Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von künstlichem Schnee

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Schnee gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.

Für Situationen, in denen unabhängig von der Jahreszeit oder dem Standort Schnee benötigt wird, werden Vorrichtungen zur künstlichen Erzeugung von Schnee eingesetzt .

So sind beispielsweise Beschneiungsvorrichtungen bekannt, welche in der Regel zur zusätzlichen Erzeugung von Kunstschnee zu bereits bestehendem Schnee eingesetzt werden. Diese Vorrichtungen werden beispielsweise in der übergangszeit, in trockenen Zeiten oder an exponierten Stellen eingesetzt, wo die Menge des natürlichen Schnees den Bedürfnissen nicht genügt. Derartige Vorrichtungen werden häufig auf Basis von Wasser betrieben, das unter Druck über spezielle Düsen versprüht wird, und dabei einen Kunstschneebefall erzeugt. Voraussetzung für den Betrieb solcher Verfahren und Vorrichtungen sind allerdings bestimmte tiefe Temperaturverhältnisse, so dass dieses Verfahren nicht für die Erzeugung von künstlichem Schnee in warmen Umgebungen eingesetzt werden kann.

Aus der JP2006084862 ist ein Verfahren zur Erzeugung von künstlichem Schnee bekannt, dass sich als Ausgangsbasis einer dünnen Platte aus Eis bedient. Diese Eis kann

beispielsweise in bekannter Weise als Kondensat von Feuchtigkeit an einer Kälteplatte erzeugt werden, wie dies aus der Gefrierschranktechnik bekannt ist. Mittels eines Rotationsmessers werden dann Eisstücke von der Oberfläche der Eisplatte weggeschnitten. Um Eisstücke von regelmässiger Grosse zu erhalten, muss dabei die dünne Eisplatte in der Oberfläche eine gitterförmige Struktur aufweisen. Mit einer solchen Vorrichtung lassen sich zwar wiederholbar Eisstücke produzieren, allerdings ist die Leistung praktisch auf die Zeit zur Erzeugung einer bestimmten Schichtdicke der Eisplatte beschränkt und durch die Kälteplatte auch entsprechend aufwändig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, eine Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Schnee zu finden, welche einen einfachen Aufbau aufweist und in der Lage ist, auch grossere Mengen von künstlichem Schnee kontinuierlich zu produzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Weitere erfindungsgemässe Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der weiteren Ansprüche 2 bis 9.

Erfindungsgemäss weist die Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Schnee eine Haltevorrichtung zur Aufnahme eines Eisblockes, ein Schabwerkzeug, ein mit dem Schabwerkzeug verbundenes Zustell- oder Halteorgan, um das Schabwerkzeug gegenüber der Haltevorrichtung zu positionieren sowie eine Antriebsvorrichtung, um das Schabwerkzeug gegenüber der Haltevorrichtung zu bewegen, auf. Mit Hilfe des Zustellorganes wird das Schabwerkzeug gegen den Eisblock,

der sich in der Haltevorrichtung befindet, in Anschlag gebracht. Dies erfolgt derart, dass sich das Schabwerkzeug schliesslich in Arbeitsstellung gegenüber einer Oberfläche des Eisblockes befindet, d.h. dass bei einer relativen Bewegung zwischen Schabwerkzeug und der Oberfläche des Eisblockes kleine Teilchen vom Eisblock abgeschabt oder abgeraspelt werden. Diese Teilchen entsprechen in der Konsistenz natürlichen Schneeflocken.

Entsprechend der Grosse des Eisblockes können nun effizient und bis zum Verbrauch des Eisblockes ununterbrochen derartige Teilchen resp. Schneeflocken erzeugt werden. Wenn der Eisblock aufgebraucht ist resp. nahezu aufgebraucht ist, kann er durch einen neuen Eisblock ersetzt werden. Ein solcher Austausch kann in sehr kurzer Zeit erfolgen, so dass lediglich ein kurzer Unterbruch in der Produktion entsteht .

Wenn beispielsweise zwei derartige erfindungsgemässe Vorrichtungen parallel zueinander eingesetzt werden, mit unterschiedlichen Startzeiten oder unterschiedlichen Dimensionen der Eisblöcke, so kann eine ununterbrochene Produktion von Teilchen resp. Schneeflocken über eine praktisch unbegrenzte Zeit erfolgen.

