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Vorrichtung zur Begrenzung der Geschwindigkeit
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von Fahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung
der Geschwindigkeit von Fahrzeugen mit einer Geschwindigkeitssteuereinrichtung,
deren bewegbares Steuerelement bei Vorwärtsbewegung die Energiezufuhr zur Antriebsmaschine
erhöht und bei Rückwärtsbewegung vermindert.
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Geschwindigkeitssteuereinrichtungen an Straßen- und Schienenfahrzeugen
sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Bei Schienenfahrzeugen ist beispielsweise
ein Steuergerät angewendet worden, welches die automatische Geschwindigkeitssteuerung
von vorwählbaren Geschwindigkeiten ermöglicht. Für Kraftfahrzeuge sind Zusatzbauteile
erhältlich, welche das Steuern konstanter vorgegebener Geschwindigkeiten, insbesondere
auf geschwindigkeitsbegrenzten Straßen, erleichtern oder durch optische Signale
sinnfällig beeinflussen sollen.
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Die vorbekannten Vorrichtungen zur Begrenzung der Geschwindigkeit
sind entweder nur mit hohem elektronischem
Schaltungsaufwand zu
verwirklichen, oder sie ermöglichen keine Geschwindigkeitssteuerung nach der tatsächlichen
Fahrzeuggeschwindigkeit. Eine gewisse Festlegung der Geschwindigkeit kann beispielsweise
bereits durch vorbekannte Handgaseinstellungen bei Kraftfahrzeugen erreicht werden,
wobei jedoch mit gleicher Gaseinstellung und Energiezufuhr zur Antriebsmaschine
bei Gefällstrecken eine Beschleunigung bzw. bei Bergs trecken eine entsprechende
Geschwindigkeitsverminderung eintritt.
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Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine
einfach aufgebaute Vorrichtung zur Begrenzung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen
zu schaffen, welche eine zwangsläufige Einhaltung der einstellbaren, vorgegebenen
Geschwindigkeit durch sinnfällige Betätigung des bewegbaren Steuerelementes ermöglicht.
Das Kennzeichnende der Erfindung ist darin zu sehen, daß in Verbindung mit dem Steuerelement
eine nur die Vorwärtsbewegung des Steuerelementes begrenzende, nach dem Unterschied
zwischen der vorgegebenen Geschwindigkeit und der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit
wegabhängig steuerbare Blockierungsvorrichtung vorgesehen ist, wobei die Lage des
Blockierungspunktes im Bewegungsweg des Steuerelementes durch ein Geschwindigkeitsmeßelement
festgelegt ist, welches bei Übereinstimmung von vorgegebener Geschwindigkeit und
Fahrzeuggeschwindigkeit anspricht.
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Hier wird also die Vorwärtsbewegung des Steuerelementes in Richtung
höherer Geschwindigkeit blockiert, wenn die
vorgegebene Geschwindigkeit
erreicht ist. Da jedoch das Steuerelement zunächst frei beweglich bleibt, ist beispielsweise
im Anfahrvorgang eine Stellung des Steuerelementes denkbar, welche im stationären
Zustand einer wesentlich höheren Endgeschwindigkeit des Fahrzeugs gegenüber dem
voreingestellten Geschwindigkeitswert entsprechen könnte. Dies wird praktisch dadurch
ausgeglichen, daß der Fahrzeugführer das Steuerelement in jedem Falle unbegrenzt
in Richtung geringerer Geschwindigkeit rückwärts bewegen kann und bei der nunmehr
nachfolgenden Vorwärtsbewegung die steuerbare Blockierungsvorrichtung am Ubereinstimmungspunkt
zwischen Sollgeschwindigkeit und Istgeschwindigkeit auslöst. Im einzelnen läßt sich
eine derartige Vorrichtung in verschiedener Weise für Straßenfahrzeuge aber auch
für SchienenfaFrzeuge ausbilden. Bevorzugt ist die Verwendung bei Kraftfahrzeugen
mit Verbrennungskraftmotoren.
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Zur Überwindung bestimmter Verkehrssituationen kann es gegebenenfalls
notwendig sein, die voreingestellte Geschwindigkeit kurzzeitig zu überschreiten.
Hierzu ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Blockierungsvorrichtung
durch erhöhte Kraftanwendung am Steuerelement überwindbar ausgebildet ist. Dies
ermöglicht die Uberschreitung der festgelegten Geschwindigkeit, wenn dies nach der
Verkehrssituation erforderlich ist.
