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Überholsignalau ! age für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung betrifft eine Überholsignalanlage für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Lastkraftwagen, unter Verwendung von gerichteten Schallwellen, die von dem überholenden Wagen ausgesandt und von dem zu überholenden Wagen mittels eines auf die Geberfrequenz abgestimmten Empfängers empfangen werden.
Überholsignalanlagen dieser Art haben sich nicht bewährt. Soll der Empfang von mit einer Signalhupe gegebenen Überlolsignalen auf grössere Entfernungen gewährleistet sein, so ist es erforderlich, dass diese Signale besonders laut gegeben werden. In diesem Falle stören sie den Verkehr besonders stark, für den ohnedies die Beseitigung jedes irgendwie vermeidbaren Lärms angestrebt wird. Akustische
Signale der bisherigen Art kommen daher für Überholsignale ernsthaft nicht in Betracht, zumal bei Verwendung eines Mikrophons und eines Verstärkers auf der Empfangsseite auch sämtliche Strassen-, Wagen-und Motorengeräusche verstärkt dem Fahrer zugeleitet werden.
Erfindungsgemäss werden diese und andere Übelstände dadurch beseitigt, dass als Signalfrequenz eine Frequenz gewählt ist, die unhörbar ist oder so dicht an der oberen Hörgrenze liegt, dass sie eben noch wahrgenommen werden kann, aber nicht störend empfunden wird.
Die Schallwellen können in an sieh bekannter Weise vermittels eines zylindrischen Parabolspiegels oder eines parabolischen Trichters derart gerichtet werden, dass nur der notwendigste Strassenausschnitt von den Schallwellen bestrichen wird.
Nach eingehenden Untersuchungen eignen sich nun für den erfindungsgemässen Zweck in erster Linie ultrasonore Schallgeber auf mechanischer Grundlage.
Als mechanischen Ultraschallwellengeber benutzt man vorzugsweise Hartmannsche GaltonPfeifen unter Verwendung von kleinen Oszillatoren. Diese Ultrasehallwellengeber sind billig in der Anschaffung und im Betrieb und zuverlässig in der Wirkungsweise. Das Spektrum der erzeugten Ultraschallwellen ist relativ schmal, kann aber durch Veränderung des Druckes, mit welchem die Galton-Pfeife angeblasen wird, innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Man kann also leicht eine bestimmte Signalfrequenz einstellen.
Die zum Anblasen der Galton-Pfeife notwendige Druckluft wird nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens von einer besonderen Kompressionsanlage geliefert, die ihrerseits vom Kraftwagenmotor betrieben wird.
Dabei kann vorgesehen werden, dass die Kompressionsanlage bei einem bestimmten Maximaldruck und durch diesen selbsttätig vom Kraftwagenmotor abgeschaltet und bei einem bestimmten Minimaldruck selbsttätig eingeschaltet wird. Rüstet man sie mit einem Zweiweghahn aus, so kann sie auch beim Aufpumpen der Luftreifen Verwendung finden.
Ein weiterer Druekspender ist die Kolbenkompression des Kraftwagemnotors. Durch einen besonderen Zündkerzenansatz werden die durch den Kolbenhub erzeugten komprimierten Gase bei geöffnetem Signalventil einem Kessel zugeleitet, dessen Ventil sieh bei einem bestimmten Überdruck öffnet und zur Galton-Pfeife führt.
Bei kleinen Wagen empfiehlt es sieh, als einfachen billigen Drucklufterzeuger für den Sehallgeber eine Stahlflasche mit komprimierter Luft zu verwenden, der ein Reduzierventil vorgeschaltet ist. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Stahlflasche von ungefähr 50 cm Länge und 9 cm Durchmesser für
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200 Signale und mehr ausreicht. Diese Flaschen können an jeder beliebigen Tankstelle nachgefüllt werden.
Es steht nichts im Wege, als Druckluftbehälter einen Gummiball zu benutzen, der über ein Ventil und über eine Regulierdüse an die Galton-Pfeife angeschlossen ist. Es hat sich gezeigt, dass man mit einem Ball handlicher Grösse einen solchen Druck erzeugen kann, dass Schallwellen auf hinreichend grosse Entfernungen übermittelt werden können.
Es ist auch möglich, zur Steigerung der Reichweite des Schallgebers den Gummiball durch einen Blasbalg zu ersetzen, der beispielsweise durch den Fuss zu betätigen ist.
Die Empfangsanlage, mit der das zu überholende Fahrzeug ausgerüstet sein soll, kann aus einem magnetostriktiven Empfänger an sich bekannter Art, einer Verstärkeranlage und einem kombinierten, weiter unten genauer beschriebenen Relais bestehen. Die hochfrequenten Schallwellen gelangen über ein von einem Röhrenverstärker gesteuertes Gasentladungsrohr (Thyratron) auf ein Relais zur Wirkung.
