DE102019209831A1

DE102019209831A1 - Notbremsvorrichtung und Landfahrzeug

Info

Publication number: DE102019209831A1
Application number: DE102019209831.2A
Authority: DE
Inventors: Marc Schieß; Andreas Knoll; Jens Heimann; Markus Ulbricht; Daniel Grafen; Thomas Branczyk
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2020-11-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Notbremsvorrichtung (2) für ein Landfahrzeug (1), aufweisend einen Ventilator (5), der mit seiner Unterdruckseite strömungstechnisch an eine Unterdruckwirkfläche (10) einer Unterdruckvorrichtung (9) der Notbremsvorrichtung (2) angeschlossen ist und der mittels einer Energiemenge aus einem Energiespeicher (11) der Notbremsvorrichtung (2) angetrieben ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Landfahrzeug (1) mit einer solchen Notbremsvorrichtung (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Notbremsvorrichtung für ein Landfahrzeug, das ein Fahrgestell und ein mit dem Fahrgestell verbundenes Fahrwerk mit Rädern aufweist, wobei die Räder zum Fahren des Landfahrzeugs auf einer Fahrbahn ausgebildet sind und durch eine Betriebsbremseinrichtung des Landfahrzeugs in ihrer jeweiligen Drehbarkeit beeinflussbar sind, umfassend eine Unterdruckvorrichtung, die eine der Fahrbahn zuweisende Unterdruckwirkfläche aufweist, wobei die Unterdruckvorrichtung ausgebildet ist, in einer Notbetriebsstellung der Unterdruckvorrichtung zwischen der Unterdruckwirkfläche und der Fahrbahn eine Saugkraft zu erzeugen, die eine das Landfahrzeug bremsende Wirkung hat, und eine mit dem Fahrgestell zu verbindende Positioniervorrichtung, welche die Unterdruckvorrichtung trägt, derart, dass die Unterdruckvorrichtung zwischen einer Verwahrungsstellung, in welcher die Unterdruckwirkfläche der Unterdruckvorrichtung von der Fahrbahn abgehoben ist, und der Notbetriebsstellung, in welcher die Unterdruckwirkfläche der Unterdruckvorrichtung mit der Fahrbahn in Wirkverbindung ist, um die auf das Landfahrzeug bremsend wirkende Saugkraft auf die Fahrbahn auszuüben, automatisch verstellbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Landfahrzeug mit einer solchen Notbremsvorrichtung.
Die DE 10 2015 007 092 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Verstärkung der Bodenhaftung für ein Fahrzeug, aufweisend ein Haftmittel und eine Quelle für ein unter Druck stehendes Fluid, wobei das Haftmittel das unter Druck stehende Fluid weiterleitet, sowie eine Positionieranordnung, um das Haftmittel von einer fahrbahnfernen Ruhestellung unter dem Fahrzeug in eine Funktionsstellung benachbart zur Fahrbahn zu bringen, wobei das Haftmittel mindestens eine Fluideinlassöffnung aufweist, die zwischen einer ersten, zum Fahrzeug weisenden Hauptfläche und einer zweiten, zur Fahrbahn weisenden Hauptfläche angeordnet ist, wobei das unter Druck stehende Fluid nach der Aktivierung der Quelle in der Funktionsstellung entlang der zweiten Hauptfläche und der Fahrbahn geleitet wird, so dass ein Unterdruck unter der zweiten Hauptfläche gebildet wird, bevor das Fluid durch eine Auslassöffnung zum Umgebungsdruck hin entweicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Notbremsvorrichtung für Landfahrzeuge zu schaffen, die in einer Notsituation das Landfahrzeug mit besonders hoher Verzögerung sicher abbremst.
Die Aufgabe wird durch eine Notbremsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und mit einem Landfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Darüber hinausgehende, weitere Merkmale der folgenden Beschreibung können gegebenenfalls zusätzliche erfindungsgemäße Lösungen sein.
Die Notbremsvorrichtung für ein Landfahrzeug, das ein Fahrgestell und ein mit dem Fahrgestell verbundenes Fahrwerk mit Rädern aufweist, wobei die Räder zum Fahren des Landfahrzeugs auf einer Fahrbahn ausgebildet sind und durch eine Betriebsbremseinrichtung des Landfahrzeugs in ihrer jeweiligen Drehbarkeit beeinflussbar sind, umfasst:

- eine Unterdruckvorrichtung, die eine der Fahrbahn zuweisende Unterdruckwirkfläche aufweist, wobei die Unterdruckvorrichtung ausgebildet ist, in einer Notbetriebsstellung der Unterdruckvorrichtung zwischen der Unterdruckwirkfläche und der Fahrbahn eine Saugkraft zu erzeugen, die eine das Landfahrzeug bremsende Wirkung hat,
- eine mit dem Fahrgestell zu verbindende Positioniervorrichtung, welche die Unterdruckvorrichtung trägt, derart, dass die Unterdruckvorrichtung zwischen einer Verwahrungsstellung, in welcher die Unterdruckwirkfläche der Unterdruckvorrichtung von der Fahrbahn abgehoben ist, und der Notbetriebsstellung, in welcher die Unterdruckwirkfläche der Unterdruckvorrichtung mit der Fahrbahn in Wirkverbindung ist, um die auf das Landfahrzeug bremsend wirkende Saugkraft auf die Fahrbahn auszuüben, automatisch verstellbar ist, wobei die Notbremsvorrichtung einen Ventilator aufweist, der mit seiner Unterdruckseite strömungstechnisch an die Unterdruckwirkfläche der Unterdruckvorrichtung angeschlossen ist und der mittels einer Energiemenge aus einem Energiespeicher der Notbremsvorrichtung angetrieben ist.

