-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug, das eine
Bremspuffervorrichtung enthält.
-
Beschreibung des Standes der
Technik
-
Im
Allgemeinen wird durch die Verbesserung des Bremssystems eines Fahrzeugs,
etwa durch ein Antiblockier-Bremssystem (ABS), das ein Rutschen verhindert,
das durch Blockieren des Rades bewirkt wird, die Sicherheit erhöht, indem
verhindert wird, dass das Lenkrad außer Kontrolle gerät. Dieses
Antiblockier-Bremssystem ist jedoch ein elektrisches und erfassendes
System, das trotzdem seine Grenzen besitzt. Dieses System trägt wenig
zur Verkürzung
des Bremswegs bei. Zur Verbesserung der Sicherheit während einer
Kurvenfahrt dient z. B. ein Differentialgetriebe, das den Unterschied
zwischen den Drehgeschwindigkeiten des linken Rads und des rechten
Rads bewirkt, so dass die Kurvenfahrt gleichmäßig wird. Weitere Verbesserungen,
wie etwa der weiche Sitz, die Sitzgurte, die Griffe neben dem Sitz können außerdem die
Sicherheit und die Bequemlichkeit verbessern. Alle diese Einrichtungen
können jedoch
nicht die Unbequemlichkeit und die Gefahr verringern, die durch
die Schubkraft und Zentrifugalkraft während des Bremsens und einer
Kurvenfahrt bewirkt werden.
-
Es
ist eine verbesserte mechanische Vorrichtung erforderlich, die die
Forderung nach Bequemlichkeit und Sicherheit erfüllt, so dass das unangenehme
Gefühl,
das durch die Schubkraft beim Bremsen bewirkt wird, und die Unausgeglichenheit, die
durch die Zentrifugalkraft während
einer Kurvenfahrt bewirkt wird, verringert und die Stabilität, die Bequemlichkeit
und die Sicherheit verbessert werden können. Es sollen außerdem keine
teuren und sehr genauen Verfahren verwendet werden, um die Vorrichtung
herzustellen.
-
Das
Patent
US 2.618.492 offenbart
eine Schleuderverhinderungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, bei der ein
Gewicht oder eine Last in einem Rohr angeordnet ist, das als ein
Führungsmittel
für die
Last dient und quer zur Langsachse des Kraftfahrzeugs und parallel
zur Hinterachse des Fahrzeugs angebracht ist. Druckfedern sind auf
beiden Seiten der Last angeordnet, um die Last symmetrisch in Bezug auf
die longitudinale Mittelebene des Fahrzeugs zu halten. Dadurch komprimiert
die Last eine Feder und dehnt die andere aus, so dass die Bewegungsenergie
während
einer Kurvenfahrt an die Federn und nicht an das Fahrzeug übertragen
wird.
-
Das
Patent
FR 1.000.358 zeigt
eine ähnliche Vorrichtung
wie das Patent
US 2.618.492 .
Diese Vorrichtung ist jedoch in der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs installiert.
Die Druckfeder hat das Bestreben, die Last oder das Gewicht symmetrisch
in Bezug auf die longitudinale Mittelebene des Fahrzeugs zu halten,
so dass die Last während
einer Kurvenfahrt eine Feder komprimiert und die andere ausdehnt.