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Das Geschwindigkeitsmeßelement kann in der konstruktiven Ausbildung
einen nach der vorgegebenen Geschwindigkeit
veränderbaren Schaltteil
aufweisen sowie einen nach der Sollgeschwindigkeit einstellbaren Kontaktteil, und
ab Ubereinstimmung von vorgegebener Geschwindigkeit und Fahrzeuggeschwindigkeit
erfolgt die Blockierung der Verschiebebewegung des frei bewegbaren Steuerelementes.
In einer zweckmäßigen Ausbildung können der Schaltteil und der Kontaktteil elektrische
Schaltkontakte aufweisen, und die Blockierung des Steuerelementes kann dabei durch
einen Elektromagneten erfolgen. Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung besteht
darin, daß die Geschwindigkeitssteuereinrichtung das Gasgestänge eines Verbrennungsmotors
und das Steuerelement dessen Gaspedal sind. Dabei kann zweckmäßig in Verbindung
mit dem Gasgestänge die elektromagnetisch steuerbare Blockierungsvorrichtung angeordnet
sein.
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Eine praktische Ausführung dieser Blockierungsvorrichtung kann vorsehen,
daß in einem Gehäuseteil eine in das Gasgestänge einschaltbare Schiebestange federelastisch
verschiebbar gelagert ist, welche eine erste Keilfläche aufweist, gegen die eine
in dem Gehäuseteil mit Querkomponente verschiebbare Kugel anliegt, und daß die Kugel
ferner gegen eine zweite Keilfläche eines gegen federlastische Vorspannung verschiebbaren
Steuerbolzens anliegt, welcher mit einem steuerbaren Elektromagneten verbunden ist.
Der Steuerbolzen kann dabei vorteilhaft eine einseitig gehäusefeste Feder in solcher
Anlenkung aufweisen, daß sie den Steuerbolzen in Gefällrichtung der zweiten Keilfläche
drängt.
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Die erste und zweite Keilfläche bilden dabei zweckmäßig einen spitzen
Winkel, so daß die entsprechende kraftschlüssige Blockierung bei einer Verschiebung
des Steuerbolzens in Blockierungsrichtung leicht erreicht werden kann.
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Zur Erleichterung der Bedienung des Steuerelementes kann an diesem
gegebenenfalls vorteilhaft zusätzlich eine Feststelleinrichtung angebracht werden.
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Durch die Anwendung der beschriebenen Merkmale wird eine Vorrichtung
zur Begrenzung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen, insbesondere solchen mit Verbrennungsmotoren
geschaffen, die trotz einfachen Aufbaus eine einwandfreie Einhaltung der frei einstellbaren
Sollgeschwindigkeit ermöglicht, ohne daß gleichzeitig die Steuertätigkeit der Bedienungsperson
aufgehoben ist. Wird beispielsweise die Bedienungsperson ohnmächtig, so geht das
Steuerelement selbständig in seine Geschwindigkeitsnullposition zurück.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung schematisch dargestellt, an dem die Einzelheiten erläutert werden sollen;
es zeigen: Fig.1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Blockierung eines
Gasgestänges bei Verbrennungskraftmaschinen, Fig.2 und 3 ein Tachometer als Geschwindigkeitsmeßelement
in zwei Betriebsstellungen.
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Man erkennt in Fig.1 einen Gehäuseteil 1, der über einen Montagewinkel
2 im Bereich des Gasgestänges eines Fahrzeugs mit Verbrennungskraftmotor angeordnet
werden kann.
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In dem Gehäuseteil 1 ist eine Schiebestange 3 gegen die Vorspannung
einer Schraubenfeder 4 federelastisch gelagert. Die Schraubenfeder 4 drängt die
Schiebestange 3 nach rechts in Richtung der Einstellung geringerer Geschwindigkeitswerte
eines Gasgestänges 5, in das die Schiebestange 3 durch als Kupplungselemente ausgebildete
Schraubhülsen 6,7 zwischengeschaltet ist.
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An der Schiebestange 3 ist eine erste Keilfläche 8 vorgesehen, gegen
die eine Kugel 11 anliegt,die in einer schrägliegenden Ausnehmung 9 einer Zwischenwand
10 des Gehäuseteils 1 mit Quer- und Längsbewegungskomponente verschiebbar ist.
