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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erhöhen des Reibwertes zwischen
einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn mit einer Verteileinrichtung
und einem mit dieser fluidleitend gekoppelten Behälter, in
welchem sich ein Medium befindet. Ferner betrifft die Erfindung
ein Fahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung zum Erhöhen des
Reibwertes zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn.
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Für den Beschleunigungs-
und Bremsweg heutiger Fahrzeuge, insbesondere heutiger Kraftfahrzeuge,
stellt der Reibwert zwischen den Fahrzeugreifen und der Fahrbahn,
auf welcher das Fahrzeug bewegt wird, eine entscheidende Größe dar,
denn die auf die Fahrbahn übertragbare
Beschleunigungs- und Bremskraft wird durch diesen Wert limitiert.
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Es
werden daher seit Jahren Bestrebungen unternommen, den Reibwert
zwischen den Fahrzeugreifen und der Fahrbahn zu beeinflussen. So
sind beispielsweise aus
DE
3702235 A1 ,
DE-OS 3620693 ,
DE 8404140 U1 ,
DE 10346577 A1 ,
US 2002147540 A ,
JP 11245609 A und
JP 8025905 A verschiedenste
Systeme zum Dosieren von Streugranulat oder dergleichen vor einen
Fahrzeugreifen bekannt. Aus
JP
8020201 A und
JP
7309101 A ist sogar ein Aufbringen von Wasser oder Eis
auf eine Fahrbahn bekannt, um deren Rauhigkeit zu beeinflussen.
Aus
DE 4224452 A1 ,
JP 5229461 A und
JP 7172102 A sind
Kehr- bzw. Blasesysteme bekannt, welche zum Reinigen der Fahrbahn
vor einem Fahrzeugreifen dienen. Mit all diesen Systemen soll die Reibung
der beteiligten Fahrzeugreifen auf der Fahrbahn in Richtung auf
einen höheren
Reibwert beeinflusst werden.
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Die
vorgenannten Systeme weisen jedoch den Nachteil auf, dass ihre Wirksamkeit
stark von der an der Fahrbahn vorherrschenden Temperatur abhängig ist.
Ferner sind vergleichsweise große
Mengen an Streugranulat, Wasser oder auch Energie erforderlich,
um die gewünschten
Wirkungen, wenn überhaupt,
zu erzielen. Die Systeme sind daher im Hinblick auf ein angestrebtes
geringes Gewicht und einen kleinen Bauraum nicht optimal.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung
zum Erhöhen
des Reibwertes zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn
der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der bei geringem
Gewicht und Bauraum der Vorrichtung eine Verbesserung des Reibwertes
zwischen dem Fahrzeugreifen und der Fahrbahn geschaffen werden kann.
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Die
Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung
gemäß Anspruch
1 und einem Fahrzeug gemäß Anspruch
5 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Erfindungsgemäß ist eine
Vorrichtung zum Erhöhen
des Reibwertes zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn
mit einer Verteileinrichtung und einem mit dieser fluidleitend gekoppelten Behälter geschaffen,
wobei in dem Behälter
sich ein Medium befindet, welches bei einem Aufbringen mit Hilfe
der Verteileinrichtung auf die Fahrbahn vor dem Fahrzeugreifen oder
direkt auf den Fahrzeugreifen einen erhöhten Reibwert zwischen dem
Fahrzeugreifen und der Fahrbahn herstellt, und das Medium ein Material
oder mehrere Materialien aus der Gruppe Glasstaub, Diamantstaub,
Graphitstaub, Metallstaub, organisches Granulat, Bentonit, Kreide,
hochviskose Substanz, thixoptrope Substanz und reopexe Substanz
umfasst.
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Glasstaub,
Diamantstaub, Graphitstaub, Metallstaub, organisches Granulat, Bentonit
(eine Mischung aus verschiedenen Tonmineralen, die als wichtigsten
Bestandteil Montmorillonit (60–80%)
enthält,
was seine starke Wasseraufnahme- und
Quellfähigkeit
erklärt)
und Kreide stellen allesamt Materialien da, welche erfindungsgemäß als besonders
vorteilhaft zur Erreichung der oben genannten Ziele unter gleichzeitiger
Beachtung sämtlicher
an Kraftfahrzeugen bestehender Rahmenbedingungen ermittelt wurden.