Dadurch wird die Bewegungsenergie ebenfalls an die Federn und nicht
an das Fahrzeug übertragen.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Bremspuffervorrichtung
für ein Kraftfahrzeug
zu schaffen. Diese Vorrichtung überträgt die Bewegungsenergie
beim Bremsen temporär an
eine schwere Trommel, was das Schubgefühl bei Fahrer und Mitfahrern
verringert, wodurch die Bequemlichkeit beim Bremsen verbessert wird.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Bremspuffervorrichtung
für ein Kraftfahrzeug
zu schaffen. Durch die Realisierung einer einfachen mechanischen
Vorrichtung werden der Bremsweg verringert und die Sicherheit beim
Bremsen verbessert.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kurvenfahrt-Ausgleichsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
zu schaffen. Die Vorrichtung überträgt die Bewegungsenergie
infolge der nach außen
gerichteten Zentrifugalkraft an eine schwere Trommel, wenn das Fahrzeug
eine Kurvenfahrt ausführt,
und verbessert dadurch die Bequemlichkeit.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kurvenfahrt-Ausgleichsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
zu schaffen. Die Vorrichtung verringert den Radius einer Kurvenfahrt,
indem sie die nach außen
gerichtete Zentrifu galkraft der Vorderräder verringert und den Abrieb
der Reifen vermindert, wodurch die Sicherheit des Fahrers und der Passagiere
verbessert wird.
-
Wenigstens
eine der Aufgaben wird gelöst durch
das Kraftfahrzeug nach Anspruch 1.
-
Die
vorliegende Erfindung beschreibt somit ein Kraftfahrzeug mit einer
Bremspuffervorrichtung, die eine auf der linken Seite installierte
Bremspuffervorrichtung und eine weitere auf der rechten Seite installierte
Bremspuffervorrichtung unter der Karosserie des Fahrzeugs umfasst,
so dass die Bewegungsenergie beim Bremsen an eine schwere Trommel übertragen
wird, um den Bremsweg zu verkürzen und
um die Bequemlichkeit und die Sicherheit des Fahrzeugs zu verbessern.
-
Außerdem ist
das Kraftfahrzeug der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 8 durch eine Kurvenfahrt-Ausgleichsvorrichtung
weiter verbessert, die die Bewegungsenergie infolge der Zentrifugalkraft
temporär
an eine schwere Trommel überträgt, wenn
das Fahrzeug eine Kurvenfahrt ausführt, um die zentrifugale Bewegungsenergie
des Vorderrads zu verringern, wodurch die Sicherheit verbessert wird.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
Die
oben genannten sowie weitere Vorteile der Erfindung werden durch
Bezugnahme auf die Beschreibung der besten Ausführungsformen und die Zeichnung
vollständiger
verstanden; es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung des Aufbaus einer Bremspuffervorrichtung
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine
schematische Darstellung der Position der schweren Trommel in dem
Moment nach dem Bremsen;
-
3 eine
schematische Darstellung des Aufbaus einer Kurvenfahrt-Ausgleichsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
4 eine
schematische Darstellung der schweren Trommel, die infolge der Zentrifugalkraft nach
links gleitet, wenn das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt; und
-
5 veranschaulicht
eine beispielhafte Einrichtung aus zwei Bremspuffervorrichtungen
und einer Kurvenfahrt-Ausgleichsvorrichtung unter der Karosserie
eines Fahrzeugs.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 ist
eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Bremspuffervorrichtung 100 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Unterstützungsrahmen 102 ist
ein hohler Zylinder oder hat andere Formen, die mit dem Installationsraum
unter dem Fahrzeug kompatibel sind, der die Bewegungsenergie der
schweren Trommel 114 und die Gegenkraft der Feder 110 bewältigen kann und
im Allgemeinen aus Edelstahl oder Kunststoff ist. Zwei Befestigungsschraubenlöcher 106 an
beiden Enden werden verwendet, um den Unterstützungsrahmen an der Karosserie
des Fahrzeugs zu befestigen. An jedem Fahrzeug werden im Allgemeinen zwei
Einrichtungen des Bremspuffers 100 an der rechten bzw.
an der linken Seite installiert. Eine vordere Stirnplatte 104' und eine hintere
Stirnplatte 104 sind an den beiden Seiten des Unterstützungsrahmens 102 befestigt,
um die Führungswelle 108 zu
unterstützen.
Die schwere Trommel 114, die Rückstellfeder 110 und
die Pufferfeder 112 werden durch die Führungswelle 108 geführt. Die
Rückstellfeder
gibt eine potentielle Energie frei, nachdem das Bremsen beendet
wurde, die bewirkt, dass die Trommel 114 in ihre ursprüngliche
Position zurückkehrt.