Die Notbremsvorrichtung bildet eine Sicherheitseinrichtung, die in Landfahrzeugen eingesetzt werden kann, um in einer erkannten Notsituation die momentane Geschwindigkeit des fahrenden Landfahrzeugs zumindest möglichst schnell reduzieren zu können oder das fahrende Landfahrzeug sogar rechtzeitig vollständig zum Stehen zu bringen. Die Notsituation kann beispielsweise eine drohende Kollision des fahrenden Landfahrzeugs mit einem Hindernis sein. Das Hindernis kann beispielsweise ein anderes Landfahrzeug, eine bauliche Einrichtung oder eine Person sein. Ein typisches Fallbeispiel ist eine Annäherung des fahrenden Landfahrzeugs in Form eines Kraftfahrzeugs in schneller Fahrt an ein Stauende von stehenden Kraftfahrzeugen auf einer Autobahn.
Das Vorliegen einer Notsituation kann beispielsweise durch als solche bekannte Sensoren am Landfahrzeug in Verbindung mit einer als solche bekannten Sicherheitssteuervorrichtung des Landfahrzeugs erkannt werden. Aufgrund von Signalen und/oder Daten der Sensoren entscheidet die Sicherheitssteuervorrichtung automatisch über das erwartete Vorliegen einer Kollision und greift in bekannter Weise beispielsweise in das Antiblockiersystem (ABS) des Landfahrzeugs ein, um die Betriebsbremsen des Landfahrzeugs automatisch zu aktivieren und ggf. die Bremskraft zu regeln. Eine solche bekannte Sicherheitssteuervorrichtung und/oder ein solches bekanntes Antiblockiersystem kann im Rahmen der Erfindung verwendet werden, um die Notbremsvorrichtung zu aktivieren d.h. die Energiemenge aus dem Energiespeicher freizugeben, so dass der Ventilator angetrieben wird, um eine Saugkraft an der Unterdruckwirkfläche der Unterdruckvorrichtung zu erzeugen.
Das typische Beispiel eines Typs von Landfahrzeugen sind die Kraftfahrzeuge im Straßenverkehr, also Landfahrzeuge, die durch eine Maschinenkraft, wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor, einem Hybridmotor oder einem elektrischen Motor angetrieben sind. Das Kraftfahrzeug kann insbesondere von einem Fahrer, also einer Person navigierend gesteuert werden. Alternativ kann im Rahmen der Erfindung das Kraftfahrzeug auch ein autonomes, d.h. ein fahrerloses Fahrzeug sein, d.h. das Fahrzeug wird insoweit automatisch und nicht durch einen Fahrer navigierend gesteuert. Gegebenenfalls kann die Erfindung nicht nur bei Kraftfahrzeugen, wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und/oder Motorrädern verwendet werden, sondern auch bei Schienenfahrzeugen, Amphibienfahrzeugen und/oder Zweiwegefahrzeugen.
Landfahrzeuge im Allgemeinen und Kraftfahrzeuge im Speziellen verfügen über ein Fahrgestell, das die tragenden Teile des Fahrzeugs umfasst. Das Fahrgestell kann u.a. auch als Rahmen, Chassis oder Untergestell bezeichnet werden. Im Falle von selbsttragenden Karosserien wird das Fahrgestell insoweit von der Karosserie gebildet. Das Fahrgestell trägt insoweit das Fahrwerk bzw. auf dem Fahrwerk ist das Fahrgestell gelagert.
Das Fahrwerk umfasst im Allgemeinen die Räder, eine Lenkung für ein oder mehrere Räder, eine oder mehrere Bremsvorrichtungen (Betriebsbremsen) für die Räder und die zugehörigen Radaufhängungen. Abgesehen von Sonderbauformen sind im Allgemeinen die Vorderräder als Lenkräder an einer Vorderachse des Fahrwerks ausgebildet. Die Hinterräder, d.h. die Räder an einer Hinterachse des Fahrwerks sind meistens als nicht-lenkbare Räder ausgebildet. Die Hinterräder können jedoch in Sonderbauformen, wie beispielsweise speziellen Nutzfahrzeugen gegebenenfalls auch als Lenkräder ausgebildet sein.
Die Fahrbahn bildet den Untergrund, auf welchem das Landfahrzeug mittels seiner Räder fährt. Insoweit rollen die Räder des Landfahrzeugs auf der Fahrbahn ab. Die Fahrbahn kann beispielsweise, wie es auf öffentlichen Straßen die Regel ist, von einer Asphaltdecke gebildet sein. Die Fahrbahn kann jedoch auch eine unbefestigte Straße sein.
