Die Erfindung betrifft ein Streugerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Streugeräte sind zum Streuen bzw. Zerstäuben von Streugut, insbesondere von trockenem Sand oder anderen Antirutschmaterialien unmittelbar vor die Räder von Fahrzeugen, wie z.B. Schienenfahrzeugen oder Lastkraftwagen bestimmt.
Bei bisherigen Lösungen ist hinter einem Sandbehälter zum Verhindern eines ungewollten Ausfliessens des Sandes eine "Sandtreppe" (in Art eines Siphons bei Flüssigkeiten) angeordnet. Zur Austragung wird in den Sandbehälter Druckluft eingeblasen. Der Behälter muss daher in aufwendiger Weise druckdicht ausgeführt sein. Überdies erhöht in der Förderleitung zurückgebliebener Sand den Strömungswiderstand und erschwert das neuerliche Austragen von zusätzlichen Sandmengen. Weiters ist bislang keine räumliche Trennung zwischen Sandbehälter und Förderleitung für den Sand gegeben, sodass Feuchtigkeit über die Förderleitung auch in den Sandbehälter eindringen und dort zum Verklumpen des Sandes führen kann. In der Förderleitung führt Feuchtigkeit zum Ankleben des Sandes und allenfalls zum Verstopfen der Leitung.
Die SU 935 356 beschreibt eine Einrichtung zur Sandabgabe unter Eisenbahnräder mit einem Injektor für die Abgabe eines Sand-Luft-Gemisches unter ein Radpaar. Durch Aktivieren eines elektropneumatischen Ventils wird Druckluft in einen mit einem Sandbehälter verbundenen sogenannten Injektor eingeleitet und ein Sand-Luft-Gemisch zu den Rädern geleitet. Für höhere Wirksamkeit und geringeren Sandverbrauch stimmt die Dauer des Druckluftimpulses mit der Dauer einer vollen Radumdrehung überein. Durch diese Einrichtung ist eine von der Förderung des Sandes getrennte Dosierung desselben nicht möglich.
Die AT 251 431 beschreibt einen Sandstreuer für Kraftfahrzeuge mit einem Sandbehälter, dessen Ausflussöffnung in ein an ein Gebläse angeschlossenes Druckluftrohr mündet, wobei zwischen dem Behälter und dem Druckluftrohr ein Absperrorgan vorgesehen ist. Dieser Patentschrift liegt die Aufgabe zugrunde, in möglichst einfacher Bauart ein Verstopfen der Rohrleitung durch den Sand zu verhindern. Zur Lösung der Aufgabe ist der Verschluss als Magnetventil ausgebildet und der Schalter für den Magneten und das Gebläse ein mehrstufiger Schalter, der zuerst das Gebläse und darauf den Schieber für die \ffnung des Sandbehälters betätigt. Mit dieser Einrichtung besteht keine Möglichkeit zur genauen Dosierung des Sandes. Der Sand gelangt bei geöffnetem Ventil unter Wirkung der Schwerkraft in den Rohrteil.
Daher ist die Menge des austretenden Sandes von der Füllhöhe des Trichters bzw. des darüberliegenden Sandbehälters abhängig. Weiters verfügt der bekannte Sandstreuer über keinen Injektor als Austragseinrichtung, wobei die Förderung des Sandes durch das Gebläse direkt erfolgt.
Die DE 3 107 219 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Haftung von bereiften Fahrzeugrädern auf glatten Fahrbahnen unter Verwendung eines körnigen Gleitschutzmittels. Zur Verbesserung der Haftwirkung wird die Lauffläche eines Reifens mit einem sowohl das körnige Gleitschutzmittel bindenden als auch mit der Reifenlauffläche eine feste Verbindung eingehenden Klebemittel zumindest teilweise versehen und gleichzeitig oder anschliessend das Gleitschutzmittel auf die Reifenlauffläche aufgebracht. Eine pistolenartige Auftragarmatur besitzt an einem Schaft eine Austrittsdüse und zwei Anschlüsse für je einen Behälter, die das Gleitschutzmittel bzw. das Klebemittel enthalten.
