DE3025388A1 - Anordnung einer fahrbahnkontaktunterstuetzung und bremsvorrichtung unter verwendung eines microcomputers fuer fahrzeuge und flugzeuge - Google Patents

Description

• Anordnung einer Fahrbahnkontaktunterstützung und Bremsvorrichtung unter Verwendung: eines Microcomputers für Fahrzeuge und Flugzeuge Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Fahrbahnkontaktunterstützung. Darunter ist der Kontakt zwischen Reifen eines Fahrzeuges und Fahrbahn zu verstehen.
• Dies wird einmal erreicht durch eine Saugvorrichtung, die unterhr]b eines Fahrzeuges angebracht wird und einem gewissen Niveau über der Fahrbahn gehalten wird wobei am Abgang dieser ,Saugvorrichtung ständig Luft abgesaugt wird und das Fahrzeug durch den Soog auf die Fahrbahn gebreß wird.
• Die gleiche Anordnung der Erfindung bewirkt zusätzlich beim Abauf senken die Fahrbahn wodurch sie auf der Fahrbahn schleift, ein Abbremsen, daher Bremsvorrichtung genannt.
• Unter anderem wird in der Erfindung er gleiche Effekt einer Fahrbahnkorit aktunt erstüt zung und Bremsvorrichtung durch A nbringen eines Elektromagneten unterhalb des Fahrzeuges und das Anbringen von Metall auf der Fahrbahn i@ zusätzlich gesteigerter Form erreicht.
• In der Erfindung wird eine intelligente Elektronik (Microcomputer) benutzt, die es erlaubt, die Steuerung der Anordnung, automatisch, halbautomatisch und manuell durchzuführen. Die Anordnung der Erfindung soll aber auch Flugzeuge beim landen sicherer abbremsen.
• Sinn und Zweck der Erfindung ist es, die Anzahl der Auffahrunfälle sowie die Zahl der Schwerverletzte und Toten zu senken. Die meisten Auffahrunfälle scheitern am zu langen Bremsweg, amndere Unfälle durch das Abheben der Fahrzeuge durch Seitenwind, Aquaplaning, in Kurven wegen der Zentrifugalkraft die auftritt, zu verhindern bzw. bei Flugzeugen, den Anhalteweg bereits gelandeter Flugzeuge zu verkürzen.
• Eine bekannte Anordnung von Fahrbahnkontaktunterstützung sind Verbesserungen der Stromlinienform von Fallrzeugen und durch das Anbringen von tragflächenähnlichen Flügeln entweder vorderseitig oder heckseitig, die so schräggestellt sind, daß der Fahrtwind darübergleitet und das Fahrzeug auf dem Boden drückt. Diese Anordnung sind oft Renn-Sportveranstaltungen bzw. auch beim Rennen in Monte-Carlo 80 zu sehen oder bei Autosportzeitschriften zu sehen (ADAC).
• Das bremsen herkömmlicher Fahrzeuge wird durch bekannte Trommelbremsen, Scheibenbremsen, die einmal mittels Hydraulik sowie Handbremse ritzels Zugseil betätigt. Weiterhin sind Anordnungen bekannt, die eine elektronische Steuerung besitzen, die das vollkommene blockieren der Räder verhindern.
• Derartige FahrbahnkoIltaktunl-erstützurg haben folgenden Nachteil daß die schräggestellten Flügel dem Fahrtwind einen Widerstand entgegengesetzen. Andererseits ist das Fahrzeug der' Seitenwind ausgesetzt, der sogar ungünstigerweise zum Abheben des Fahrzeugs beitragen kann.
• Derartige Fahrbahnunterstützung sind abhängig von der Fahrtgeschwindigkeit besonders in Kurven geht der Efekt durch das langsamfahren der Fahrzeuge verloren, da der benötigte Fahrtwind fehlt.
• Trommel- u. Scheibenbremsen haben folgenden Nachteil, weil sie das Fahrzeug gegenüber der Fahrbahn nicht direkt abbremsen sondern indirekt, das heißt nach dem drücken des Bremspedals, das wiederum einen Hydraulikdruckgeber betätigt und über die IIydraulikleitung zu einem Zylinder führt, der entweder die Bremsbacken in der Trommel oder die Bremsbeläge der Bremsscheibe in Kontakt bringen Da Trommel und Bremsscheibe mit dem Rad mechanisch verbunden sind und des Rad, das wiederum im Reifen sitzt, der Reifen, der mit einer gewissen Fläche die Fahrbahn berührt, entsteht zwischen beiden Teilen ein Schluff, das heißt, die Umlaufgeschwindigkeit der Lauffläche ist immer stets langsamer wie die Geschwindigkeit der Fahrbahn gegenüber des Fahrzeugs bis es zum halten kommt.
