DE102006015554A1

DE102006015554A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Notbremsung von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102006015554A1
Application number: DE200610015554
Authority: DE
Inventors: Niels CHRISTENSEN
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2026-04-01
Also published as: WO2007112879A1; DE102006015554B4

Abstract

Bei Kraftfahrzeugen (1), die mit einer herkömmlichen Bremsanlage mit Scheiben- und/oder Trommelbremsen ausgerüstet sind, reicht diese oft nicht aus, um in besonders problematischen Bremssituationen das Kraftfahrzeug (1) rechtzeitig zum Stillstand zu bringen. Um in solchen Situationen völlig unabhängig von der herkömmlichen Bremsanlage eine Notbremsung durchführen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass als Ergänzung zur herkömmlichen Bremsanlage zumindest eine an der Unterseite des Kraftfahrzeugs (1) im Bereich der Hinterachse (2) aufgehängte Bremsplatte (10) durch Anpresszylinder (3) heruntergefahren und mit ihrer Andruckfläche (15) gegen die Fahrbahndecke (9) gepresst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Notbremsung von mit einer herkömmlichen Bremsanlage mit Scheiben- und/oder Trommelbremsen ausgerüsteten Kraftfahrzeugen in besonders problematischen Bremssituationen.
Solche Bremssituationen können beispielsweise auf der Autobahn bei einem zu spät erkannten Stauende auftreten oder auch auf sonstigen Straßen durch plötzlich auftauchende Personen oder Hindernisse auf der Fahrbahn. Es handelt sich also um solche Situationen, bei denen die herkömmliche Bremsanlage oft nicht in der Lage ist, das Fahrzeug rechtzeitig zum Stillstand zu bringen.

Aus der DE 37 34 801 A1 ist eine Radbremseinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der wenigstens eine zusätzlich und unabhängig von der üblichen Radbremseinrichtung mittels Scheiben- und/oder Trommelbremsen betätigbare weitere Notbremseinrichtung vorgesehen ist. Diese beispielsweise unterhalb der Hinterradachsen angeordnete Notbremse arbeitet mit Bremsscheiben, die auf die Bremsklötze drücken. Über eine Gelenkwelle ist die Notbremse mit der axial verlängerten üblichen Bremstrommel verbunden und kann unabhängig von der üblichen Radbremseinrichtung über einen Schalter in Betrieb gesetzt werden. Nachteilig bei dieser für Kraftfahrzeuge entwickelten Notbremseinrichtung ist, dass diese zusätzliche Bremswirkung ausschließlich nur über die Reibfläche bzw. Auflagefläche der vorhandenen Räder wirkt und damit letztendlich die übliche Radbremseinrichtung nur soweit unterstützen kann, wie dies die Reibwirkung der Räder zulässt.

Ausgehend vom bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, die völlig unabhängig von der herkömmlichen Bremsanlage für den Fall, das nichts mehr geht „in ähnlich radikaler Weise wie einen Anker auszuwerfen", das Kraftfahrzeug abbremsen.

Die gestellte Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass als Ergänzung zur herkömmlichen Bremsanlage und zum zusätzlichen Schutz in besonders problematischen Bremssituationen zur Notbremsung zumindest eine an der Unterseite des Kraftfahrzeugs aufgehängte Bremsplatte heruntergefahren und gegen die Fahrbahndecke gepresst wird.

Ein Notfall-Bremssystem bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 9 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Um bei der Bremsauslösung die volle Wirkung der Vorderräder und des eventuell vorhandenen ABS-Systems zu erhalten, sind die vorzugsweise ein bis vier Bremsplatten erfindungsgemäß möglichst hinter der Hinterachse angeordnet. Die genaue Lage variiert hierbei je nach Fahrzeugtyp und ist durch entsprechende Bremsversuche zu ermitteln.

Eine Bremsplatte besteht erfindungsgemäß aus einer metallischen Grundplatte, beispielsweise in Form eines Gitterrostes aus Stahl- oder Aluminium- Druckguss, auf die ein leicht auswechselbarer Lamellenprofil-Bremsbelag aufgebracht ist, der beispielsweise aus einer Slicks-Gummimischung gefertigt ist, wie sie bei den Reifen der Formel-1-Rennwagen Verwendung findet. Ein derartiger Bremsbelag zeichnet sich durch große Bodenhaftung aus mit zunehmender Wirkung bei Erwärmung (100 bis 120 °C) durch die Reibung mit der Fahrbahnoberfläche.

