DE2939438A1

DE2939438A1 - Vorrichtung zum erwaermen einer schnelltrocknenden markierungsfarbmasse fuer das aufspritzen auf eine fahrbahnoberflaeche

Info

Publication number: DE2939438A1
Application number: DE19792939438
Authority: DE
Inventors: Wayne Richard Mitchell
Original assignee: Prismo Universal Corp
Current assignee: Redland Prismo Corp Parsippany Nj Us
Priority date: 1978-10-03
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1980-04-10
Also published as: GB2032984A; AU5132879A; GB2032984B; US4190205A; ZA795263B; AU523316B2; JPS5839585B2; DE2939438C2; CA1114216A; JPS5549165A

Description

Henkel, Kern, Feiler fr Hänzel Patentanwälte

• If. Registered Representatives

before the European Patent Office

Prismo universal Corporation, D^Sünchen80 Parsippany, N.J., V.St.A. M: 089/982085 87 Telex: 0529802 hnkl d

Telegramme: ellipsoid

2 8. Sep. 1979

(Prismo) 2-GER

Vorrichtung zum Erwärmen einer schnelltrocknenden Markierungsfarbmasse für das Aufspritzen auf eine

Fahrbahnoberfläche

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zum Erwärmen von Fahrbahnmarkierungsfarbe, die bei erhöhter Temperatur auf eine Fahrbahnfläche aufgebracht werden soll.

In den US-Patentschriften 2 980 339, 2 134 799, 2 903 189, 3 Θ92 325 und 3 802 396 sind verschiedene Vorschläge zur Erwärmung von Fahrbahnmarkierungsfarbmassen vor dem Auftragen auf eine Fahrbahnfläche beschrieben. Von besonderem Interesse ist dabei die US-PS 3 092 325, die eine Erwärmungsvorrichtung und einen Wärmetauscher beschreibt, um eine gleichmäßige Farbviskosität während der im Verlauf eines typischen Arbeitstags bei der Fahrbahnmarkierung und beim Leitlinienziehen vorkommenden Schwankungen der Umgebungstemperatur zu gewährleisten, nämlich als Alternative zur Einstellung der Farbviskosität dOrch Zusatz verschiedener zusätzlicher Lösungsmittel und Verdünner.

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Die Einführung von Markierungsfarbe, die innerhalb von 60 s oder weniger zu einem nicht-klebrigen Zustand auftrocknet, brachte das Erfordernis mit sich, daß diese Markierungsfarbmassen bei einer Temperatur im Bereich von 49 bis 82°C und üblicherweis' im oberen Teil dieses Bereichs, d.h. bei 71 bis 82⁰C, aufgetragen werden müssen. Um diesem Erfordernis zu genügen, war es bisher üblich, ein Heizelement zu verwenden, das eine Flüssigkeit mit hohem Wärmeübergang erwärmt, die ihrerseits durch einen Wärmetauscher geleitet wird, durch welchen die Farbmasse umgewälzt und erwärmt wird, um mit der richtigen Temperatur auf die Fahrbahndecke gespritzt zu werden. Derartige Heizgeräte werden getrennt betrieben und üblicherweise, ähnlich wie Haushaltsöfen, mit Propangas oder Kerosin gespeist. Nachteile dieser Heizgeräte liegen in den Energiekosten und im Wartungsaufwand für diese Geräte sowie darin, daß solche Geräte eine Brandgefahr auf einem Fahrzeug darstellen, welches die potentiell entflammbare Markierungsfarbe, Benzin und/oder Dieselkraftstoff sowie andere, potential brennbare Substanzen befördert.

Mit der Erfindung wird erstmals eine praktisch anwendbare Möglichkeit zur Speicherung eines beträchtlichen Teils der durch das Fahrbahnmarkierungsfahrzeug selbst erzeugten Wärme und zur Ausnutzung dieser rückgewonnenen Wärme für die Erwärmung der Farbmasse auf eine vorbestimmte Temperatur vor dem Aufspritzen der Farbe auf die Fahrbahnoberfläche geschaffen. Damit können die Verwendung des getrennt betriebenen Heizgeräts und die damit verbundenen Gefahren und Nachteile vermieden werden. Die Erfindung gewährleistet die Rückgewinnung und Ausnutzung von Wärmemengen, die anderenfalls nach außen entlassen werden oder*anderweitig"verlorengehen würden.