• Diese Bremsartenanordnungen sind auch abhängig von der Gewicht des Fahrzeugs bzw. Masse abhängig von der Abriebfestigkeit der Reifen und der Reifenfläche, die die Fahrbahn berührt.
• tZso für einen sehr kurzen Bremsweg nicht geeignet, da eine Kette von Bedingungen zu durchlaufen ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Anordnung zu schaffen, die es ermöglicht, den KontalXt zwischen Fahrbahn und Fahrzeug zu unterstützen und zu verbessern und in schwierigen Verkehrs situationen ein sofortige Abbremsung zu ermöglichen, bzw. bei Flugzeugen ein sicheres Abbremsen auf der Landebahn zu ernöglichen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man unt-erhalb des Fahrzeuges eine Art Saugglocke anbringt, die Höhenverstel bar ist, der einer Absaugvorrichtung und Vakuum speicher sowie Absaugkompressor nachgeordnet sind. Da bei Normalluftdruck 1 atm. gleich 760 mm Quecksilbersäule besteht, das bedeutet beim absoluten Vakuum würde bei (1,033 Kp/cm²) einer Ausführung 1 m mal 1 m in der Saugglocke ein maximaler Druck bei - -~oooo cm2 von -0 330 Kp in richtung Fahrbahn drücken.
• Mit einem solchen Aufdruck ist eine erhöhte Reibung zwischen Räder und Fahrbahn sowie eine erhöhte Reibung zwischen Saugglocke und Fahrbahn möglich. Der Aufdruck wird zusätzlich gesteigert, daß man einem Elektromagneten höhenverstellbar unterhalb des Fahrzeugs anbringt und auf der Fahrbahn Metall anbringt vorzugsweise Weicheisen. Damit keine ruckartigen Bewegungen bei den Bremsvorgängen entsteht, wird eine elektronische Steuerung vorzugsweise ein Microcomputer verwendet der einmal den Strom der Spule Fig. 5 Nr. 26 steuert oder aber die Ventille ( 9, o) Fig. 2 so steuert, daß ein gewisser Vakuumdruck (Unterdruck) innerhalb der Vakuumbremse gehalten wird. Der Microcomputer steuert auch die Ilöhenverstellung ( 16 ) Fig. 1 bzw. Fig. 5 und evtl.
• die Scheibenbremsen, die innerhalb der Rollen ( 18 ). Zusätzlich bekommt er Informationen durch die Abstandssonden(1,2,3,4)Fig. 2 die Lenkradstellungistwertmeldung Fig. 4 ( 24, 25), die Zentrifugalenergiemessung nach Pig. 3 mittels Druckmeßdosen (Dehnungsmeßstreifen), die durch die Maße (23) beeinflußt werden, wobei die Meßstelle 20 für die Rechtskurve und die Meßstelle 21 für die Linkskurve zuständig ist. Die Meßstelle 22 wird bei zu starker Abbremsung beeinflußt. Die Sonde 7 niBt den Unterdruck der Vakuumbehälter ( -2 ). Sie wird auch in den Microcomputer geführt. Die Geschwindigkeitmessung km/h witd zusätzlich mit einem Tachogenerator, der dem herkömmlichen Kilometerzähler zwischengeschaltet wird, gemessen. Die Sonde 7 und 8 meldet den Abstand zwischen Boden und Achsen bzw. melden das Abheben des Fahrzeuges von der Fahrbarin.
• Die Metallmeßsonde 27, Fig. 2, die bei einer vorhandenen Metallfahrbahn anspricht. Al]e di ese Eingänge werden von dem Microcomputer verarbeitet nach verschiedenen Richtlinien. Der Verarbeitungsbefehl wird durch einen Wahlschalter, der auf dem Armaturenbrett befestigt ist, eingestellt.
• Folgende Einstellungen sind möglich: automatisch, halbautomatisch oder manuelle Bedienung des Bremssystems.
