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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeug, beispielsweise und insbesondere
PKW und LKW. Bereits seit vielen Jahrzehnten besteht das Problem,
daß in
der Winterzeit – jedoch
auch in den Übergangszeiten – bei ungünstigen
klimatischen Verhältnissen
die fahrbahren Untergründe,
insbesondere das vorhandene Straßennetz, in Abhängigkeit
von den Außentemperaturen
derart stark abgekühlt
werden, daß sich
Tau oder auch Glatteis bzw. Schnee dauerhaft auf dem Fahrbahnuntergrund
befindet und somit die Haftung zwischen Reifen eines Fahrzeugs und
fahrbarem Untergrund erheblich vermindert ist, was zu häufigen Verkehrsunfällen durch
Rutschen führt.
Anmeldergemäß ist lediglich
ein System zur Erwärmung
des fahrbaren Untergrundes bekannt, bei dem insbesondere vor Garageneinfahrten
Widerstandsleiter im Fahrbahnuntergrund eingelassen sind, die durchstromend
beaufschlagt werden können,
um sich entsprechend zu erwärmen,
um schließlich
den fahrbaren Untergrund derart zu erwärmen, daß kein Schnee und Eis dauerhaft
sich am fahrbaren Untergrund ansammeln und anhaften können. Nachteilig
hierbei ist jedoch, daß es
sich bei solchen Systemen lediglich um Festinstallationssysteme
handelt, die allein aus Kostengründen
lediglich kurze Fahrbahnstrecken – oft nur wenige Meter – erfassen.
Grundsätzlich
bleibt nach wie vor das Problem einer Erniedrigung der Haftung zwischen
Reifen und Fahrbahnuntergrund bei widrigen Wetterverhältnissen
bestehen.
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Daher
ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges
System zur Erwärmung der
Oberfläche
des fahrbaren Untergrundes, insbesondere von Straßen, bereitzustellen.
Diese Aufgabenstellung wird gelöst
durch das Bereitstellen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Das
erfindungsgemäße Fahrzeug
ist dadurch gekennzeichnet, daß dieses
eine Vorrichtung aufweist, die zumindest einen Teil der im Betriebszustand
von aus dem Inneren eines Motorblocks und/oder aus einer an einem
bzw. dem Motorblock angebrachten Wärmetauscher-Einheit stammende Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft, insbesondere von
einer Unterbodengruppe des Fahrzeugs, nach außen führt. Insbesondere ist es in
diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn die Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft vor
Eintritt ins Innere des Motorblocks oder vor Eintritt in die Wärmetauschereinheit
gefiltert wird, wobei es beispielsweise und insbesondere vorteilhaft
ist, wenn dieser Filter als auszuwechselndes Filtersieb ausgestaltet
ist. Dabei ist es denkbar, daß im
Inneren des Fahrzeugs über
eine Sensorik erfaßt und über ein
Display angezeigt wird, ab wann es sinnvoll erscheint, den Filter
zu wechseln.
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Erfindungsgemäß werden
unter dem Begriff ”Unterbodengruppe” sämtliche
im Unterboden des Fahrzeugs befindliche Abschnitte verstanden, wobei sich
dies in einen vorderen (bis kurz hinter die Vorderräder des
Fahrzeugs ragenden), einen mittleren (sich an den vorderen Teil
anschließenden
und sich bis vor die Hinterräder
erstreckenden mittleren Teil) sowie einen hinteren Teil (von vor
den Hinterrädern bis
zum Ende des Fahrzeugs sich erstreckend) bezieht.