Ein typisches Fahrbahnmarkierungsfahrzeug oder -gerät weist

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ein motorgetriebenes Chassis auf, auf welchem Farbbehälter, ein Luftverdichter, Spritzpistolen, zugeordnete Ausrichtvorrichtunqen und Schläuche für die Spritzpistolen sowie häufig Vonatsbehälter und Auftraggeräte für rückstrahlende Glasperlen transportiert werden. Bekannte Wärmequellen auf derartigen Fahrzeugen sind die Antriebsmaschine des Fahrzeugs oder möglicherweise eine zusätzliche Brennkraftmaschine für den Antrieb des Luftverdichters und speziell das Maschinenkühlmittel, das zwischen dem Kühlwassermantel der Maschine und einem Kühler umläuft, sowie die Auspuffleitung der Brennkraftmaschine. Soweit bekannt, wurde bisher nur die Ausnutzung der durch den Luftverdichter erzeugten Wärme in Erwägung gezogen oder realisiert. Bei derartigen Geräten eingesetzte Luftverdichter bzw. Kompressoren wandeln unerwartet große Mengen der für die Verdichtung der Luft aufgewandten mechanischen Energie in Wärmeenergie um. Beispielsweise kann bei einem typischen Markierungsfahrzeug die Temperatur der Leitung an der Auslaßseite des Luftverdichters in der Größenordnung von 204⁰C und sogar bis zu 260⁰C liegen. Dabei müssen spezielle Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um den Fahrer und das Arbeitspersonal vor einer Berührung mit diesen erhitzten Leitungc zu schützen.

Aufgabe der Erfindung ist mithin insbesondere die Schaffung einer Vorrichtung zum Erwärmen einer auf eine Fahrbahnoberfläche aufzuspritzenden Markierungsfarbe unter Ausnutzung der von ohnehin vorhandenen Wärmequellen stammenden Wärme.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß werden drei auf einem fahrbaren Markierungsfahrzeug vorhandene Wärmequellen in Kombination miteinander ausgenutzt, nämlich erstens das warme Kühlmittel von der

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Antriebsmaschine des Fahrzeugs, zweitens die von der Antriebsmaschine entlassenen heißen Abgase und drittens die heiße Druckluftleitung, deren Erwärmung durch die mechanische Verdichtung von Luft im Luftverdichter herrührt. Die von diesen drei Wärmequellen stammenden Wärmemengen werden in einem noch zu beschreibenden Sammelkasten zusammengeführt und zur Erwärmung einer Ubertragungsflüssigkeit benutzt, die ihrerseits in thermischem Kontakt mit der auf die Fahrbahnoberfläche aufzuspritzenden, schnelltrocknenden Markierungsfarbmasse gebracht wird. Durch diese Anordnung wird erstmals eine wirksame und zuverlässige Einrichtung für die Erwärmung beträchtlicher Mengen der genannten Markierungsfarbe auf Temperaturen im Bereich von 49 bis 82⁰C und insbesondere von etwa 71 bis 82⁰C geschaffen.

Die auf die erforderliche Temperatur zu erwärmende Markierungsfarbenmenge hängt von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise von der Zahl der im Betrieb befindlichen Spritzköpfe, der Breite der aufzuspritzenden Markierungslinien, der Dicke dieser Markierungslinien und der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs während der Fahrbahnmarkierungsarbeiten. Bei Markierungsfahrzeugen für Schnellstraßen oder dgl. können bis zu vier Farbspritzköpfe gleichzeitig im Betrieb sein, obgleich einige davon zum Auftragen unterbrochener Linien möglicherweise nur intermittierend arbeiten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Lage, den gesamten Wärmebedarf für die im kritischen Temperaturbereich aufzuspritzende Menge der Markierungsfarbmasse zu decken und außerdem genügend Wärme für ein Zweifarbsystem (typischerweise weiß und gelb) zu liefern, wie es in verschiedenen Staaten benutzt wird. Da die gesamte, benötigte Wärmemenge von der auf dem Fahrzeug befindlichen Ausrüstung geliefert wird, wird die Verwendung eines Markierungsfarbe-Heizgeräts überflüssig, so daß auch der entsprechende Brennstoffvorrat entfällt.

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Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Verdeutlichung ihrer Arbeitsweise zeigt.

Bei der dargestellten Vorrichtung wird ein allgemein mit 2 bezeichneter Wärmesammeikasten mi Λ. den Wärmemengen von drei verschiedenen Wärmequellen beschickt. Das von einer Brennkraftmaschine 4 kommende Kühlmittel wird über eine Leitung in den unteren Bereich des Sammlers 2 eingeleitet und durch die Brennkraftmaschine über eine Leitung 8 durch den Sammler 2 hindurch zu einem Rohr-Wärmetauscher 10 gefördert und über eine Leitung 12 zur Brennkraftmaschine 4 zurückgeführt. Der Thermostat 14 der Brennkraftmaschine läßt das Kühlmittel über diesen Kreislauf strömen, bis eine vorbestimmte Temperatur von z.B. 95⁰C erreicht wird, worauf das Kühlmittel zumindest teilweise durch den Kühler 16 der Brennkraftmaschine geleitet und zurückgeführt wird.

