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Kraftfahrzeug Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug.
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Kraftfahrzeuge fahren lediglich in Abhängigkeit von der Sicht des
Fahrers auf Fahrbahnen, deren Zustand durch Abschätzung von dem Fahrer wahrgenommen
wird. Dadurch entstehen zahlreiche Unfälle Plötzliche Glatteisbildung wird erst
in dem Augenblick wahrgenommen, in welchem sich das Fahrzeug in einer Gefahrensituation
befindet und gebremst oder scharf abweichend gelenkt wird. In solchen Fällen ist
die Erkenntnis des Fahrbahnzustandes zu spät, um Unfälle zu vermeiden.
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Dabei wird darauf hingewiesen, daß insbesondere bei Nacht fahrten
nicht zu unterscheiden ist, ob eine Fahrbahndecke naß oder mit Glatteis überzogen
ist. Gerade bei diesem unübersehbaren Zustand einer Fahrbahndecke werden von Fahrern
oft Bremsungen-zur Prüfung des Zustandes durchgeführt. Bereits solche Prüfungsmanöver
können Ursache eines Unfalles sein.
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Dabei wird anerkannt, daß verschiedene Fahrbahnausführungen in Form
von durchgehenden Asphaltflächen oder von Betonplatten unter gleichen Bedingungen
verschiedene Fahreigenschaften aufweisen. Maßgeblich für die der Erfindung zuw
grundeliegenden
Gesichtspunkte ist aber, daß der Fahrzustand einer Fahrbahn besonders auf sogenannten
Schnellstraßen angezeigt werden sollte, bei denen eine gleichbleibende Ausgangsbedingung
vorliegt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein KraftfahrZ zeug
so auszugestalten oder mit einer Vorrichtung zu versehen, daß auftretendes Glatteis
erkennbar wird bzw. durch die Vorrichtung einem Fahrer bewußt gemacht wird, so daß
er sein Fahrverhalten dem Straßenzustand zum Vermeidung von Unfällen rechtzeitig
anpassen kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine am Fahrzeug angeordnete und unter elastischem
Andruck die Fahrbahn abtastende Einrichtung (Abtasteinrichtung) und eine Verbindung
zwischen dieser Einrichtung und einer Signalvorrichtung im Kraftfahrzeug, insbesondere
am Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs, gelöst. Durch diese Abtastung der Fahrbahn
können Zustandsänderungen in unmittelbarem Bereich des Kraftfahrzeugs zur Kenntnis
gebracht werden, so daß der Fahrer augenblicklich sein Fahrverhalten darauf einstellen
kann.
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Dabei wird bevorzugt, daß die Abtasteinrichtung in Abhängigkeit von
dem Straßenzustand, insbesondere Reibungswert der Straßendecke, beweglich ist und
eine dieser Bewegung entgegenwirkende Stellanordnung vorgesehen ist. Durch die Einführung
einer Bewegungsgröße wird eine besondere Sicherheit zur Erkennung von Eisdechen
geschaffen. weil der Reibungswert einer eisbezogenen Straßendecke völlig anders
als der Reibungswert einer eisfreien Straßendecke istç Die Bewegliehkeit der Einrichtung
kann daher Schlupfunterschiede, die sich aus verschiedenen Reibungswerten ergeben,
zu Anzeigegrößen umtandeln.