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Erfindungsgemäß ist es
so, daß die Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft vorbeiströmt durch
zumindest einen Teil des Inneren eines Motorblocks und/oder durch
eine an einem bzw. dem Motorblock angebrachten Wärmetauschereinheit, so daß durch
die Strahlungswärmeabgabe
des Motorblocks die vorbeiströmende
Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft
erwärmt
wird, um dann zumindest teilweise bis vollständig über beispielsweise und insbesondere
rohrartige Elemente, die als Führungselemente
der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft
dienen, beispielsweise und insbesondere durch eine Unterbodengruppe
des Fahrzeugs zu einzelnen Austrittselementen, beispielsweise in
Form von Düsen, nach
außen
geführt
zu werden, wobei in den meisten Fällen dies mit einem hohen Grad
in Richtung Fahrbahnuntergrund bzw. bis ausschließlich in
eine solche Richtung geführt
wird. In der Regel betragen die Austrittstemperaturen aus den Düsen der
Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft ca.
+80° Celsius
bis + 120° Celsius.
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Die
Führung
der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft
kann beispielsweise und insbesondere durch rohrartige Elemente bewerkstelligt
werden, die beispielsweise und insbesondere aus Aluminium, Aluminiumlegierungen,
Stahl, Edelstahl oder anderem metallischen Werkstoff oder aber auch
aus wärmebeständigen Kunststoffen
wie beispielsweise und insbesondere HD-Polyethylen bestehen.
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Die
oben genannten rohrartigen Elemente, insbesondere Rohrleitungen,
sind in der Regel innerhalb einer Bodenwanne des Fahrzeuges angeordnet und
sind von unten betrachtet nicht direkt sichtbar. Diese Anordnung
birgt bereits eine zusätzliche
Isolierung der Rohre gegenüber
der Außenluft
und verhindert somit nicht gewünschte
Wärmeverluste.
Es ist jedoch auch denkbar, bewußt Wär mebrücken einzubauen, so daß die gesamte
Bodenwanne oder ein bestimmter Abschnitt der Bodenwanne als großflächiger Wärmestrahler
eingesetzt wird.
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Dabei
ist es vorteilhaft, wenn die Führung
der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft
nicht nur passiv, beispielsweise über die oben genannten Rohrleitungen,
sondern (auch) aktiv, beispielsweise und insbesondere mittels eines
Ventilators und/oder auch mittels mindestens eines Kompressors,
bewerkstelligt wird, wobei es darüber hinaus von Vorteil ist,
wenn die Führung
der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft den
vorderen und/oder mittleren und/oder hinteren Teil der Unterbodengruppe
betrifft, um so eine gleichmäßige und
breitflächige
großflächige Erwärmung des
Untergrundes zu ermöglichen.
Durch die aktive Steuerung kann auf bestimmte Gegebenheiten Rücksicht
genommen werden, so daß bei
besonders kritischen Verhältnissen
der überwiegende
Anteil der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft in den vorderen Teil
der Unterbodengruppe geleitet wird, da nach Austritt durch entsprechende
Austrittselemente, beispielsweise und insbesondere in Form von Düsen, die
beispielsweise und insbesondere metallischer Natur sind, beispielsweise
und insbesondere aus Stahl oder beispielsweise und insbesondere
auch Edelstahl bestehen, auf diese Art und Weise den in Fahrtrichtung
folgenden Hinterräder
einen bereits stark erwärmten
Fahrbahnuntergrund bereitzustelen, um die Gefahr eines Rutschens
des Fahrzeugs auf dem fahrbaren Untergrund, insbesondere auf der Oberfläche des
Fahrbahnbelages, zu reduzieren. In diesem Zusammenhang ist es von
Vorteil, wenn die Führung
der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft
mittels steuer- und/oder regelbarer Luftumlenkelemente, beispielsweise
und insbesondere in Form von Prallblechen oder Ventilen, bewerkstelligt
wird, um auf diese Art und Weise eine unkomplizierte und sichere
Steuerung bzw. Regelung zu bewerkstelligen.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, wenn mittels mindestens eines Heizelementes
eine zusätzliche
Erwärmung
zumindest einen Teils der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft, beispielsweise
und insbesondere mittels Heizspiralen, bewerkstelligt wird, um im Einzelfall
die eventuell noch nicht auf Einsatztemperatur gebrachte Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft für einen
kurzen Moment zu erwärmen,
um bereits in der Startphase des Fahrens optimale Erwärmungsmöglichkeiten
des Fahrbahnuntergrundes, insbesondere der Oberfläche des
Fahrbahnbelages, bereitzustellen.