Der Heizstrom für die Röhren kann aus einem Akkumulator, der Anodenstrom aus einer Anodenbatterie entnommen werden.
Die Einrichtung kann aber auch so getroffen werden, dass der Heizstrom aus der Starterbatterie des Wagens und der Anodenstrom aus einem Zerhacker entnommen wird, der wiederum selbst von der Starterbatterie gespeist wird.
Für die praktische Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist es von Bedeutung, die Frequenz des Empfängers auf die Frequenz des Gebers abstimmen zu können. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, die Dimensionen des magnetostriktiven Elementes zu variieren. Dies geschieht wiederum, indem man dieses magnetostriktive Element aus einzelnen Teilen zusammensetzt, deren Lage durch Betätigung eines Bedienungsknopfes willkürlich gegeneinander verändert werden kann.
Weitere Einzelheiten über die Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind der Zeichnung zu entnehmen, an Hand deren einige Ausführungsbeispiele der Erfindung nunmehr im einzelnen beschrieben werden.
In Fig. 1 zeigt 1 die Galton-Pfeife, welche in dem Trichter 2 untergebracht ist, 3 ist die Druckluftstahlflasche und 4 das Einlassventil.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, wonach aus dem Fahrzeugmotor durch den Zündkerzenansatz 8 die komprimierten Gase vorläufig bis zum Einlassventil 4 gelangen. Erst wenn dieses Ventil geöffnet wird, gelangen die Gase in einen Kessel 5, welcher etwa den dreifachen Inhalt des Motorzylinders besitzt. Der Druck steigt nunmehr im Kessel 5 an und hat erfahrungsgemäss schon bei dem zweiten bzw. dritten Kolbenhub diejenige Höhe erlangt, bei welcher sieh das Ventil 6 selbst öffnet und die GaltonPfeife mit dem erforderlichen Druck angeblasen wird. Eine Regulierungsdüse 7 dient zur feineren Einstellung der Druckhöhe, da bekanntlich die Frequenz von der Druckhöhe mitbestimmt wird, womit die Galton-Pfeife angeblasen wird.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung, wonach ein Kompressor 10 mit dem Getriebe des Kraftfahrzeugmotors gekuppelt ist. Die komprimierte Luft wird einem Kessel 13 zugeleitet. Dieser Kessel hat zwei Ventile 11 und 12. Das Ventil 11 ist in an sich bekannter Weise so ausgebildet, dass es bei einem gewissen Überdruck im Kessel selbsttätig die Kompressionsanlage abschaltet. Das Ventil 12 schaltet bei absinkendem Druck und bei einer bestimmten Minimalgrenze dieses Druckes die Kompressoranlage wieder in den Antrieb ein. Aus diesem Kessel gelangt die komprimierte Luft bis zu einem Einlassventil und, wenn dieses geöffnet wird, zur Galton-Pfeife.
Auf die mittels der Pfeife in dem zu überholenden Wagen ausgesandte Frequenz spricht das Empfangsorgan an, das an geeigneter Stelle in dem zu überholenden Wagen eingebaut ist. Dieses Empfangsorgan wandelt die ultrasonoren Schallschwingungen in frequenzgleiche Schwankungen einer elektrischen Zustandsgrösse, bei magnetostriktiven Empfängern beispielsweise auf dem Umwege über Schwankungen eines magnetischen Feldes, um und erregt direkt oder indirekt über einen Verstärker die Relaisanlage, deren Wirkungsweise weiter unten näher erläutert wird.
In Fig. 4 zeigt 14 den magnetostriktiven Empfänger, 15 die Verstärkeranlage mit den zwei Regulierungsknöpfen 28 und 29. Mit diesen Regulierungsknöpfen kann man den Grad der Verstärkung regeln und somit auch die wirksame Reichweite des Empfängers einstellen.
Von grosser Wichtigkeit ist Wahl und Anordnung der Signalmittel. Die Bedingungen, welche der reibungslose Überholverkehr an solche stellt, sind folgende : 1. An den Lastwagenführer sollen keine neuen Anforderungen hinsichtlich Achtsamkeit bei der Bedienung der Signale gestellt werden.
2. Der Führer des überholenden Fahrzeuges muss die Gewissheit erhalten, dass sein abgegebenes Überholsignal auch angekommen und verstanden worden ist. Auch muss er davon Kenntnis erhalten, dass kein anderes Fahrzeug aus entgegengesetzter Richtung kommt oder sonst die Fahrstrasse ein Hindernis aufweist, wodurch die Überholung gefährdet sein könnte.