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Bevorzugt wird dabei wenigstens eine Gegenkraftfeder, die eine Gegenkraft
gegen eine bsetimmte Reibung an der Abtestsinrichtung
durch Straßenberührung
aufbriffgt. Hierdurch lassen sich auch anpassende Binstellungen vornehmen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Einrichtung
als Rad ausgeführt und die Stellanordnung als federbelastete, einstellbare Bremse
gegen die Drehung des Rades vorgesehen. Ein solches Rand läuft normalerweise mit
und dreht sich bei entsprechender Bodenhaftung konform zu den Fahrzeugrädern, während
es aufgrund der Bremse bei geringeren Reibungswerten schlüpft. Die Gegenkraftfeder
ist dann eine Andrückfeder in der Bremse.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist die Einrichtung
als Tastschiene ausgeführt, die an wenigstens einem Arm in ihrer Längsrichtung parallel
zur Fahrzeugachse beweglich gelagert ist, wobei als Stellanordnung wenigstens eine
Feder in der Lagerung des Arms vorgesehen ist, um ihn in einer vorbestimmten Richtung
auslenkbar zu halten. Eine solche Tastschiene hat den Vorteil, daß sie die Fahrbahn
über eine gewisse Strecke erfaßt. Dabei besteht die Möglichkeit, daß nicht nur die
Reibungswerte, d.h. Glatteis oder nicht, angegeben werden, sondern auch der Zustand
der Straße, so daß diese Lösung gewissermaßen als Straßenzustandswaage bezeichnet
werden kann.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform ist dabei eine zusätzliche
Feder als Gegenkraftfeder vorgesehen, die an dem wenigstens einen Arm unmittelbar
angreift und einstellbar ist. Bei dieser Lösung wird bevorzugt, daß der zusätzlichen
Feder ein Gegenanschlag zugeordnet ist, welcher den wenigstens einen Arm in einer
Ausgangsstellung hält. Dadurch können definierte Ausgangsstellungen erreicht werden
und besonders ein Ausgangspunkt auf der Federcharakteristik der Gegenkraftfeder.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Gegenkraftfeder
eine Dämpfungseinrichtung, beispielsweise ein Luftdämpfer
mit Zylinder
und Kolben, zugeordnet, um Schwingungen der Tastschiene zu kompensieren.
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Die Lösung mit der Tastschiene wird vorteilhaft so ausgestaltet, daß
zwei Arme vorgesehen und jeweils auf einer Achse in einer Richtung senkrecht und
parallel zu dieser beweglich oder schwenkbar angeordnet und durch Druckfedern an
kugelkalotten förmige Lagerflächen gedrückt sind, um eine Einstellung senkrecht
zur Achse herzustellen. Dadurch wird eine nachgiebige Parallelführung der Tastschiene
erreicht.
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Grundsätzlich sieht die Erfindung vor, daß die Lauffläche des Rades
oder die Unterseite der Schiene mit Reibung erhöhenden Mitteln versehen ist. Das
kann zur einwandfreien Aufnahme abweichender Reibungswerte der Fahrbahn wesentlich
sein.
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Hinsichtlich der Ausführung der Abtasteinrichtung als Rad sieht eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Verbindung die Drehzahl des
Rades aufnimmt und einer Vergleichsanordnung zwischen dem gemessenen Wert und dem
Fahrzeugtachometer zuführt, welche Vergleichsanordnung die Signal vorrichtung speist.
Es ist klar, daß das Rad auf einer trockenen Fahrbahn ohne wesentlichen Schlupf
umläuft, auf einer glatten Fahrbahn wegen Einwirkung der Bremse eine weitaus geringere
Drehzahl hat, so daß aus diesem Unterschied ein Wert entsteht, der zur Signalgabe
ausgenutzt werden kann.
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Bezüglich der Ausführung der Abtasteinrichtung als Tastschiene sieht
eine zweckmäßige Ausgestaltung vor, daß der wenigstens eine Arm mit Abstand von
seiner Lagerung mit einer die Verbindung bildenden Übertragungseinrichtung verbunden
ist, welche die Abweichung aus der Lage senkrecht zur Achse auf die Signalvorrichtung
überträgt, Diese Lösung führt zu einer besonders einfach ausgeführten Ausbildung,
wobei natürlich zu bedenken ist, daß besonders in diesem Fall Schwingungen auftreten
können,
weil auch eine trockene Fahrbahn Hindernisse aus verschiedenen-Reibungswerten
aufgrund unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit aufweisen kann.
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Grundsätzlich sieht dabei eine weitere vorteilhafte Ausgestal tung
vor, daß die Werte, die über die Verbindung zugeführt werden, einer integrierenden
Schaltung oder einer Summiereinrichtung, in einer elektrischen Anordnung beispielsweise
einem Kondensator zu dessen Aufladung, zugeführt werden, und daß ein Signal auf
der Signalvorrichtung erst nach Erreichung einer bestimmten Größenordnung der übertragenden
Meßgrößen ausgelöst wird. Auch hierdurch wird ein einzelner Einfluß ausgeschieden
und erreicht, daß ein Signal dann gegeben wird, wenn mit Sicherheit ein bestimmter
Fahrbahflzustand vorliegt.
