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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung der Radlast
eines Kraftwagens bei Bremsvorgängen nach dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren
zum Auslösen einer derartigen Vorrichtung.
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Die
maximal erreichbare Bremsverzögerung von Kraftfahrzeugen
wird im Wesentlichen durch den Reibungskoeffizienten zwischen Rad
und Untergrund limitiert. Für ein heute übliches
Kraftfahrzeug trägt dabei der unter optimalen Bedingungen
erreichbare Bremsweg für beispielsweise eine Verzögerung aus
einer Geschwindigkeit von 100 km/h auf 0 km/h bei etwa 36 m. Auch
wenn das Bremssystem höhere Kräfte erzeugen könnte,
ist dieser Wert aufgrund der Reibungslimitierung mit konventionellen
Bremsen nicht zu unterschreiten. Die Bremskraft zwischen Fahrzeug
und Untergrund hängt allerdings nicht nur vom Reibungskoeffizienten
ab. Ein weiterer Faktor hierbei ist die Radlast, also die Kraft,
die in Richtung der Fahrzeughochachse auf das bremsende Rad einwirkt.
Diese Kraft ist dabei in der Regel durch das Fahrzeuggewicht und
die Achspositionen gegeben und daher nicht veränderlich.
Es ist jedoch möglich, insbesondere bei Notbremsungen,
mittels pyrotechnischer Vorrichtungen Rückstoßkräfte
zu erzeugen, welche die Radlast und damit auch die maximal mögliche
Bremskraft erhöhen. Hierzu offenbart die
DE 25 00 351 A1 eine Hilfsnotbremsvorrichtung
für Kraftwagen, welche mehrere Raketensysteme umfasst.
Diese können einerseits eine direkte Bremswirkung erzeugen,
indem sie eine Rückstoßkraft entgegen der Fahrtrichtung
des Fahrzeuges ausüben. Wenn die Richtung der Rückstoßkraft
jedoch auch eine Komponente in Richtung der Fahrzeughochachse aufweist,
erhöht sich durch eine derartige Vorrichtung auch die Radlast
des Fahrzeugs, was die Bremskräfte vergrößert.
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Eine ähnliche
Notbremsanlage ist in der
DE 21
32 657 offenbart. Diese umfasst einen z. B. auf den Fahrzeugachsen
montierten Raketenbrennsatz, welcher durch ein besonders tiefes
Eindrücken des Bremspedals über einen Mehrfachschalter
ausgelöst wird. Die Rückstoßkraft der
Raketen ist dabei im Wesentlichen nach oben gerichtet, so dass die
Radlast an allen vier Rädern des Kraftfahrzeugs erhöht
wird.
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Schließlich
offenbart die
DE
10 2004 054 544 B3 eine Vorrichtung zur Erhöhung
der Verzögerung eines Kraftfahrzeuges bei Vollbremsungen,
welche ebenfalls pyrotechnische Vorrichtungen umfasst, die an den
Achsschenkeln der Vorderachse angeordnet sind. Die Rückstoßkraft
der pyrotechnischen Vorrichtungen ist dabei senkrecht nach oben
gerichtet, um so den Anpressdruck auf die Fahrbahn während
des Abbrandes der pyrotechnischen Vorrichtungen zu erhöhen.
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Derartige
Vorrichtungen sind mit dem Nachteil behaftet, dass die verwendeten
pyrotechnischen Treibsätze in der Regel brennbar, wenn
nicht gar hochexplosiv sind. Derartige Treibsätze stellen
also bei einem Unfall ein erhebliches Zusatzrisiko dar. Darüber
hinaus ist nachteilig, dass die genannten Vorrichtungen in der Regel über
ein besonders tiefes Durchtreten des Bremspedales aktiviert werden. Eine
gesonderte Überprüfung, ob tatsächlich
eine Notfallsituation vorliegt, erfolgt nicht. Da derartige pyrotechnische
Treibsätze in der Regel nicht nachfüllbar sind,
so dass jede Auslösung derartiger Vorrichtungen zu komplizierten
Wartungsarbeiten führt, gilt es jedoch unerwünschte
Auslösungen zu vermeiden. Auch aus sicherheitstechnischen
Gesichtspunkten sind die bekannten Auslösekonzepte durch
pyrotechnische Vorrichtungen nicht optimal. Insbesondere erfolgt
keine Prüfung, ob die Vorrichtung zu einem gegebenen Zeitpunkt
ohne Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer ausgelöst
werden kann.