Beispielsweise ist das Schabwerkzeug als Raspel ausgebildet. Das bedeutet, dass das Schabwerkzeug aus der eigentlichen Werkzeugoberfläche in Richtung des Eisblockes abragende Bearbeitungselemente aufweist, beispielsweise Zähne mit scharfen Kanten, oder aufgebogene Kanten von öffnungen, welche kantig oder zugeschliffen ausgeführt sind. Bei Eingriff dieser Bearbeitungselemente in die

Oberfläche des Eisblockes werden daraus entsprechend der Grosse und Form der Bearbeitungselemente kleine Teilchen ausgebrochen, die die Konsistenz und Form von natürlichen Schneeflocken aufweisen. Beispielsweise weist das Schabwerkzeug eine Anzahl von öffnungen auf, vorzugsweise zwischen ca. 0.1mm bis 10mm lichter Weite. Es hat sich gezeigt, dass Schabwerkzeuge mit öffnungen, beispielsweise runden öffnungen, mit dem genannten Durchmesserbereich, mit natürlichem Schnee vergleichbare Flocken zu erzeugen vermögen. Weiter ist dabei der Vorteil, dass die vom Eisblock ausgebrochenen resp. geschabten Teile von der Bearbeitungsseite des Schabwerkzeuges durch die öffnung auf die andere Seite des Schabwerkzeuges gelangen können, und nicht im Bereich zwischen Schabwerkzeug und Eisblock verbleiben. Damit wird das Abführen der erzeugten Teilchen resp. Flocken wesentlich vereinfacht.

Beispielsweise weist die öffnungen gleiche oder unterschiedliche lichte Weiten auf. Damit werden entweder Teilchen resp. Flocken von konstanter Form resp. Konsistenz erzeugt, was für gewisse Anwendungen von Vorteil ist. Wenn die öffnungen unterschiedliche lichte Weiten aufweisen, lassen sich ein einem Arbeitsgang aber auch gleichzeitig unterschiedliche Grossen resp. Konsistenz von Teilchen resp. Flocken erzeugen, was für andere Anwendungen vorteilhaft sein kann.

Beispielsweise ist das Schabwerkzeug als im Wesentlichen flache Platte mit einer zentralen Drehachse ausgebildet, mit radial zur Drehachse angeordneten öffnungen, die

jeweils mindestens eine ebenfalls radial zur Drehachse ausgerichtete, zur einen Plattenseite hin geneigte Schneidkante aufweisen. Eine derartige als Schabwerkzeug ausgebildete, vorzugsweise ebene Platte eignet sich besonders gut für die Bearbeitung von quaderförmigen Eisblöcken, deren mit dem Schabwerkzeug in Kontakt gelangende Fläche resp. Kontur vorteilhaft kleiner ist als die Fläche resp. Kontur des Schabwerkzeuges. Damit kann der Eisblock vollumfänglich und mit definierter Geometrie der Teilchen abgearbeitet werden.

Beispielsweise ist das Schabwerkzeug um die Drehachse rotierend mit einem Antrieb verbunden. Der Antrieb kann dabei motorisch oder manuell bedient sein, also beispielsweise über ein Getriebe mit einem Elektromotor verbunden sein oder eine Handkurbel aufweisen. Um grossere Mengen von Teilchen resp. Flocken zu produzieren wird vorteilhaft ein motorischer Antrieb eingesetzt.

Beispielsweise ist die Haltevorrichtung als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet und das Schabwerkzeug ist radial in Bezug auf die Achse des Hohlkörpers im Bereich des einen Endes des Hohlkörpers angeordnet. Damit lässt sich der Eisblock einfach in den Hohlkörper als Halteorgan einbringen, auch wenn nicht immer genau gleiche Abmessungen oder Formen des Eisblockes vorliegen. Der Kontakt mit dem Schabwerkzeug lässt sich dabei entweder durch Verschieben des Eisblockes oder des Schabwerkzeuges entlang der Achse einfach realisieren. Das entsprechende Stellorgan kann dabei beispielsweise eine antreibbare Spindel oder ein mit Federmitteln ausgestattetes Anpressorgan sein.

