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durch eine entsprechende Vakuumpumpe bewältigt
werden;
diese Geräte wären dann aber nicht nur unnötig schwer und teuer, sondern sie würden
auch zu viel Raum beanspruchen.
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Die in der zweiten genannten Patentschrift beschriebene Vorrichtung
ist eher für den Dauerbetrieb besonderer, als zur Notbremsung normaler Fahrzeuge
geeignet, weil zum Absaugen der großen Luftmengen und Leckluftströme entsprechende
Ventilatoren erforderlich sind, die relativ lange Anlaufzeiten und viel Platz benötigen.
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Auch die Bremseinrichtung aus der erwähnten deutschen Auslegeschrift
hat die Nachteile viel Platz zu beanspruchen, die Bodenfreiheit der Fahrzeuge stark
einzuschränken und große träge Massen zu besitzen, die beim Bremsen beschleunigt
werden und umlaufen müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem selbsttätig und manuell steuerbaren,
schnell einsatzbereiten Notbremssystem mehr Sicherheit durch geringen technischen
Aufwand zu erreichen und die Nachteile der bekannten Bremseinrichtungen zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Vorteile des Notbremssystems gemäß der Erfindung liegen in der
sich gut dichtend an die Fahrbahn schmiegenden flexiblen Matte, deren Luftreservoir
schnell abgesaugt werden kann und die durch ihre Robustheit und Verschleißfestigkeit
große Bremskräfte auf die Fahrbahn zu übertragen vermag.
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Die Matte ist flach und beansprucht im eingezogenen Zustand nur wenig
Platz unter dem Fahrzeug. Ihre gute Dichtwirkung sowie die aus den Kanälen abzusaugenden
geringen Luftmengen ermöglichen es, auch Baugröße, Gewicht und Kosten wesentlicher
zum Notbremssystem gehörender Teile günstig zu beeinflussen. Deshalb kann z. B.
die Vakuumpumpe klein gehalten werden und - durch den gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung im Notbremsfall selbsttätig auf sie umgekuppelten Fahrzeugmotor -
sehr schnell hohe Drehzahlen mit maximalem Saugvermögen erreichen, was hier besonders
wichtig ist, um rasch niedrige Drücke und damit große Bremskräfte erzeugen zu können.
- Ferner ist es vorteilhaft, bei Notbremsungen den Fahrzeugmotor automatisch auszukuppeln,
um schädliche Antriebseinflüsse zu vermeiden, und außerdem günstig, daß die aktive
Motorleistung zum Bremsen genutzt wird.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Vakuumpumpe
in den Motorblock einzubeziehen, um durch einfache Heizung ihre Wasserdampfverträglichkeit
zu erhöhen. Ferner könnte bei Mehrzylinder- bzw. Mehrkammermotoren der Fahrzeugmotor
selbst dafür eingerichtet werden, daß im Notbremsfall mindestens ein Zylinder bzw.
eine Kammer als Vakuumpumpe dient, während die übrigen Zylinder oder Kammern allein
als Motor weiterarbeiten.
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Diese Weiterbildung ist durch die Merkmale der Ansprüche 12 bis 14
gegeben. Die erreichbaren Vorteile liegen hauptsächlich in der Einsparung einer
separaten Vakuumpumpe.
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Durch die Ausbildung eines Schnellbelüftungsventils nach Anspruch
11 wird auf einfache Weise jederzeit ein schneller Einsatz des Notbremssystems ermöglicht.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Es zeigt F i g. 1 eine Gesamtansicht des Notbremssystems, F i g.
1 a eine schematische Anordnung des Notbremssystems in einem Fahrzeug, F i g. 2
eine Ansicht der Matte von unten, F i g. 3 einen Vorläufer und ein Drosselventil
(Einzelheit A von F i g. 1) und F i g. 4 einen Schnitt durch das Schnellbelüftungsventil
(Einzelheit B von F i g. 1).
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In der Ausführung nach F i g. 1 ist unter dem Fahrzeug - in der Nähe
seines Schwerpunktes - in einem senkbaren Rahmen 19, der schlittenförmig oder als
Fahrgestell ausgeführt sein kann, eine Matte 18 befestigt, die durch über Nocken
16 gespannte elastische Bänder 17 tiefgezogen wird. Auf den Rahmen 19, der mit einem
zwischen den Vordersitzen angeordneten Handhebel3 verbunden ist, wirkt ein pneumatischer
Arbeitszylinder 10, der eine Feder 58 und ein Schnellbelüftungsventil 51 (F i g.4)
enthält.