Durch Betätigung eines Handgriffs tritt zunächst das Klebemittel in Sprayform in einen Hohlraum ein und das Gleitschutzmittel gelangt nach \ffnen eines Schiebers unter Wirkung der Schwerkraft ebenfalls in den Hohlraum und danach durch die Austrittsdüse auf die Reifenlauffläche. Bei dieser Patentschrift handelt es sich um eine Methode zur Vorbereitung der Räder eines Kraftfahrzeuges durch händische Aufbringung eines Gleitschutzmittels auf die Räder vor Antritt der Fahrt und nicht während der Fahrt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von Massnahmen zur Trennung der Dosierung des Sandes von der Förderung unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Einrichtungen, sodass keine Feuchtigkeit in den Sandbehälter und in die daran anschliessende Förderleitung eindringen kann und der Sandbehälter nicht mehr druckdicht ausgeführt werden muss.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Massnahmen nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
Eine vorteilhafte Ausbildung des Injektorraumes zur Optimierung der Förderung wird durch die Massnahme nach Anspruch 2 erzielt.
Ein weiterer Vorteil wird durch die Massnahme nach Anspruch 3 erzielt.
Für die optimale Förderung des Streugutes haben sich auch als vorteilhaft die Massnahmen nach den Ansprüchen 4 bis 6 erwiesen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt ist. Es zeigen:
Fig. 1 einen lotrechten Schnitt des Streugerätes,
Fig. 2 einen Schnitt der Dosiereinrichtung in grösserem Massstab,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Injektorgehäuse und
Fig. 4 einen Schnitt desselben nach der Linie III-III der Fig. 3.
Das erfindungsgemässe Streugerät besteht im Wesentlichen aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter für das Streugut, einer Dosiereinrichtung 1 und einer an diese anschliessenden Austragseinrichtung 2. Die Dosiereinrichtung 1 kann beliebig ausgestaltet sein, z.B. nach der AT 394 169. Im vorliegenden Falle weist die Dosiereinrichtung 1 eine Dosierkammer 3 auf, deren Austrittsöffnung 4 durch einen Dosierkolben 5 abgeschlossen ist, welcher unter dem Einfluss einer Feder 6 in der dargestellten Schliessstellung gehalten wird. Zum \ffnen der Austrittsöffnung 4 ist ein Hubmagnet 7 vorgesehen, durch welchen der Dosierkolben 5 entgegen der Kraft der Feder 6 zurückgezogen werden kann.
Die Austragseinrichtung 2, welche nach dem Injektorprinzip ähnlich einer Strahlpumpe arbeitet, umfasst ein Injektorgehäuse 8 mit einer Injektordüse 9, welche sich im vorliegenden Fall in der Längsmitte des Injektorgehäuses 8 befindet und durch eine seitliche \ffnung 10 desselben eingesetzt wird. Das Injektorgehäuse 8 besitzt einen Zulauftrichter 11, an welchen ein zur Injektordüse 9 hin schräg verlaufender Kanal 12 anschliesst. Der Einfülltrichter 11 bildet mit dem oberen Rand des Kanals 12 eine Kante 14, welche in der Strömungsrichtung des Streugutes gesehen, vor der Austrittsöffnung 16 der Injektordüse 9 gelegen ist. Die Austrittsöffnung 16 der Injektordüse 9 befindet sich in einem Abstand A vor der Eintrittsöffnung 17 in einem trichterförmigen Kanal 13 bzw. einem Injektortrichter 13.
Hiebei ist der Abstand A gleich dem Durchmesser der Eintrittsöffnung 17 in den Injektortrichter 13. Der Injektortrichter 13 verläuft koaxial mit der Injektordüse 9 in horizontaler Richtung.
Durch die Anordnung der Kante 14 in der Strömungsrichtung des Streugutes und der Luft gesehen vor der Austrittsöffnung 16 der Düse 9, den definierten Abstand A zwischen Austrittsöffnung 16 der Düse 9 und der Eintrittsöffnung 17 in den Injektortrichter 13, entsteht ein abgegrenzter Injektorraum 18, dessen geometrische Ausbildung die Optimierung der Austragung des Streugutes bedingt.
