[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufrauen von Schnee- und Eisbelägen nach
Patentanspruch 1.
[0002] Auf Verkehrswegen, die von Fussgängern und/oder Fahrzeuglenkern benutzt werden, bilden
durch Witterungseinflüsse, beispielsweise Schneefall oder Eisregen, verursachte Beläge
ein Unfallrisiko. Auf Gehsteigen entstehende Eisschichten bereiten insbesondere älteren
Fussgängern oft Probleme. Festgetretene Schneeschichten sind normalerweise weniger
gefährlich, können sich bei einfallendem Regen oder bei Temperaturen, die um den Gefrierpunkt
schwanken, ebenfalls ganz oder teilweise in Eisschichten umwandeln.
[0003] Um Behinderungen des Fahrzeugverkehrs nach erfolgtem Schneefall zu vermeiden, werden
auf breiteren Verkehrswegen normalerweise Schneeräumungsfahrzeuge mit Vorrichtungen
eingesetzt, wie sie in U.S. Pat. No. 4,443,958 oder U.S. Pat. No. 5,140,763 beschrieben
sind.
[0004] Zum Aufkratzen von Schnee- oder Eisschichten auf kleineren Verkehrswegen, auf Gehsteigen
oder Gehwegen, sind Vorrichtungen einsetzbar, wie sie in U.S. Pat. No. 5,040,315 oder
U.S. Pat. No. 4,278,133 beschrieben sind. Diese Vorrichtungen, die auf ein motorisiertes
Rasenbearbeitungsgerät aufgesetzt und von diesem angetrieben werden, weisen Metallklingen
oder Metallfinger auf, mittels denen Eisschichten bearbeitet werden können. Nachteilig
bei diesen Vorrichtungen ist, dass die Höhe der rotierenden Metallklingen oder Metallfinger
präzise eingestellt werden muss, damit ein wirkungsvoller Eingriff in die zu bearbeitende
Schicht erfolgt. Ferner ist, insbesondere bei unpräziser Einstellung der Vorrichtung,
mit einer raschen Abnutzung der Metallklingen oder Metallfinger zu rechnen, so dass
bei diesen Vorrichtungen ein relativ hoher Wartungsaufwand entsteht.
[0005] Zudem werden Eisschichten von diesen Vorrichtungen entweder nur sektorweise oder
nur an den Oberflächen bearbeitet.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach bedienbare,
weitgehende wartungsfreie Vorrichtung zu schaffen, mittels der Schnee- und Eisschichten
wirkungsvoll bearbeitet, insbesondere aufgeraut werden können.
[0007] Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, welche die in Anspruch 1 angegebenen
Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen
angegeben.
[0008] Die erfindungsgemässe Vorrichtung, die zum Aufrauen von Schnee- und Eisschichten
geeignet ist, weist von einer Antriebsvorrichtung antreibbare Werkzeuge auf, mittels
denen ein Eingriff in den zu bearbeitenden Belag erfolgt. Die Werkzeuge, welche die
Form eines Meissels aufweisen, sind dabei derart gehalten und mittels der Antriebsvorrichtung
und gegebenenfalls einer Feder zwischen einer Rückstellposition und einer Eingriffsposition
hin und her bewegbar, dass in der Eingriffsposition ein Eingriff in den Belag erfolgt.
[0009] Die Werkzeuge sind vorzugsweise von einer Feder, gegebenenfalls einer mehrschichtigen
Blattfeder, oder einem Stab gehalten und/oder in einer Halterung verschiebbar gelagert.
[0010] Die Werkzeuge werden von der Antriebsvorrichtung pneumatisch, hydraulisch oder mittels
einer Antriebswelle vorzugsweise entgegen der von einer Feder auf die Werkzeuge ausgeübten
Kraft angetrieben. Die Feder kann dabei als Rückstellfeder dienen, welche die Werkzeuge
jeweils in die Rückstellposition zurückführt. Die Feder kann auch als Antriebsfeder
dienen, welche, vorgespannt durch die Antriebsvorrichtung, die Werkzeuge jeweils in
die Endposition befördert. Die nachfolgend beschriebenen Antriebsvorrichtungen sind
hingegen nur beispielsweise Ausgestaltungen, welche die dem Fachmann zugänglichen
Realisierungsmöglichkeiten in keiner Weise einschränken.