Die Rückstellfeder 110 kann
durch Druckluft ersetzt werden. Die Pufferfeder 112 kann
durch elastischen Gummi ersetzt werden. Die Führungswelle verläuft durch
das Gleitloch der schweren Trommel, so dass die schwere Trommel
an ihr entlang gleiten kann, wobei sie während des Bremsens durch Trägheit längs des Pfeils 116 nach
vorn gleitet. Wird angenommen, dass die Masse der Trommel m ist
und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs v1 ist,
gilt für
die Bewegungsenergie beim Bremsen: Bewegungsenergie
der schweren Trommel = mv1 (1)
-
Wenn
das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt bremst, verringert sich die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs auf v2, wobei v2 < v1,
und wenn angenommen wird, dass die Masse des Fahrzeugs M ist, gilt
für die Änderung
der Bewegungsenergie Änderung
der Bewegungsenergie = Mv1 – Mv2 = M(v1 – v2) (2)
-
Die Änderung
der Bewegungsenergie bewirkt, dass der Fahrer und die Fahrgäste eine
Schubkraft fühlen,
wobei ein Teil der Bewegungsenergie die Bewegungsenergie der schweren
Trommel ändert, wodurch
sich die Schubkraft, die durch den Fahrer und die Fahrgäste empfunden
wird, verringert. Bis das Bremsen abgeschlossen ist, wird drückt die
Bewegungsenergie die schwere Trommel gegen das Fahrzeug und durch
die Feder und die Karosserie des Fahrzeugs in einen Teil der Bewegungsenergie des
Fahrzeugs verändert
(ein Teil der Bewegungsenergie wird in potentielle Energie verändert).
Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch das Bremsen bereits abgeschlossen
und der Stoß ist
für den
Fahrer und die Fahrgäste
nicht wesentlich. Die schwere Trommel hält nun in der vorderen Endposition
an, wie in 2 gezeigt ist. 2 ist
eine schematische Darstellung der Position der schweren Trommel
in dem Moment nach dem Bremsen. In 2 kann erkannt
werden, dass die Rückstellfeder 110 zusammengedrückt ist und
potentielle Energie speichert, wobei die Pufferfeder 112 noch
in ihrem ursprünglichen
Zustand ist, da sie nicht mit der schweren Trommel verbunden ist. Nachdem
sich die schwere Trommel 114 dem entfernten vorderen Ende
der hinteren Stirnplatte 104 genähert hat, wird die schwere
Trommel 114 durch die Rückstellfeder 110 wieder
in ihre ursprüngliche Position
geschoben, die in 1 gezeigt ist. Wenn sich die
schwere Trommel 114 dem entfernten vorderen Ende der hinteren
Stirnplatte 104 nähert,
kann sich das Kraftfahrzeug vorwärts
bewegen und der Bremsvorgang ist noch im Gange. Die Aktion des Zurückschiebens
der schweren Trommel 114 in ihre ursprüngliche Position durch die
Rückstellfeder 110 bewirkt,
das die schwere Trommel 114 zurückschießt und die hintere Stirnplatte 104 berührt. Im
Ergebnis nimmt das Kraftfahrzeug eine rückwärts gerichtete Kraft auf, die
das Bremsen unterstützt,
so dass sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert und das
Bremsen unterstützt
wird. Die Form der schweren Trommel ist die gleiche wie des Unterstützungsrahmens,
sie kann rund geformt sein oder andere Formen haben, die mit der
Form des Unterstützungsrahmens übereinstimmt,
d. h. damit sie mit der Form des Installationsraums übereinstimmt.
Eine größere Masse
ist in der schweren Trommel bevorzugt, wobei sie von der Größe des Fahrzeugs
abhängt.
Um das Volumen der schweren Trommel zu verringern, wird vorzugsweise
Blei verwendet. Außerdem
könnten Edelstahl
oder Eisen verwendet werden, um die Umweltverschmutzung zu mindern.