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Vom Handhebel 3 gehen Zugseile 14; 15; 22 aus, die auf Kupplungspedal21,
Gaspedal 20 und eine zwischen Fahrzeugmotor 25 und einer Vakuumpumpe 23 angeordnete
Kupplung 24 einwirken können. In der Matte 18 sind voneinander getrennte Kammern
43 a; 43 b; 43c ausgebildet (F i g. 2), die über Drosselklappen 47 (F i g. 3), eine
Saugleitung 12, ein Luftfilter 13 und ein elektropneumatisch gesteuertes Wegeventil
36 mit der Vakuumpumpe 23 verbunden sind.
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Diese relativ kleine, zum Schnellauf geeignete, einstufige Vakuumpumpe
kann wegen der besseren Wasserdampfverträglichkeit z.B. vom Fahrzeugmotor 25 bzw.
seinen Abgasen geheizt werden und mit Gasballast arbeiten. Zur Servohilfe dient
ein kleiner geteilter Unterdruckbehälter 31, 32. Die elektrische Schaltung ermöglicht
eine automatische und eine manuelle Steuerung des Notbremssystems.
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Wirkungsweise bei automatischer Steuerung: Das Notbremssystem schaltet
sich automatisch ein, wenn und solange unzulässiger Radschlupf (Blockierneigung)
infolge zu starker Bremsbetätigung gemessen wird. Dazu dient ein Meßfühler 26, der
über ein abfallverzögertes Relais 27 auch ein Antiblockierregelsystem steuern kann.
- Tritt infolge zu starken Bremsens eine unzulässige Differenz zwischen Raddreh-
und translatorischer Fahrzeugverzögerung auf, so kann Strom über einen Bremslichtschalter
29, das Relais 27 und den Meßfühler 26 fließen. Das abfallverzögerte Relais 27 spricht
unverzögert an und sein Anker bleibt angezogen, solange der Meßfühler 26 Steuerstrom,
auch in Form von Impulsen, fließen läßt. Demzufolge gibt ein Elektromagnet 4 durch
Ausschwenken einer Sperrklinke 5 eine Halteklinke 8 frei, die, ohne einen Kontakt
7 zu berühren, von einer Feder 6 nach rechts gezogen wird und den Handhebel3 fallen
läßt. Während der Rahmen 19 mit der Matte 18 durch Eigengewicht und die im pneumatischen
Arbeitszylinder 10 gespannte Feder 58 (F i g. 4) auf die Fahrbahn beschleunigt und
gedrückt werden, haben die Zugseile 14; 22 den Fahrzeugmotor 25 vom Fahrzeug auf
die Vakuumpumpe 23 umgekuppelt und das Zugseil 15 betätigt, so daß die kleine Pumpe
sehr schnell hohe Drehzahl und volles Saugvermögen erreicht. Die Matte 18 wird infolge
des in ihren Kanälen 38 herrschenden Vakuums vom äußeren Luftdruck fest auf die
Fahrbahn gepreßt, an die sie sich gut dichtend anschmiegt, so daß wenig Leckluft
eindringt, die die Vakuumpumpe 23 sofort absaugt. Die dadurch erreichbare große
zusätzliche
Bremskraft, die der Bewegung des Fahrzeugs entgegengerichtet
ist, hilft nicht nur Bremswege verkürzen, sondern auch die Gefahren des Ausbrechens
und Schleuderns zu vermindern. Diese Bremskraft ist hauptsächlich abhängig vom erreichten
Unterdruck, von der wirksamen Negativprofilfläche und dem Gleitbeiwert der Matte
auf der Fahrbahn.
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Wenn translatorische Fahrzeug- und Radumlaufbewegung wieder übereinstimmen,
schaltet der Meßfühler 26 das abfallverzögerte Relais 27 und damit den Elektromagneten
4 aus. Der Kontakt 7 der Sperrklinke 5 berührt nun die nach rechts ausgeschwenkte
Halteklinke 8 und schaltet das elektropneumatisch gesteuerte Wegeventil 36 um. Dadurch
wird die Matte 18 belüftet und von der Fahrbahn abgehoben, weil jetzt die Vakuumpumpe
23 über Rückschlagventile 33; 34 den Unterdruckbehälter 31, 32 sowie über ein Drosselventil
35 die obere Zylinderkammer des pneumatischen Arbeitszylinders 10 aussaugt. - Der
kleinere Behälterteil 32, der über ein Ventil 37 zur pneumatischen Steuerung des
Wegeventils 36 dient, kann seinen Unterdruck über das Rückschlagventil 34 gut beibehalten
oder an das Motorsaugrohr angeschlossen sein. Der Unterdruck im größeren Behälterteil
31 erleichtert zumindest durch Servohilfe das weitere Heben des Rahmens mit der
Matte und das Spannen der Feder 58 im Arbeitszylinder 10, falls nicht - bei entsprechender
Dimensionierung - auch das vollständige Einziehen automatisch abläuft. Diese Hubbewegung
kann langsam erfolgen; das schnelle Senken ist dagegen aus jeder Stellung heraus
mit dem Schnellbelüftungsventil 51 (F i g. 4) möglich, wenn der Meßfühler 26 erneut
anspricht. Zuletzt drückt der hochgehobene Handhebei 3 mit einer Rolle9 die Halteklinke8
an ihrer Nase herauf, damit sie nach links geschwenkt und von der dahinter einfallenden
Sperrklinke 5 verriegelt wird. Hierdurch ist der Kontakt7 wieder unterbrochen, so
daß das Wegeventil 36 in die Ausgangsstellung zurückfällt und den Handhebel 3 auf
seine Halteklinke 8 sinken läßt.