[0011] Die Antriebswelle weist für jedes Werkzeug wenigstens ein Antriebselement auf, welches
bei der Drehung der Antriebswelle um deren Achse rotiert und auf die Feder, den Stab
oder direkt auf das zugeordnete Werkzeug einwirkt so dass dieses mit jeder Umdrehung
der Antriebswelle einmal oder mehrmals aus der Eingriffsposition in die Rückstellposition
rückführbar ist, wobei gegebenenfalls die Feder gespannt wird.
[0012] Die Verschiebung der Werkzeuge aus der Rückstellposition in die Eingriffsposition
erfolgt sodann mittels der Rückstellkraft der Feder und/oder mittels des Eigengewichts
der Werkzeuge, so dass die Werkzeuge rasch beschleunigt werden und kraftvoll auf dem
Belag aufschlagen und diesen aufrauen.
[0013] In einer vorzugsweisen Ausgestaltung sind die Feder oder der Stab mit einem Gegenelement
versehen, welches mit dem wenigstens einen Antriebselement derart zusammenwirkt, dass
es beim Drehen der Antriebswelle erfasst, angehoben und anschliessend wieder freigegeben
wird, so dass das Werkzeug ohne weitere Einwirkung des Antriebselements in die Eingriffsposition
bewegbar ist.
[0014] Das Gegenelement ist beispielsweise eine in die Feder oder den Stab eingefügte Stufe
oder ein die Feder oder den Stab seitlich überragendes Hebelstück. Das Antriebselement
weist vorzugsweise eine schräg, gegebenenfalls gekurvt ansteigende erste Flanke, entlang
der das Gegenelement nach oben geführt wird, und eine zweite stark abfallende Flanke
auf, entlang der das Gegenelement praktisch ungehindert nach unten fahren kann.
[0015] Das Werkzeug ist an einem Ende der Feder oder dem Stab fest oder vorzugsweise mittels
eines Gelenks befestigt, so dass es nach dem Eindringen in den Schnee- oder Eisbelag
auslenken kann, sobald die auf einem Fahrzeug montierte Vorrichtung bewegt wird. Der
Schnee- oder Eisbelag kann daher intensiv bearbeitet werden, ohne dass das Fahrzeug
an der Weiterfahrt behindert wird.
[0016] Für die Ausserbetriebsetzung der Vorrichtung ist vorzugsweise eine Arretiervorrichtung
vorgesehen, mittels der die Werkzeuge angehoben und fixiert werden können.
[0017] Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist in Bezug auf Herstellung, Betrieb und Unterhalt
wesentliche Vorteile auf. Sie ist einfach aufgebaut und daher kostengünstig herstellbar
und aufgrund des Wirkungsprinzips der Werkzeuge praktisch ohne Wartungsaufwand betreibbar.
[0018] Besonders vorteilhaft ist ferner, dass die Höheneinstellung der vorzugsweise vertikal
bewegten Werkzeuge vollkommen unkritisch ist, so dass auch ein unebener Belag problemlos
bearbeitet werden kann. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird daher keine Energie
zum Abtragen und Ausebnen des Belags aufgewendet, wie dies bei den bekannten Vorrichtungen
notwendig ist. Die Unebenheit der Fläche bleibt bewusst erhalten, wodurch einerseits
eine effizientere Bearbeitung möglich ist und andererseits, aufgrund der erzielten
Rauheit der bearbeiteten Fläche, eine Glättebildung längerfristig verhindert wird.
[0019] Die Werkzeuge haben daher unabhängig von der Beschaffenheit des Belags stets eine
optimale Eingriffswirkung. Gleichzeitig wird eine übermässige Einwirkung auf den darunter
liegenden Strassenbelag vermieden.
[0020] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemässen Vorrichtung mit von
Federn gehaltenen Werkzeugen in verschiedenen Positionen innerhalb eines Arbeitszyklus,
- Figur 2
- eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemässen Vorrichtung,
- Figur 3
- eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit von Stäben gehaltenen Werkzeugen und einer
der Arretierung der Werkzeuge dienenden Vorrichtung,
- Figur 4
- eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit einer Antriebswelle, die unmittelbar mit den
Werkzeugen zusammenwirkt,
- Figur 5
- eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit verschiebbar gelagerten Werkzeugen,
- Figur 6
- die Vorrichtung von Figur 5 vorbereitet zur Montage an einem Rasenbearbeitungsgerät
gemäss U.S. Pat. No. 4,278,133 und
- Figur 7
- eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit pneumatischem oder hydraulischem Antrieb der
Werkzeuge 1
[0021] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemässen Vorrichtung
mit einem von einer Feder 3 gehaltenen Werkzeug 1 in verschiedenen Positionen innerhalb
eines Arbeitszyklus. Die Feder 3, die einseitig in einer Montagevorrichtung 4 eingespannt
ist, trägt an ihrem freien Ende ein Werkzeug 1, das die Form eines Meissels aufweist.