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Zweckmäßig weist die Signalvorrichtung ein optisches oder akustisches
Anzeigeinstrument auf, das bei bestimmten Werten, die Dadurch die Verbindung übertragen
werden, auslösbar ist. Dadurch kann der Fahrer durch Sichtsignal oder aber auch
durch ein hörbares Signal auf sich ändernde Fahrbahneigenschaften aufmerksam gemacht
werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften und wesentlichen-Ausgestaltung
ist die Abtasteinrichtung einerseits mit einer Feder, die sie elastisch an eine
Fahrbahn drückt, und andererseits mit einer Abhebeeinrichtung, wie einem Bowdenzug,
verbünden, um sie gegen die Wirkung der Feder von der Fahrbahn abzuheben.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert,
die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Weich~ nung zeigen: Fig. 1 : eine
schematische Seitenteilansicht eines Kraftfahrzeugs, wobei insbesondere die für
die Erfindung wesentlichen Teile verstärkt dargestellt sind;
Fig.
2 : eine Draufsicht auf einen Teil der Fig. 1 im wesentlichen im Schnitt längs der
Linie II - II in Fig; li Fig. 3 : ein schematisches Blockschaubild für den Anschluß
einer Signalvorrichtung; Fig. 4 : eine Stirnansicht eines Kraftfahrzeugs in strichpunktierter
Ausführung lediglich zur Erläuterung einer bestimmten Anordnung von Teilen, wobei
eine andere Ausführungsform der Erfindung durch verstärkte Striche dargestellt ist;
Fig. 5 : eine Draufsicht auf die andere Anordnung nach Fig. 3 und insbesondere in
Verbindung mit einer Anzeigeeinrichtung.
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Das Xraftfahrzeug nach Figur 1 hat die - Radpaare 1, 2 und den Fahrersitz
3 in einer Karosserie 4. Vor dem Fahrersitz befindet sich das Lenkrad 5 und ein
Armaturenbrett 6. Die Karosserie 4 ist unten durch die Bodenplatte 7 abgedeckt.
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Unterhalb der Bodenplatte ist an einem nach unten gerichteten Ansatz
8 ein Schwenkhebel 9 an einem Schwenkzapfen 10 ange ordnet. Der Schwenkhebel 9 trägt
am senkrecht zur Fahrzeug rückseite gerichteten Ende eine Achse 11, auf der drehfest
ein Rad 12 angeordnet ist. Die Drehachse 11 ist in dem Schwenkhebel 9 drehbar gelagert.
Der Scbwenkhebel 9 besteht beispielsweise aus zwei Gabelschenkeln 13, 14, zwischen
denen das Rad 12 drehbar mit der Achse 11 gelagert ist. Diese Achse setzt sich durch
die Lageranordnung 15 an einer Seite des Schwenkhebels 9 bzw. Schenkels 13 zu einer
Bremsscheibe 16 hin fort, die drehfest mit der Achse 11 verbunden ist. Den beispielsweise
konischen Stirnflächen 17 liegen entsprechend gerichtete Reibungsflächen 18 eines
Bremselements 19 gegenüber, die vermittels einer Feder 20 angedrückt werden. Diese
Feder stützt sich an einem Zapfen 21 ab, der durch einen Bügel 22 am Schwenkhebel
9 geführt und somit ausgerichtet ist. Der Zapfen 21 kann eine nicht dargestellte
Einstellschraube haben, um den Andruck mittels der Feder 20 einzustellen.
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Am Bügel 22 sind ferner mehrere Öffnungen für Führungsstifte 23, 24
vorgesehen, welche das Bremselement 19 tragen und undrehbar zum Bügel 22, aber axial
zur Achse 11 beweglich halten.
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Der Schwenkhebel+9 hat an seinem anderen Ende einen Fortsatz 25, der
an seinem Ende ein Widerlager 26 für eine Zugfeder 27 aufweist, die andererseits
in ein Widerlager 28 an der Bodenplatte 7 des Fahrzeugs eingehängt ist.
