DE102010014932A1

DE102010014932A1 - Einrichtung zur Verstärkung der Bodenhaftung bei einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010014932A1
Application number: DE201010014932
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Karl-Heinz (FH) Baumann; Thomas Unselt
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-10-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einrichtung (1) zur Verstärkung der Bodenhaftung bei einem Fahrzeug (2), insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, bei der in einer Gebrauchsstellung aus einer unter dem Fahrzeug (2) angeordneten und gegen die Atmosphäre abgedichteten Unterdruckkammer (5) Luft absaugbar und dadurch ein Unterdruck erzeugbar ist, Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Unterdruckkammer (5, 5', 5'') in einer flexiblen, elastischen Bremsmatte (3) angeordnet ist. Hierdurch können insbesondere die Bremswirkung des Fahrzeugs (2) erhöht und Unfallfolgen abgemildert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verstärkung der Bodenhaftung bei einem Fahrzeug, insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der unter dem Aktenzeichen 10 2009 034 582.5 beim Deutschen Patent- und Markenamt geführten, zum Zeitpunkt der vorliegenden Anmeldung jedoch noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung, ist eine gattungsgemäße Einrichtung zur Verstärkung der Bodenhaftung bei einem Fahrzeug, insbesondere bei einem Personenkraftwagen bekannt, bei der aus einer unter dem Fahrzeug angeordneten und gegen die umgebende Atmosphäre abgedichteten Unterdruckkammer luftabsaugbar und dadurch ein Unterdruck erzeugbar ist. Die Unterdruckkammer ist dabei in einer Bremsplatte angeordnet, welche von einer bodenfernen Ruhestellung in eine bodennahe Gebrauchsstellung überführbar ist. Durch den insbesondere beim Bremsvorgang erzeugten Unterdruck, wird die Bremsplatte auf die Fahrbahn gepresst und erzeugt eine zusätzliche Bremskraft, welche vorteilhafterweise einen Bremsweg des Fahrzeugs verkürzt und eine Aufprallgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf ein Hindernis zumindest reduziert. Mit der bekannten Einrichtung ist somit ein deutlich höherer Abbau an kinetischer Energie möglich, als dies mit herkömmlichen Fahrzeugbremssystemen möglich wäre.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine hohe Funktionssicherheit auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine die Bremswirkung bei einem Fahrzeug unterstützende Einrichtung am Fahrzeug vorzusehen, bei der in einer Gebrauchsstellung aus einer unter dem Fahrzeug angeordneten und gegen die Atmosphäre abgedichteten Unterdruckkammer Luft absaugbar und dadurch ein Unterdruck erzeugbar ist. Erfindungsgemäß ist dabei die Unterdruckkammer in einer flexiblen, elastischen Bremsmatte angeordnet, die sich in der Gebrauchsstellung auch an eine unebene Fahrbahn anpassen kann und dadurch eine die Bremswirkung verstärkende Normalkraft erhöht. Die erfindungsgemäße Bremsmatte erzeugt dabei zusätzlich zu den Reifenaufstandsflächen eine Bremskraft, wobei nach dem Absetzen der Bremsmatte, also insbesondere in einer Notbremssituation, mittels einer nicht näher erläuterten Vorrichtung ein Volumen unterhalb der Bremsmatte evakuiert wird. Durch den entstehenden Unterdruck wird eine Normalkraft erzeugt, die die Bremsmatte mit ihren Reib- und Dichtelementen auf den Untergrund, hier auf die Fahrbahn, zieht oder anpresst. Durch die Reibung wird eine Kraft erzeugt, die in entgegen gesetzter Richtung zur Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs wirkt und über eine momentenfreie Zugverbindung, bspw. ein Seil, vorzugsweise horizontal in das zu bremsende Fahrzeug eingeleitet wird. Das flexible elastische Material der erfindungsgemäßen Bremsmatte kann bspw. ein flexibler Kunststoff, insbesondere Gummi, sein, wodurch sich die Bremsmatte ggf. auftretenden Unebenheiten der Fahrbahn optimal anpassen kann. Von besonderem Vorteil bei der erfindungsgemäßen Bremsmatte ist, dass diese unabhängig von Fahrmanövern oder Fahrgeschwindigkeiten eine hohe Bremsleistung erzeugen kann und nicht auf den Zustand einer Reibpaarung Reifen/Fahrbahn angewiesen ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, aus der Summe der Bremsleistungen von Radbremse und Bremsmatte deutlich höhere Verzögerungen und damit kürzere Bremswege und eine verringerte Aufprallenergie erzielt werden können, als dies bei konventionellen Fahrzeugen möglich ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, weist die erfindungsgemäße Bremsmatte zumindest zwei separate Unterdruckkammern auf. Durch die Aufteilung des zu evakuierenden Volumens unterhalb der Bremsmatte führen insbesondere lokale Leckagen an einer Unterdruckkammer nicht zu einem Totalausfall des gesamten Systems, wodurch eine deutlich erhöhte Funktionssicherheit gewährleistet werden kann. Vorzugsweise weist dabei die erfindungsgemäße Bremsmatte eine Vielzahl von separaten Unterdruckkammern auf, die bspw. ähnlich eines Reifenprofils, das heißt gepfeilt, angeordnet sind und die vorzugsweise darüber hinaus separat evakuiert werden können und selbstverständlich abgedichtet gegenüber einer benachbarten Unterdruckkammer ausgebildet sind. Je nach gewünschter Bremsverzögerung ist es bei mehreren separaten Unterdruckkammern auch denkbar, mehr oder weniger Unterdruckkammern zu evakuieren, so dass bspw. die Anzahl der evakuierten Unterdruckkammern individuell an die jeweilige Notbremssituation angepasst werden kann. Von besonderem Vorteil bei einer Bremsmatte mit mehreren separaten Unterdruckkammern ist jedoch, dass ein Ausfall einzelner Unterdruckkammern nicht automatisch zu einem Totalausfall des Bremssystems führt, sondern die von den Reifenaufstandsflächen erzeugte Bremswirkung von den noch intakten Unterdruckkammern verstärkt wird.