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Beim
asymmetrischen Abbrand von derartigen pyrotechnischen Vorrichtungen
kann es darüber hinaus zu Gier- und Wankmomenten am Fahrzeug kommen,
welche die Spurstabilität weiter beeinträchtigen
und im schlimmsten Fall einen Unfallverlauf noch ungünstiger
gestalten können.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Erhöhung der Radlast eines Kraftwagens bei Bremsvorgängen mit
einem pyrotechnischen System bereitzustellen, bei welcher die Sicherheitsrisiken
durch das pyrotechnische System minimiert sind. Weiterhin ist es Aufgabe
der Erfindung, ein Verfahren zum Auslösen einer derartigen
Vorrichtung bereitzustellen, welche ein Auslösen der Vorrichtung
nur bei einer tatsächlichen Notwendigkeit einer Notbremsung
sicherstellt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
14 gelöst.
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Eine
solche Vorrichtung zur Erhöhung der Radlast eines Kraftwagens
umfasst wenigstens zwei pyrotechnische Systeme mit jeweils einer
Brennkammer und jeweils einer der Brennkammer zugeordneten Austrittsdüse.
Die Austrittsdüse ist dabei in Richtung der Fahrzeughochachse
nach oben gerichtet, so dass die von dem System erzeugten Rückstoßkräfte
nach unten gerichtet sind und daher die Radlast und damit auch die
maximal erzeugbare Bremskraft erhöhen.
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Erfindungsgemäß ist
nun vorgesehen, dass die wenigstens zwei pyrotechnischen Systeme
mit einem gemeinsamen Treibstofftank verbunden sind. Im Gegensatz
zu gängigen Feststoff- oder Flüssigtreibstoffraketen
wird der Treibstoff somit nicht mehr direkt in oder an der Brennkammer
vorgehalten. Durch die Verbindung der wenigstens zwei pyrotechnischen Systeme
mit einem gemeinsamen Treibstofftank wird nun in jedem Fall eine
symmetrische Beaufschlagung der beiden Brennkammern mit Treibstoff
garantiert, so dass die durch die Auslösung der pyrotechnischen
Systeme auf das Kraftfahrzeug wirkenden Kräfte ebenfalls
symmetrisch sind. Das Auftreten von Gier- oder Wankmomenten, welche
bei einer solchen Auslösung die Spurstabilität
des Kraftwagens beeinträchtigen könnten, ist somit
ausgeschlossen. Damit ist vorteilhaft sichergestellt, dass eine
derartige Vorrichtung keine zusätzlichen Stabilitätsrisiken
verursacht.
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Bevorzugt
ist weiterhin eine Druckerzeugungsvorrichtung vorgesehen, welche
den Treibstoff unter Druckbeaufschlagung vom Treibstofftank zu den
Brennkammern zu fördern in der Lage ist.
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Damit
wird die Verwendung von flüssigen und gelartigen Treibstoffen
ermöglicht, welche bei Standarddruck nicht explosiv sind
und erst durch die Druckbeaufschlagung in einen zündfähigen
Zustand übergehen. Damit wird vorteilhafterweise die Sicherheit
einer derartigen Vorrichtung deutlich erhöht, da es, beispielsweise
bei einem Unfall, bei welchem die Vorrichtung nicht ausgelöst
wird, nicht zu unerwünschten Zünden oder gar explodieren
der Treibstoffvorräte kommen kann. Bei der Druckerzeugungseinrichtung
handelt es sich bevorzugt um eine weitere, kleinere pyrotechnische
Einrichtung, wie sie z. B. auch bei der Auslösung von Airbags
Anwendung findet. Eine solche Einrichtung kombiniert eine schnelle
Druckbeaufschlagung des pyrotechnischen Systems mit geringen Sicherheitsrisiken
im Falle eines Unfalls.
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Dadurch,
dass der Treibstoff nicht, wie bei Feststoffsystemen bereits in
der Brennkammer vorgehalten wird, ist darüber hinaus eine
regulierte Treibstoffzufuhr zur Brennkammer möglich. So
ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Durchflusssteuereinrichtung
zum Steuern eines Treibstoffflusses vom Tank in die zugeordnete
Brennkammer vorgesehen, damit ist sowohl eine Regulierung der Schubkraft
als auch ein Abstellen der Vorrichtung nach Erzielen des gewünschten
Bremseffektes möglich.