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In
diesem Zusammenhang ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Austrittselement,
beispielsweise in Form einer runden oder auch schlitzförmigen Öffnung im
Betriebszustand aus der unteren Bodengruppe heraus verfahren wird/verfahrbar
ist, um den Abstand zwischen austretender Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft und
Fahrbahnuntergrund zu verringern, um die Effizienz der Erwärmung des
Fahrbahnuntergrundes, insbesondere der Oberfläche des Fahrbahnbelages, zu
erhöhen,
wobei bei einem stark zerklüfteten
Fahrbahnuntergrund zwecks Vermeidung eines mechanischen Schadens
des Austrittselementes dieses zumindest teilweise wieder in Richtung
Unterbrodengruppe eingefahren werden kann. Das Austrittselement
ist beispielsweise und insbesondere verschließbar bzw. wird bei Bedarf verschlossen,
beispielsweise und insbesondere mittels verstellbarer Klappelemente.
Um einen mechanischen Schaden der Austrittselemente auszuschließen, übernehmen
Photozellen (nicht abgebildet – wie in
einer Autowaschanlage –)
die Führung
bzw. den optischen Abtastvorgang bzw. die Teleskop-Höhenverschiebung/Höhenregelung
der Austritts elemente. Durchaus denkbar ist auch der Einsatz eines
Laserscanners, so daß bei
Erfassung eines Hindernisses die Austrittselemente ruckartig zurückgezogen
werden. Die Technik und Mechanik des Ausfahrens bzw. des Einfahrens
der Austrittselemente kann sowohl hydraulischer als auch pneumatischer
Systematik zugrundeliegen, ebenso das Verschließen relevanter Öffnungsdüsen/Austrittselemente.
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Darüber hinaus
ist es in diesem Kontext vorteilhaft, wenn ein Führungselement eine Wärmeinsolierung
aufweist, um unnötige
Wärmeverluste
zu vermeiden und so die Effizienz der Erwärmung zu erhöhen.
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Die
Wärmeisolierung
als solche kann beispielsweise und insbesondere bewerkstelligt werden mittels
einer Steinwollummantelung, die kostengünstig ist und aufgrund ihrer
Flexibilität
relativ leicht um entsprechende Führungselemente, beispielsweise
in Form von Führungsrohren,
gelegt werden kann. Außerdem
besteht schon bei der Herstellung der rohrartigen Führungselemente,
insbesondere bei den Führungsrohren
die Möglichkeit,
beschichtete und wärmeisolierte
Mehrschichtmaterialien, wie beispielsweise Isoliermaterialien, die
in der Raumfahrttechnik Anwendung finden, einzusetzen. Vom Prinzip
sind hier Keramikisolierungen oder Isolierungsquarze der Space-Shuttle-Technik
zu nennen. Denkbar ist auch das Hohlraumprinzip, also zwei getrennte
Wandschichten mit zwischenliegenden Luftkammer-Waben einzusetzen.
Darüber
hinaus sind auch spritzbeschichtete Führungselemente der Aluminiumtechnologie
denkbar.
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Schließlich ist
es von Vorteil, wenn das Führungselement
ein Rückabsperrorgan
aufweist, um eventuellen Druckveränderungen im Führungselement
zumindest dahingehend entgegenzuwirken, daß ein unkontrollierter Abfluß in eine
nicht gewünschte
Richtung oder aber sogar ein Rückfließen in den
Motorraum der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft verhindert wird, wobei
ein solches Rückabsperrorgan
beispielsweise und insbesondere realisiert werden kann durch ein
Rückschlagventil.
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Ventilatoren
und/oder Kompressoren können softwaregesteuert,
insbesondere synchron jedoch auch asynchron, laufen und können in
elektronischer Verbindung mit dem oder mehreren Rückabsperrorganen,
beispielsweise in Form von Ventilen, stehen.