Die Betriebsbremseinrichtung des Landfahrzeugs kann eine oder mehrere Bremsvorrichtungen umfassen. Die Bremsvorrichtungen können beispielsweise Reibungsbremsen, wie Scheibenbremsen oder Trommelbremsen sein. Die Bremsvorrichtungen können jeweils einem der Räder (Lenkräder an der Vorderachse und/oder Räder an der Hinterachse) zugeordnet sein. Die eine oder die mehrere Bremsvorrichtungen der Betriebsbremseinrichtung sind Komponenten des Landfahrzeugs.
Die jeweiligen Drehbarkeiten der Räder (Lenkräder an der Vorderachse und/oder Räder an der Hinterachse) werden von der Betriebsbremseinrichtung bzw. der einen oder den mehreren Bremsvorrichtungen des Landfahrzeugs beeinflusst. Die Betriebsbremseinrichtung umfasst insoweit alle Bauteile von Bremsen, die unter direktem Einfluss des Fahrers und/oder automatisch mittels der Sicherheitssteuervorrichtung zum Verringern der Fahrgeschwindigkeit, zum sicheren Anhalten und zum Halten der Geschwindigkeit des Landfahrzeugs ausgebildet sind. Die Betriebsbremseinrichtung beeinflusst die Verzögerungskräfte, um möglichst schlupfarm auf die Fahrbahn einzuwirken. Um möglichst viel Kraft zwischen Reifen und Fahrbahn übertragen zu können, wird meist ein Schlupf zwischen 10% und 20% eingestellt. Dies wird als schlupfarm angesehen. Verzögerungskräfte bereitzustellen übernimmt somit im Allgemeinen die Betriebsbremseinrichtung. Die vorliegende Notbremsvorrichtung stellt eine zusätzliche Einrichtung dar, um Verzögerungskräfte zu erzeugen und dadurch eine maximale Verzögerung (negative Beschleunigung) des Landfahrzeugs zu erreichen.
Die Positioniervorrichtung kann beispielsweise ausgebildet sein, die Unterdruckvorrichtung aus der Verwahrungsstellung in die Notbetriebsstellung zu schwenken. Die Positioniervorrichtung kann dazu wenigstens einen Hebelarm aufweisen, der einerseits mit seinem einen Ende an dem Fahrgestell schwenkbar gelagert ist und andererseits mit seinem anderen Ende die Unterdruckvorrichtung trägt. Durch eine Schwenkbewegung des wenigstens einen Hebelarms kann die Unterdruckvorrichtung aus der Verwahrungsstellung in die Notbetriebsstellung geschwenkt werden. Die Positioniervorrichtung kann in einer alternativen Ausführungsform ausgebildet sein, die Unterdruckvorrichtung aus der Verwahrungsstellung in die Notbetriebsstellung linear zu bewegen. Die Positioniervorrichtung kann dazu wenigstens eine Schiebelagerung mit zwei linear gegeneinander verstellbaren Lagerkörpern aufweisen, wobei der eine (stehende) Lagerkörper der Schiebelagerung an dem Fahrgestell befestigt ist und der andere (bewegliche) Lagerkörper die Unterdruckvorrichtung trägt.
Sowohl in der Ausführungsform mit schwenkbaren Hebelarmen, als auch in der Ausführungsform mit Schiebelagerungen kann die Positioniervorrichtung einen Energiespeicher aufweisen, der ausgebildet ist, in der Verwahrungsstellung der Bremswalze eine Energiemenge vorzuhalten, die zum Zeitpunkt der Aktivierung der Notbremsvorrichtung, beispielsweise automatisch durch eine Sicherheitssteuervorrichtung des Landfahrzeugs freigegeben wird, so dass diese Energiemenge die Unterdruckvorrichtung in die Notbetriebsstellung bewegt.
Die Unterdruckvorrichtung dient in ihrer in das Landfahrzeug eingebauten Anordnung dazu, in der Notbetriebsstellung eine Saugkraft auf die Fahrbahn auszuüben, so dass aufgrund der zwischen der Unterdruckwirkfläche der Unterdruckvorrichtung und der Fahrbahn durch die Saugkraft entstehenden Kräfte eine bremsende Wirkung auf das Landfahrzeug resultiert. Die Unterdruckwirkfläche kann wenigstens eine Öffnung aufweisen über die Luft in die Unterdruckvorrichtung eingesaugt wird. Die wenigstens eine Öffnung kann von einem Dichtrand umgeben sein. Der Dichtrand dient dazu, in der Notbetriebsstellung der Unterdruckvorrichtung in einem Spalt zwischen der Unterdruckvorrichtung und der Fahrbahn Leckströmungen zumindest zu reduzieren oder sogar zumindest im Wesentlichen ganz zu verhindern. Gegebenenfalls kann der Dichtrand in der Notbetriebsstellung der Unterdruckvorrichtung eine zusätzliche Bremswirkung auf das Landfahrzeug ausüben.