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Um
bei Auslösung der Vorrichtung andere Fahrzeugkomponenten
nicht durch die entstehenden hohen Temperaturen zu beschädigen,
ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung jeder
Brennkammer eine Hitzeschutzverkleidung zugeordnet.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind zwei pyrotechnische
Systeme vorgesehen, welche jeweils im Nahbereich eines Vorderrades
des Kraftwagens angeordnet sind. Damit wird eine symmetrische Kraftbeaufschlagung
der Vorderräder des Kraftwagens erzielt, so dass bei Auslösen der
Vorrichtung keine Gier- oder Wankmomente erzeugt werden. Auch eine
unerwünschte Auslösung der Vorrichtung gefährdet
somit die Verkehrssicherheit des Kraftwagens nicht, da es durch
die symmetrische Kraftbeaufschlagung der Vorderräder nicht
zu einem Ausbrechen des Wagens aus der Spur kommen kann.
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Die
Anbindung der pyrotechnischen Systeme erfolgt dabei bevorzugt an
einem Schwellerstummel des Kraftwagens und/oder an einem Querträger. Aus
dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen sind im Gegensatz dazu
in der Regel direkt an der Radaufhängung oder vergleichbaren
Komponenten befestigt. Durch die Festlegung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung an einem Schwellerstummel oder Querträger wird
die Belastung der Radaufhängung bei Auslösung
der pyrotechnischen Systeme wesentlich verringert. Rückstoßkräfte
der pyrotechnischen Systeme werden direkt in tragende Komponenten des
Kraftwagens eingeleitet, so dass eine höhere Kraftbeaufschlagung
des Kraftwagens durch die pyrotechnischen Systeme ermöglicht
wird, ohne dynamische Komponenten überzubelasten.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Austrittsdüsen
der pyrotechnischen Systeme in jeweils eine Austrittsöffnung
münden, wobei zumindest eine der Austrittsöffnungen
in Fahrzeuglängsrichtung vor einer A-Säule angeordnet ist.
Bei Auslösung der pyrotechnischen Systeme wird somit aus
Sicht des Fahrers der Abgasstrahl größtenteils
von der A-Säule verdeckt, so dass es nicht zu einer Blendung
des Fahrers oder einer anderen Ablenkung, die in einer mit der Auslösung
einhergehenden Gefahrensituation nicht wünschenswert wäre, kommt.
Alternativ kann eine derartige Austrittsöffnung auch im
Bereich einer B-Säule angeordnet sein. Die Kraftbeaufschlagung
erfolgt dabei bezüglich der Fahrzeuglängsachse
gleichmäßiger, so dass nicht nur die Radlast an
den Vorderrädern, sondern auch in nennenswertem Maße
an den Hinterrädern erhöht wird. Die Verteilung
der Bremskräfte erfolgt so vorteilhafterweise symmetrisch über
das ganze Fahrzeug hinweg.
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Um
eine optisch ansprechende Integration der Vorrichtung in ein Kraftfahrzeug
zu ermöglichen, kann weiter vorgesehen sein, dass die Austrittsöffnungen
der jeweiligen pyrotechnischen Systeme jeweils mit einem Folienelement
verschließbar sind. Ein derartiges Folienelement wird bei
Auslösung der pyrotechnischen Systeme durch den Abgasstrahl
der Brennkammern entweder abgerissen oder verbrannt. Die Radlast
erhöhende Wirkung wird dadurch nicht beeinträchtigt.
Im Gegensatz zu anderen konstruktiven Optionen, wie beispielsweise
Abdeckklappen, ist keine komplizierte Mechanik zur Freigabe der
Austrittsöffnungen nötig. Derartige Abdeckfolien
schützen weiterhin die Austrittsdüsen und Brennkammern in
ihrem Nichtgebrauchszustand vor dem Eindringen von Schmutz, Spritzwasser
und dergleichen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuereinrichtung
zum Abgeben von Steuersignalen an die jeweiligen Druckerzeugungseinrichtungen
und Durchflusssteuereinrichtungen der pyrotechnischen Systeme vorgesehen.