Die Maschinenabgase werden über eine Abgasleitung 20 zu einer Verzweigung geführt und in zwei parallele Kreise eingeleitet. Der untere Kreis ist dabei an einen Verteiler 22 angeschlossen, der seinerseits mit mehreren verrippten Rohren 23 verbunden ist, die vom einen Ende des Sammlers 2 zu einem Verteiler 26 an seinem anderen Ende verlaufen. Sodann werden die Abgase über eine Leitung 28 zu einem überbrückungs- bzw. Umleitventil 30 geleitet und über einen Schalldämpfer 32 nach außen entlassen. Falls die Temperatur im Sammler 2 eine vorbestimmte Größe übersteigt, bewirkt ein Thermostat 34 das Schließen des Ventils 30, so daß die Abgase über eine Leitung 36 um den Sammler 2 herumgeführt und unmittelbar über den Schalldämpfer 32 nach außen entlassen werden.

Die dritte Wärmeqiv ¹Ie ist der Luftverdichter 40, welcher heiße Druckluft über eine Leitung 42 zu einem U-förmigen, ver-

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rippten Rohr 44 im Sammler 2 leitet. Die aus dem Sammler 2 austretende gekühlte Druckluft wird dann an verschiedenen Stellen des nicht dargestellten Fahrzeugs, beispielsweise an einer Spritzpistole oder -düse 46, verbraucht.

Im Sammler 2 befindet sich eine zweckmäßige Wärmeübertragungsflüssigkeit, vorzugsweise ein Gemisch aus Glykol und Wasser, die gleichzeitig auch als Kühlmittel für die Brennkraftmaschine 4 dient. Nach der Erwärmung auf die erforderliche Temperatur wird diese Flüssigkeit dem Wärmetauscher 10 zugeführt. In bevorzugter Ausführungsform besteht dieser Wärmetauscher aus einem handelsüblichen Wärmetauscher mit Mantel und Rohr. Wenn zwei verschiedene Farbmassen erwärmt werden sollen, werden zwei Wärmetauscher vorgesehen. Die Markierungsfarbe wird von einem Behälter 48 am Fahrzeug mit Umgebungstemperatur dem Wärmetauscher 10 zugeführt, wo sie in thermischem Kontakt mit der umgewälzten Wärmeübertragungsflüssigkeit gebracht wird. Dabei wird die Markierungsfarbmasse auf die gewünschte Temperatur von mindestens 49⁰C oder auf eine höhere Temperatur erwärmt und dann durch Druckluft über die Spritzpistole oder -düse 46 auf die Fahrbahnoberfläche aufgespritzt. Je nach der Farbzusammensetzung und der erreichten Temperatur tritt ein schnelles Trocknen der Farbmasse ein.

Verschiedene schnelltrocknende Farbmassen, die in den letzten 10 Jahren eingeführt wurden, sind beispielsweise in der US-PS 3 474 057 beschrieben, auf welche hiermit Bezug genommen wird. Bevorzugt wird dabei eine Farbmasse folgender Zusammensetzung (Angaben jeweils bezogen auf Gewicht): 12 bis 22 % eines Kunstharzbindemittels, wie öl kurzer oder mittlerer Kettenlänge, Glyzerin oder andere polyfunktioneile -Alkohol/-Phthal-säure-Alkydharze, 50 bis 69,4 % Pigmente und Streckmittel, vie Titandioxid, Siliziumoxid, Naturton, Talkum und Chromgelb, 7 bis 2 3 % niedrigsiedende Lösungsmittel mit einem Siedebereich unterhalb der Temperatur, bei welcher die Farbmasse aufgespritzt wird, und vergleichsweise hoher Löslichkeit für das Kunstharzbindemittel, wie Cyclohexan, Chloroform,

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Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Methyläthylketon, Benzol und - bevorzugt - Methylenchlorid, sowie 5 bis 20 % höhersiedende Lösungsmittel, nämlich mit Siedebereichen zwischen 93°C und 149°C, wie verschiedene aliphatische Kohlenwasserstoffe, Toluol und Xylol, in Verbindung mit geeigneten Trocknungsmitteln, Zusätzen und dgl. Diese Massen werden dabei in einem geschlossenen System gehalten, unter einem Druck von 7,0 bis 10,5 bar gefördert, auf eine Temperatur von mindestens etwa 60⁰C erwärmt, sodann aus dem System ausgetragen und auf eine Fahrbahnoberfläche oder dgl. aufgespritzt, wobei diese Masse innerhalb sehr kurzer Zeit von z.B. 60 s oder weniger zu einem nicht-klebrigen Zustand auftrocknet, in welchem sie beim tiberfahren durch Fahrzeuge weder verformt noch verschmiert wird.

Dieses Auftrocknen innerhalb von 60 s oder weniger wird durch Erwärmung der Markierungsfarbe auf eine Auftragstemperatur von 71 bis 82°C mittels der Wärme von den drei beschriebenen Wärmequellen erreicht.