Der Ventilator bildet eine Strömungsmaschine zur Erzeugung eines Unterdrucks an der Unterdruckvorrichtung bzw. in der Unterdruckvorrichtung und/oder der Fahrbahn. Der Ventilator weist im Allgemeinen wenigstens ein Laufrad auf. Das Laufrad ist angetrieben und zwar mittels Energie aus dem Energiespeicher. Das wenigstens eine Laufrad ist zum Fördern von Luft ausgebildet, um den Unterdruck zu erzeugen. Insoweit ist eine Unterdruckseite des Ventilators strömungstechnisch an die Unterdruckwirkfläche angeschlossen, um einen Unterdruck an der Unterdruckwirkfläche bereitzustellen, der auf die Fahrbahn einwirkt, wenn sich die Unterdruckvorrichtung in ihrer Notbetriebsstellung befindet. Der Betrieb des Ventilators ist nur dann erforderlich, wenn die Unterdruckvorrichtung sich in ihrer Notbetriebsstellung befindet. In der Verwahrungsstellung der Unterdruckvorrichtung ist der Ventilator nicht in Betrieb, d.h. in der Verwahrungsstellung wird keine Energie aus dem Energiespeicher entnommen, um sie dem Ventilator zuzuführen.
Der Energiespeicher hält eine Energiemenge vor, solange sich die Unterdruckvorrichtung in ihrer Verwahrungsstellung befindet. Erst zum Zeitpunkt zu dem sich die Unterdruckvorrichtung aus der Verwahrungsstellung in die Notbetriebsstellung bewegt und/oder sich die Unterdruckvorrichtung in der Notbetriebsstellung befindet, wird die Energiemenge aus dem Energiespeicher entnommen und der Ventilator angetrieben.
Der Energiespeicher kann zum Speichern einer Energiemenge ausgebildet sein, die ausreichend groß ist, um zumindest einen einmaligen Notbremsvorgang mit der Notbremsvorrichtung durchzuführen.
Da ein Antreiben des Ventilators in einer Notsituation nur für die Dauer von maximal wenigen Sekunden notwendig ist, braucht nur eine entsprechend geringe Menge an Energie in dem Energiespeicher vorgehalten werden. Der Energiespeicher kann demgemäß entsprechend baulich klein gehalten werden. Der Energiespeicher kann Teil der Unterdruckvorrichtung sein. Insoweit kann der Energiespeicher mit der Unterdruckvorrichtung zusammen zwischen der Verwahrungsstellung und der Notbetriebsstellung beweglich gelagert sein. Alternativ kann der Energiespeicher getrennt von der Unterdruckvorrichtung, beispielsweise an dem Fahrgestell des Landfahrzeugs befestigt sein. In diesem Fall wird der Energiespeicher nicht mit der Unterdruckvorrichtung mitbewegt.
Der Energiespeicher kann in einer ersten grundlegenden Ausführungsform wenigstens eine mechanische Feder umfassen, in der die Energiemenge in Form von potentieller Energie als Federenergie gespeichert ist und die Notbremsvorrichtung ein Auslösemittel aufweist, das ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Notsituation die gespeicherte Federenergie aus der mechanischen Feder freizugeben, wobei die wenigstens eine mechanische Feder an eine Antriebswelle des Ventilators angekoppelt ist, so dass der Ventilator durch die freigegebene Federenergie antreibbar ist, um die Saugkraft zu erzeugen.
Die mechanische Feder kann insbesondere eine sehr hohe Federsteifigkeit aufweisen, so dass mit einer geringen Wegstrecke in einer kurzen Zeitspanne eine relativ große Kraft freigesetzt werden kann, die eine hohe Beschleunigung des Laufrades des Ventilators ermöglicht.
Die wenigstens eine mechanische Feder kann eine Drehstabfeder sein, in der die Federenergie in Form von Torsionsspannung gespeichert ist und bei Vorliegen einer Notsituation in Form eines Torsionsmoments freigegeben wird. Die Drehstabfeder kann beispielsweise analog den Drehstabfedern ausgebildet sein, wie sie in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen in bekannter Weise eingesetzt werden.
Der Energiespeicher kann in einer zweiten grundlegenden Ausführungsform, alternativ oder ergänzend zu der wenigstens einen mechanische Feder, ausgebildet sein, die Energiemenge in Form von potentieller Energie im Gravitationsfeld, im elektrischen Feld oder in einem Druckfluid zu speichern, wobei die Notbremsvorrichtung ein Auslösemittel aufweist, das ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Notsituation die gespeicherte potentielle Energie freizugeben, und der Energiespeicher an eine Antriebswelle des Ventilators angekoppelt ist, so dass der Ventilator durch die freigegebene potentielle Energie antreibbar ist, um die Saugkraft zu erzeugen.
Es können somit mehrere verschiedene Energiespeicherarten gleichzeitig vorgesehen und im Notbetriebsfall auch gleichzeitig d.h. sich in der Wirkung addierend eingesetzt werden, um das Landfahrzeug zusätzlich zu den Betriebsbremsen noch wirksamer zu verzögern d.h. abzubremsen.