Eine derartige Steuereinrichtung ist dabei bevorzugt so ausgelegt, dass
sie mit einem Fahrzeugbus verbunden werden kann. Damit ist die Integration
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit bestehenden
Sicherheitssystemen des Kraftwagens möglich. Insbesondere
können Daten von Fahrerassistenzsystemen und Bremsassistenzsystemen
und dergleichen an die Steuereinrichtung übermittelt werden,
um so sicherzustellen, dass die Auslösung der Vorrichtung
nur in tatsächlichen Gefahrensituationen, welche eine Notbremsung
nötig machen, erfolgt.
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Bevorzugterweise
weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erhöhung
der Radlast eines Kraftwagens bei einem Bremsvorgang eine Schubkraft
von maximal etwa 6 kN pro pyrotechnischem System auf. Die Brenndauer
des pyrotechnischen Systems soll dabei etwa 1,5 bis 2 Sekunden betragen.
Die bei derartigen Schubkräften und Brenndauern auftretenden
Belastungen an der Radaufhängung und Federung bleiben dabei
im Wesentlichen beherrschbar, so dass keine Beschädigungen
zu erwarten sind. Die Kräfte sind jedoch hoch genug, um bei
einem gängigen Kraftwagen in etwa eine Verdoppelung der
Bremskraft zu erzielen.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Auslösen
einer eingangs geschilderten Vorrichtung zur Erhöhung der
Radlast, bei welchem bei Zutreffen eines Auslösekriteriums
mittels der Druckerzeugungseinrichtung Treibstoff unter Druckbeaufschlagung
in die Brennkammer gefördert wird. Das Auslösekriterium
kann dabei im einfachsten Fall das Überschreiten eines
Schwellenwertes für die mittels eines Bremspedals ausgeübte
Bremskraft und das Überschreiten einer Mindestbremsdauer
beinhalten. Die Auslösung wird in diesem Fall also lediglich
durch das Verhalten des Fahrers des Kraftwagens ausgelöst.
Da nun bekannt ist, dass in Gefahrensituationen von Kraftwagenfahrern
oftmals zu geringe Bremskräfte eingesetzt werden, ist es
besonders vorteilhaft, wenn das Auslösekriterium für
die Auslösung der eingangs genannten Vorrichtung das Auslösesignal
eines Bremsassistenzsystems beinhaltet. Dadurch können
vorteilhaft weitere Daten in die Auslöseentscheidung einfließen,
welche von vorhandenen Fahrerassistenz- und Bremsassistenzsystemen
bereitgestellt sind. Hierzu können beispielsweise auch
Abstandswarnsignale von Radareinrichtungen, Ultraschalleinrichtungen,
Lidareinrichtungen oder dergleichen gehören.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, eine Auslösung der Vorrichtung zu unterbinden,
wenn ein im Fahrzeug bereits vorhandenes Sicherheitssystem eine Fußgängerkollision
detektiert hat. Hier ist beispielsweise eine Koppelung mit Systemen
zur Aktivierung einer aktiven Motorhaube denkbar. Damit kann vorteilhaft
sichergestellt werden, dass im Falle eines derartigen Unfalls kein
Unfallbeteiligter in den Abgasstrahl des pyrotechnischen Systems
gerät.
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Im
Folgenden soll anhand der Zeichnung die Erfindung und ihre Ausführungsformen
näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
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1 die
Kraftverteilung an einem bremsenden Kraftwagen ohne eine Vorrichtung
zur Erhöhung der Radlast,
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2 die
Kraftverteilung an einem bremsenden Kraftwagen mit einer unterstützenden
Vorrichtung zur Erhöhung der Radlast,
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3 eine
Auftragung der Abhängigkeit von Bremsweg und Bremsverzögerung
von der durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung
ausgeübten Kraft,
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4a und 4b eine
schematische Darstellung der Anordnung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einem Kraftwagen und
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5a und 5b eine
schematische Detailansichten der Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einem Kraftwagen in einer seitlichen und einer Vorderansicht.