Die tatsächlich von der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelieferte Wärmemenge hängt von verschiedenen Veränderlichen ab, beispielsweise der relativen Belastung der Brennkraftmaschine für den Antrieb von Zusatzgeräten, wie Luftverdichter und Hydraulikanlage des Fahrzeugs, der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und der bei dieser Geschwindigkeit durchzuführenden Arbeit sowie der Umgebungstemperatur, bei welcher sich das Fahrzeug im Betrieb befindet.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler ä- Hänzel Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

Prismo Universal Corporation,

MöhlstraBe 37 Parsippany, N.J., V. St. A. D 8000 München 80

Tel.: 0 89/98 20 85-87

Telex: 0529802 hnkl d Telegramme ellipsoid

28. Sep. 1979

(Pristno) P-OKR

Vorrichtung zum Erwärmen einer schnelltrocknenden Markierungsfarbmasse für das Aufspritzen auf eine Fahrbahnobrrflache

Patentansprüche

Vorrichtung zum Erwärmen einer schnelltrocknenden Markierungsfarbmasse für das Aufspritzen auf eine Fahrbahnoberfläche mit einer Temperatur von mindestens etwa 49⁰C, gekennzeichnet durch ein durch eine Brennkraftmaschine (4) angetriebenes Fahrzeug, durch einen maschinengetriebenen Luftverdichter (40), durch einen Farbbehälter (48), durch eine Farb-Spritzeinrichtung (46) , durch eine Wärmesammlereinrichtung (2) mit einem Innenraum zur Aufnahme von Maschinen-Kühlflüssigkeit, einer Einrichtung (Leitung 6) zur Zufuhr von erwärmter Kühlflüssigkeit in den Innenraum, einem ersten Satz von im Innenraum angeordneten Rohren (23) zur Führung von heißen Maschinenabgasen durch den Innen-

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raum, wobei dieser erste Rohrsatz mit der in der Sammlereinrichtung (2) befindlichen Kühlflüssigkeit in thermischem Kontakt steht, und einem zweiten Satz von Rohren (44) zur Führung von erwärmter Druckluft vom Kompressor (40) in thermischem Kontakt mit der Kühlflüssigkeit im Innenraum durch letzteren, und durch einen Wärmetauscher (10), der mit der Sanunlereinrichtung (2) in Strömungsverbindung steht und mit der erwärmten Flüssigkeit beschickt wird, um die ihn durchströmende Fahrbahn-Markierungsfarbe zu erwärmen, wobei ein mit dem Farbbehälter verbundener Farbeinlaß, ein mit der Spritzvorrichtung verbundener Farbauslaß, ein Einlaß zur Abnahme der erwärmten Flüssigkeit aus der Sammlereinrichtung und ein Auslaß zur Abfuhr der Flüssigkeit zur Brennkraftmaschine vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre des ersten Satzes mit Wärmeverteilungsrippen besetzt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre des zweiten Satzes mit Wärmeverteilungsrippen besetzt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thermostat und ein Kühler für die Brennkraftmaschine vorgesehen sind und daß der Thermostat zumindest einen Teil der Maschinen-Kühlflüssigkeit bei einer vorbestimmten Temperatur von über etwa 82⁰C zum Kühler leitet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Uberbrückungskreis für die Maschinenabgase vorgesehen ist* der eine Verzweigung zwischen dem Maschinen-Abgassammler und den Rohren des ersten Satzes und eine überbrücknngsleitung umfaßt, die zusammen mit der aus der Sanunlereinrichtung austretenden Abgasleitung an ein auf

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die Temperaturbedingungen innerhalb des genannten Innenraums ansprechendes Ventil angeschlossen ist, so daß die heißen Maschinenabgase von der Sammlereinrichtung abgezweigt werden, wenn die im Innenraum herrschende Temperatur eine vorbestimmte Größe übersteigt.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturregeleinrichtung, um die Temperatur der erwärmten Maschinen-Kühlflüssigkeit unterhalb eines vorbestimmten Werts zu halten, vorgesehen ist, welche die Maschinenabgas-Uberbrückungsleitung und ein Ventil zwischen dieser Leitung und einer von den Rohren des ersten Satzes abgehenden Abgasleitung umfaßt, wobei das Ventil die Abgase durch die Überbrückungsleitung leitet, wenn die Kühlflüssigkeit im Innenraum der Sammlereinrichtung eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thermostat der Brennkraftmaschine und ein Kühler vorgesehen sind, die beide von der erwärmten Kühlflüssigkeit durchströmbar sind, und daß der Thermostat bei einer Kühlflüssigkeitstemperatur von über etwa 82°C zumindest einen Teil der erwärmten Kühlflüssigkeit zum Kühler strömen läßt.

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