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Beispielsweise
und insbesondere ist es auch denkbar, daß ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mehrere
Führungselemente
aufweist, die verbunden sind mit entsprechenden Ventilatoren bzw.
Kompressoren, so daß mittels
einer Programmierung bzw. Steuerung aus dem Fahrgastraum die gewünschten Parameter
eingestellt werden können,
um beispielsweise und insbesondere besonders im aus dem vorderen
Teil der Unterbodengruppe stammende Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft vielmehr
als Hauptquelle der Erwärmung
des Fahrbahnuntergrundes, insbesondere der Oberfläche des
Fahrbahnbelages, fungieren zu lassen, um bei besonderes prekären und
schwierigen Witterungsverhältnissen
die Sicherheit des Fahrzeuges aufgrund einer besseren Haftung der
Hinterreifen zu erhöhen.
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In
der Praxis dürfte
es sich dann als besonders bewährt
darstellen, wenn die einzelnen Führungselemente,
beispielsweise mit Steinwolle oder ähnlichem wärmeisoliert, Metallrohre sind,
die direkt oder über
Luftumlenkelemente insbesondere in Form von Prallblechen und Ventilen
oder auch über
Ventilatoren und Kompressoren miteinander verbunden sind, um – je nach
Fahrzeugtyp – im
Extremfall eine Erwärmung
des Fahrzeuguntergrundes entlang der gesamten längsaxialen Länge des
Fahrzeuges bereitzustellen.
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Das
erfindungsgemäße Fahrzeug
kann mit einer Temperaturmeßsensorik
ausgestattet sein, so daß beispielsweise
und insbesondere bei Temperaturen von >= +3 bis +4°C eine erfindungsgemäß gewollte
Führung
und Erwärmung
von Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft
beispielsweise und insbesondere durch Nicht-Einschalten von entsprechenden Ventilatoren
oder Kompressoren nicht aktiviert wird, um unnötig hohen Gummiabrieb der Reifen
zu verhindern.
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Die
Erfindung wird im nachfolgenden anhand der Figuren näher erläutert, wobei
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1 – eine funktionshafte
Prinzipskizze darstellt,
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2 – eine skizzenhafte
Aufsicht von unten, also eine Draufsicht auf den Unterboden des Fahrzeuges,
darstellt, während
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3 – das Prinzip
skizzenhaft eine mögliche
zusätzliche
Erwärmung
der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft
darstellt, wobei
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4 – skizzenhaft
im radialen Querschnitt eine Auführungsform
eines Führungselementes
mit Austrittselement darstellt.
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In 1 ist
prinzipiell skizzenhaft das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip
skizziert, wobei in diesem Fall die noch nicht erwärmte Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft 1 über eine
Ansaugöffnung 12 mittels eines
Filters F gefiltert durch ein Inneres des Motorblockes 10 und
dabei sich erwärmend
strömt bzw.
angesaugt wird von einem Ventilator 3, der direkt unterhalb
des Motorblocks 10 angeordnet ist, um dann mittels des
Ventilators 3 in Richtung Luftumlenkelement 4 in
Form eines weiteren Ventilators 3 in die einzelnen Zweige
des rohrartigen Führungselementes 7 zu
strömen,
wobei jedem einzelnen Zweig ein Heizelement 5 angeordnet
ist zur zusätzlichen
Erwärmung
der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft 1, die
jeweils durch weitere Ventilatoren 3 in die jeweilig entsprechenden
Stellen einer Unterbodengruppe des Fahrzeuges geleitet wird.