Zweckmäßig weist die Bremsmatte integrierte, insbesondere einvulkanisierte, Entlüftungsleitungen auf. Dies bietet den besonderen Vorteil, dass eine ansonsten aufwendige Leitungsführung der Entlüftungsleitung entfallen kann, da diese bereits zusammen mit der Bremsmatte, das heißt bspw. beim Vulkanisieren derselben, hergestellt werden. Die einzelnen Entlüftungsleitungen können dabei zu einer zentralen Entlüftungsleitung führen, die bspw. mit einem einen Unterdruck erzeugenden Gasgenerator verbunden ist. Eine derartig ausgebildete Bremsmatte erlaubt darüber hinaus die kostengünstige Herstellung der einzelnen Entlüftungsleitungen im Vergleich zu separat geführten und hergestellten Entlüftungsleitungen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
2 eine erfindungsgemäße Bremsmatte in einer Ansicht von unten,
3 eine Schnittdarstellung durch die Bremsmatte.
Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Einrichtung 1 zur Verstärkung der Bodenhaftung bei einem Fahrzeug 2, insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, eine flexible, elastische Bremsmatte 3 auf, die zusammen mit einer Fahrbahn 4 in einer Bremssituation, insbesondere in einer Notbremssituation, eine Unterdruckkammer 5 einschließt. Die Bremsmatte 3 ist dabei üblicherweise in einer Nichtgebrauchsstellung unten am Fahrzeug 2, insbesondere im Bereich eines Unterbodens, angeordnet, und kann bei einer Notbremssituation schlagartig auf die Fahrbahn 4 verstellt werden. Zur Verstärkung der Bodenhaftung bei dem Fahrzeug 2 wird in dieser Notbremssituation die Unterdruckkammer 5 evakuiert, bspw. mittels einer nicht gezeigten Unterdruckpumpe oder eines Gasgenerators, wodurch die Bremsmatte 3 fest auf der Fahrbahn 4 haftet. Die Bremsmatte 3 ist dabei über ein vorzugsweise momentenfreies Zugelement 6 mit dem Fahrzeug 2 verbunden und bewirkt in der Notbremssituation ein Anpressen des Fahrzeugs 2 auf die Fahrbahn 4, wodurch insbesondere auch die Bremswirkung von nicht gezeigten Fahrzeugrädern verstärkt werden kann. Durch die erfindungsgemäß flexible und elastisch ausgebildete Bremsmatte 3, ist diese in der Lage, sich auch an ggf. vorhandenen Unebenheiten auf der Fahrbahn 4 leicht und flexible anzupassen, wodurch die Funktionssicherheit der Einrichtung 1 erhöht werden kann.
Die erfindungsgemäße Bremsmatte 3 weist eine äußere umlaufende Dichtung 7 auf und besitzt gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform eine in Bewegungsrichtung v orientierte Pfeilgestalt auf. Zumindest an einer Pfeilspitze der Bremsmatte 3 können dabei Reinigungselemente 8, bspw. Bürstenelemente, vorgesehen sein, durch welche bspw. Schotter oder Split abgewiesen werden kann. Darüber hinaus ist auch durch die Pfeilung in Bewegungsrichtung eine gewisse Reinigung der Fahrbahnoberfläche von Verunreinigungen, die die Bremsmatte 3 bspw. beschädigen könnten, gegeben.