Das erfindungsgemässe Streugerät arbeitet nach dem Strahlpumpenprinzip, wonach das Streugut in den Injektorraum 18 aus dem Vorratsbehälter (nicht dargestellt) angesaugt und vermittels der in den Injektorraum 18 eingeblasenen Luft durch den Injektortrichter 13 und einen an die Austrittsöffnung 20 desselben angeschlossenen Schlauch (nicht dargestellt), eine Förderleitung od. dgl. ausgetragen wird. Die eingeblasene Luft besorgt somit durch die Saugwirkung im Injektorraum 18 sowohl das Transportieren des Streugutes aus dem Vorratsbehälter für das Streugut in den Injektorraum 18 als auch die Förderung des Streugutes aus diesem über die an den Injektortrichter 13 angeschlossene Schlauchleitung od. dgl., beispielsweise zum Rad eines Fahrzeuges.
Die Luftzufuhr zur Injektordüse 9 kann entweder radial in der Richtung des Pfeiles B durch den Kanal 19 oder in axialer Richtung des Pfeiles C erfolgen.
Vorteilhafterweise kann der Kegelwinkel alpha des Zulauftrichters 11 120 DEG und der Kegelwinkel beta des Injektortrichters 13 15 DEG betragen, wobei die der axialen Eintrittsseite der Injektordüse 9 zugekehrte Wand 21 des Zulauftrichters 11 parallel zur Achse X-X des Kanals 12 liegt und mit der horizontalen Mittelachse Y-Y der Injektordüse 9 einen Winkel gamma von 30 DEG einschliesst. Der Kegelwinkel alpha ergibt sich als Kompromiss zwischen gutem Rieseln des Sandes und geringer Bauhöhe des Zulauftrichters 11. Die seitliche \ffnung 10, die Kanäle 12, 13 und 19 sowie der Zulauftrichter 11 im Injektorgehäuse 8 können durch Bohren oder Fräsen hergestellt werden. Durch die erfindungsgemässe Konstruktion erübrigt sich die Anordnung einer eigenen Austragseinrichtung, wie z.B. einer Bürstenwalze, im Bereich des Rades.
Wenn eine etwas aufwendigere Fertigung der erfindungsgemässen Einrichtung in Kauf genommen wird und alle Übergänge im Injektorgehäuse mit Übergangsradien bzw. abgerundet ausgeführt werden, können strömungstechnisch bessere Ergebnisse erzielt werden.
Vorzugsweise beträgt die Luftgeschwindigkeit am Düsenausgang ca. 560 m/s., an der Eintrittsöffnung 17 des Injektortrichters 13 ca. 100 bis 120 m/s. und in der nicht dargestellten Förderleitung etwa 18 m/s, was auch der endgültigen Austrittsgeschwindigkeit des Sandes entspricht. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann Sand mit einer Körnung von 0,5 bis 3 mm in Mengen von 300 bis 2000 g/min über bis zu 8 m lange Förderleitungen mit einem Durchmesser von 14 bis 15 mm mittels Luftmengen im Bereich von 8 bis 10 m<3>/h ausgetragen werden. Der Sandbehälter muss nicht druckdicht ausgeführt sein, da der Sand durch Unterdruck im Injektorgehäuse angesaugt wird.
Dieser Unterdruck wirkt bis hinter einen nicht dargestellten Anschlussflansch des Sandbehälters an die Dosiereinrichtung bzw. bis in den Sandbehälter hinein und verhindert eine sogenannte "Brückenbildung", sodass ein ungestörter Sandnachlauf gewährleistet ist.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Ausbildung des Streugerätes liegt darin, dass die Luft den Sand nicht gegen die Wandung drückt, sondern in ihrer Strömung mitsaugt. Damit kann der Verschleiss der Bauteile auf ein Minimum herabgesetzt und die Vorrichtung aus leichtem, billigem Material hergestellt werden.
Durch eine, nicht die vorliegende Erfindung betreffende, an sich bekannte Massnahme, durch welche nach Abschalten bzw. Schliessen der Sanddosiereinrichtung die Druckluftzufuhr über eine gewisse Zeitspanne weiter erfolgt, kann der restliche Sand aus der Förderleitung noch ausgetragen und diese dadurch vollständig geleert werden.
Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung verschiedene konstruktive Abänderungen vorgenommen werden. So können die erwähnten Winkel um ein geringes Mass nach oben oder unten variieren. Anstelle von Luft kann auch ein anderes gasförmiges Medium als Fördermedium verwendet werden.