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Beim Befahren von schlechten oder verschneiten Straßen kann durch
Ausschalten eines Schalters 28 die automatische, nicht aber die manuelle Ansteuerung
des Notbremssystems verhindert werden. Es ist aber auch möglich, den Meßfühler 26
so auszuführen, daß sich längs seiner Kurvenbahn beispielsweise der elektrische
Widerstand ändert, um erst bei größeren (translatorischen) Fahrzeugverzögerungen
das Notbremssystem automatisch auszulösen. Beim oft vorkommenden Überbremsen auf
winterlich glatten Straßen unterbleibt dann die automatische Auslösung des Notbremssystems,
nicht aber die Funktion des zweckmäßigerweise auch vorhandenen Antiblokkierregelsystems,
das derselbe Meßfühler 26 steuern kann.
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Der Unterschied zwischen automatischer und manueller Steuerung besteht
hier nur darin, daß nicht der Meßfühler 26, sondern der Fahrer Einschaltzeitpunkt
und -dauer der Notbremsung bestimmt. Es genügt auf einen Griff 1 des Handhebels
3 zu schlagen, um die Notbremse durch Umschalten eines Kippschalters 2 auszulösen.
Beim Hochziehen des Handhebels unterbricht der Kippschalter seine Kontakte wieder
und die Notbremsung ist beendet. - Das Bremslicht 30 leuchtet bei allen Notbremsungen
ebenfalls auf.
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Die Handauslösung wäre beispielsweise zu empfehlen, wenn eine Kurve
zu schnell angefahren wurde und die Räder durch die Übertragung zu großer Seitenführungskräfte
kaum noch brems- und lenkfähig sind. Auch in solchen kritischen Situationen kann
die von der Radbremsanlage unabhängige, der Fahrzeugbewegung entgegengerichtete
Notbremskraft helfen, indem sie Geschwindigkeit und Fliehkraft des Fahrzeugs vermindert,
damit es nicht aus der Kurve ausbricht.
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F i g. 2 zeigt die flexible Matte 18 von unten, die mit einem Gitter
39 (Siebgewebe) und von den in Fahrtrichtung angeordneten Kanälen 38 durchzogen
ist. Die Matte 18 besteht wegen der erforderlichen Verschleiß- und Abriebfestigkeit
beispielsweise aus Reifengummi. Sie kann beliebig profiliert und in die voneinander
getrennten Kammern 43 a; 43 b; 43 c unterteilt sein oder auch aus einzelnen Teilen
bestehen, die über die steuerbaren Drosselklappen 47 (F i g. 3) mit der Vakuumpumpe
23 Verbindung haben. Das beispielsweise aus Draht, Stahlband oder Kunstfasergewebe
bestehende Gitter 39 dient als Grobfilter und auch dazu, insbesondere die quer zur
Matte wirkenden Zugspannungen besser aufzunehmen und gleichmäßig zu übertragen.
Die Kanäle 38 und der Übergang zur Saugleitung 12 sind strömungsgünstig ausgeführt.
Einschnitte 40 verbessern die Flexibilität und sind als Labyrinthdichtungen gestaltet.
Am Ende der Kanäle 38 sind Klappen 41 ausgebildet. Zweckmäßig sind auch mit weichelastischen
Werkstoffen (z. B. Weichgummi) gefüllte Aussparungen 42.
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Für die Benutzung auf Glatteis kann die Matte 18 - besonders in ihrer
mittleren Zone - Spikes enthalten. Der Rahmen über der Matte könnte beispielsweise
mit Stoff U-förmig so umspannt sein, daß eine vorn offene Luftkammer entsteht, die
es ermöglicht, beim Notbremsen auch den dynamischen Druck der sich über der Matte
stauenden Luft auszunutzen, was bei höheren Geschwindigkeiten besonders wirksam
ist.