Hochviskose, thiotrope und/oder reopexe Substanzen werden erfindungsgemäß nicht
nur zur Verbesserung der Haftung verwendet, sondern insbesondere
auch, um die genannten Materialien zu binden, aufzusprühen und
dabei zugleich im Vergleich zu wässrigen
Lösungen
eine höhere
Haftung zu erzielen.
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Die
Viskosität
ist ein Maß für die Zähflüssigkeit
eines Fluids. Je größer bzw.
höher die
Viskosität ist,
desto dickflüssiger,
d.h. weniger fließfähig ist
das Fluid, weil seine Teilchen desto stärker aneinander gebunden und
damit unbeweglicher sind. Man spricht daher auch von der inneren
Reibung. Rheopexie ist die Eigenschaft eines Fluids, nach einer Scherung
eine höhere
Viskosität
zu zeigen. Dieses Verhalten ist eng verwandt mit der Dilatanz, bei
der die Viskosität
nur während
der Scherung höher
ist. Die Ursache dafür
ist die gleiche: Die Struktur im Fluid ändert sich, so dass stärkere Wechselwirkungen zwischen
den Partikeln auftreten. Nach der Einwirkung der Scherkraft relaxiert
diese Strukturänderung nicht
sofort. Das gegensätzliche
Verhalten wird Thixotropie genannt. Der Begriff der Thixotropie
bezeichnet die Eigenschaft eines Nicht-Newtonschen Fluids, bei einer
konstanten Scherung über
eine Zeitachse X die Viskosität
abzubauen. Nach Aussetzung der Scherbeanspruchung wird die Ausgangsviskosität wieder
aufgebaut.
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Darüber hinaus
ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung
der oben genannten Art geschaffen, bei der alternativ oder zusätzlich das
Medium eine Substanz umfasst, welche mit einem Stoff in der Umgebung
des Fahrzeugreifens ultrakurz reagiert und zu einer Temperatur-
oder Phasenänderung
dieses Stoffes führt.
Die Temperatur- oder
Phasenänderung führt dann
gemäß der Erfindung
zu der gewünschten Haftverbesserung
des Fahrzeugreifens auf der Fahrbahn.
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Besonders
vorteilhaft kann dieser Effekt mittels CO2-Gas
erreicht werden, welches bei freier Expansion in die Umgebungsluft
harte Trockeneisflocken produziert. Diese Flocken beeinflussen dann aufgrund
ihrer scharfkantigen Struktur den Reibwert in vorteilhafter Weise.
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Bevorzugt
werden erfindungsgemäß gezielt Medien
verwendet, welche eine wasserverdrängende oder -aufsaugende Wirkung
zeigen, sich in die Oberfläche
des Fahrzeugrades und/oder der Fahrbahn einarbeiten und dort anhaftend
verbleiben. Die Behälter
und Systeme zum Bereitstellen dieser Medien können dabei als nachfüllbare Systeme,
insbesondere mit einer tauschbaren Gaskartusche, oder als ein am
Fahrzeug permanent vorhandenes Drucksystem gestaltet sein. Es können auch
Medien gezielt verwendet werden, welche erst auf dem Weg zu ihrem
Wirkungsort chemisch reagieren.
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Darüber hinaus
oder alternativ können
nicht nur der Fahrzeugreifen oder die Fahrbahn mit den erfindungsgemäßen Medien
benetzt bzw. besprüht werden,
sondern auch Teile der Bremsen, wie insbesondere die Bremsscheiben.
Diese können
darüber hinaus
durch einen sich dabei ergebenden Luftstrom zusätzlich gekühlt werden.