The invention relates to a spreader according to the preamble of claim 1.
Such spreaders are for spreading or atomizing spreading material, in particular dry sand or other anti-slip materials directly in front of the wheels of vehicles, such as Rail vehicles or trucks determined.
In previous solutions, a "sand staircase" (in the manner of a siphon for liquids) is arranged behind a sand container to prevent the sand from flowing out unintentionally. Compressed air is blown into the sand container for discharge. The container must therefore be designed to be pressure-tight in a complex manner. In addition, sand remaining in the delivery line increases the flow resistance and makes it more difficult to remove additional amounts of sand. Furthermore, there has been no spatial separation between the sand container and the conveying line for the sand so that moisture can also penetrate into the sand container via the conveying line and cause the sand to clump there. Moisture in the delivery line leads to the sand sticking and possibly to the line becoming blocked.
SU 935 356 describes a device for delivering sand under railway wheels with an injector for delivering a sand-air mixture under a pair of wheels. By activating an electropneumatic valve, compressed air is introduced into a so-called injector connected to a sand container and a sand-air mixture is directed to the wheels. For greater effectiveness and lower sand consumption, the duration of the compressed air pulse corresponds to the duration of a full wheel revolution. This device makes it impossible to meter the sand separately from the conveyance of the sand.
AT 251 431 describes a sand spreader for motor vehicles with a sand container, the outlet opening of which opens into a compressed air pipe connected to a blower, a shut-off device being provided between the container and the compressed air pipe. This patent is based on the task of preventing the pipeline from becoming blocked by the sand in the simplest possible design. To solve the problem, the closure is designed as a solenoid valve and the switch for the magnet and the blower is a multi-stage switch which first actuates the blower and then the slide for opening the sand container. With this device there is no possibility for exact dosing of the sand. With the valve open, the sand enters the pipe section under the influence of gravity.
Therefore, the amount of sand exiting depends on the filling level of the funnel or the sand container above it. Furthermore, the known sand spreader does not have an injector as a discharge device, the sand being conveyed directly by the blower.
DE 3 107 219 A1 relates to a method and a device for increasing the grip of frosted vehicle wheels on smooth road surfaces using a granular anti-slip agent. To improve the adhesive effect, the tread of a tire is at least partially provided with an adhesive which binds both the granular anti-slip agent and a firm connection with the tire tread, and at the same time or subsequently the anti-slip agent is applied to the tire tread. A gun-type applicator fitting has an outlet nozzle on one shaft and two connections for one container each, which contain the anti-slip agent or the adhesive.
By actuating a handle, the adhesive in spray form first enters a cavity, and after opening a slide, the anti-slip agent also enters the cavity under the action of gravity and then through the outlet nozzle onto the tire tread. This patent is a method for preparing the wheels of a motor vehicle by manually applying an anti-slip agent to the wheels before starting the journey and not while driving.
The object of the invention is to provide measures for separating the metering of the sand from the conveyance while avoiding the disadvantages of the known devices, so that no moisture can penetrate into the sand container and into the conveying line connected to it and the sand container no longer has to be made pressure-tight.
This object is achieved according to the invention by the measures according to the characterizing part of patent claim 1.
An advantageous design of the injector space for optimizing the delivery is achieved by the measure according to claim 2.
Another advantage is achieved by the measure according to claim 3.
The measures according to claims 4 to 6 have also proven to be advantageous for the optimal conveyance of the spreading material.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which an embodiment of the subject of the invention is shown. Show it:
1 is a vertical section of the spreader,
2 shows a section of the metering device on a larger scale,
Fig. 3 is a plan view of the injector housing and
4 shows a section of the same along the line III-III of FIG. 3rd
The spreading device according to the invention essentially consists of a storage container (not shown) for the spreading material, a metering device 1 and a discharge device 2 connected to it. The metering device 1 can be designed in any way, e.g. according to AT 394 169. In the present case, the metering device 1 has a metering chamber 3, the outlet opening 4 of which is closed by a metering piston 5 which is held in the illustrated closed position under the influence of a spring 6. To open the outlet opening 4, a lifting magnet 7 is provided, through which the metering piston 5 can be retracted against the force of the spring 6.