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1 zeigt
die Verteilung der Kräfte an einem bremsenden Kraftfahrzeug 10,
welches über keine Vorrichtung zur Erhöhung der
Radlast verfügt. Auf den Rädern lastete dabei
zunächst die Gewichtskraft des Fahrzeugs, welches sich
je nach Schwerpunktlage des Kraftfahrzeugs 10 auf die Komponenten
FZ,V für die Vorderräder
und Fz,H für die Rinderräder
verteilt. Während eines Bremsvorganges wirkt ein zusätzliches
Nickmoment auf das Fahrzeug, so dass die Vorderräder um
eine zusätzliche, durch dieses Nickmoment bedingte Kraftkomponente
FZ,Brems stärker belastet werden.
Die Kraftwirkung in z-Richtung auf die Hinterräder wird
dementsprechend um den gleichen Beitrag Fz,Brems reduziert.
Die Wirkung der Fahrzeugbremsen wird über die Schlupfreibung der
Räder gegenüber der Fahrbahn gemäß FX = μ·FZ in
eine gegen die Bewegungsrichtung des Fahrzeuges 10 wirkende
Kraft umgesetzt. Der Reibwert μ stellt hierbei den Schlupfreibungskoeffizienten
der Räder gegenüber der Fahrbahn dar. Der Schlupfreibungskoeffizient μ bzw.
der Gleitreibungskoeffizient im Falle blockierter Fahrzeugräder,
stellt daher den limitierenden Faktor für den maximal möglichen Bremsweg
dar. Aus werkstofftechnischen Gegebenheiten ist dieser Schlupfreibungskoeffizient μ unter Idealbedingungen
auf einen Maximalwert von in etwa 1,1 festgelegt. Die verzögernd
wirkenden Kräfte Fx,V für
die Vorderräder und FX,H für
die Hinterräder resultieren schließlich in einer
Bremsverzögerung ax = Fx/m, wobei m die Fahrzeugmasse angibt. Diese Bremsbeschleunigung
wirkt am Schwerpunkt 12 des Fahrzeuges 10.
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Da,
wie erläutert, der Reibwert μ der Räder gegenüber
der Fahrbahn aus technischen Gründen nicht weiter erhöht
werden kann, ist die einzige Möglichkeit, eine weitere
Verkürzung des Bremsweges zu erzielen, die Erhöhung
der Kräfte FZ, welche in Richtung der
Fahrzeughochachse auf die Fahrzeugräder wirken. Eine solche
Erhöhung kann durch eine erfindungsgemäße
Vorrichtung erzielt werden.
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2 zeigt
die Kraftverteilung an einem bremsenden Fahrzeug, welches über
eine derartige Vorrichtung verfügt. Durch Zünden
eines pyrotechnischen Treibsatzes, dessen Abgasstrahl in Richtung der
Fahrzeughochachse nach oben gerichtet ist, wirkt nun eine zusätzliche
Kraft auf die Vorderräder des Fahrzeuges 10. Neben
der Gewichtskraft FZ,V auf die Vorderräder
und der durch das Nickmoment beim Bremsen erzeugten zusätzlichen
Kraft FZ,Brems auf die Vorderräder
erhöht sich die Gesamtkraft auf die Vorderräder,
um die Rückstoßkraft der pyrotechnischen Vorrichtung
FZ,Boost. Damit ergibt sich also die auf
das Fahrzeug einwirkende verzögernde Kraft FX als
FX = μ·(FZ +
FZ,Boost).
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3 zeigt
eine Auftragung der erreichbaren Verzögerung in m/s–2 und des möglichen Bremsweges
in Metern gegenüber der Schubkraft einer derartigen pyrotechnischen
Vorrichtung in N. Der Bremsweg bezieht sich dabei auf ein übliches
Mittelklassefahrzeug, welches bei einem Schlupfreibungskoeffizienten
von 1,1 zwischen Rädern und Fahrbahn aus einer Geschwindigkeit
von 100 km/h abbremst. Der Bremsweg ohne eine zusätzliche
pyrotechnische Vorrichtung beträgt dabei in etwa 36 m,
wobei eine Verzögerung von 10 m/s–2 erreicht
wird. Wie aus der oben genannten Gleichung zu entnehmen, steigt
die mögliche Verzögerung im Wesentlichen linear
mit der Schubkraft mit der pyrotechnischen Vorrichtung. Um den Bremsweg
bis auf 20 m zu verkürzen, wäre eine Schubkraft
von etwa 23.500 N nötig. Dies entspricht einer zusätzlichen
Belastung der Vorderräder um ein Gewicht von 2,25 t. Um
Radaufhängung, Federung und dergleichen nicht zu überlasten,
muss daher ein Kompromiss zwischen Schubkraft der pyrotechnischen
Vorrichtung und Belastbarkeitsgrenzen der verbauten Komponenten
gefunden werden. Bei einer Auslegung der pyrotechnischen Vorrichtung
auf eine Gesamtschubkraft von 6 kN pro Vorderrad, also insgesamt
12 kN, kann bereits eine Reduktion des Bremsweges um ca. 30% erzielt
werden. Für gängige Mittelklassefahrzeuge entspricht
eine derartige Zusatzbelastung durch pyrotechnische Vorrichtung
in etwa eine Verdoppelung der dynamischen Radlast der Vorderräder.
