, konstant gehalten werden. Die Fördermenge V(t) ergibt sich zu: Fördermenge V t in m 3 / s = Fahrgeschwindigkeit v in m / s × Streudichte s D in kg / m 2 × Streubreite b in m / spezifische Schütt − dichte Δ spez in kg / m 3 .
    Figure imgb0001
  • Die Schüttdichte Δ kann, wie gesagt, für ein und denselben Streustoff, je nach dem tatsächlichen Zustand variieren, so dass die spezifische Schüttdichte Δspez diejenige Schüttdichte des Streustoffs ist, die der Berechnung zugrunde gelegt wird.
  • Darüber hinaus werden bei der Berechnung ein oder mehrere Kalibrierfaktoren verwendet, insbesondere wenn ein Salz-Sole-Gemisch ausgestreut wird, wie zum Beispiel in WO 2006/000241 A1 erläutert. Daraus ergibt sich, dass je nach Schüttdichte Δ des auszustreuenden Streuguts die mit der Streustoffaustragvorrichtung auszustreuende Streumenge V(t) angepasst werden muss, um die gewünschte Streudichte sD zu erzielen. Dazu wird das Streugut in der Regel ausgewogen, wenn es beispielsweise in einen Streugutbehälter der Streustoffaustragvorrichtung eingefüllt wird, um einen konkreten Wert für die spezifische Schüttdichte Δspez zu ermitteln.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Aufwand zum Erzielen einer möglichst konstanten vorgegebenen Streudichte sD zu reduzieren.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie ein entsprechendes Computerprogramm für die Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen der anhängenden unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
  • Dementsprechend wird ein Feuchtegrad ϕ des zu verteilenden Streustoffs gemessen und anschließend die Fördermenge V(t), mit der der Streustoff der Streustoffaustragvorrichtung zugeführt wird, in Abhängigkeit von dem gemessenen Feuchtegrad ϕ eingestellt. Der Feuchtegrad ϕ entspricht dem Massenanteil des Wassers an der Gesamtmasse und wird in der Chemie als gravimetrischer Wassergehalt W bezeichnet. Dieser berechnet sich aus der Wassermasse mw bezogen auf die Feuchtemasse, die sich aus der Summe von Trockenmasse md und Wassermasse mw ergibt. Somit gilt: ϕ = W = m w / m d + m w × 100 .
    Figure imgb0002
  • Während beispielsweise die Dichte von Salz in festem Zustand bei etwa 2,16 kg/l liegen kann, liegt die Schüttdichte von rieselfähigem Streusalz beispielsweise nur bei 1,2 kg/l. Diese Schüttdichte kann aber je nach Zustand des Streusalzes, insbesondere abhängig vom Feuchtegrad ϕ, um bis zu 30% schwanken.
  • Die Erfindung macht sich dementsprechend zunutze, dass die Schüttdichte von Streugut stark vom Feuchtegrad des Streustoffs abhängen kann, insbesondere im Falle von Streusalz. Wenn also von einer bestimmten Streustoffklasse, beispielsweise Steinsalz mit einer bestimmten Körnigkeit, dem sogenannten K-Faktor, die jeweilige Schüttdichte bei unterschiedlichen Feuchtegraden bestimmt und in einem Speicher hinterlegt wird, so ist es nicht mehr erforderlich, das Streugut jeweils auszuwiegen. Stattdessen kann durch Messen des Feuchtegrads des Streustoffs auf empirische Erfahrungen, insbesondere Datenbanken mit hinterlegten Referenzwerten oder Referenzkurven, zurückgegriffen werden. Dann wird bei der Berechnung der Fördermenge und entsprechenden Einstellung der Streustoffaustragvorrichtung entweder die so ermittelte spezifische Schüttdichte Δspez berücksichtigt oder ein vorgegebener Schüttdichtewert Δnorm mittels eines entsprechenden Korrekturfaktors K angepasst. Mit spezifischer Schüttdichte Δspez im Sinne der vorliegenden Erfindung ist also eine Schüttdichte gemeint, die abhängig von einem gemessenen Feuchtegrad ermittelt wird, beispielsweise anhand der vorgenannten Referenztabellen oder -kurven. Soweit stattdessen ein Korrekturfaktor auf eine vorgegebene Schüttdichte Δnorm angewendet wird, wird diese vorgegebene Schüttdichte im Sinne der vorliegenden Erfindung als normale Schüttdichte bezeichnet. So kann sich die spezifische Schüttdichte Δspez aus dem Produkt der normalen Schüttdichte Δnorm mit dem vom Feuchtegrad ϕ abhängigen Korrekturfaktor ergeben.