Um auch bei regennasser Strasse den Bremsvorgang aquaplaning-sicher durchführen zu können, ist der Lamellenprofil-Bremsbelag der Bremsplatte/Bremsplatten entsprechend tief profiliert. Zusätzlich ist es zur Vermeidung von Aquaplaning auch möglich, die Andruckfläche der Bremsplatte/Bremsplatten in einzelne Teilflächen mit Zwischenabstand auszubilden.

Um Unebenheiten der Fahrbahn während des Bremsvorgangs überfahren zu können, sind die Bremsplatten erfindungsgemäß an ihrem in Fahrtrichtung vorderen Ende bogenförmig nach oben gerundet ausgebildet, wobei dieser Teil der Bremsplatten aus Kostengründen eine von der Andruckfläche abweichende Profilierung aufweisen kann.

Die optimale Bremsplatten-Form, -Größe, -Stärke, ihre Anzahl sowie die Art des Bremsbelags variieren je nach Fahrzeugtyp und sind durch entsprechende Bremsversuche zu ermitteln.

Bei Auslösung des Bremsvorgangs werden die Bremsplatte/Bremsplatten durch vorzugsweise einen bis vier hydraulische und/oder elektromechanische Anpresszylinder zur Fahrbahndecke heruntergefahren. Die Anpresszylinder sind computergesteuert und/oder elektronisch geregelt, um einen bestmöglichen Anpressdruck der Bremsplatte/Bremsplatten auf die Fahrbahn zu gewährleisten.

Mit Vorteil ist/sind in einer Ausführungsform der Erfindung die Bremsplatte/Bremsplatten direkt an den an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigten Anpresszylindern aufgehängt, wobei der vordere Teil der Bremsplatte/Bremsplatten dann zusätzlich mit der Unterseite des Kraftfahrzeugs über mindestens eine Aussteifungs-Gelenkstange verbunden ist, um die durch die Anpresszylinder herbeigeführte Anpresslage der Bremsplatte/Bremsplatten zu unterstützen und insbesondere den bei der Bremsung stärker belasteten Teil der Bremsplatte/Bremsplatten an einem Ausweichen nach oben zu hindern.

In einer alternativen Ausführungsform ist/sind die Bremsplatte/Bremsplatten an ein bis vier an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigten Gelenkstangen aufgehängt. In diesem Fall wird/werden die Bremsplatte/Bremsplatten durch Anpresszylinder in einer horizontal-vertikal verlaufenden Verschieberichtung zur Fahrbahndecke gefahren und gegen sie gepresst.

Das erfindungsgemäße Notfall-Bremssystem, das grundsätzlich unter jedes Fahrzeug eingebaut werden kann, ist von der vorhandenen herkömmlichen Bremsanlage völlig unabhängig einsetzbar. Es ist allerdings sinnvoll, zur Notbremsung Mittel der vorhandenen Bremsanlage zu nutzen. So wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Steuerung der Anpresszylinder so weitgehend in die vorhandene herkömmliche Bremsanlage einzubinden, dass bei Betätigung des Bremspedals das Herunterfahren der Bremsplatte/Bremsplatten ausgelöst und nach Loslassen des Bremspedals die Bremsplatte/Bremsplatten wieder in die Ausgangsstellung zurück gefahren wird/werden. Das Auslösen der Notbremsung erfolgt dann durch volles Durchdrücken (Panikverhalten) des Bremspedals, eventuell über einen zusätzlichen Druckpunkt hinweg. Auch ein schneller Wechsel vom Gas- zum Bremspedal in Verbindung mit starkem Bremsdruck könnte zu einem Auslösen der Notbremsung genutzt werden. Weiterhin könnte auch ein vorhandener Auffahrsensor, der einen selbsttätigen Bremsvorgang in kritischen Situationen herbeiführt, mit der Auslösesteuerung des Notfall-Bremssystems verbunden sein und gleichzeitig mit dem herkömmlichen Bremsvorgang die Notbremsung auslösen.

Durch die Einbindung des Notfall-Bremssystems in die vorhandene herkömmliche Bremsanlage ist es erfindungsgemäß weiterhin möglich, dass zur Unterstützung des Bremsvorgangs und des Anpressdrucks beispielsweise Bremskraftverstärker und Bremsassistent der vorhandenen Bremsanlage genutzt werden.