Unterhalb der Feder 3 ist eine von einem Motor 5 angetriebene Antriebsachse 2 angeordnet,
die zwei Antriebselemente 21a, 21b aufweist, welche bei der Drehung der Antriebswelle
2 um deren Achse rotieren und sequentiell auf die Feder 3 einwirken, so dass diese
mit jeder Umdrehung der Antriebswelle 2 zweimal angehoben wird und wieder zurück fallen
kann. Die Kraftübertragung vom Motor 5 auf die Antriebswelle 2 erfolgt beispielsweise
mittels einer Kette oder einem Zahnriemen 51.
[0022] Das Werkzeug 1 wird beim Anheben der Feder 3 in eine Rückstellposition geführt, aus
der es mittels Federkraft beschleunigt nach unten in eine Position geführt wird, in
der es kraftvoll in den zu bearbeitenden Schnee- oder Eisbelag 9 eingreift.
[0023] Wesentlich ist dabei, dass die Feder 3 mit dem Werkzeug 1 nicht langsam in die Eingriffsposition
zurückgleitet, sondern vom zugehörigen Antriebselement 21a; 21b in der Rückstellposition
vollständig freigegeben wird. Dies wird durch ein mit den Antriebselementen 21a, 21b
zusammenwirkendes stufenförmiges Gegenelement 32 erzielt, welches in die Feder 3 eingefügt
ist. Möglich ist auch die Verwendung eines die Feder 3 seitlich überragenden Hebelstücks
36 (siehe Figur 2). Das Antriebselement 21 weist eine schräg, gegebenenfalls gekurvt
ansteigende erste Flanke 211, entlang der das Gegenelement 32 nach oben geführt wird,
und eine zweite stark abfallende Flanke 212 auf, entlang der das Gegenelement 32,
sobald dessen Stufe von der ersten Flanke 211 durchlaufen ist, praktisch ungehindert
nach unten fahren kann.
[0024] In den Figuren 1a und 1b wird das Gegenelement 32 durch die erste Flanke 211 des
Antriebselementes 21b angehoben, bis es in der Position von Figur lc maximal ausgelenkt
ist. Anschliessend wird das Gegenelement 32 schlagartig freigegeben, so dass es, wie
in Figur 1d gezeigt, wieder nach unten springen kann.
[0025] Das Werkzeug 1 ist am freien Ende der Feder 3 mittels eines Gelenks 33 befestigt,
so dass das in den Schnee- oder Eisbelag eingedrungene Werkzeug 1 auslenkt, sobald
die auf einem Fahrzeug montierte Vorrichtung bewegt wird. Der Schnee- oder Eisbelag
wird daher durch das Eindringen der Werkzeuge aufgeraut, ohne dass das Fahrzeug an
der Weiterfahrt behindert wird. Sofern das Fahrzeug über genügend Zugkraft verfügt,
kann das Werkzeug 1 auch fest mit der Feder 3 verbunden sein. Dadurch wird der bearbeitete
Belag 9 nicht nur aufgeschlagen, sondern noch weiter aufgerissen. Zudem können die
Antriebselemente 21a; 21b derart ausgestaltet sein, dass die Werkzeuge unmittelbar
nach dem Aufschlag auf dem Belag 9 wieder angehoben werden.
[0026] In Figur 1 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung von der Seite gezeigt, so dass nur
ein Werkzeug 1 sichtbar ist. Von der Antriebswelle 2 werden jedoch mehrere nebeneinander
angeordnete Werkzeuge 1 angetrieben. Das Anheben und Absenken der Werkzeuge 1 muss
dabei nicht unbedingt gleichzeitig erfolgen.
[0027] Aus Figur 1d ist ferner ersichtlich, dass die Achse 2 verhindert, dass die Werkzeuge
1 durch den Schneebelag hindurch in den Strassenbelag einschlagen können. Die Achse
2 dient daher gleichzeitig als unterer Anschlag für die Werkzeuge 1.
[0028] Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemässen Vorrichtung
bei der die Feder 3 ein seitlich vorstehendes Hebelstück 36 aufweist, welches sequentiell
mit vier verschiedenen, auf der Antriebswelle 2 angeordneten Antriebselementen 21
zusammenwirkt. Eine Umdrehung der Antriebswelle 2 bewirkt daher vier Arbeitszyklen
der angetriebenen Werkzeuge 1.