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Wie aus F i g. 1 und besonders aus F i g. 3 erkennbar ist, sind vor
der Matte 18, ihren Teilen oder Kammern an auslenkbaren Hebeln 44 federnd, schwenkbare
Vorläufer 45 aufgehängt. Sie haben die Aufgabe, die Matte und insbesondere ihre
auflaufende Vorderkante vor Schäden zu bewahren, die von aus der Fahrbahn herausragenden
Steinen oder Kanten angerichtet werden könnten. Stößt ein Hebel 44 oder ein Vorläufer
45 an ein solches Hindernis, so wird an der betreffenden Stelle die Matte angehoben,
so daß sie darüber hinweggleitet. Um dies leichter zu ermöglichen, ist mindestens
ein Band 17 a elastisch ausgeführt. Damit kann die Matte bzw. die betreffende Kammer
43 durch Heben ihrer Vorderkante belüftet sein. Es ist aber auch möglich, zur Belüftung
an den Kammern Ventile anzuordnen, die von den ausgelenkten Vorläufern geöffnet
werden.
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Eine weitere Aufgabe der Vorläufer besteht darin, auf nassen Straßen
das Wasser besser über die Matte abzuleiten.
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Zwischen den Kammern 43 a; 43 b; 43 c der Matte 18 (F i g. 2) und
der Saugleitung 12 sind die von Membranen 46 beeinflußten Drosselklappen 47 eingebaut.
Ihre Aufgabe ist es, den abgesaugten Luftstrom aus solchen Kammern zu drosseln,
in denen zu starke Leckluftströme kaum Unterdruck entstehen lassen. Bezweckt wird
damit, daß ein Fahrzeug beispiclsweise
auch dann noch notbremsfähig
bleibt, wenn es sich - z. B. in Stadtstraßen - auf Straßenbahnschienen entlangbewegt.
Die Luft, die beim Notbremsen durch die Schienenrinne einströmen kann, läßt in der
darüber befindlichen Kammer der Matte fast keinen Unterdruck entstehen, so daß ihr
Ventil 47 gedrosselt ist. Demzufolge bleibt die Bremswirkung der übrigen Kammern
mindestens zum Teil erhalten, während sie sonst in diesem Fall ganz verlorengehen
könnte. - Es ist auch möglich, die Drosselventile in Abhängigkeit von den an der
Matte bzw.
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ihren Teilen angreifenden Zugkräften oder durch Zugkraftvergleich
zu beeinflussen. Wichtig ist, daß die Drosselung eines abgesaugten (Zweig-) Luftstromes
immer dann erfolgt, wenn mit ihm eine zu geringe Notbremswirkung erreicht wird.
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Fig.4 zeigt das Schnellbelüftungsventil 51, das auf den Kolben im
Arbeitszylinder 10 auch stoßdämpfend wirken kann. Eine Kammer 53 ist über eine (z.B.
relativ lange und dünne) Leitung 11 mit dem Wegeventil 36 verbunden. Eine Belüftungsleitung
49 kann mit der unteren Zylinderkammer und über das in ihr enthaltene Luftfilter
oder über ein separates Filter 50 Verbindung mit der freien Atmosphäre haben.
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Wirkungsweise: Wird die Luft aus der oberen Zylinderkammer 59 über
ein Rückschlagventil 56 und die Leitung 11 abgesaugt, so übt sie einen Sog auf eine
Membran 54 aus, über die sie hinwegstreicht, so
daß sich ein Ventil 48 schließt.
Dieses Ventil bleibt dann durch den auf ihm lastenden atmosphärischen Druck geschlossen,
solange Unterdruck in einer Kammer 52 bzw. in der Zylinderkammer 59 herrscht. Wird
die Leitung 11 vom Wegeventil 36 aus belüftet, so wirkt bei geschlossenem Rückschlagventil
56 auf die relativ große Membran 54 eine große Kraft, welche die auf der kleineren
Fläche des Ventils 48 lastende Gegenkraft überwindet und das Ventil 48 öffnet. Der
Arbeitszylinder 10 kann dadurch viel schneller belüftet werden, als wenn der gesamte
dazu erforderliche Luftstrom z.B. durch eine relativ enge und lange Leitung 11 fließen
müßte.
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Auf diese Weise wird der Rahmen 19 mit der Matte 18 - wie gewünscht
- relativ langsam gehoben, aber immer schnell gesenkt; auch wenn ein neuer Notbremsbefehl
während des Hebens kommt.
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Um zu verhindern, daß z.B. am Wegeventil 36 eintretende Leckluft
eine unbeabsichtigte Schnellbelüftung herbeiführt, ist in dem Rückschlagventil 56
eine kleine Drosselbohrung 57 vorhanden. - Das von der Membran 54 beeinflußte Ventil
48 kann natürlich auch seitlich oder so angeordnet sein, daß der Sog oder der Staudruck
des durch das Ventil 48 geleiteten, auf die Membran 54 in der Kammer 52 rückwirkenden
Luftstroms genutzt wird. Diese Rückwirkung auf die Membran kann z.B. schon durch
Weglassen eines Ringes 55 oder durch Änderung seiner Bohrung beeinflußt werden.