In allen Ausführungsvarianten kann der Energiespeicher ein Abtriebsglied aufweisen, das direkt an die Antriebswelle des Ventilators angeschlossen ist. Das Abtriebsglied kann in der einfachsten Variante beispielsweise im Falle einer mechanischen Feder, insbesondere einer Drehstabfeder bereits durch einen Endabschnitt der Feder bzw. der Drehstabfeder gebildet werden. Das Abtriebsglied kann die Kraft direkt in die Antriebswelle des Ventilators einleiten. Somit können zusätzliche Getriebebauteile entfallen. Die Notbremsvorrichtung kann somit einfach und kompakt aufgebaut sein.
In abgewandelten Ausführungsvarianten kann der Energiespeicher ein Abtriebsglied aufweisen, das über ein Getriebe der Notbremsvorrichtung an die Antriebswelle des Ventilators angekoppelt ist. Das Getriebe ist insoweit ausgebildet die Kraft bzw. die Bewegung des Abtriebsglieds auf die Antriebswelle des Ventilators zu übertragen. Dies kann den Vorteil haben, dass der Energiespeicher räumlich getrennt von der Unterdruckvorrichtung angeordnet sein kann. Alternativ oder ergänzend kann das Getriebe die Funktion aufweisen, die Kraft, das Moment und/oder eine Drehzahl von dem Abtriebsglied auf die Antriebswelle des Ventilators umzusetzen, d.h. zu wandeln bzw. zu verändern. Eine solche Auslegung des Getriebes kann derart erfolgen, dass ein kurzer Bewegungsweg des Abtriebsglieds und/oder eine große Kraft des Abtriebsglieds in einem maximal mögliche Beschleunigung an dem Ventilator d.h. an dem Laufrad des Ventilators umgesetzt wird. Das Getriebe kann beispielsweise Zahnräder umfassen und/oder wenigstens einen Riemen und Riemenscheiben aufweisen.
Die Notbremsvorrichtung kann generell ein Verriegelungsmittel aufweisen, das aus einer Verriegelungsstellung, in welcher das Verriegelungsmittel wenigstens ein Laufrad des Ventilators blockiert, in eine Entriegelungsstellung, in welcher das Verriegelungsmittel das wenigstens eine Laufrad des Ventilators zum Drehen freigibt, verstellbar gelagert ist, wobei das Auslösemittel ausgebildet ist, das Verriegelungsmittel in seine Entriegelungsstellung zu bringen, um das Laufrad des Ventilators freizugeben.
Das Auslösemittel kann beispielsweise von der Sicherheitssteuervorrichtung des Landfahrzeugs angesteuert werden. Stellt die Sicherheitssteuervorrichtung eine Notsituation fest, so kann die dazu ausgebildete und eingerichtete Sicherheitssteuervorrichtung im Notfall das Auslösemittel automatisch betätigen, so dass mit der Auslösung im Notfall das Verriegelungsmittel automatisch in seine Entriegelungsstellung gebracht wird und das Laufrad des Ventilators automatisch freigegeben wird bzw. der Energiespeicher automatisch entleert wird, um den Ventilator zu betreiben.
Das Verriegelungsmittel kann in seiner Verriegelungsstellung unmittelbar an dem wenigstens einen Laufrad des Ventilators angreifen, an der Antriebswelle des Ventilators angreifen oder an einem Übertragungsglied eines den Energiespeicher an die Antriebswelle des Ventilators ankoppelnden Getriebes angreifen.
Der Energiespeicher kann in allen Ausführungsformen über einen Freilauf an das wenigstens eine Laufrad des Ventilators angekoppelt sein, derart, dass der Freilauf ausgebildet und eingerichtet ist, den Energiespeicher von dem Laufrad des Ventilators abzukoppeln, wenn die gespeicherte Energiemenge aus dem Energiespeicher entnommen ist.
Die Notbremsvorrichtung ist im Allgemeinen als eine von dem Landfahrzeug zunächst eigenständige Vorrichtung beschrieben und beansprucht. Die Notbremsvorrichtung bildet insoweit einen vom Landfahrzeug separat gewerblich verwertbaren Gegenstand und ist demgemäß auch so beansprucht. Die Erfindung wird jedoch insbesondere auch in Zusammenwirken mit dem Landfahrzeug, welches eine Notbremsvorrichtung aufweist, verwirklicht.