Solche Beanspruchungen befinden sich im handhabbaren Bereich, durch
den Einsatz einer solchen pyrotechnischen Vorrichtung sind somit keine
Beschädigungen zu erwarten.
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In 4 ist
die Anordnung eines pyrotechnischen Systems zur Erhöhung
der Radlast auf den Vorderrädern eine Kraftwagens 10 dargestellt. 4a zeigt dabei einen schematischen Längsschnitt
durch den Kraftwagen 10. Das System 14 ist dabei
in einem Bereich hinter den Vorderrädern 16 des
Kraftwagens angeordnet und mit einem in der Darstellung von 4 nicht
erkennbaren Längsträger der Kraftwagenkarosserie
verbunden. Das System 14 umfasst eine Brennkammer 20,
wobei die Brennkammer 20 von einer Hitzeschutzverkleidung 22 umgeben
ist, um beim Auslösen der Vorrichtung benachbarte Komponenten
zu schonen.
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Das
System 14 ist dabei mit einem Treibstofftank 18 verbunden,
welcher auch ein zweites pyrotechnisches System, welches auf der
anderen Seite des Kraftwagens 10 in gleicher Position bezüglich
der Fahrzeuglängsachse angebracht ist, mit Treibstoff versorgt.
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4b zeigt eine Draufsicht der Anordnung, aus
welcher zu erkennen ist, dass die pyrotechnischen Systeme 14 im
Bereich der Kotflügel 24 des Kraftwagens 10 angeordnet
sind, wobei die Positionierung in Richtung der Fahrzeuglängsachse
so erfolgt, dass die Systeme 14 direkt im Bereich hinter den
A-Säulen 26 montiert sind. Beim Auslösen
der Systeme 14 austretende Gase geraten so nicht direkt in
den Sichtbereich des Fahrers des Kraftwagens, wodurch dieser weniger
abgelenkt wird und sich besser auf die aktuelle Notfallsituation
konzentrieren kann. Nach oben hin sind die Brennkammern der Systeme 14 durch
Schutzkappen 28 in Form von Folien abgedeckt, welche das
Eindringen von Schmutz und dergleichen verhindern sollen und gleichzeitig durch
bündiges Abschließen mit der Außenbeplankung
des Kraftwagens 10 für einen ästhetisch
ansprechenden äußeren Anschein sorgen.
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In 5 ist
die Anordnung einer schematisch dargestellten pyrotechnischen Vorrichtung nochmals
im Detail gezeigt, wobei 5a eine Ansicht
auf die Fahrzeugseite hin und 5b eine
Ansicht von der Fahrzeugfront her darstellt. Die Brennkammer 20 des
pyrotechnischen Systems ist dabei über ein Halteelement 30 am
Schwellerstummel 32 des Kraftwagens 10 festgelegt.
Eine zusätzliche Anbindung kann auch auf den in diesem
Bereich angeordneten Fahrzeugquerträger erfolgen. Ebenfalls
im Bereich des Schwellerstummels 32 ist der Treibstofftank 18 angeordnet,
welche über eine Leitung 34 mit der Brennkammer
verbunden ist.
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Eine
weitere, nicht gezeigte Treibstoffleitung verbindet den Treibstofftank 18 mit
einem zweiten, auf der anderen Fahrzeugseite angeordneten pyrotechnischen
System.
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Der
Tank umfasst einen weiteren Treibsatz 36, der zur Beaufschlagung
des Tankinhaltes mit Druck und dessen damit einhergehender Förderung in
die Brennkammern 20 der pyrotechnischen Systeme bei Auslösen
der pyrotechnischen Vorrichtung dient. Der Treibsatz 36 hat
dabei für sich genommen, keine nennenswerte Schubkraft,
er entspricht im Wesentlichen gängigen Airbagtreibladungen.