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Auch
ein Bestäuben
eines oder mehrere der Radlager des Fahrzeugrades erhöht kurzfristig
den Reibwert der Drehung des Fahrzeugrades am Fahrzeug. Die sich
dabei ergebende Reibungsenergie wird in der Radnabe in Wärmeenergie
umgewandelt und der Bremsweg einer Notfallbremsung damit verkürzt. Falls
das bremsende Fahrzeugrad blockiert, sollte sich mit dem erfindungsgemäßen Medium
ein Berg bzw. Keil unter und vor dem blockierenden Fahrzeugrad aufbauen,
welcher wiederum zu einer positiven Beeinflussung des Reibwertes
zwischen Fahrzeugrad und Fahrbahn führt.
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Da
all diese Maßnahmen
gemäß der Erfindung
in der Regel nur für
Notfallsituationen vorgesehen sind, bleiben kaum irreparable Schäden am Fahrzeug,
an den Fahrzeugreifen, an den Bremsscheiben, an den Radlagern oder
an der Fahrbahn zurück.
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Darüber hinaus
ist es erfindungsgemäß bevorzugt,
an der Vorrichtung zum Erhöhen
des Reibwertes zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn
eine Steuereinrichtung vorzusehen, mittels der die Verteileinrichtung
in Abhängigkeit
von am Fahrzeug ermittelter Messgrößen ausgelöst werden kann. Auf diese Weise
kann das erfindungsgemäß verwendete
Medium bedarfsgerecht auf eine Fahrbahn dosiert werden.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Fahrzeugs
mit einer Vorrichtung zum Erhöhen
des Reibwertes zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn
anhand einer beigefügten
schematischen Zeichnung näher
erläutert.
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Es
zeigt:
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Die
Fig. eine stark vereinfachte teilweise aufgebrochene Seitenansicht
eines Ausschnitts eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs
mit einer Vorrichtung zum Erhöhen
des Reibwertes zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn.
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In
der Fig. ist ein Kotflügel 10 und
ein Fahrzeugreifen 12 nebst zugehöriger Radfelge 14 eines weiter
nicht veranschaulichten Fahrzeugs gezeigt. Im Inneren des Kotflügels 10 ist
in Hauptfahrtrichtung vor einem Radkasten 16 eine Vorrichtung 18 eingebaut.
Die Vorrichtung 18 dient zum bedarfgerechten Erhöhen des
Reibwertes zwischen dem Fahrzeugreifen 12 und einer Fahrbahnoberfläche 20 einer
Fahrbahn 22, auf welcher der Fahrzeugreifen 12 abrollt.
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Die
Vorrichtung 18 weist dabei eine Verteileinrichtung 24 in
Form einer Sprüheinrichtung
mit einem Druckluftvorrat oder einer Aufstreicheinrichtung und einen
damit fluidleitend gekoppelten Behälter 26 auf, in dem
sich ein fließfähiges Medium 28 befindet. Das
Medium 18 umfasst einen oder mehrere jener Stoffe, welche
oben als erfindungsgemäß vorteilhaft genannt
worden sind. Durch das Aufsprühen
des Mediums 28 wird insgesamt, wie oben erläutert, der Reibwert
zwischen der Fahrbahnoberfläche 20 und einer
Lauffläche 32 des
Fahrzeugreifens 12 positiv beeinflusst.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu einem Aufsprühen
des Mediums 28 kann der Druckluftvorrat der Sprüheinrichtung
auch zum Wegblasen von Staub, Sand und anderen Bestandteilen von
der Fahrbahnoberfläche 20 genutzt
werden.
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Die
Verteileinrichtung 24 wird dabei mittels einer Steuereinrichtung 34 von
Sensoren einer zugehörigen
Fahrzeugbremsanlage (nicht dargestellt) ausgelöst, mit welchen insbesondere
eine Notbremssituation des Fahrzeugs erkannt werden kann.
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- 10
- Kotflügel
- 12
- Fahrzeugreifen
- 14
- Radfelge
- 16
- Radkasten
- 18
- Vorrichtung
- 20
- Fahrbahnoberfläche
- 22
- Fahrbahn
- 24
- Verteileinrichtung
- 26
- Behälter
- 28
- Medium
- 30
- Wasserfilm
- 32
- Lauffläche
- 34
- Steuereinrichtung