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Die Drehachse 11 steht beispielsweise über eine biegsame Welle 29,
die zum Armaturenbrett 6 hin geführt ist, mit einer dort vorgesehenen Signalvorrichtung
30 in Verbindung, durch
welche dem Fahrer der Straßenzustand deutlich
gemacht wird.
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Bei einer normalen Straßendecke mit üblichen Reibungswerten läuft
das Rad 12 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit mit, so daß keine extrem abweichenden
Werte entstehen. Sowie Glatteis auftritt, hält die Bremse 17 bis 19 das Rad, das
auf der Fahrbahndecke schlupft, so daßüber die Welle 29 abweichende Umdrehungswerte
übertragen werden.
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Dabei wird bevorzugt, daß die Welle 29 auf eine Vergleichseinrichtung
31 wirkt, in welche Geschwindigkeitssignale vom Tachometer 32 her über eine Zuleitung
33 eingespeist werden, wobei dann ein Vergleich der eingeführten Werte zu einer
Ausgangsgröße führt, die auf die Signalvornchtung 30, beispielsweise einem Summer,
einem Zeigerinstrument oder einer Anzeigelampe wirkt.
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Die Feder 27 zieht das Rad 12 in elastischem Ausdruck an die Fahrbahn
34. Gemäß vorliegender Erfindung ist dabei der mit Abstand von der Achse 11, und
zwar am Schwenkhebel 9 an der bezüglich der Achse 11 von der Feder 27 abgekehrten
Seite ein Bowdenzug 35 angeschlossen, der über eine entsprechende Fübrungsleitung
zum Armaturenbrett 6 geht und dort an einem Betätigungshandgriff 36 endet. Durch
Betätigung des Bowdenzugs oder einer entsprechenden Vorrichtung besteht daher die
Möglichkeit, das Rad 12 gegen die Wirkung der Feder von der Fahrbahn 34 abzuheben,
wobei es in die gestrichelt gezeichnete Stellung 37 gelangt, oder zum Lauf auf der
Fahrbahn 34 mit elastischem Andruck freizugeben.
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Nach den Figuren 4 und 5 ist eine andere Lösung der erfindungsgemäßen
Ausführung gezeigt. Die Karosserie ist wiederum mit 4, das Lenkrad mit 5 bezeichnet.
Beispielsweise sind die Hinterräder 1, 38 gezeigt, die in üblicher Weise mittels
Achsen 79 an einem Differential 40 aufgehängt sind.
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Während in Fig. 1 der Schwenkhebel 9 um einen>Soehwenkzapfen 10
quer zur Fahrzeuglängsachse beweglich gelagert ist, sieht die Ausführung nach den
Fig. 4 und 5 vor, daß an der Bodenplatte 7 der Karosserie zwei Lageransätze 41,
42 vorgesehen sind, welche Lageröffnungen und Lagerungen für eine Schwenkachse 43
parallel zur Fahrzeuglängsrichtung aufweisen. Die Lageransätze haben vorteilhaften
kugelabschnittsförmige Anlageflächen 44, 45, an denen Tragarme 46, 47 anliegen,
die mit Öffnungen auf der Schwenkachse 43 sitzen und gegenüber dieser verdrehbar
und längsverschiebbar sowie verschwenkbar sind. Die Öffnungen haben gegenüber dem
Querschnitt der Schwenkachse Übermaß.
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Die Schwenkachse ist mit fest an ihr angeordneten Federwiderlagern
48, 49 versehen, an denen die Schwenkachse umgebende Pedern 50, 51 abgestützt sind,
die andererseits auf die Tragarme 46, 47 drücken, um sie an den kugelabschnittsförmigen
Anlageflächen 44, 45 normalerweise rechtwinklig zur Schwenkachse 43 zu haltens An
den Tragarmen 46, 47 ist eine Tastschiene 52 angeordnet, die zur Fahrtrichtung eine
hochgebogene Spitze 53 aufweisen kann und an ihrer Unterseite, wie insbesondere
aus Fig. 4 hervorgeht, halbrundförmig mit der Kontur 54 ausgestaltet sein kann.