Beispielsweise ist die Achse des Hohlkörpers senkrecht in Bezug auf die Vorrichtung angeordnet und das Schabwerkzeug unterhalb des Hohlkörpers angeordnet ist. In dieser Ausführungsform kann beispielsweise der Eisblock seitlich oder von oben in den Hohlkörper eingebracht werden und auf das vorteilhaft als runder Teller ausgebildeten Schabwerkzeug aufgelegt wird resp. zur Auflage gelangt. Damit reicht es, dass das Schabwerkzeug in Bezug auf den Hohlkörper in einer bestimmten Position gehalten resp. positioniert ist und nicht über ein verstellbares

Zustellorgan laufend für den Eingriff auf die Oberfläche des Eisblockes zugestellt werden muss. Der notwendige Anpressdruck für das Ausführen der Schabwirkung wird damit vorteilhaft allein durch das Aufliegen und Anpressen durch das Eigengewicht des Eisblockes auf dem Schabwerkzeug erzeugt. Selbstverständlich kann auch hier ein zusätzliches Zustellorgan, beispielsweise in Form einer Druckfeder, vorgesehen sein, um einen annährend konstanten Anpressdruck zu gewährleisten. Beispielsweise ist die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet, dass das Schabwerkzeug in Bezug auf die Haltevorrichtung zwischen zwei vorzugsweise einstellbaren Endpositionen hin- und herbewegbar ist. Damit wird eine gleichmässige lineare Schabbewegung erzielt. Dabei kann das Schabwerkzeug entweder entlang einer ortsfesten Achse bewegt werden, oder zwischen den Schabbewegungen jeweils zusätzlich noch seitlich gegenüber dem Eisblock versetzt werden.

Die Aufgabe wird weiter erfindungsgemäss durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 10 gelöst. Weitere erfindungsgemässe Verfahrensschritte ergeben sich aus den Merkmalen der weiteren Ansprüche 11 bis 16. Erfindungsgemäss sieht das Verfahren zur Erzeugung von künstlichem Schnee vor, dass ein Eisblock bereitgestellt wird, ein Schabwerkzeug gegen den Eisblock in Anschlag gebracht wird und danach eine relative Bewegung zwischen Schabwerkzeug und Eisblock erzeugt wird. Durch die Bewegung werden durch das Schabwerkzeug von der Oberfläche des

Eisblockes kleine Teilchen ausgebrochen, welche in Form und Konsistenz natürlichen Schneeflocken gleichen.

Beispielsweise wird ein Schabwerkzeug mit einer Anzahl von öffnungen bereitgestellt, vorzugsweise mit öffnungen zwischen ca. 0.1mm bis 10mm lichter Weite. Damit können in einem Schabvorgang eine Vielzahl von Teilchen von vorbestimmbarer Grosse resp. Form erzeugt werden.

Beispielsweise wird das Schabwerkzeug um eine Achse drehend gegen den Eisblock in Anschlag gebracht. Damit kann das Schabwerkzeug einfach motorisch angetrieben werden, beispielsweise mittels eines Elektromotors mit Getriebe.

Beispielsweise wird der Eisblock festgehalten und das Schabwerkzeug mittels eines Antriebes bewegt. Damit wird eine definierte Bewegung zwischen Schabwerkzeug und der Oberfläche des Eisblockes erzeugt, die beispielsweise durch Einstellung der entsprechenden Bewegungsgeschwindigkeit zur Erzeugung von Teilchen mit annähernd konstanter Geometrie führt.

Beispielsweise wird das Schabwerkzeug gerade in einer Richtung oder in alternierender Richtung zwischen zwei Endpositionen bewegt und gegen den Eisblock in Anschlag gebracht. Beispielsweise wird das Schabwerkzeug festgehalten und der Eisblock mittels eines Antriebes bewegt.

Beispielsweise wird das Verfahren bei einer Umgebungstemperatur von unter 0° C durchgeführt wird. Damit behalten die Teilchen resp. Flocken ihre Konsistenz und können für den Verwendungszweck eingesetzt werden.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Figuren noch näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 rein schematisch den Aufbau einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Schnee;

Fig. 2 den Längsschnitt und die Aufsicht auf ein Schabwerkzeug einer erfindungsgemässen Vorrichtung;

Fig. 3 die Aufsicht auf eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsform eines Schabwerkzeuges;

Fig. 4 schematisch die Ansicht eines alternativen Aufbaus einer erfindungsgemässen Vorrichtung; und

Fig. 5 schematisch die Explosionszeichnung einer Erfindungsgemässen Vorrichtung entsprechend Figur 4; Fig. 6 die Aufsicht auf das Schabwerkzeug von Figur 5;

Fig. 7 die Aufsicht auf einen Teilbereich des Schabwerkzeuges von Figur 5; sowie

Fig. 8 den Längsschnitt durch den Teilbereich einer öffnung des Schabwerkzeuges von Figur 7.