  • Die Vorrichtung zum Verteilen des Streustoffs umfasst dementsprechend eine Steuerungseinrichtung, mittels der die der Streustoffaustragvorrichtung zugeführte Fördermenge V(t) in Abhängigkeit von der spezifischen Schüttdichte Δspez des Streustoffs eingestellt wird.
  • Ergebnisse haben gezeigt, dass die spezifische Schüttdichte Δspez mit zunehmendem Feuchtegrad ϕ des Schüttguts abnimmt und die Fördermenge V(t) dementsprechend mit zunehmendem Feuchtegrad ϕ erhöht werden muss, um eine gleichbleibende Schüttdichte sD zu erzielen.
  • Der Feuchtegrad ϕ des Streustoffs kann auf verschiedene Weise gemessen werden. Gemäß einer ersten Variante wird der Feuchtegrad gemessen während oder bevor der Streustoff in einen Streustoffbehälter gefüllt wird, der der Streustoffaustragvorrichtung vorgeschaltet ist. So kann der Feuchtesensor an einem Hochsilo, einem Förderband oder einer Schaufel eines Radladers oder einer andersartigen Beladeeinrichtung positioniert sein.
  • Gemäß einer zweiten Variante wird der Feuchtegrad ϕ in dem Streustoffbehälter gemessen, der der Streustoffaustragvorrichtung vorgeschaltet und mit dem Streustoff befüllt ist. Dies hat den Vorteil, dass der Feuchtegrad ϕ während des Streuvorgangs gemessen werden kann und dementsprechend die Fördermenge V(t) des Streustoffs entsprechend dem sehr aktuell gemessenen Feuchtegrad ϕ eingestellt werden kann.
  • Insbesondere kann gemäß einer dritten Variante der Feuchtegrad ϕ des Streustoffs beim Zuführen des Streustoffs zur Streustoffaustragvorrichtung gemessen werden, also beispielsweise in oder am Austrittsende einer Förderschnecke oder eines Förderbandes, mit dem das Streugut aus dem Streustoffbehälter der Streustoffaustragvorrichtung zugeführt wird. Der Feuchtesensor misst dazu vorzugsweise den Feuchtegrad ϕ des Streustoffs in dem der Streustoffaustragvorrichtung zugeführten Streustoffstrom.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn der Feuchtegrad ϕ mehrfach gemessen wird und daraus ein Mittelwert ϕmean gebildet wird, wobei mehrere Sensoren den Feuchtegrad an unterschiedlichen Stellen messen und/oder der Feuchtegrad in zeitlichen Abständen nacheinander gemessen wird. Es ist insoweit auch eine Filterung der Messwerte möglich, beispielsweise derart, dass von den mehreren gemessenen Werten die jeweiligen Extremwerte nicht in den Mittelwert ϕmean eingehen.
  • Die so gemessenen Feuchtegrade ϕ oder daraus berechneten Mittelwerte ϕmean oder die aus dem Feuchtegrad oder Mittelwert abgeleitete spezifische Schüttdichte Δspez oder der zur Berechnung der spezifischen Schüttdichte Δspez abgeleitete Korrekturfaktor K können kabelgebunden oder per Funk an die entsprechende Steuerung der Vorrichtung zum Verteilen des Streustoffs übermittelt werden. Auch eine manuelle Übergabe der entsprechenden Daten an die Steuerung ist möglich, z.B. über eine Tastatur, insbesondere dann, wenn die Messung des Feuchtegrads manuell durch einen Anwender erfolgt. Dementsprechend ist die Steuerung der Vorrichtung zum Austragen des Streustoffs so programmiert, dass die Fördermenge V(t) in Abhängigkeit von dem gemessenen Feuchtegrad ϕ berechnet wird und die Zuführung des Streustoffs mit der berechneten Fördermenge V(t) entsprechend veranlasst wird. Die Abhängigkeit von dem gemessenen Feuchtegrad ϕ kann, wie beschrieben, vorzugsweise darin bestehen, dass der Berechnung eine spezifische Schüttdichte Δspez oder ein Korrekturfaktor K zur Berechnung einer spezifischen Schüttdichte Δspez zugrunde gelegt wird, wobei die spezifische Schüttdichte Δspez oder der Korrekturfaktor K vorzugsweise einer Referenztabelle oder -kurve entnommen wird, die auf empirischen Erfahrungen beruht.