The discharge device 2, which works according to the injector principle similar to a jet pump, comprises an injector housing 8 with an injector nozzle 9, which in the present case is located in the longitudinal center of the injector housing 8 and is inserted through a side opening 10 thereof. The injector housing 8 has an inlet funnel 11, to which a channel 12, which runs obliquely towards the injector nozzle 9, is connected. The filling funnel 11 forms with the upper edge of the channel 12 an edge 14, which is located in front of the outlet opening 16 of the injector nozzle 9, as seen in the flow direction of the spreading material. The outlet opening 16 of the injector nozzle 9 is located at a distance A in front of the inlet opening 17 in a funnel-shaped channel 13 or an injector funnel 13.
The distance A is equal to the diameter of the inlet opening 17 into the injector funnel 13. The injector funnel 13 runs coaxially with the injector nozzle 9 in the horizontal direction.
Due to the arrangement of the edge 14 in the flow direction of the grit and the air seen in front of the outlet opening 16 of the nozzle 9, the defined distance A between the outlet opening 16 of the nozzle 9 and the inlet opening 17 into the injector funnel 13, a delimited injector chamber 18 is created, the geometric one Training requires the optimization of the discharge of the grit.
The spreading device according to the invention works according to the jet pump principle, according to which the spreading material is sucked into the injector chamber 18 from the storage container (not shown) and by means of the air blown into the injector chamber 18 through the injector funnel 13 and a hose (not shown) connected to the outlet opening 20 thereof. a delivery line or the like is discharged. The blown-in air thus ensures both the transport of the grit from the storage container for the grit into the injector space 18 and the conveyance of the grit from the latter via the hose line or the like connected to the injector funnel 13, for example to the wheel, by the suction effect in the injector space 18 of a vehicle.
The air supply to the injector nozzle 9 can take place either radially in the direction of arrow B through the channel 19 or in the axial direction of arrow C.
Advantageously, the cone angle alpha of the inlet funnel 11 can be 120 ° and the cone angle beta of the injector funnel 13 can be 15 °, the wall 21 of the inlet funnel 11 facing the axial inlet side of the injector nozzle 9 being parallel to the axis XX of the channel 12 and with the horizontal central axis YY Injector nozzle 9 includes an angle gamma of 30 °. The cone angle alpha results from a compromise between good pouring of the sand and a low overall height of the inlet funnel 11. The lateral opening 10, the channels 12, 13 and 19 and the inlet funnel 11 in the injector housing 8 can be produced by drilling or milling. Due to the construction according to the invention, the arrangement of a separate discharge device, such as e.g. a brush roller in the area of the wheel.
If a somewhat more complex manufacture of the device according to the invention is accepted and all transitions in the injector housing are carried out with transition radii or rounded, better results in terms of flow technology can be achieved.
The air speed at the nozzle outlet is preferably approximately 560 m / s., At the inlet opening 17 of the injector funnel 13 is approximately 100 to 120 m / s. and in the delivery line, not shown, about 18 m / s, which also corresponds to the final exit speed of the sand. With the help of the present invention, sand with a grain size of 0.5 to 3 mm in quantities of 300 to 2000 g / min over up to 8 m long delivery lines with a diameter of 14 to 15 mm by means of air quantities in the range of 8 to 10 m <3> / h are carried out. The sand tank does not have to be pressure-tight since the sand is sucked in by the vacuum in the injector housing.
This vacuum acts as far as behind a connecting flange (not shown) of the sand container to the metering device or into the sand container and prevents a so-called "bridge formation", so that an undisturbed sand wake is guaranteed.
The advantage of the design of the spreader according to the invention is that the air does not press the sand against the wall, but rather sucks it into its flow. This allows the wear of the components to be reduced to a minimum and the device to be made from light, cheap material.
By a measure, which does not relate to the present invention and is known per se, by means of which the compressed air supply continues for a certain period of time after the sand metering device has been switched off or closed, the remaining sand can still be discharged from the conveying line and this can thereby be completely emptied.
Of course, various design changes can be made within the scope of the invention. The angles mentioned can vary slightly up or down. Instead of air, another gaseous medium can also be used as the conveying medium.