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In 2 ist
von unten der Unterboden eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges zu erkennen,
wobei der Unterboden sich formal in drei Abschnitte aufteilt, nämlich einen
vorderen 2a, einen mittleren 2b und einen hinteren 2c Teil
der Unterbodengruppe 2. Die aus dem Inneren eines Motorblocks 10 (der
sich im nicht dargestelltem Motorraum befindet) stammende Heißluft 1 wird
von einem Ventilator 3 angesaugt und in rohrartige Führungselemente 7 geleitet,
wobei ein Teil der Heißluft 1 über vor
den Vorderrädern
des Fahrzeuges angebrachten schlitzförmigen Austrittselementen 6 vor
die Vorderräder
in Richtung Fahrbahnuntergrund, insbesondere in Richtung Oberfläche des
Fahrbahnbelages, geleitet wird, während ein anderer Teil über mehrere
Luftumlenkelemente 4 weitergeleitet wird, beispielsweise
in Form von Ventilen und/oder Prallblechen und mittels weiterer
Ventilatoren 4, wobei sich zwei im mittleren Bereich 2b und
ein weiterer im Teil 2c befinden, wobei die vom vorderen
Ventilator 3 zugeführte
Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft 1 durch
weitere rohrartige Führungselemente 7 über mehrere
schlitzförmige
Austrittselemente 6 dem Fahrbahnuntergrund, insbesondere
der Oberfläche
des Fahrbahnbelages, zugeführt wird,
wobei in diesem Ausführungsbeispiel
die hintersten schlitzförmigen
Austrittselemten 6 sich hinter den Hinterrädern befinden.
In diesem Fall dienen die von vorne gesehen letzten drei Ventilatoren 3 auch als
Luftumlenkelemente, die zusammen Wechselwirken mit Rückabsperrorganen 9,
in diesem Fall handelt es sich um Rückschlagventile, so daß bei entsprechender
Ansteuerung die Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft 1 gezielt in
den jeweiligen Bereich der Unterbodengruppe zugeführt werden
kann.
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Nicht
zu erkennen, jedoch bei dieser Ausführungsform möglich, ist
die Option, einzelne Austrittselemente 6, hier in Form
von schlitzförmigen
Düsen, in
Richtung Fahrbahnuntergrund, insbesondere in Richtung Oberfläche des
Fahrbahnbelages, mechanisch beispielsweise durch Stellmotoren zu
verfahren oder aber auch wieder in Richtung Unterbodengruppe einzufahren
oder sogar zu schließen.
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Dabei
kann es sich um eine Steuerung und/oder Regelung der aufgezeigten
Vorrichtung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs
handeln, so daß der Benutzer
bequem vom Fahrgastinnenraum bestimmte Parameter, beispielsweise
und insbesondere Temperatur, Strönungsgeschwindigkeit
und ggf. Druck der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft 1, einstellen kann,
damit diese als Grundlage dienen für eine bestimmte Steuerung
und/oder Regelung, beispielsweise dahingehend, daß bei Blitzeis
eine ausgesprochen gleichmäßige Zuführung von
Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft hinsichtlich
des vorderen, mittleren und hinteren Teils der Unterbodengruppe
stattfindet, um die Wahrscheinlichkeit eines Schleuderns des Fahrzeuges
so gering wie möglich
zuhalten.
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In 3 ist
skizzenhaft dargestellt, daß ein Heizelement 5 in
Form einer Heizspirale in einem rohr förmigen Führungselement 7 angeordnet
ist, um bei entsprechenden Verhältnissen
für eine
zusätzliche
Erwärmung
der Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft
zu sorgen, damit diese mit einer bestimmten Mindesttemperatur aus
den schlitzförmigen
Austrittselementen 6 austreten kann, vornehmlich in Richtung Fahrbahnuntergrund,
insbesondere in Richtung Oberfläche
des Fahrbahnbelages.
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In 4 ist
im Querschnitt im Prinzip skizzenhaft ein flachrohrförmiges Führungselement 7 zu erkennen,
das von einer Wärmeisolierung 8 umgeben
ist, wobei die Nicht-Verbrennungsabgas-Heißluft 1 aus einem
düsenartigen,
insbesondere mit Steuerungselementen, wie beispielsweise Gasleitblechen, ausgestatteten
Austrittselement 6 austritt.