3. Die verschiedenen Signale müssen in wechselseitiger Beziehung stehen. Die Gefahr, dass der Führer des Lastwagens das Überholfreigabesignal aus Vergesslichkeit stehen lässt oder durch ein plötzlich auftretendes Ablenkungsmoment an der Abstellung behindert wird, wodurch ein weiterer Wagen zur Überholung veranlasst werden könnte, muss beseitigt werden.
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Fig. 5 zeigt die Signalanlage, die zwei Signalgruppen umfasst :
A. Die erste Gruppe besteht aus einem roten oder andersfarbigen Lichtsignal 24. Dieses wird, wie aus Fig. 5 ersichtlich, an der linken äusseren Wand des Führerstandes, rückwärtsgerichtet und möglichst weit ausladend, angebracht, damit es für den Überholung begehrenden Wagen leicht wahr- zunehmen ist. Dieses Signal 24 kann auch am Schluss des Lastwagenzuges etwa in der Nähe des Er- kennungszeichens angebracht sein. Es dient dazu, den Kraftwagenführer, welcher überholen will, zu benachrichtigen, dass sein abgegebenes Signal am Lastwagen angekommen ist. Gleichzeitig dient dieses Signal als vorläufiges Überholverbot.
Mit dem Signal 24 ist das akustische Signal 23 (Klingel, Summer, Hupe) parallelgeschaltet, welches sich im Innern des Führerstandes befindet und dem Lastwagenführer das Überholbegehren vermitteln soll.
Weiterhin ist parallelgeschaltet eine kleine rote Kontrollampe 20, die am Armaturenbrett an- gebracht ist und der rückwärtsgerichteten, aussen angebrachten Kontrollampe 24 entspricht.
Diese erste Gruppe der Signale wird von dem Dauerrelais (nicht gezeichnet) ausgelöst.
B. Die zweite Gruppe der Signale besteht aus einem grünen rückwärtsgerichteten Licht- zeichen 26 und wird neben dem Signal 24, wie Fig. 5 zeigt, angeordnet ; ihr entspricht am Armaturen- brett die grüne Kontrollampe 21.
Parallel mit dem Signal 26 ist etwa an der Stirnseite des Lastwagenführerstandes, aber vor- wärts gerichtet, für eventuell entgegenkommende Fahrzeuge die rote Lampe 26 angebracht.
Ferner ist 27 in Fig. 5 der Empfänger und 16 in Fig. 4 die Relaisanlage, deren Ausgang zu den beiden Signalgruppen führt.
Die Wirkungsweise der gesamten Anlage ist folgende : Durch Druck auf einen Taster oder das am Armaturenbrett befindliche Lufteinlassventil 4 (Fig. 1 und 2) der als Geber verwendeten Pfeife 1 (Fig. 1) sendet der überholende Kraftwagenführer ein unhörbares oder gerade noch wahrnehmbares akustisches Signal an den Schallempfänger 27. Die Schwingungen gelangen nach der Verstärkung zunächst zum Dauerrelais, wodurch die erste Signalgruppe ausgelöst wird.
Diese Signale bleiben vorläufig in Tätigkeit. Der Lastwagenführer hat nun die Pflicht, sich davon zu überzeugen, ob ein entgegenkommendes Fahrzeug sieh bereits in der Kreuzung befindet oder ein sonstiges Hindernis die Fahrbahn belegt. Erst wenn dies nicht der Fall ist, darf er vermittels des Tasters 22 die erste Signalgruppe ausschalten. Mit diesem Ausschalttaster ist zwangläufig die durch das thermische Relais (Bimetallstreifen) auszulösende zweite Signalgruppe 25, 21, 26 verbunden. Nach 20 Sekunden bzw. einer Zeit, welche genügend ist, um die Überholaktion auszuführen, erlöscht auto- matisch auch die zweite Signalgruppe.
Durch dieses System erhält also
1. der Überholung begehrende Wagen die Sicherheit, dass sein Signal angekommen und verstanden ist ;
2. er erhält gegebenenfalls die Nachricht, dass ein anderes Fahrzeug kreuzen will und dadurch die Fahrbahn belegt ;
3. ein eventuell entgegenkommender Wagen erhält Kenntnis von der bevorstehenden Überholung und weiterhin kann der Lastwagenführer durch irgendeinen Umstand niemals ein Signal stehenlassen und damit ein anderes Fahrzeug gefährden.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Überholsignalanlage für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Lastkraftwagen, unter Verwendung von gerichteten Schallwellen, die von dem überholenden Wagen ausgesandt und von dem zu überholenden Wagen mittels eines auf die Geberfrequenz abgestimmten Empfängers empfangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Signalfrequenz eine Frequenz (6500-7503 Hz) gewählt ist, die gerade unhörbar ist oder so dicht an der oberen Hörgrenze liegt, dass sie eben noch wahrgenommen werden kann, aber nicht störend empfunden wird, also höher liegt als die Frequenzen des Strassenlärms der Motorund Fahrgeräusche.