Die Gefährdung durch diesen Treibsatz selbst ist also minimal.
Der im Tank 18 vorgehaltene Treibstoff ist bevorzugt ein
gelartiger Treibstoff, welcher erst bei Druckbeaufschlagung zündfähig
wird, und daher bei Unfällen kein eigenes Sicherheitsrisiko
darstellt. Solche Treibstoffe sind aus militärischen Anwendungen,
insbesondere von Raketenmotoren mit variabler Schubleistung her,
bekannt. Geltreibstoffe können dabei sowohl monergol als
auch diergol ausgeführt sein.
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Um
eine gesicherte Auslösung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zu ermöglichen, ist weiterhin eine hier nicht
gezeigte Steuereinheit vorgesehen. Über diese Steuereinheit
kann die pyrotechnische Vorrichtung an einen Fahrzeugbus angeschlossen
werden, und so mit anderen Komponenten verschiedener bereits vorhandener
Fahrsicherheitssysteme kommunizieren. Für die Auslösung
einer solchen Vorrichtung sind mehrer Konzepte denkbar. Im einfachsten
Fall ist die Auslösung der pyrotechnischen Systeme einfach
in Abhängigkeit von maximaler Bremspedalstellung und einer
Mindestbremsdauer möglich. Damit wird also die Bremskrafterhöhung durch
Vergrößerung der Radlast eingeleitet, wenn der
Fahrer selbsttätig eine Vollbremsung auslöst.
Es ist jedoch bekannt, dass in Gefahrensituationen von Kraftfahrzeugfahrern
oftmals ungenügende Bremskräfte ausgeübt
werden. Aus diesem Grund wurden bereits vor einiger Zeit so genannte
Bremsassistenzsysteme eingeführt, welche selbsttätig
Gefahrensituationen erkennen und situativ angemessene Bremskräfte
ausüben. Eine Kopplung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit einem derartigen Bremsassistenzsystem würde
die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dementsprechend verbessern. Es kann dabei weiterhin
durch das Bremsassistenzsystem überprüft werden,
ob die Bremskraft einer konventionellen Bremsung in der jeweiligen
Situation ausreicht, um das Fahrzeug rechtzeitig zum Stehen zu bringen.
Nur wenn dies nicht der Fall sein sollte, würde dann die
erfindungsgemäße Vorrichtung durch das Bremsassistenzsystem
ausgelöst. Eine Kombination der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist auch mit einem autonomen Bremssystem möglich.
Ein solches System umfasst Abstandswarner, beispielsweise in Form
von Radarsensoren oder auch in Form von Lidar- oder Kameraerfassung
des umgebenden Verkehrs. Stellt das Assistenzsystem fest, dass ein
Zusammenprall mit einem Hindernis unmittelbar bevorsteht, so kann
es ohne Zutun des Fahrers eine Vollbremsung und, falls die entsprechende
Bremskraft erwünscht ist, eine Auslösung des erfindungsgemäßen
Systems veranlassen.
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Um
im Falle eines Fußgängeraufpralls Fußgänger
zusätzlichen Schutz zu gewähren, kann weiterhin
vorgesehen sein, dass der Bereich der Motorhaube mit weiteren Sensoren,
beispielsweise Ultraschallsensoren, erfasst wird. Wird ein Fußgänger
von dem Fahrzeug erfasst und in den Bereich der Motorhaube geschleudert,
so wird zum einen die aktive Motorhaube ausgelöst und zum
anderen die Auslösung des pyrotechnischen Systems unterbunden,
so dass dem Fußgänger keine weiteren Verletzungen durch
den Abgasstrahl der pyrotechnischen Systeme drohen.
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 12
- Schwerpunkt
- 14
- Systeme
- 16
- Vorderräder
- 18
- Treibstofftank
- 20
- Brennkammer
- 22
- Hitzeschutzverkleidung
- 24
- Kotflügel
- 26
- A-Säule
- 28
- Schutzkappen
- 30
- Halteelement
- 32
- Schwellerstummel
- 34
- Leitung
- 36
- Treibsatz
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 2500351
A1 [0002]
- - DE 2132657 [0003]
- - DE 102004054544 B3 [0004]