Das Auslösen der Notbremsung sowie ein durch Verschleiß erforderliches Auswechseln des Lamellenprofil-Bremsbelags werden durch Kontrolllampen innerhalb des Kraftfahrzeugs dem Fahrer angezeigt. Da aus einer Notbremsung ein deutlich verkürzter Bremsweg resultiert, wird weiterhin das Vorhandensein eines Notfall-Bremssystems durch einen entsprechenden Hinweis an der Rückseite des Kraftfahrzeugs dem nachfolgenden Verkehr kenntlich gemacht.

Weitere Einzelheiten und Eigenschaften der Erfindung werden nachfolgend an in schematischen Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht eines Kraftfahrzeugs mit möglicher Anordnung einer Bremsplatte,
2a–c die Bremsplatte der 1 in verschiedenen Ansichten,
3a–b die Lage der Bremsplatte der 1 in der Ausgangsstellung,
4a–b die Lage die Bremsplatte der 1 bei halber Bremsleistung,
5a–b die Lage die Bremsplatte der 1 bei voller Bremsleistung,
6 die Lage der Bremsplatte in der Ausgangsstellung bei alternativer Aufhängung.
In der 1 ist in einer schematischen Draufsicht die mögliche Anordnung einer Bremsplatte 10 am hinteren Ende eines Kraftfahrzeugs 1 dargestellt. Die Bremsplatte 10 befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel etwa zwischen der Hinterachse 2 und dem Fahrzeugende.
In den 2a bis 2c ist die Bremsplatte 10 der 1 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt, und zwar eine Draufsicht auf die Unterseite der Bremsplatte 10 mit aufgebrachtem Bremsbelag (2a), einem Querschnitt (2b) und einem Längsschnitt (2c). Wie diesen drei Darstelllungen zu entnehmen ist, besteht die Bremsplatte 10 aus einer Grundplatte 11, auf die ein Lamellen-Bremsbelag 13 mit rillenförmigen Zwischenräumen 14 aufgebracht ist. Die Bremsplatte 10 ist an einem Ende gewölbt ausgebildet und am Kraftfahrzeug 1 so angeordnet, dass dieses bogenförmige Ende 12 in Fahrtrichtung betrachtet vorne ist (siehe hierzu die 3b). Die übrige nicht gewölbte Fläche der Bremsplatte 10 stellt die Andruckfläche 15 dar und kann bei Bedarf mit einem vom gewölbten Teil 12 abweichenden Bremsbelag ausgebildet sein. An der Grundplatte 11 sind im Bereich ihrer Ecken jeweils Anpresszylinder 3 befestigt, an denen die Bremsplatte 10 am Kraftfahrzeug 1 hängend befestigt werden kann, wie nachfolgend dargestellt wird.
In den 3a und 3b ist in einer Ansicht von hinten (3a) und einer Ansicht von der Seite die entsprechend der 1 hinter der Hinterachse 2 an Anpresszylindern 3 aufgehängte Bremsplatte 10 in der Ausgangsposition dargestellt. Die Bremsplatte 10 befindet sich in dieser Ausgangsposition etwa in Höhe der Hinterachse 2, wobei die Anpresszylinder 3, die mit ihrem oberen Ende an der Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 befestigt sind (die Befestigung ist nicht näher dargestellt), teleskopartig ineinander geschoben sind. Eine das vordere Ende 12 der Bremsplatte 10 mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 verbindende Aussteifungs-Gelenkstange 5 ist waagrecht ausgerichtet. Die gestrichelt dargestellten Positionen der einzelnen Komponenten der Bremsvorrichtung machen deutlich, in welcher Weise bei einer durchgeführten Notbremsung diese Komponenten verschoben werden. Die Verschiebung der Bremsplatte 10 zur Fahrbahndecke 9 (Position 10') erfolgt dabei etwas schräg nach unten in Verschieberichtung 6, wobei sich auch die Aussteifungs-Gelenkstange 5 schräg nach unten zur neuen Position 5' neigt.