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Es wird bevorzugt, daß an einem Tragarm, beispielsweise 46, eine sogenannte
Gegenkraftfeder 66 angreift, um einen gewissen Reibungswert auszugleichen. In diesem
Fall dienen die Federn 50, 51 lediglich dazu, um die Tragarme 46, 47 an ihren Widerlagern,
die durch die Lageransätze 41, 42 gebildet werden, zu halten.
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Die Federn 50 51 wirken dann auch als Dämpfungsfdern. Wird durch die
Gegenkraftfeder ein Drehmoment auf den wenigstens einen Tragarm ausgeübt, so ist
weiterhin ein Gegenanschlag 67 vorgesehen, der die Ausgangsstelung, beispielsweise
eine rechtwinklige Lage der Tragarme 46, 47, zu der Schwenkachse 43 bestimmt. Dieser
Gegenanschlag ist beispielsweise an dem Lagerung satz 42 vorgesehen.
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Wenn sich das Fahrzeng auf einer normalen Straße bewegt, ergibt sich
an der Kontur 54 ein Reibungswert, der die Schiene gegenüber dem Fahrzeug zurückholt,
so daß die Tragarme in die Stellungen 46', 47' verschwenken und die Tastschiene
52 die Stellung 52' einnimmt. Wäre Glatteis, würden die Federn 50, 51 die Tastschiene
in der Stellung 52 in bezug zum Fahrzeug halten.
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An der Bodenplatte 7 ist eine Verbindung 55 angeordnet, die am Tragarm
46 befestigt ist und dessen Verschwenkung auf ein Anzeigeinstrument 56 überträgt
Dabei versteht wich, daß in das Anzeigeinstrument zweckmäßig auch eine Größe in
Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Tachometerstellung des Fahrzeugs
eingespeist wird, damit berücksichtigt wird, ob sich das Fahrzeug mit einer minimalen
Geschwindigkeit bewegt, bei welcher die Kraft entweder der Federn 50, 51 bzw. besonders
der Gegenkraftfeder 66 gegenüber Reibungswerten der Fahrbahn vorherrschen würde,
oder mit einer höheren Geschwindigkeit, bei welcher der Fahrbahnzustand den dominierenden
Einfluß ausübt.
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Letzterer kann durch eine Aufrauhung der Kontun 54 oder auch durch
Anordnung von Dornen an dieser Kontur besonders gut wahrgenommen werden, Weiterhin
ist anhand der Fig. 5 gezeigt, daß eine besendere mechanik che Kompensatienseinrichtung
rgesehen sein kann. Der Gegenkraftfeder 66 ist beispielsweise eine pneumatische
Dämpfungseinrichtung 68 zugeordnet, die in dem Bowdenzug vorgesehen ist und an dem
verstelberen Glied einen Kolben 69 aufweist, der in einem Zylivde 70 hin- und herhewegbar
ist, durch dssaen Stirnseiten de verstellbare Glied des Bowdenzugs hindurchgcht.
Dabei können in anlstch bakannter Weise Drosselöffnungen und Rückführkanäle vorgesehen
sein, um die Dämpfungswirkung zu gewährleisten.
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Das Anzeigeinstrument 56 känn mahrere Teilungen 57, 58, 59, 60...
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enthalten, die jeweils mit Bewertungen wie "Straße gut befahrbar",
"Straße etwas glatt", "Veraicht", "Straßenglätte", "Schleudergefahr
",
"Glatteis" versehen sein können0 Auch die Ausführung nach den Fig. 4 und 5 besitzt
eine Einrichtung zum Abheben der Tasteinrichtung. Diese Einrichtung ist auch als
Bowdenzug 61 dargestellt, der an einem Tragarm 46 oder 47 angreift und bei Betätigung
mittels eines Hebels 62 am Armaturenbrett ermöglicht, daß die Tragarme 46, 47 in
die Stellung 46t, 47' hochgeschwenkt werden, wobei die Tastschiene 52 die Stellung
52' einnimmt.
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Diese Hochverschwenkung erfolgt gegen die Wirkung einer Zugfeder 63,
die zwischen einem abgewinkelten Schenkel 64 wenig~ stens eines Tragarmes 46, 47
und einem Widerlager 65 an der Bodenplatte 7 der Karosserie angeordnet und mit der
Feder 27 in Fig. t vergleichbar ist.