In Figur 1 ist rein schematisch der Aufbau einer erfindungsgemässen Vorrichtung resp. das erfindungsgemässe Verfahren dargestellt. Ein Eisblock 1 ist dabei in einer der übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Halterung positioniert und mit dieser unverrückbar verbunden. Dies kann auf herkömmliche Weise beispielsweise mittels Klammern, Backen oder Positionierelementen erfolgen.

Der Eisblock 1 weist beispielsweise ein quaderförmige Gestalt auf mit mindestens einer einigermassen planen Frontseite 1'. Diese Frontseite 1' dient als Bearbeitungsseite für das Schabwerkzeug 2, welches gegen diese Frontseite I ¹ in Anschlag gebracht ist, beispielsweise durch eine als Haltevorrichtung für das Schabwerkzeug dienende Stange 3.

Das Schabwerkzeug 2 ist beispielsweise als rechteckige Platte mit einer Vielzahl von öffnungen 4 ausgebildet. Das Schabwerkzeug 2 wird in Richtung A durch die Stange 3 gegen die Frontseite 1' gedrückt und durch seitliche Bewegung der Stange 3 gegenüber der Frontseite I ¹ verschoben. Diese Bewegung kann beispielsweise in einer durch die Kurve B angedeuteten Bahn mit horizontalen Bereichen und an den Kehrpunkten vertikalen Versetzungen erfolgen. Dabei bleibt die Ausrichtung des Schabwerkzeuges 2 gegenüber dem Eisblock 1 beispielsweise unverändert, d.h. es erfolgt eine rein translatorische Bewegung des Schabwerkzeuges 2 gegenüber der Frontseite 1' des Eisblockes 1.

Durch diese Bewegung und dem Anpressdruck A werden Teilchen S von der Frontseite 1' des Eisblockes 1 herausgebrochen, welche durch die öffnungen 4 oder zwischen der Arbeitsseite des Schabwerkzeuges 2 und der Frontseite 1' herausfallen und zu Boden fallen können. Diese Teilchen S, welche die Form und Konsistenz von Schneeflocken aufweisen, können im Bereich unterhalb des Eisblockes 1 beispielsweise zu einem Schneehaufen 5 gesammelt werden.

In Figur 2 ist nun detaillierter ein Ausschnitt des Schabwerkzeuges 2 in Längsschnitt und der Aufsicht dargestellt. Der Grundkörper des Schabwerkzeuges 2 besteht im Wesentlichen aus einer flachen Platte, in welcher beispielsweise ovale öffnungen 4 ausgebildet sind. Die in Bewegungsrichtung B hinten liegende Kante resp. Kantenabschnitt 4' ist leicht nach oben abgebogen. Damit ragt der Kantenabschnitt 4' nach oben von der Arbeitsseite des Schabwerkzeuges 2 ab, welche gegen die Frontseite I ¹ des Eisblockes gerichtet zu liegen kommt. Weiter ist die Vorderseite des Kantenabschnittes 4 ' vorteilhaft geschärft ausgebildet, d.h. er läuft spitz zu, oder weist eine scharfe Kante auf. Damit wird eine optimale Ausbrechwirkung bei Eingriff in die Frontseite 1' des Eisblockes 1 erzielt und in Abhängigkeit der Grosse, Form und Ausbildung des Kantenabschnittes 4' die Teilchen S erzeugt. In Figur 3 ist beispielsweise die Aufsicht auf ein

Schabwerkzeug 2 dargestellt, welches in regelmässiger Anordnung öffnungen 4 mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen, also mit unterschiedlichen lichten Weiten. Die für das Ausbrechen der Teilchen S Kantenabschnitte 4 ' sind

dabei alle parallel zueinander ausgerichtet. In dieser Konfiguration weist das Schabwerkzeug 2 eine einzige Bearbeitungsrichtung B auf.

Wenn die Kantenabschnitte 4' jeweils an gegenüberliegenden Kanten der öffnungen 4 ausgebildet sind, kann das

Schabwerkzeug 2 auch in zwei einander entgegen gesetzten Richtung zur Bearbeitung eingesetzt werden. Denkbar ist auch, dass jeweils an einer öffnung 4 zwei einander gegenüberliegende Kanten mit Bearbeitungsabschnitten 4 ' ausgebildet sind.

In Figur 4 ist rein schematisch eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt. Hier ist der Eisblock 1 in ein zylindrisches Gehäuse 6 als Haltevorrichtung eingebracht. Dieses Gehäuse 6 weist seitlich eine Einbringöffnung 6' auf, durch welche der Eisblock 1 in das Gehäuse 6 eingebracht werden kann.