Die Erfindung betrifft somit auch ein Landfahrzeug, das ein Fahrgestell und ein mit dem Fahrgestell verbundenes Fahrwerk mit Rädern aufweist, wobei die Räder zum Fahren des Landfahrzeugs auf einer Fahrbahn ausgebildet sind und durch eine Betriebsbremseinrichtung des Landfahrzeugs in ihrer jeweiligen Drehbarkeit beeinflussbar sind, wobei das Landfahrzeug eine Notbremsvorrichtung aufweist, mit:

- eine Unterdruckvorrichtung, die eine der Fahrbahn zuweisende Unterdruckwirkfläche aufweist, wobei die Unterdruckvorrichtung ausgebildet ist, in einer Notbetriebsstellung der Unterdruckvorrichtung zwischen der Unterdruckwirkfläche und der Fahrbahn eine Saugkraft zu erzeugen, die eine das Landfahrzeug bremsende Wirkung hat,
- eine mit dem Fahrgestell verbundene Positioniervorrichtung, welche die Unterdruckvorrichtung trägt, derart, dass die Unterdruckvorrichtung zwischen einer Verwahrungsstellung, in welcher die Unterdruckwirkfläche der Unterdruckvorrichtung von der Fahrbahn abgehoben ist, und der Notbetriebsstellung, in welcher die Unterdruckwirkfläche der Unterdruckvorrichtung mit der Fahrbahn in Wirkverbindung ist, um die auf das Landfahrzeug bremsend wirkende Saugkraft auf die Fahrbahn auszuüben, automatisch verstellbar ist, wobei die Notbremsvorrichtung einen Ventilator aufweist, der mit seiner Unterdruckseite strömungstechnisch an die Unterdruckwirkfläche der Unterdruckvorrichtung angeschlossen ist und der mittels einer Energiemenge aus einem Energiespeicher der Notbremsvorrichtung angetrieben ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Landfahrzeugs können gemäß der Gegenstände der abhängigen Patentansprüche ausgebildet sein.
Nachdem durch den Notbremsbetrieb beispielsweise eine Kollision verhindert wurde, kann die Unterdruckvorrichtung wieder in die Verwahrungsstellung gebracht werden, so dass das Landfahrzeug gegebenenfalls wieder normal weiter bewegt werden kann.
Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Die Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Landfahrzeugs in der Bauart eines Kraftfahrzeugs mit einer Notbremsvorrichtung;
2 eine vergrößerte schematische Teildarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Notbremsvorrichtung im Bereich eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs gemäß 1 mit einer als vorgespannte Drehstabfeder ausgebildeten Welle des Laufrades des Ventilators;
3 eine schematische Darstellung der Notbremsvorrichtung gemäß 2 in ihrer Notbetriebsstellung, in der sie abdichtend an der Fahrbahn anliegt; und
4 eine vergrößerte schematische Teildarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Notbremsvorrichtung im Bereich eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs gemäß 1 mit einer vom Laufrad getrennt angeordneten vorgespannte Drehstabfeder, die über ein Getriebe mit der Welle des Laufrades des Ventilators verbunden ist.

Das in 1 dargestellte Landfahrzeug 1 umfasst eine Notbremsvorrichtung 2. Das Landfahrzeug 1 ist im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels als ein Kraftfahrzeug 1a ausgebildet. Es umfasst ein Fahrgestell 3 und ein mit dem Fahrgestell 3 verbundenes Fahrwerk 4 mit Rädern 6 an einer Vorderachse 4.1 des Fahrwerks 4 und mit Rädern 6 an einer Hinterachse 4.2 des Fahrwerks 4. Das Landfahrzeug 1 ist mittels seiner Räder 6 auf einer Fahrbahn 7 fahrbar.
Eine mit dem Fahrgestell 3 verbundene Positioniervorrichtung 12, welche die Notbremsvorrichtung 2, insbesondere die Unterdruckvorrichtung 9 trägt, ist derart ausgebildet, dass die Unterdruckvorrichtung 9 zwischen einer Verwahrungsstellung, in welcher die Unterdruckwirkfläche 10 der Unterdruckvorrichtung 9 von der Fahrbahn 7 abgehoben ist (in 1 in gestrichelten Linien dargestellt), und der Notbetriebsstellung, in welcher die Unterdruckwirkfläche 10 der Unterdruckvorrichtung 9 mit der Fahrbahn 7 in Wirkverbindung ist, um die auf das Landfahrzeug 1 bremsend wirkende Saugkraft auf die Fahrbahn 7 auszuüben (in 1 in durchgezogenen Linien dargestellt), automatisch verstellbar ist.
Die im Falle des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels an dem Landfahrzeug 1 bzw. an dem Kraftfahrzeug 1a angebrachte Notbremsvorrichtung 2 umfasst, wie dies in 2 bis 4 in einer Alleinstellung dargestellt ist:

- eine Unterdruckvorrichtung 9, die eine der Fahrbahn 7 (3) zuweisende Unterdruckwirkfläche 10 aufweist, wobei die Unterdruckvorrichtung 9 ausgebildet ist, in einer Notbetriebsstellung der Unterdruckvorrichtung 9 zwischen der Unterdruckwirkfläche 10 und der Fahrbahn 7 eine Saugkraft zu erzeugen, die eine das Landfahrzeug 1 bremsende Wirkung hat, und
- einen Ventilator 5, der mit seiner Unterdruckseite strömungstechnisch an die Unterdruckwirkfläche 10 der Unterdruckvorrichtung 9 angeschlossen ist und der mittels einer Energiemenge aus einem Energiespeicher 11 der Notbremsvorrichtung 2 angetrieben ist.

Der Energiespeicher 11 ist im Falle der dargestellten Ausführungsbeispiele zum Speichern einer Energiemenge ausgebildet, die ausreichend groß ist, um zumindest einen einmaligen Notbremsvorgang mit der Notbremsvorrichtung 2 durchzuführen.