• Bei der Schalterstellung automatisch beinhaltet, daß die Vakuumbremse bis zu 5 rlam Abstand von der Fahrbahn bzw. zum Boden heruntergefahren wird, wobei die Ventille 9 und 10 in einer vorprogrammierten Stellung geöffnet werden und dadurch während des Bremsvorgangs ein verbesserter Kontakt zwischen Fahrzeug und Fahrbahn geschaffen wird. Wird jedoch von der Sonde 27 das vorhandensein (Fig. 5 ) einer metallischen Leitlinie bzw. Fahrbahn gemeldet, wird der Elektromagnet ( 26 ) zusätzlich eingeschaltet und der Abstand von 5 mm zwischen Elektromagnet bzw. Vakuumbremse und Fahrbahn eingehalten. Bei dem Abheben des Fahrzeuges von der Sahrbahn wird die Saugvorrichtung ohne Verzögerung sofort über die Verstellvorrichtung ( 16 ) in Fahrbahnkontakt gefahren wobei die Ventille 9 und 10 voll geöffnet werden und somit ein atmosfähiger Druck auf die Saugvorrichtung wirkt, die dadurch praktisch an der Fahrbahn klebt, gleichzeitig wird in einem Solchen Fall die Verstell vorrichtung ( :6 ) eingefahren, wobei das Fahrzeug wieder Kontakt mit dem Boden bekommt. Die Sonden 7 und 8 Fig. 2 melden die Bodenberührung und der Vorgang ist abgeschlossen. Auch bei einer größeren Geschwindigkeit und extremen Lenkradstellung rechts oder links und einer sehr höhen Wiederstandänderung der Druckmeßdosen 20 oder 2t wird

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  bis zu 5mm durch die Höhenverstellung (6) in Abstand zur Fahrbahndecke gebracht, wenn die Sonde 7 und 8 ein Abheben des Fahrzeuges auf einer Seite r@@det, wird das Fahrzeug automatisch wieder auf der Boden geholt.
• Wird der Wahlschalter manuell eingestllt, so wird bei ganz durchgetretenem Bremspedal die Vakuumbremse durch die Verstellung (16) in Kontakt mit der Fahrbahn gebracht, sodaß die Anordnung auf ihr schleift. Die Ventile 9 und 10 werden voll geöffnet, sodaß das Fahrzeug zum schnellstmöglichen Stillstand kommt. Bei der Einstellung halbautomatisch wird bei durchgetretenem Bremspedal schnellstmöglich abgebremst zusätzlich wird ständig die Vakuumbremse über dem Boden in einem Abstand von 5 mm gehalten. Das hat den Vorteil bei Aquaplaning, daß das Fahrzeug besseren Kontakt zwischen 9eifen und nasser Straße hat, der durch den Aufdruck werden die Profilrillen der Reifen durch den Wasserfilm gedrückzt, der sich auf der Fahrbahn befindet.
• Wenn der Aufdruck sich über dem Gesamtgewicht des Fahrzeuges befindet, so ist es möglich, eine Steigung über 45° bergabwärts oder bergaufwärts zu fahren.
• Die Ausführung einer Vakuumbremsanordnung sowie Fahrbahnkontaktunterstützung könnte einmal wie in Fig. 1 gezeichnet ohne Elektromagneten jedoch mit Abstandsrollen (18), die evtl.
• mit Scheibennbremsen ausgeführt sein können. Besonders sollte darauf geachtet werden, daß das Volumen der Saugglocke (Anordnung nach Anspruch gekennzeichnet) sehr niedrig gehalten wird. Im Verhältnis zum Vakuumspeicher # zu 20, das bedeutetm daß das Volumen des Vakuumspeichers 20 mal größer ist als das Volumen den Vakuumbremse. Die Vakuumbremse wird deshalb ziemlich flach ausgeführt. Der zur Steuerung benötigte Microcomputer kann auch ein sogenannten Fordcomputer sein, der zusätzlich evtl. die elektronische Bremsregelung bzw. die Einspritzung des Kraftstoffes bewerkstelligen kann, sodaß man für ein Fahrzeug nur ein einziger Microcomputer braucht.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel wäre, daß man nach Fig. 5 einen Elektromagneten unterhalb bzw. innerhalb der Vakuumbremse montiert ( 26 ) und auf der Fahrbahn bzw. Landebahn ein Metallstreifen vorzugsweise Weicheiser montiert.
• rei dieser Ausführung könnte pro cm2 eine Anzugskraft bis 6 Kp und mehr erreicht werden. Man könnte auf die Polflächen des Elektromagneten eine Art Sintermetall aufbringen, wie es bei herkömmlichen Bremsbacken der Fall ist, die darin auf der metallischen Leitlinie bei Abbremsung schleifen könnten. Weiterhin könnte man den Elektromagneten ( 26 ) einfahrbar konstruieren, sodaß er über die Grundplatte ( 49 ) gefahren werden könnte.