-
Die
Bremspuffervorrichtungen für
Kraftfahrzeuge sind jeweils an der linken und an der rechten Seite
installiert. In einer Ausführungsform
sind die Bremspuffervorrichtungen longitudinal und horizontal an
der linken Seite und eine andere an der rechten Seite unter der
Karosserie eines Fahrzeugs installiert. In einer weiteren Ausführungsform
sind die Bremspuffervorrichtungen longitudinal an der linken Seite
und eine andere an der rechten Seite unter der Karosserie des Fahrzeugs
installiert, wobei jeweils das vordere Ende um 1° bis 4° nach unten geneigt ist, wodurch
die schwere Trommel eine nach unten gerichtete Kraftkomponente auf
das vordere und das hintere Rad erzeugt, wobei jedoch der größte Teil
der Kraft auf das Vorderrad ausgeübt wird, was die feste Haftung
auf dem Untergrund verbessert und die Reibungskraft der vier Räder vergrößert, wodurch
ein Rutschen der vier Räder
verhindert wird, wobei dies außerdem
hilft, den Bremsweg zu verkürzen.
Bei einer Notbremsung drückt
die schwere Trommel nach unten und nach vorn, wobei dies die Möglichkeit
des Überschlags
vermindert und die Sicherheit des Fahrzeugs insbesondere bei einer
Kurvenfahrt verbessert. Das Gewicht der schweren Trommel kann außerdem die
Stabilität
verbessern, wobei es schwer ist, sich zu überschlagen. Ferner sind zwei
Bremspuffervorrichtungen an beiden Seiten installiert, wobei das
Gewicht der Bremspuffervorrichtung an der tiefsten Position zum
Untergrund installiert ist, wodurch die Stabilität verstärkt wird, wenn bei einer Kurvenfahrt
eine Notbremsung erfolgt, deswegen verringert sich die Möglichkeit
eines Überschlags
des Fahrzeugs.
-
3 ist
eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Kurvenfahrt-Ausgleichsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Kurvenfahrt-Ausgleichsvorrichtung 200 unterscheidet
sich von der Bremspuffervorrichtung 100 durch die schwere
Trommel 214, die in der mittigen Position der Kurvenfahrt-Ausgleichsvorrichtung 200 angeordnet
ist, wobei auf jeder Seite Rückstellfedern 210 und 212 vorhanden
sind, wobei der Unterstützungsrahmen 202 quer
an dem hinteren Teil der Karosserie unter dem Kofferraum oder in
der hinteren Stoßstange
befestigt ist. Je größer der
Abstand von der Vorderachse des Rads zur schweren Trommel 214 ist,
desto günstiger
ist die Befestigung der linken Stirnplatte 204' und der rechten
Stirnplatte 204 an den beiden Seiten des Unterstützungsrahmens 202, um
die Führungswelle 208,
die schwere Trommel 214 und die Rückstellfeder 210 und 212 zu
unterstützen.
Die Führungswelle 208 verläuft durch
das Gleitloch der schweren Trommel 214, so dass die schwere
Trommel 214 an ihr entlang zur rechten Seite oder zur linken
Seite entlang gleiten kann, wenn z. B. eine Rechtskurve gefahren
wird, siehe 4. 4 ist eine
schematische Darstellung der schweren Trommel, die infolge der Zentrifugalkraft
nach links gleitet, wenn das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt. Unter der
Annahme, dass die Masse der schweren Trommel m ist, ist die Bewegungsenergie
dann, wenn sie auf eine Geschwindigkeit v3 beschleunigt
wird Bewegungsenergie = mv3 (3)
-
Da
der rechte Vorderreifen eine Reibungskraft mit dem Untergrund aufweist,
ist die nach außen gerichtete
Geschwindigkeit ist fast null. Wenn die Zentrifugalkraft zu groß ist, ist
die Reibungskraft kleiner als die Zentrifugalkraft, wobei der Vorderreifen dann
nach außen
und vorwärts
rutscht. Das vergrößert den
Kurvenradius und die Bewegungsenergie beim Rutschen ist ft = Mv4, wobei f die Zentrifugalkraft ist, t ist
die Dauer des Rutschens, M ist die Masse des Fahrzeugs und v4 ist die mittlere Geschwindigkeit beim Rutschen,
wobei dann die Bewegungsenergie beim Rutschen Mv4 ist.