Den untern Abschluss des Gehäuses 6 bildet nun ein als runde Platte ausgebildetes Schabwerkzeug 2, welches um die Hochachse H des Gehäuses 6 drehbar ausgebildet ist. Der Eisblock 1 ist dabei durch geeignete Einrichtungen, beispielsweise einer vertikalen Leiste, verdrehsicher aber parallel zur Hochachse H nach unten verschiebbar im Gehäuse 6 gehalten.

Durch Verdrehen des Schabwerkzeuges 2 gegenüber dem Gehäuse β werden nun durch die öffnungen 4 des Schabwerkzeuges 2 vom Eisblock 1 Teilchen S ausgebrochen, welche durch die öffnungen 4 nach unten aus dem Gehäuse 6 herausfallen können.

Der Arbeitsdruck zwischen Schabwerkzeug 2 und Eisblock 1 wird dabei durch das Eigengewicht des Eisblockes 1 erzeugt. Sollte dies nicht ausreichend sein, kann im oberen Bereich des Gehäuses 1 eine Pressvorrichtung angeordnet sein, welche von oben einen Druck auf die Oberseite des

Eisblockes 1 ausübt und damit den Arbeitsdruck verstärkt. Dies kann beispielsweise über ein Federmittel wie eine Druckfeder erfolgen.

In Figur 5 ist nun noch detaillierter die Explosionsdarstellung einer Vorrichtung entsprechend der Figur 4 dargestellt.

Hier ist die bereist erwähnte vertikale Leiste 7 als Verdrehsicherung für den Eisblock 1 ersichtlich, welche an der zylindrischen Innenwand des Gehäuses 6 angebracht wird. Am unteren Ende des Gehäuses 6 ist ein massiver Flansch 6 ¹ ' ausgebildet, welcher einen Zahnkranz 8 aufnimmt, auf welchem das Schabwerkzeug 2 angeordnet ist. Der Zahnkranz 8 wird durch den Motor 9 über ein Getriebe 10 mit Antriebsrad 11 angetrieben. Diese Konstruktion ist im Aufbau sehr kompakt und äusserst robust und eignet sich für die kontinuierliche Produktion von in der Konsistenz und Grosse natürlichen Schneeflocken gleichenden Teilchen S. So kann beispielsweise der nächste Eisblock 1 einfach auf den aktuell bearbeiteten, nur noch eine geringe Höhe aufweisenden Eisblock 1 aufgelegt werden, ohne dass die Produktion unterbrochen werden müsste.

Aber auch beim Auswechseln des Eisblockes 1, d.h. dem Ersatz eines beinahe aufgebrauchten Eisblockes 1 durch

einen neuen Eisblock 1 muss lediglich eine sehr geringe Unterbrechungszeit in Kauf genommen werden.

In Figur 6 ist nun weiter die Aufsicht auf das kreisplattenförmige Schabwerkzeug 2 der Ausführung nach Figur 5 dargestellt. Dabei sind die öffnungen 4 jeweils in einer Reihe entlang einer geraden Linie strahlenförmig um das Zentrum des Schabwerkzeuges 2 angeordnet.

Die einzelnen öffnungen 4 sind dabei als im Wesentlichen rechteckige Ausschnitte ausgebildet mit jeweils bis über die Mitte des Ausschnittes hineinragende Messer 12 mit nach oben abragenden resp. abgewinkelten Messerkanten 12', wie aus Figur 7 resp. 8 hervorgeht. Dabei sind die einzelnen öffnungen 4 von nacheinander angeordneten Reihen in radialer Richtung leicht versetzt angeordnet. Diese Anordnung führt zu einem regelmässigen Abtragen von

Material von der Bearbeitungsseite 1' des darüber liegenden Eisblockes 1.

Durch den Winkel des Messers 12 resp. die Höhe der

Messerkante 12 ' gegenüber der Oberfläche des Schabwerkzeuges 2 kann die Grosse der zu erzeugenden

Teilchen S beeinflusst resp. eingestellt werden.

Beispielsweise beträgt die Höhe der Messerkante 12' zwischen 0,1mm und 10mm. Im In Figur 7 dargestellten

Beispiel beträgt die Breite der öffnungen 4 ca. 2.5mm bei einer Höhe der Messerkante von ca. 0.5mm und einem

Durchmesser des Schabwerkzeuges von ca. 320mm.