Claims (15)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Anordnung einer Fahrbahnkontaktunterstützung und Bremsvorrichtung unter Verwendung eines Mikrocomputers für Fahrzeuge und Flugzeuge, gekennzeichnet durch : a) einen Rahmen (5), der mit einer leichtmetalldecken (@9) eine Saugglocke (im nachhinein Vakuumbremse genannt), die unterhalb des Fahrzeug höherverstellbar mittels Hydraulikzylinder (@6), der aber auch durch einen Stellmotor ersetzt werden kann, angebracht ist, b) einem der Vakuumbremse nachgeordneten Absaugrohr (@4), das über ein proportional regelbares Ventil 9 bzw. 10 zu den Vakuumbehältern, die als Speicher dienen, führt, c) zwei Vakuumbehältern (@2) Fig. 2 mit je ein Rückschlagventil (13), denen ein teförmiges Absaugrohr (@@) nachgeschaltet ist, daß an einem Leistungsfähigen Kompressor vorzugsweise Turbinenkompressor angeschlossen ist, d) die vier Abstandsmeldesonder (1, 2, 3, 4), die geschützt auf der Basisplatte (19) in vier verschiedenen PositiOk tN(: a4t bei der Höhenverstellung (@6) angebracht sind, sowie Metall@ne@desonde (27), Fig. 2 zwischen Schneeschieber (6) und Rahmen (5), e) einen Schneeschieber (6), der dem System in 4 gekennzeichnet vorgeordnet ist und im Sommer Rollsplitt etc. fernhällt, f) ein Sieb (15), daß innerhalb der Saugglocke angeordnet ist, im Winter elekitrisch aufheizbar ist und im Sommer Fremdkörper jedlicher Art beim Bremsvorgang, dem Absaugrohr (14), fernhällt, g) die Höhen erstellung (16) sowie die Magnetkupplung des Vakuumkompressors, Vakuumventile (9) und (10) sowie der Elektromagnet ( 26 ) werden von den Leistungsausgängen des Mikrokomputers gesteuert, h) sämtliche Eingänge des Mikrokomputers wie folgt aufgezählt: die Abstandsgeldesonden 1, 2, 3, 4 (Fig. 2), die Lenkradstellungistwertmeldung Fig. 4 (24, 25), die Zentrifugalenergiemessung nach Fig. 3 mittels Druckmeßdosen ( Dehnungsmeßstreifen), die durch die Maße ( 23 ) beeinflußt werden, wobei die Meßstelle 20 für die Rechtskurve und die Meßstelle 21 fiir die Linkskurve zuständig ist. Die Meßstelle 22 wird bei zu starker Abbremsung beeinflußt. Die Sonde 17 mißt den Unterdruck der Vakuummbehälter (12). Die Geschwindigkeitsmessung km/h wird zusätzlich mit einem Tachogenerator, der dem herkömmlichen Kilometerzähler zwischengeschaltet wird, gemessen. Die Sonde 7 und 8 meldet den Abstand zwischen Boden und Achsen bzw.

   melden das Abheben des Fahrzeuges von der Fahrbahn.

   Die Metallmeßsonde 27, Fig. 2, die bei einer vorhandenen Metallfahrbahn anspricht, I) ein Wahlschalter, der entweder auf automatisch, halbautomatisch oder auf manuelle Bedienung des Bremssystems umschaltbar ist, J) ein Elektromagnet (26), der unterhalb der Grundplatte (@9) angebracht ist.
2. 2 Anordnung nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß bei eineiil Bremsvorgang die Vakuumbremse automatisch bis 5 mm Abstand von der Fahrbahn bzw. zum Boden heruntergefahren wird, wobei die Ventile 9 und 1o in einer vorprogrammierten Stellung geöffnet werden und dadurch während des Bremsvorgangs ein verbesserter Kontakt zwischen Fahrzeug und Fahrbahn geschaffen wird. Wird jedoch von der Sonde 27 das vorbandensein einer metallischen Leitlinie bzw. Fahrbahn gemeldet, wird der Elektromagnet ( 26 ) zusätzlich eingeschaltet und der Abstand von 5 mm zwischen Elektromagnet bzw. Vakuumbremse und Fahrbahn eingehalten.