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand von konkreten Ausführungsbeispielen in Bezug auf die anliegenden Figuren erläutert. Darin zeigen:
    • Figur 1
    ein Winterdienststreufahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem Feuchtesensor 5 in der Austragöffnung eines Streustoffbehälters und
    Figur 2
    das Winterdienstfahrzeug aus Figur 1, bei dem Feuchtesensoren 5A, 5B, 5C an unterschiedlichen Stellen vorgesehen sind.
  • Figur 1 zeigt schematisch vereinfacht ein Winterdienstfahrzeug mit einem Streustoffbehälter 1, der auf einer Ladefläche 2 des Fahrzeugs angeordnet ist.
  • Am Grund des Streustoffbehälters 1 befindet sich ein entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs transportierendes Förderband 4, welches Streugut aus dem Streustoffbehälter 1 zur Austragöffnung 3 und durch die Austragöffnung 3 hindurch bis zu einem Trichter 8 transportiert, durch den hindurch das Streugut auf einen sich drehenden Streuteller 7 fällt, der es in radialer Richtung abwirft. Die Förderbandtransportgeschwindigkeit, welche die pro Zeiteinheit ausgetragene Fördermenge V(t) bestimmt, und die Streutellerdrehzahl n, welche im wesentlichen die Streubreite b des auszustreuenden Streuteppichs bestimmt, sind unter Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit v des Winterdienststreufahrzeugs so aufeinander abgestimmt, dass eine gewünschte und dementsprechend voreingestellte Streudichte sD unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit v konstant gehalten wird. Da je nach der spezifischen Schüttdichte Δspez des auszustreuenden Streuguts bei einer vorgegebenen Fördermenge V(t) (entsprechend der Transportgeschwindigkeit des Transportbands 4) die tatsächlich dem Streuteller 7 zugeführte Masse m des Streustoffs variiert, geht bei der Bestimmung der Fördermenge auch die spezifische Schüttdichte Δspez des auszustreuenden Streuguts in die Berechnung mit ein. Die pro Zeiteinheit mittels des Transportbands 4 aus dem Streustoffbehälter 9 ausgetragene Streumenge V(t) ergibt sich dann zu: Fördermenge V t in m 3 / s = Fahrgeschwindigkeit v in m / s × Streudichte s D in kg / m 2 × Streubreite b in m / spezifische Schütt − dichte Δ spez in kg / m 3 .
    Figure imgb0003
  • Darin wird die Fahrgeschwindigkeit v vom Fahrer vorgegeben und ist von den Verkehrsverhältnissen abhängig. Die Streudichte sD ist eine fest vorgegebene Größe, die in der Regel vor Fahrtantritt oder jedenfalls vor Streubeginn festgelegt wird. Auch die Streubreite b ist eine für bestimmte Streckenabschnitte, wie beispielsweise Autobahnstrecken, fest vorgegebene Größe, die vom Fahrer oder von einer externen Leitstelle über Funk oder aufgrund von im System hinterlegten Karten unter Berücksichtigung einer GPS-Standort-bestimmung vorgegeben wird. Von besonderer Bedeutung für die vorliegende Erfindung ist die Art und Weise, wie die Schüttdichte Δ bei dieser Berechnung vorgegeben wird.
  • Dazu wird einerseits ein Feuchtesensor 5 eingesetzt, der sich bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich der Austragöffnung 3 des Streustoffbehälters 1 befindet, so dass mittels des Feuchtesensors 5 der Feuchtegrad ϕ des an dem Feuchtesensor 5 vorbeigeleiteten Streustoffstroms gemessen werden kann. Der gemessene Feuchtegrad ϕ wird wie alle anderen vorgegebenen Parameter (Fahrzeuggeschwindigkeit v, Streudichte sD, Streubreite b) einer Steuerung C zugeleitet. Die Steuerung C ist üblicherweise im Führerhaus des Fahrzeugs montiert, kann aber auch eine tragbare Vorrichtung sein. In der Steuerungseinrichtung C ist eine Tabelle oder Kurve hinterlegt, auf deren Basis aus dem gemessenen Feuchtegrad ϕ eine spezifische Schüttdichte Δspez abgeleitet werden kann. Damit liegen dann alle Parameter zur Berechnung der Fördermenge V(t) vor, welche die Fördergeschwindigkeit und damit die Fördermenge des Transportbands 4 vorgibt.