Der Energiespeicher 11 kann, wie in 3 und 4 aufgezeigt ist, wenigstens eine mechanische Feder 14 umfasst, in der die Energiemenge in Form von potentieller Energie als Federenergie gespeichert ist und die Notbremsvorrichtung 2 ein Auslösemittel 19 aufweist, das ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Notsituation die gespeicherte Federenergie aus der mechanischen Feder 14 freizugeben, wobei die wenigstens eine mechanische Feder 14 an eine Antriebswelle 15 des Ventilators 5 angekoppelt ist, so dass der Ventilator 5 durch die freigegebene Federenergie antreibbar ist, um die Saugkraft zu erzeugen.
Die wenigstens eine mechanische Feder 14 ist im Falle der Ausführungsbeispiele der 3 und 4 eine Drehstabfeder 14.1, in der die Federenergie in Form von Torsionsspannung gespeichert ist und bei Vorliegen einer Notsituation in Form eines Torsionsmoments freigegeben wird.
Der Energiespeicher 11 kann alternativ oder ergänzend zu der wenigstens einen mechanische Feder 14 bzw. der Drehstabfeder 14.1 ausgebildet sein, die Energiemenge in Form von potentieller Energie im Gravitationsfeld, im elektrischen Feld oder in einem Druckfluid zu speichern und die Notbremsvorrichtung ein Auslösemittel 19 aufweist, das ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Notsituation die gespeicherte potentieller Energie freizugeben, wobei der Energiespeicher 11 an eine Antriebswelle 15 des Ventilators 5 angekoppelt ist, so dass der Ventilator 5 durch die freigegebene potentielle Energie antreibbar ist, um die Saugkraft zu erzeugen.
Der Energiespeicher 11 kann, wie beispielsweise in 4 angedeutet ist, ein Abtriebsglied 16 aufweisen, das an die Antriebswelle 15 des Ventilators 5 angeschlossen ist. Dazu kann der Energiespeicher 11 ein Abtriebsglied 16 aufweisen, das über ein Getriebe 17, wie beispielsweise einem Riemen an die Antriebswelle 15 des Ventilators 5 angekoppelt ist.
Die Notbremsvorrichtung 2 kann wie in 3 und 4 dargestellt ist, ein Verriegelungsmittel 18 aufweisen, das aus einer Verriegelungsstellung, in welcher das Verriegelungsmittel 18 das Laufrad 5.1 des Ventilators 5 blockiert, in eine Entriegelungsstellung, in welcher das Verriegelungsmittel 18 das Laufrad 5.1 des Ventilators 5 zum Drehen freigibt, verstellbar gelagert ist. Dabei ist das Auslösemittel 19 ausgebildet, das Verriegelungsmittel 18 in seine Entriegelungsstellung zu bringen, um das Laufrad 5.1 des Ventilators 5 freizugeben.
Das Verriegelungsmittel 18 kann in seiner Verriegelungsstellung unmittelbar an dem wenigstens einen Laufrad 5.1 des Ventilators 5 angreifen, wie dies in 3 aufgezeigt ist, und beispielsweise direkt an einem Rotorblatt des Laufrades 5.1 des Ventilators 5 angreifen. Alternativ, wie in 4 aufgezeigt ist, kann das Verriegelungsmittel 18 an einem Übertragungsglied 21 eines den Energiespeicher 11 an die Antriebswelle 15 des Ventilators 5 ankoppelnden Getriebes 17 angreift. Das Übertragungsglied 21 kann wie dargestellt von der Antriebswelle 15 des Ventilators 5 gebildet werden. In anderen Ausfrührungen kann das Übertragungsglied 21 beispielsweise von einem Zahnrad oder einem Riemen des Getriebes 17 oder von dem Energiespeicher 11 bzw. von der mechanischen Feder 14 bzw. von der Drehstabfeder 14.1 gebildet werden.