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In dem Gehäuse teil 1 ist ferner parallel zur Schiebestange 3 ein
verschiebbarer Steuerbolzen 12 gelagert, welcher unter der Vorspannung einer Schraubendruckfeder
13 steht und durch die Erregung eines Elektromagneten 14 zu einer Bewegung in Pfeilrichtung
angetrieben werden kann.
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An dem Steuerbolzen 12 ist eine zweite Keilfläche 15 vorgesehen, welche
gegenüber der ersten Keilfläche 8 einen spitzen Winkel von etwa 100 einschließt.
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Die Schraubendruckfeder 13 ist gegenüber der Schraubenfeder 4 wesentlich
schwächer und dient lediglich dazu, den dauernden Kontakt zwischen der zweiten Keilfläche
15 und der Kugel 11 herzustellen, ohne daß eine Blockierung eintritt.
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Die Anschlüsse 16,17 des Elektromagneten sind unter Zwischenschaltung
einer in der Zeichnung nicht dargestellten Spannungsquelle sowie von entsprechenden
Schaltelementen mit einem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Geschwindigkeitsmeßelement
verbunden. Dieses enthält einen nach der Istgeschwindigkeit veränderbaren Schaltteil
18 mit einem Schaltkontakt 19 sowie einen nach der Sollgeschwindigkeit einstellbaren
Kontaktteil 20 mit zugeordnetem Schaltkontakt 21.
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Fig.2 zeigt eine dem Unterschied zwischen Sollgeschwindigkeit und
Istgeschwindigkeit entsprechende Abweichung der Stellung des Schaltteils 18 und
des Kontaktteils 20, welche z.B. als Bestückungsteile eines bekannten Fahrzeugtachometersystems
ausgebildet sein können. Fig.3 läßt die Übereinstimmung zwischen dem veränderbaren
Schaltteilt 18 und dem nach der gewünschten Fahrzeugistgeschwindigkeit eingestellten
Kontaktteil 20 erkennen. In dieser Lage wird über die Schaltkontakte 19,21 der Stromkreis
des Elektromagneten 14 geschlossen, und dieser bewirkt über die kraftschlüssige
Verbindung zwischen den Keilflächen 15,8 unter Zwischenschaltung der Kugel 11 eine
Blockierung der weiteren Vorwärtsbewegung der Schiebestange 3 und damit
des
Gasgestänges 5 in Richtung höherer Geschwindigkeitswerte. Vermindert sich die Fahrzeuggeschwindigkeit,
so löst sich der Kontakt zwischen den Schaltkontakten 19,21 und damit wird auch
über den Elektromagneten 14 die Blockierung des Gasgestänges in der beschriebenen
Art rückgängig gemacht. Nunmehr kann die Schiebestange 3 und damit das Gasgestänge
in Richtung höherer Geschwindigkeit so weit verschoben werden, bis die Fahrzeugistgeschwindigkeit
wieder mit der vorgegebenen und durch das Geschwindigkeitsmeßelement überwachten
Sollgeschwindigkeit übereinstimmt.
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Eine solche Vorrichtung kann auch mit einer Drucktastenreihe für die
Einstellung der einzelnen Sollgeschwindigkeiten kombiniert werden. Es läßt sich
ferner eine Feststellautomatik derart vorsehen, daß gegebenenfalls durch Tastendruck
eine Blockierung des Gasgestänges so lange eintritt, bis die vorgegebene Sollgeschwindigkeit
erreicht ist. Während dieser Zeit kann der Fuß vom Gaspedal genommen werden. Diese
Zusatzmöglichkeit erweist sich besonders beim Fahren langer Strecken als vorteilhaft.
Die Feststellautomatik wird unwirksam beim Betätigen der Bremse bzw. des Gaspedals.
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Soll die Vorrichtung in der Weise weitergebildet werden, daß die Blockierung
des Gasgestänges durch erhöhte Kraftanwendung Uberwindbar ist, so kann zweckmäßig
zwischen Gaspedal und Schiebestange 3 eine zusätzliche starke Druckfeder
eingeschaltet
werden, die erst dann verformt wird wenn das Gaspedal bei blockiertem Gasgestänge
in Richtung höherer Geschwindigkeit verstellt werden muß. In diesem Falle kann das
Gaspedal einen Endschalter betätigen, der den Elektromagneten 14 abschaltet und
damit die Blockierung des Gasgestänges aufhebt.