[0029] Figur 3 zeigt die erfindungsgemässe Vorrichtung in einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung.
Anstelle einer Feder 3 (siehe Figuren 1 und 2) ist ein einseitig mittels eines Gelenks
38 gelagerter Stab 30 vorgesehen, der wie die Feder 3 von der Antriebswelle 2 zyklisch
angehoben wird. Die Beschleunigung des Werkzeugs 1 nach dessen Freigabe erfolgt in
diesem Fall jeweils mittels des Eigengewichts des Werkzeugs 1 und der damit verbundenen
Teile 30, 33.
[0030] Die Vorrichtung von Figur 3 weist zudem eine Arretiervorrichtung auf, mittels der
die Werkzeuge 1 für die Ausserbetriebsetzung der Vorrichtung angehoben werden können.
Dazu ist ein Hebel 8 vorgesehen, der mittels eines Lagers 81 drehbar mit der Montagevorrichtung
4 verbunden ist und mittels eines Halteelementes 82 arretiert werden kann. In Figur
3a ist die Vorrichtung in Betrieb. In Figur 3b wurden die Werkzeuge 1 mittels des
Hebels 8 angehoben und fixiert.
[0031] Figur 4 zeigt eine weitere erfindungsgemässe Vorrichtung, bei der die Werkzeuge 1
ebenfalls mit drehbar gelagerten Stäben 30 verbunden sind. Die Werkzeuge 1 sind in
der Art eines Klavierhammers zwischen einer Endposition und einer Rückstellposition
um eine Welle 39 schwenkbar angeordnet. Im Gegensatz zu den Vorrichtungen der Figuren
1, 2 und 3 wirken die Antriebselemente 21 der Antriebswelle 2 bei dieser Vorrichtung
direkt auf die Werkzeuge 1 ein, die periodisch an einem vorspringenden Teil 100 erfasst,
angehoben und fallen gelassen werden. Gezeigt ist ferner, dass die Antriebswelle 2,
die entlang der Achse x montiert wird, in diesem Ausführungsbeispiel mittels eines
Zahnrads 22 angetrieben wird.
[0032] Figur 5 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung, bei der die Werkzeuge 1 nicht mit
Federn 3 oder Stäben 30 verbunden, sondern in der Montagevorrichtung 4 verschiebbar
gelagert sind und mittels einer Antriebswelle 2 direkt angetrieben werden.
[0033] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann in Verbindung mit verschiedenartigen Fahrzeugen
eingesetzt werden, die entweder vom Anwender oder mittels eines Motorfahrzeugs über
den betreffenden Verkehrsweg geführt werden. Diese fachmännischen Massnahmen sind
in den Figuren 1, 2 und 3 nur schematisch dargestellt (siehe Rad 7).
[0034] Figur 6 zeigt die Vorrichtung von Figur 5 vorbereitet zur Montage an einem Rasenbearbeitungsgerät
gemäss U.S. Pat. No. 4,278,133. Das Rasenbearbeitungsgerät weist eine Antriebsvorrichtung
5 auf, von der beispielsweise mittels eines Zahnriemens 51 ein Drehmoment auf das
Zahnrad 22 und die Antriebswelle 20 übertragen wird. Zum Anheben und Absenken der
Vorrichtung 1 ist ein Hebel 8 vorgesehen, der manuell betätigt werden kann. Die Vorrichtung
kann daher von einem Fachmann in einfacher Weise in bestehende Fahrzeuge integriert
und gegebenenfalls entsprechend angepasst werden.
[0035] Figur 7a und Figur 7b zeigen eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit einem in einer
Halterung 10 verschiebbar gelagerten und auf einer Rückstellfeder 3 abgestützten Werkzeug
1, welches von einer hydraulischen oder pneumatischen Antriebsvorrichtung 5 angetrieben
wird. Die Antriebsvorrichtung 5 weist eine Kammer 51 auf, in die hinein ein mit dem
Werkzeug 1 verbundener Kolben 12 hineinragt. Zur Verschiebung des Werkzeugs 1 wird
von einer Steuereinheit 58 ein erstes Ventil 52 geöffnet, durch das ein in einer Leitung
55 geführtes Medium unter Druck in die Kammer 51 eingelassen wird. Nach dem Aufschlagen
des Werkzeugs 1 auf dem Belag 9 wird das erste Ventil 52 geschlossen und ein zweites
Ventil 53 geöffnet, wodurch das Medium vom Kolben 12 des auf der Rückstellfeder 3
abgestützten Werkzeugs 1 aus der Kammer 51 verdrängt wird. Die Werkzeuge können daher
in wählbaren Taktzyklen und mit wählbarer Beschleunigung gegen den Belag geführt werden,
wodurch eine den vorliegenden Verhältnissen angepasste Wirkung erzielt werden kann.