Bezugszeichenliste

1: Landfahrzeug
1a: Kraftfahrzeug
2: Notbremsvorrichtung
3: Fahrgestell
4: Fahrwerk
4.1: Vorderachse
4.2: Hinterachse
5: Ventilator
5.1: Laufrad
6: Räder
7: Fahrbahn
9: Unterdruckvorrichtung
10: Unterdruckwirkfläche
11: Energiespeicher
12: Positioniervorrichtung
13: Antiblockiersystem
14: Feder
15: Antriebswelle
16: Abtriebsglied
17: Getriebe
18: Verriegelungsmittel
19: Auslösemittel
20: Freilauf
21: Übertragungsglied

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015007092 A1 [0002]

Claims

Notbremsvorrichtung für ein Landfahrzeug (1), das ein Fahrgestell (3) und ein mit dem Fahrgestell (3) verbundenes Fahrwerk (4) mit Rädern (6) aufweist, wobei die Räder (6) zum Fahren des Landfahrzeugs (1) auf einer Fahrbahn (7) ausgebildet sind und durch eine Betriebsbremseinrichtung (8) des Landfahrzeugs (1) in ihrer jeweiligen Drehbarkeit beeinflussbar sind, umfassend: - eine Unterdruckvorrichtung (9), die eine der Fahrbahn (7) zuweisende Unterdruckwirkfläche (10) aufweist, wobei die Unterdruckvorrichtung (9) ausgebildet ist, in einer Notbetriebsstellung der Unterdruckvorrichtung (9) zwischen der Unterdruckwirkfläche (10) und der Fahrbahn (7) eine Saugkraft zu erzeugen, die eine das Landfahrzeug (1) bremsende Wirkung hat, - eine mit dem Fahrgestell (3) zu verbindende Positioniervorrichtung (12), welche die Unterdruckvorrichtung (9) trägt, derart, dass die Unterdruckvorrichtung (9) zwischen einer Verwahrungsstellung, in welcher die Unterdruckwirkfläche (10) der Unterdruckvorrichtung (9) von der Fahrbahn (7) abgehoben ist, und der Notbetriebsstellung, in welcher die Unterdruckwirkfläche (10) der Unterdruckvorrichtung (9) mit der Fahrbahn (7) in Wirkverbindung ist, um die auf das Landfahrzeug (1) bremsend wirkende Saugkraft auf die Fahrbahn (7) auszuüben, automatisch verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbremsvorrichtung (2) einen Ventilator (5) aufweist, der mit seiner Unterdruckseite strömungstechnisch an die Unterdruckwirkfläche (10) der Unterdruckvorrichtung (9) angeschlossen ist und der mittels einer Energiemenge aus einem Energiespeicher (11) der Notbremsvorrichtung (2) angetrieben ist.
Notbremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (11) zum Speichern einer Energiemenge ausgebildet ist, die ausreichend groß ist, um zumindest einen einmaligen Notbremsvorgang mit der Notbremsvorrichtung (2) durchzuführen.
Notbremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (11) wenigstens eine mechanische Feder (14) umfasst, in der die Energiemenge in Form von potentieller Energie als Federenergie gespeichert ist und die Notbremsvorrichtung (2) ein Auslösemittel (19) aufweist, das ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Notsituation die gespeicherte Federenergie aus der mechanischen Feder (14) freizugeben, wobei die wenigstens eine mechanische Feder (14) an eine Antriebswelle (15) des Ventilators (5) angekoppelt ist, so dass der Ventilator (5) durch die freigegebene Federenergie antreibbar ist, um die Saugkraft zu erzeugen.
Notbremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine mechanische Feder (14) eine Drehstabfeder ist, in der die Federenergie in Form von Torsionsspannung gespeichert ist und bei Vorliegen einer Notsituation in Form eines Torsionsmoments freigegeben wird.
Notbremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (11) alternativ oder ergänzend zu der wenigstens einen mechanische Feder (14) ausgebildet ist, die Energiemenge in Form von potentieller Energie im Gravitationsfeld, im elektrischen Feld oder in einem Druckfluid zu speichern und die Notbremsvorrichtung ein Auslösemittel (19) aufweist, das ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Notsituation die gespeicherte potentielle Energie freizugeben, wobei der Energiespeicher (11) an eine Antriebswelle (15) des Ventilators (5) angekoppelt ist, so dass der Ventilator (5) durch die freigegebene potentielle Energie antreibbar ist, um die Saugkraft zu erzeugen.
Notbremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (11) ein Abtriebsglied (16) aufweist, das direkt an die Antriebswelle (15) des Ventilators (5) angeschlossen ist.
Notbremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (11) ein Abtriebsglied (16) aufweist, das über ein Getriebe (17) der Notbremsvorrichtung (2) an die Antriebswelle (15) des Ventilators (5) angekoppelt ist.
Notbremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbremsvorrichtung (2) ein Verriegelungsmittel (18) aufweist, das aus einer Verriegelungsstellung, in welcher das Verriegelungsmittel (18) wenigstens ein Laufrad (5.1) des Ventilators (5) blockiert, in eine Entriegelungsstellung, in welcher das Verriegelungsmittel (18) das wenigstens eine Laufrad (5.1) des Ventilators (5) zum Drehen freigibt, verstellbar gelagert ist, und das Auslösemittel (19) ausgebildet ist, das Verriegelungsmittel (18) in seine Entriegelungsstellung zu bringen, um das Laufrad (5.1) des Ventilators (5) freizugeben.
Notbremsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsmittel (18) in seiner Verriegelungsstellung unmittelbar an dem wenigstens einen Laufrad (5.1) des Ventilators (5) angreift, an der Antriebswelle (15) des Ventilators (5) angreift oder an einem Übertragungsglied (21) eines den Energiespeicher (11) an die Antriebswelle (15) des Ventilators (5) ankoppelnden Getriebes (17) angreift.
Notbremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (11) über einen Freilauf (20) an das wenigstens eine Laufrad (5.1) des Ventilators (5) angekoppelt ist, derart, dass der Freilauf (20) ausgebildet und eingerichtet ist, den Energiespeicher (11) von dem Laufrad (5.1) des Ventilators (5) abzukoppeln, wenn die gespeicherte Energiemenge aus dem Energiespeicher (11) entnommen ist.
Landfahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug (1a) aufweisend eine Notbremsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.