In den 4a, 4b sowie 5a, 5b sind unter Verwendung der Darstellungen der 3a und 3b die bei einer Notbremsung sich ändernden Positionen eingezeichnet. In den 4a und 4b, die die Lage die Bremsplatte 10 der 1 bei halber Bremsleistung zeigt, sind die in den 3a und 3b nur gestrichelt dargestellten Positionen realisiert. Es ist erkennbar, dass die Anpresszylinder 3 – teleskopartig auseinander gefahren – die Bremsplatte 10 schräg nach unten in Pfeilrichtung 6 zur Fahrbahndecke 9 geführt haben. Die ursprüngliche Ausgangslage der Bremsplatte 10 ist nun gestrichelt mit 10' dargestellt. Weiterhin ist erkennbar, dass bisher nur der vordere Teil der Andruckfläche 15 mit der Fahrbahndecke 9 in Kontakt steht, weshalb auch nur die halbe Bremsleistung wirkt.
Bei voller Bremsleistung, wie in den 5a und 5b dargestellt, wird durch weiteres Herausfahren der hinteren Anpresszylinder 3 der hintere Teil der Andruckfläche 15 auf die Fahrbahndecke 9 gepresst, so dass ein Kontakt der gesamten Andruckfläche 15 mit der Fahrbahndecke 9 hergestellt ist.
Eine alternative Befestigung der Bremsplatte 10 ist in der 6 dargestellt. Die Bremsplatte 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht mehr an Anpresszylindern 4 aufgehängt, sondern an Gelenkstangen 8, die gelenkbeweglich mit ihrem oberen Ende an der Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 und mit ihrem unteren Ende an der Bremsplatte 10 befestigt sind. Ein Anpresszylinder 4, der mit seinem oberen Ende gleichfalls an der Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 befestigt ist, ist mit seinem unteren Ende mit den hinteren Gelenkstangen 8 gelenkbeweglich verbunden. Wie der 6 zu entnehmen ist, wurde die gestrichelt eingezeichnete Ausgangslage der Bremsplatte 10' entlang der gestrichelten Verschieberichtung 6' zur Vollbremsposition durch Herausfahren des Anpresszylinders 4 in Verschieberichtung 7 bewirkt.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen und Ausgestaltungen sind nicht auf die in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Mögliche Abwandlungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können darin bestehen, dass beispielsweise die Bremsplatte/Bremsplatten unterschiedliche Querschnittsformen aufweist/aufweisen, und dass anstelle von Stahl/Aluminium für die Grundplatte und Gummi für den Bremsbelag beliebig andere Werkstoffe (z.B. Kunststoffe, faserverstärkte Kunststoffe, Titan) und Formen verwendet werden. Auch kann/können die Bremsplatte/Bremsplatten abweichend von einer horizontalen Ausrichtung in beliebiger Winkelstellung bis zur Vertikalausrichtung angeordnet sein. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung und Anordnung der Bremsplatte/Bremsplatten ist in Anpassung an besondere Verwendungen in das Ermessen des Fachmanns gestellt.