[0036] Die erfindungsgemässe Vorrichtung wurde in bevorzugten Ausgestaltungen beschrieben
und dargestellt. Anhand der erfindungsgemässen Lehre sind zahlreiche weitere fachmännische
Ausgestaltungen der beschriebenen Vorrichtung realisierbar. Einerseits sind verschiedene
Materialien, Metalle oder auch Kunststoffe, zur Herstellung der Vorrichtungsteile
verwendbar.
[0037] Die Werkzeuge 1 sind vorzugsweise aus Hartmetall gefertigt, so dass sie einerseits
ein genügend hohes Gewicht aufweisen, um eine entsprechende Wirkung zu entfalten,
und andererseits über eine lange Betriebsdauer eingesetzt werden können.
[0038] Ferner können die Werkzeuge 1 verschiedenartig geformt sein. Insbesondere können
die Werkzeuge 1 mit mehreren Spitzen versehen sein, wodurch eine bessere Flächenwirkung
erzielt wird.
[0039] Ferner sind verschiedene weitere Möglichkeiten zur Lagerung und zum Antrieb der Werkzeuge
in fachmännischer Weise realisierbar.
[0040] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann zudem vorteilhaft zusammen mit einem Salz-
oder Kieselstreuer eingesetzt werden, da Salz und Kiesel nach dem Aufschlagen des
Belags 9 in die geöffneten Spalten eindringen und daher eine bessere Wirkung entfalten.
1. Vorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere Aufrauen, von Schnee- und Eisbelägen (9)
mit von wenigstens einer Antriebsvorrichtung (5) antreibbaren Werkzeugen (1), mittels
denen ein Eingriff in den Belag (9) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge (1), welche zumindest belagseitig die Form eines Meissels aufweisen,
derart gehalten und zwischen einer Rückstellposition und einer Eingriffsposition hin
und her bewegbar sind, dass in der Eingriffsposition ein Eingriff in den Belag (9)
erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge (1) von einer Feder (3) oder einem Stab (30) gehalten und/oder in einer
Halterung (10) verschiebbar gelagert sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (5) die Werkzeuge (1) pneumatisch, hydraulisch oder mittels
einer Antriebswelle (2) vorzugsweise entgegen der von der Feder (3) auf die Werkzeuge
(1) ausgeübten Kraft antreibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) für jedes Werkzeug (1) wenigstens ein Antriebselement (21)
aufweist, welches bei der Drehung der Antriebswelle (2) um deren Achse (x) rotiert
und auf die Feder (3), den Stab (30) oder direkt auf das zugeordnete Werkzeug (1)
einwirkt, so dass dieses mit jeder Umdrehung der Antriebswelle (2) einmal oder mehrmals
aus der Eingriffsposition in die Rückstellposition rückführbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise senkrechte Verschiebung der Werkzeuge (1) aus der Rückstellposition
in die Eingriffsposition mittels der Feder (3); mittels des Eigengewichts der Werkzeuge
(1); und/oder mittels pneumatischer oder hydraulischer Krafteinwirkung erfolgt erfolgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (3) oder der Stab (30) mit einem Gegenelement (32; 36) versehen sind, welches
mit dem wenigstens einen Antriebselement (21) derart zusammenwirkt, dass es beim Drehen
der Antriebswelle (2) erfasst, angehoben und anschliessend freigegeben wird, so dass
das Werkzeug (1) ohne weitere Einwirkung des Antriebselements (21) in die Eingriffsposition
bewegbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement (32; 36) eine in die Feder (3) oder den Stab (30) eingefügte Stufe
(32) oder ein die Feder (3) oder den Stab (30) seitlich überragendes Hebelstück (36)
ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (21) eine schräg, gegebenenfalls gekurvt ansteigende erste Flanke
(211), entlang der das Gegenelement (32; 36) nach oben geführt wird, und eine zweite
stark abfallende Flanke (212) aufweist, entlang der das Gegenelement (32; 36) praktisch
ungehindert nach unten fahren kann.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) an der Feder (3) oder dem Stab (30) fest oder mittels eines Gelenks
(33) befestigt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Arretiervorrichtung (8) vorgesehen ist, mittels der die Werkzeuge (1) für die
Ausserbetriebsetzung der Vorrichtung angehoben und fixiert werden können.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einem Fahrzeug (4) angeordnet ist.