  • Anstelle des Transportbands 4 können auch andere Transportmittel vorgesehen sein, um das Streugut aus dem Streustoffbehälter 9 auszutragen. Insbesondere sind insoweit Förderschnecken gängige Fördereinrichtungen.
  • Der mittels des Feuchtesensors 5 gemessene Feuchtegrad ϕ kann entweder leitungsgebunden oder drahtlos an die Steuereinrichtung C übermittelt werden. Die Steuereinrichtung C kann dabei aus zeitlich nacheinander gemessenen Feuchtegraden ϕ einen gemittelten Feuchtegrad, das heißt einen Mittelwert ϕmean bilden, wobei dann dieser Mittelwert dazu verwendet wird, die spezifische Schüttdichte Δspez daraus abzuleiten. Auch eine Filterung des gemessenen Feuchtewerts ϕ kann zweckmäßig sein, beispielsweise um Messwertausreißer auszuschließen und unberücksichtigt zu lassen.
  • Es ist auch möglich, den Feuchtesensor 5 manuell auszulesen und der Steuerungseinrichtung C manuell, drahtgebunden oder über Funk zuzuführen. Insbesondere kann der Feuchtesensor 5 tragbar ausgebildet sein und vom Nutzer an der betreffenden Messstelle nur temporär zur Messung eines aktuellen Feuchtegrads ϕ platziert werden. Auch bei der manuellen Messung durch den Anwender kann sowohl eine wiederholte Messung mit Mittelwertbildung ϕmean als auch eine Einzelmessung erfolgen.
  • Anstelle der Messung des Feuchtegrads ϕ im Streustoffstrom im Bereich der Austragöffnung 3 oder zusätzlich zu dieser Messung kann der Feuchtegrad ϕ auch an anderen Stellen und/oder zu anderen Zeiten gemessen werden. Soweit Messungen an unterschiedlichen Stellen erfolgen, können diese unterschiedlichen Messungen ebenfalls in einer Mittelwertberechnung Eingang finden.
  • Figur 2 zeigt insoweit das Winterdienstfahrzeug aus Figur 1 und weitere Messstellen mit Feuchtesensoren 5A bis 5C, an denen ein Feuchtegrad ϕ des auszustreuenden Streustoffs manuell oder automatisch gemessen und in der vorbeschriebenen Weise an die Steuerungseinrichtung C übergeben werden. So kann der Feuchtegrad ϕ des Streustoffs bereits in einem Silo 10 gemessen werden, in welchem der Streustoff zur Beladung des Streustoffbehälters 9 vorgehalten wird. Dementsprechend wird der Feuchtegrad ϕ des Streustoffs gemessen, während oder bevor der Streustoff in den Streustoffbehälter 9 gefüllt wird. So kann ein Feuchtesensor 5A im Trichterbereich des Silos 10 angeordnet sein und/ oder ein Feuchtesensor 5B kann im Austrittsbereich des Silos 10 vorgesehen sein, um den Feuchtegrad im Streustoffstrom zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Feuchtesensor 5C im Streustoffbehälter 9 vorgesehen sein, vorzugsweise in der Nähe der Austragöffnung 3, damit der Feuchtegrad auch dann noch zuverlässig bestimmt werden kann, wenn sich nur noch wenig Streustoff im Streustoffbehälter 9 befindet, oder ein Feuchtesensor 5D kann sich im Fallrohr 8 oder, wenn das Fallrohr als zum Streuteller 7 führende Rutsche ausgeführt ist, an der Rutsche vorgesehen sein.