1: Kraftfahrzeug
2: Hinterachse
3, 4: Anpresszylinder
5, 5': Aussteifungs-Gelenkstange
6, 6': Verschieberichtung der Bremsplatte
7: Verschieberichtung des Anpresszylinders 4
8: Gelenkstange
9: Fahrbahndecke
10, 10': Bremsplatte
11: Grundplatte
12: Bogenförmiges Ende der Bremsplatte
13: Lamellenprofil-Bremsbelag
14: rillenförmige Zwischenräume
15: Andruckfläche

Claims

Verfahren zur Notbremsung von mit einer herkömmlichen Bremsanlage mit Scheiben- und/oder Trommelbremsen ausgerüsteten Kraftfahrzeugen (1) in besonders problematischen Bremssituationen, dadurch gekennzeichnet, dass als Ergänzung und zusätzlichem Schutz zur Notbremsung an der Unterseite des Kraftfahrzeugs (1) zumindest eine Bremsplatte (10) heruntergefahren und gegen die Fahrbahndecke (9) gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Herunterfahren der vorzugsweise ein bis vier Bremsplatten (10) zur Fahrbahndecke (9) durch hydraulisch und/oder elektromechanisch wirkende computergesteuerte und/oder elektronisch geregelte Anpresszylinder (3, 4) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Anpresszylinder (3, 4) weitgehend in die herkömmliche Bremsanlage eingebunden ist und das Herunterfahren der Bremsplatte/Bremsplatten (10) durch Mittel der vorhandenen herkömmlichen Bremsanlage unterstützt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösen der Notbremsung durch volles Durchdrücken (Panikverhalten) des Bremspedals, eventuell über einen zusätzlichen Druckpunkt hinweg, erfolgt und nach Loslassen des Bremspedals die Bremsplatte/Bremsplatten (10) in die Ausgangsstellung zurück gefahren wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbremsung durch einen schnellen Wechsel vom Gas- zum Bremspedal in Verbindung mit starkem Bremsdruck ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösen der Notbremsung selbsttätig durch einen vorhandenen Auffahrsensor erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Notbremsung beispielsweise Bremskraftverstärker und Bremsassistent der vorhandenen herkömmlichen Bremsanlage genutzt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösen der Notbremsung sowie ein Verschleiß des Lamellenprofil-Bremsbelags (13) durch Kontrolllampen innerhalb des Kraftfahrzeugs (1) angezeigt werden.
Vorrichtung zur Notbremsung von mit einer herkömmlichen Bremsanlage mit Scheiben- und/oder Trommelbremsen ausgerüsteten Kraftfahrzeugen (1) in besonders problematischen Bremssituationen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch zumindest eine an der Unterseite des Kraftfahrzeugs (1) im Bereich der Hinterachse (2) – möglichst dahinter – an der Karosserie aufgehängte horizontal verschiebbare Bremsplatte (10) mit einem Lamellenprofil-Bremsbelag (13), die mit vorzugsweise hydraulisch und/oder elektromechanisch wirkenden computergesteuerten und/oder elektronisch geregelten Anpresszylindern (3, 4) in Wirkverbindung stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsplatte/Bremsplatten (10) eine Andruckfläche (15) aufweist/aufweisen und an ihrem/ihren in Fahrtrichtung vorderen Ende/Enden (12) bogenförmig nach oben gerundet ausgebildet ist/sind, wobei dieser Teil der Bremsplatte/Bremsplatten (10) aus Kostengründen eine von der Andruckfläche (15) abweichende Profilierung aufweisen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsplatte/Bremsplatten (10) aus einer metallischen Grundplatte (11), beispielsweise in Form eines Gitterrostes aus Stahl- oder Aluminium-Druckguss, gefertigt ist/sind, auf der ein leicht auswechselbarer Lamellenprofil-Bremsbelag (13) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenprofil-Bremsbelag (13) aus einer Slicks-Gummimischung besteht, wie sie bei den Reifen der Formel 1-Rennwagen Verwendung findet.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenprofil-Bremsbelag (13) der Bremsplatte/Bremsplatten (10) zur Vermeidung von Aquaplaning entsprechend tief mit rillenförmigen Zwischenräumen (14) profiliert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckfläche (15) der Bremsplatte/Bremsplatten (10) zur Vermeidung von Aquaplaning in einzelne Teilflächen mit Zwischenabstand ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsplatte/Bremsplatten (10) an den mit einem Ende an der Karosserie des Kraftfahrzeugs (1) befestigten Anpresszylindern (3) aufgehängt ist/sind und durch diese nach unten gefahren und gegen die Fahrbahndecke (9) gepresst wird/werden.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsplatte/Bremsplatten (10) zusätzlich mit der Unterseite des Kraftfahrzeugs (1) über mindestens eine Aussteifungs-Gelenkstange (5) verbunden ist/sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsplatte/Bremsplatten (10) an ein bis vier an der Karosserie des Kraftfahrzeugs (1) befestigten Gelenkstangen (8) aufgehängt ist/sind, und durch Anpresszylinder (4), die mit einem Ende gleichfalls an der Karosserie des Kraftfahrzeugs (1) befestigt sind, in einer horizontal-vertikal verlaufenden Verschieberichtung (6') nach unten gefahren und gegen die Fahrbahndecke (9) pressbar ist/sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresszylinder (4) mit den Gelenkstangen (8) und/oder mit der/den Bremsplatte/Bremsplatten (10) in Wirkverbindung stehen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhandensein eines Notfall-Bremssystems durch einen entsprechenden Hinweis an der Rückseite des Kraftfahrzeugs (1) kenntlich gemacht ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Bausatz zum nachträglichen Einbau an einem Kraftfahrzeug (1) ausgebildet ist.