Wenn jedoch die schwere Trommel frei zur linken Seite gleitet, da
keine Reibungskraft vorhanden ist, ist seine Geschwindigkeit v3 größer als
die Rutschgeschwindigkeit v4 des Fahrzeugs,
deswegen wird die Bewegungsenergie temporär an die schwere Trommel übertragen
und die Bewegungsenergie ft = mv4 wird durch
die Karosserie absorbiert, wenn die schwere Trommel das linke Ende
erreicht, und es wird eine nach außen gerichtete Kraft f = mv4/t erzeugt, wobei diese Kraft ein Drehmoment
erzeugt, um das Fahrzeug bei der Drehung in der Kurvenrichtung zu
unterstützen
und der Vorderreifen würde
nicht nach außen
und vorwärts
rutschen, wodurch der Kurvenradius verringert und die Abnutzung
der Reifen vermindert wird. Außerdem werden
das Gleichgewicht und die Sicherheit des Fahrers und des Fahrzeugs
verbessert. Es verringert außerdem
das Neigen, deswegen wird die Bequemlichkeit der Fahrgäste verbessert.
Wenn die Kurvenfahrt beendet ist, wird die schwere Trommel 214 durch
die linke Stirnplatte und die rechte Stirnplatte blockiert und Bewegungsenergie
wird freigegeben und in eine Schubkraft transformiert, zu diesem
Zeitpunkt ist jedoch die Kurvenfahrt beendet. Dieses Schieben ist
für den
Fahrer und die Fahrgäste
nicht wichtig. Nun hält
die schwere Trommel an der linken Endposition an, wie in 4 gezeigt
ist. Die linke Rückstellfeder 210 wird
komprimiert und potentielle Energie wird gespeichert, die rechte
Rückstellfeder 212 ist
jedoch noch in ihrer ursprünglichen
Position, da die Rückstellfedern
nicht mit der schweren Trommel verbunden sind. Nachdem die Kurvenfahrt
beendet ist, drückt
die Rückstellfeder 210 die
schwere Trommel zu ihrer ursprünglichen
Position, wie in 3 gezeigt ist. Bei einer Linkskurve
gleitet die schwere Trommel 214 nach rechts. Die Funktionsweise
ist umgekehrt zu 4.
-
5 veranschaulicht
den beispielhaften Aufbau aus den beiden Bremspuffervorrichtungen und
einer Kurvenfahrt-Ausgleichsvorrichtung unter der Karosserie eines
Fahrzeugs. Eine der Bremspuffervorrichtungen 504 ist zwischen
dem rechten Vorderreifen 502 und dem rechten Hinterreifen 503 in Längsrichtung
installiert. Eine weitere Bremspuffervorrichtung 504' ist zwischen
dem linken Vorderreifen 502' und
dem linken Hinterreifen 503' in
Längsrichtung
installiert. Die Kurvenfahrt-Ausgleichsvorrichtung 505 ist
quer hinter und unter dem Kofferraum installiert, wie in 5 gezeigt
ist.
-
Obwohl
spezifische Ausführungsformen
der Erfindung offenbart wurden, ist es für einen Fachmann klar, dass
spiegelbildliche Änderungen
an Form und Einzelheiten der speziellen Ausführungsformen, die hier offenbart
sind, ausgeführt
werden können,
ohne vom Erfindungsgedanken und vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Die oben dargestellten Ausführungsformen
sind lediglich beispielhaft und sollten nicht dazu genutzt werden,
den Umfang der beigefügten
Ansprüche
zu beschränken.