  • Im Falle der Sensoren 5, 5C und 5D, die sich im Bereich oder in der Nähe der Austragöffnung 3 befinden, ist es möglich, den Feuchtegrad ϕ des Streustoffs während des Zuführens des Streustoffs zur Streustoffaustragvorrichtung (Streuteller 7) zu messen. Der so gemessene Feuchtegrad ϕ ist besonders aktuell und daher besonders dazu geeignet, eine konstante Streudichte sD aufrecht zu erhalten.
  • Anstatt der Steuerungsvorrichtung den Feuchtegrad ϕ zuzuleiten, damit in der Steuerungsvorrichtung C daraus die spezifische Schüttdichte Δspez abgeleitet wird, kann die spezifische Schüttdichte Δspez auch extern aus dem Feuchtegrad ϕ abgeleitet werden und der Steuerungsvorrichtung C dann die spezifische Schüttdichte Δspez unmittelbar übergeben werden. Dies bietet sich insbesondere für die Fälle an, bei denen der Feuchtegrad ϕ manuell gemessen wird. Dann kann die Ableitung der spezifischen Schüttdichte Δspez beispielsweise bereits in dem Messgerät selbst erfolgen, soweit das Messgerät entsprechend programmiert ist.
  • Weiterhin ist es möglich, dass aus dem gemessenen Feuchtegrad ϕ anstatt einer spezifischen Schüttdichte Δspez lediglich ein Korrekturfaktor k abgeleitet wird. So kann für einen konkreten Streustofftyp, beispielsweise Steinsalz oder Salinensalz mit einer bestimmten Körnigkeit, eine Norm-Schüttdichte Δnorm hinterlegt sein. Die Norm-Schüttdichte Δnorm kann sich auf den betreffenden Streustoff mit einem Feuchtegrad von beispielsweise etwa 0% Restfeuchte oder mit einem typischen Feuchtegrad von 3% Restfeuchte beziehen. Diese Norm-Schüttdichte wird dann mit dem Korrekturfaktor k korrigiert entsprechend der folgenden Gleichung, um die vom Feuchtegrad ϕ abhängige spezifische Schüttdichte Δspez zu erhalten: spezifische Schüttdichte Δ spez in kg / m 3 = Korrekturfaktor k ohne Einheit × normale Schüttdichte Δ norm in kg / m 3 .
    Figure imgb0004
  • Der Korrekturfaktor k wird wiederum in einer Tabelle oder einer Kurve für die unterschiedlichen Feuchtegrade ϕ bzw. Restfeuchten hinterlegt und von der Steuerungseinrichtung C bei der Berechnung der Fördermenge V(t) entsprechend berücksichtigt. Die Fördermenge V(t) wird somit in diesem Falle nicht abhängig von der spezifischen Schüttdichte Δspez sondern abhängig von dem Korrekturfaktor k berechnet und entsprechend eingestellt.
  • Die folgende Tabelle zeigt für ein Steinsalz mit einem Körnigkeitsfaktor (K-Faktor) von 85 den Korrekturfaktor abhängig vom Feuchtigkeitsgrad ϕ bzw. von der Restfeuchte. Hierbei wurde mittels des Steinsalzes mit einer (minimalen) Restfeuchte von 0,16% der Antrieb zur Förderung des Streustoffs auf eine normierte Fördermenge kalibriert (hier gemessen in Masse pro Zeiteinheit, nämlich 20 kg). Bei geänderter Salzfeuchte wurde die Messung mit den gleichen Einstellwerten wiederholt.