3. 3. Anordnung n&ch Anspruch \ und 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß bci Abheben des Fahrzeuges von der Fahrbahn die Saugvorrichtung ohne Verzörerung sofort ber die Verstellvorrichtung ( 16 ) in Fahrbahfflontakt gefahren wird, wobei die Ventille ( 9 ) und ( 1o ) geöffnet werden und somit ein atmosfähigerDruck auf die .augvorrichtung wirkt, die dadurch praktisch an der Fahrbahn klebt, gleichzeitig fahrt die Verstelivorrichtung ( 16 ) ein, wobei das Fahrzeug wieder Kontakt mit dem 30den bekommt . Die Sonden 7 und (Q melden die Bodenberührung des Fahrzeugs der Zentrale des Microcomputers.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer größeren Geschwindigkeit und extremen Lenkradstellung rechts oder linie, plus einer sehr hohen Wiederstandsänderung der Druckmeßdosen 20 oder 21, so wird die Vakuumbremse automatisch bis zu 5 mm durch die Höhenverstellung ( 16 ) in Abstand zur Fahrbahndecke gebracht, wenn die Sonde 7 und 8 ein Abheben des Fahrzeuges auf einer Seite meldet, tritt Vorgang von Anspruch 3 in Kraft.
5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß bei der Schalterstel] ung automatisch die Vorgänge in den Anspruch 1, 2, 3, 4 beschrieben, eintreten können.
6. 6. Anordnung nach Anspruch r ist dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einstellung manuell (Wahlschalter cXuf dem Armaturenbrett) bei ganz durchgetretenem Bremspedal die Vakuumbremse durch die Verstellung ( 16 ) in Kontakt mi.t der Fahrbahn gebracht wird, sodaß: sie auf ihr schleift, sowie die Ventile 9 und 10 voll geöffnet werden und das Fahrzeug zum schnellstmöglichen Stillstand kommt. (Fig. 1) 7. Anordnung nach Anspruch 2 und 6 ist dadurch gekennzeichnet, daß bei der Schalterstellung halbautomatisch (Wahlschalter) der Vorgang nach Anspruch 2.und 6.
7. eintreten kann.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 1 und 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumbremse unterhalb oder hin-ter dem Fahrwerk von Flugzeugen angebracht werden kann.
9. 9. Anordnung nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Fahrbahn und Val.uumbremse durch kleine der Bremmsanordnung in Fig. ( 18 ) angebrachte Rollen mechanisch geregelt werden kann.
10. zo. Anordnung nach Anspruch 1 und 8 ist dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere Vakuumbremsanordnungen nach Anspruch 1,2,4,5,6,7,8,9, die untereinander einzeln oder gleichzeitig angesteuert werden können, unterhalb oder außerhalb eines Fahrzeugs bzw. Flugzeugs angebracht werden können.
11. Anordnung nach Anspruch 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 ist dadurch gekennzeichnet, daß bei ?ahr- und Landebahnen Metall (vorzugsweise magnetischer Stahl) innerhalb oder außerhalb der Vakuumbremse ein Elektromagnet ( 26 ) oder mehrere auf der Grundplatte ( @9 ) befestigt sind und zur gleichen Zeit mit den Ventilen (9, 10) eingeschaltet we den und zusätzlich abbremsen.
12. 12. Anordnung nach Anspruch q und 11 ist dadurch gekennzeichnet, daß bei verschieden auftretenen Fahrbahnen ( Asphalt, Metall) kann wahlweise die magnetische ( 26 ) Fig. 5 oder bei normaler Fahrbahn die Vakuumbrerlse nach Fig. 1 eingeschaltet werden sowie nach Fig. 5 mit abgeschalteten Magneten und mit eingeschalteter Saugvorrichtung gefahren werden.
13. -3. Anordnung nach Anspruch - und -2 ist dadurch gekenrzeichnet, daß man auf Fahr- und Landebahnen zum Zwecke der Magnetischen Bremsung ein oder mehrere Metallstreifen längs der Fahrbahn aufbringt.
14. 14. Anordnung nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausgänge des nach Anspruch 1 verwendeten Microcomputers auch zum Steuern der Trommel und Scheibenbremsen zum Verhindern des blockierens derer, mitverwendet werden kann.
15. 15. Anordnung nach Anspruch 9 bis 14 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Pollen Fig. 1 ( 48 ) mit Scheibenbremsen ausgeführt sein können