Erfindungsgemäß weist nun die Bremsmatte 3 eine Vielzahl von Unterdruckkammern 5, 5', 5'', etc. auf, die vorzugsweise jeweils einzeln, das heißt separat, evakuiert werden können und die insbesondere abgedichtet gegenüber einer benachbarten Unterdruckkammer 5', 5'', 5, etc., ausgebildet ist. Das Vorsehen mehrerer Unterdruckkammern 5, 5', 5'' erhöht dabei die Funktionssicherheit der Einrichtung 1, insbesondere eine Undichtigkeit einer einzelnen Unterdruckkammer 5, 5' oder 5'' nicht zu einem Totalausfall der Einrichtung 1 und damit zu einem Totalausfall der Bremswirkung führt. Denkbar ist hierbei auch, dass in Abhängigkeit der jeweilig auftretenden Notbremssituation eine, mehrere oder alle Unterdruckkammern 5, 5' oder 5'' evakuiert werden. Generell kann die Bremsmatte 3 aus Kunststoff, insbesondere aus Gummi, ausgebildet sein und dadurch bereits einen hohen Reibbeiwert bezüglich der Fahrbahn 4 aufweisen.
Zur weiteren Erhöhung des Reibbeiwerts können zusätzlich Reibbeläge 9 vorgesehen werden, die entweder ausschließlich eine die Reibung erhöhende Wirkung oder aber zusätzlich auch eine Dichtungswirkung erzeugen. Insbesondere können die Reibbeläge 9 auch verzahnende Elemente aufnehmen, um zusätzlich zum Reibschluss einen Formschluss herstellen zu können.
Um die Bremsmatte 3 insgesamt möglichst kostengünstig und funktionssicher ausbilden zu können, können einzelne Entlüftungsleitungen 10 in die Bremsmatte 3 integriert, insbesondere in diese einvulkanisiert sein. Darüber hinaus kann die Bremsmatte 3 auch eine integrierte, insbesondere einvulkanisierte, Bewehrung 11 aufweisen, die die Bremsmatte 3 stabilisiert und einen Kraftschluss von den Reibbelägen 9 das Zugelement 6 gewährleistet.
Generell bestimmt sich die Bremsleistung von Fahrzeugen 2 über die Betriebsbremse nach dem Gesetz der Coulombschen Reibung, das heißt proportional zur Normalkraft und ist damit abhängig vom Fahrzeuggewicht. Besonders in kritischen Fahrsituationen reicht die Bremsleistung der Betriebsbremse oftmals nicht aus, um Unfälle vermeiden zu können, oder um zumindest die Unfallfolgen reduzieren zu können. Durch die Erhöhung der Normalkraft F_N, die auf einen Reibbelag, das heißt in diesem Fall auf die Bremsmatte 3 wirkt, lässt sich die Bremsleistung steigern und damit die Unfallfolgen reduzieren.
Mit der erfindungsgemäßen Bremsmatte 3 lassen sich zumindest folgende Vorteile realisieren:

– durch die flexible Gestaltung legt sich die Bremsmatte 3 bei der Evakuierung auch an einen unebenen Untergrund, das heißt an eine unebene Fahrbahn 4, an und ist damit für nahezu alle Straßen uneingeschränkt geeignet,
– durch die Aufteilung des gesamten Unterdruckvolumens in unterschiedliche Unterdruckkammern 5, 5' und 5'', führen lokale Leckagen nicht zu einem Totalausfall des gesamten Systems, wobei zusätzlich die Bremsmatte 3 wirkungsvoll vor Beschädigungen durch bspw. Split geschützt werden kann,
– die Bremsmatte 3 erzeugt zusätzlich zur Betriebsbremse, das heißt insbesondere unabhängig von Fahrmanövern oder Fahrgeschwindigkeit, eine hohe Bremsleistung und ist nicht auf den Zustand der Reibpaarung Reifen/Fahrbahn angewiesen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009034582 [0002]

Claims

Einrichtung (1) zur Verstärkung der Bodenhaftung bei einem Fahrzeug (2), insbesondere bei einem Kraftfahrzeug, bei der in einer Gebrauchsstellung aus einer unter dem Fahrzeug (2) angeordneten und gegen die Atmosphäre abgedichteten Unterdruckkammer (5) Luft absaugbar und dadurch ein Unterdruck erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckkammer (5, 5', 5'') in einer flexiblen, elastischen Bremsmatte (3) angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsmatte (3) eine äußere umlaufende Dichtung (7) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsmatte (3) eine in Bewegungsrichtung orientierte Pfeilgestalt aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einer Pfeilspitze der Bremsmatte (3) Reinigungselemente (8), insbesondere Bürstenelemente, vorgesehen sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsmatte (3) zumindest zwei Unterdruckkammern (5, 5', 5'') aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Unterdruckkammern (5, 5', 5'') separat evakuiert werden kann und insbesondere abgedichtet gegenüber einer benachbarten Unterdruckkammer (5'', 5', 5) ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsmatte (3) aus Kunststoff, insbesondere aus Gummi, ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsmatte (3) Reibbeläge (9) zur Erhöhung eines Reibbeiwertes aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, – dass die Bremsmatte (3) integrierte, insbesondere einvulkanisierte, Entlüftungsleitungen (10) aufweist, und/oder – dass die Bremsmatte (3) eine integrierte, insbesondere einvulkanisierte, Bewehrung (11), insbesondere ein Drahtgeflecht, aufweist.
Kraftfahrzeug (2) mit einer Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.