    Restfeuchte [%] Gewicht nach 20 kg Auswiegung Körnigkeit (K-Faktor) Abweichung δ Korrektur-wert k
    0,16 20 85 0,0% 1,000
    0,66 18,1 85 9,5% 0,905
    1,14 17,15 85 14,3% 0,857
    1,57 16,8 85 16,0% 0,840
    1,95 16,6 85 17,0% 0,830
    2,47 16,3 85 18,5% 0,815
    2,68 16,2 85 19,0% 0,811
    3,14 15,9 85 20,5% 0,795
    3,68 15,4 85 23,0% 0,770
    4,02 14,9 85 25,5% 0,745
  • Wie der Tabelle zu entnehmen ist, sinkt mit steigender Restfeuchte die Fördermenge. Aus der Abweichung δ lässt sich dann ein Korrekturwert k bestimmen, der hier der Einfachheit halber mit k = 1 - δ berechnet wird. Aus der Tabelle lässt sich eine Kurve ableiten, die übrigens nicht linear ist, anhand welcher auch Zwischenwerte ablesbar sind. Die Zwischenwerte können alternativ direkt aus der Tabelle durch Interpolation ermittelt werden.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Verteilung von Streustoff mittels einer Streustoffaustragvorrichtung (7), der der Streustoff mit einer vorgegebenen Fördermenge pro Zeiteinheit (V(t)) zugeführt wird, gekennzeichnet durch die Schritte:
    - Messen eines Feuchtegrads (ϕ) des Streustoffs und
    - Einstellen der Fördermenge (V(t)) in Abhängigkeit von dem gemessenen Feuchtegrad (ϕ).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fördermenge (V(t)) mit zunehmendem Feuchtegrad (ϕ) erhöht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Feuchtegrad (ϕ) des Streustoffs gemessen wird, während oder bevor der Streustoff in einen der Streustoffaustragvorrichtung (7) vorgeschalteten Streustoffbehälter (9) gefüllt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Feuchtegrad (ϕ) des Streustoffs in einem Streustoffbehälter (9) gemessen wird, der der Streustoffaustragvorrichtung (7) vorgeschaltet und mit dem Streustoff befüllt ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Feuchtegrad (ϕ) des Streustoffs während des Zuführens des Streustoffs zur Streustoffaustragvorrichtung (7) gemessen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Feuchtegrad (ϕ) des Streustoffs in einem der Streustoffaustragvorrichtung (7) zugeführten Streustoffstrom gemessen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Feuchtegrad (ϕ) mehrfach gemessen und daraus ein Mittelwert gebildet wird und wobei die Fördermenge (V(t)) in Abhängigkeit von dem Mittelwert eingestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei aus dem Feuchtegrad (ϕ) eine spezifische Schüttdichte (Δspez) für das Streusalz abgeleitet wird und die Fördermenge (V(t)) in Abhängigkeit von der spezifischen Schüttdichte (Δspez) eingestellt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei aus dem Feuchtegrad (ϕ) ein Korrekturfaktor (k) abgeleitet wird und die Fördermenge (V(t)) in Abhängigkeit von dem Korrekturfaktor (k) eingestellt wird.
  10. Vorrichtung zum Verteilen von Streustoff mittels einer Streustoffaustragvorrichtung (7) , der der Streustoff mit einer vorgegebenen Fördermenge pro Zeiteinheit (V(t)) zugeführt wird, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (C), mittels der die zugeführte Fördermenge (V(t)) in Abhängigkeit von einer spezifischen Schüttdichte (Δspez) des Streustoffs eingestellt wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei sich die spezifische Schüttdichte (Δspez) aus einer Norm-Schüttdichte (Δnorm) multipliziert mit einem Korrekturfaktor (k) ergibt zu spezifische Schüttdichte Δ spez in kg / m 3 = Korrekturfaktor k ohne Einheit x normale Schüttdichte Δ norm in kg / m 3 ,
    Figure imgb0005
     wobei der Korrekturfaktor (k) aus einem Feuchtegrad (ϕ) des Streustoffs abgeleitet ist.
  12. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Streustoffaustragvorrichtung (7) Teil einer Winterdienststreuvorrichtung (1) ist und es sich bei dem Streustoff um Streusalz handelt.
  13. Verfahren oder Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Winterdienststreuvorrichtung ein Winterdienststreufahrzeug ist und das Verfahren oder die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass die Fördermenge (V(t)) in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit (v) des Winterdienststreufahrzeugs eingestellt wird.
  14. Verfahren oder Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Verteilung des Streustoffs mittels des Winterdienststreufahrzeugs einen Streuteppich mit einer vorbestimmten Streudichte (sd) bei einer vorgegebenen Streubreite (b) erzeugt, wobei das Verfahren oder die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass die Fördermenge (V(t)) in Abhängigkeit von der vorbestimmten Streudichte (sd) und der vorgegebenen Streubreite (b) eingestellt wird.
  15. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, für den Schritt des Einstellens der Fördermenge pro Zeiteinheit (V(t)) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 die Fördermenge (V(t)) in Abhängigkeit von dem gemessenen Feuchtegrad (ϕ) zu berechnen und die Zuführung des Streustoff mit der berechneten Fördermenge (V(t)) zu veranlassen.
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