DE102014001833A1

DE102014001833A1 - Kraftfahrzeug mit einem Mercedes-Stern

Info

Publication number: DE102014001833A1
Application number: DE201410001833
Authority: DE
Inventors: Michael Jordan; Siegfried Schreiber
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-02-11
Filing date: 2014-02-11
Publication date: 2014-08-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Mercedes-Stern, welcher an einer Frontseite (3) einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist und im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges (1) von einem Fahrtwind durchströmbar ist. Bei einem Kraftfahrzeug, welches eine zusätzliche Energiequelle aufweist, ist der Mercedes-Stern (5) als induktives Stromerzeugungssystem ausgebildet, welches mit einem Energiespeicher (17) zur Speicherung der, während des Fahrbetriebes durch das induktive Stromerzeugungssystem erzeugten elektrischen Energie verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Mercedes-Stern, welcher an einer Frontseite einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist und im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges von einem Fahrtwind durchströmbar ist.
Aus der DE 10 2010 048 227 A1 ist eine Anordnung zur Stromerzeugung durch die Bewegung von Magneten in einer Spule mit Hilfe von Luftdruck bekannt. Dabei wird ein induktives Stromerzeugungssystem in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges bewegt. Das induktive Stromerzeugungssystem besteht aus einem Rohr, in welchem Magnete auf einer Führungsschiene beweglich angeordnet sind, die durch die Luftströmung innerhalb des Rohres bewegt werden. An dem Rohr sind mehrere Spulen ausgebildet, so dass die Änderung des magnetischen Feldes durch die Bewegung der Magneten durch die Spulen detektiert wird.
Aufgrund der immer anspruchsvoller werdenden Energiebilanzanforderungen für Kraftfahrzeuge mit elektrischen Maschinen wird nach neuen zusätzlichen Energiegewinnungspotentialen gesucht. So ist es heute beispielsweise üblich, die Fahrzeugbatterie über ein öffentliches Netz aufzuladen. Bei Kraftfahrzeugen mit einem Elektromotor kann im Fahrbetrieb die Batterie durch den im generatorischen Betriebsmodus arbeitenden Elektromotor wieder aufgeladen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei welchem ein zusätzliches Energiegewinnungspotential zur Aufladung einer Fahrzeugbatterie vorhanden ist.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist mit einem Kraftfahrzeug mit einem Mercedes-Stern dadurch gelöst, dass der Mercedes-Stern als induktives Stromerzeugungssystem ausgebildet ist, welches mit einem Energiespeicher zur Speicherung der, während des Fahrbetriebes durch das induktive Stromerzeugungssystem erzeugten elektrischen Energie verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass der an sich an jedem Kraftfahrzeug angeordnete Mercedes-Stern, der bei einer Fahrt des Kraftfahrzeuges vom Fahrtwind durchströmt wird, einfach modifiziert wird, um zusätzlich Energie für den Energiespeicher des Kraftfahrzeuges zu gewinnen. Die Energiebilanz bei den Kraftfahrzeugen kann mit dieser zusätzlichen Energie optimiert werden. Die Zyklen für die Batteriezusatzladungen können ebenfalls optimiert werden. Zusätzliche Verbraucher wie beispielsweise Beleuchtung des Mercedes-Sterns als auch das Anfahren oder die Aufladung von Batterien und Akkus oder das Betreiben von zusätzlichen elektrischen Verbrauchern werden einfach mit Energie versorgt.
Vorteilhafterweise ist an beweglich gelagerten Schenkeln des Mercedes-Sterns ein Permanentmagnet fest angeordnet, welcher durch den Fahrtwind bewegbar ist, und ein feststehender, die Schenkel umschließender Ring des Mercedes-Sterns ist von einer Spule umfasst, in welche durch die Bewegung des Permanentmagneten ein Strom induziert wird. Somit lässt sich aus dem Mercedes-Stern mit einfachen Mitteln ein induktives Stromerzeugungssystem herstellen, das ein zusätzliches Energiegewinnungspotential ermöglicht.
In einer Ausgestaltung ist der Permanentmagnet als permanentmagnetische Membran ausgebildet, auf welcher die Schenkel des Mercedes-Sterns gelagert sind. Dabei sind die magnetische Membran und die Schenkel des Mercedes-Sterns fest miteinander verbunden, so dass beide infolge des Fahrtwindes ausgelenkt werden und somit eine Bewegung innerhalb der, um dem Ring des Mercedes-Sterns angeordnete Spule ausführen, was zu einer Induktion des Stromes in der Spule führt.
In einer Variante ist jeder Schenkel über je ein Federelement mit dem Ring des Mercedes-Sterns verbunden. Eine solches Federelement, vorzugsweise eine Zugfeder, erzeugt eine Rückstellkraft, wodurch eine Schwingung der Schenkel und damit auch der permanentmagnetischen Membran innerhalb des feststehenden Ringes des Mercedes-Sterns realisiert wird.
Vorteilhafterweise besteht die Spule aus einer elektrisch leitfähigen Leitung, welche den Ring des Mercedes-Sterns annähernd vollständig umschließt. Mittels einer solchen elektrisch leitfähigen Leitung lässt sich der Ring einfach umwickeln, was die Herstellungskosten des induktiven Stromerzeugungssystems reduziert.
In einer Weiterbildung ist der Energiespeicher als Fahrzeugbatterie ausgebildet. Aufgrund dessen, dass heute sehr viele Verbraucher an der Fahrzeugbatterie angeschlossen sind, stellt die vorgestellte Konstruktion eine besonders einfache Lösung zur Energiegewinnung dar. Zu den Verbrauchern, die von der Fahrzeugbatterie mit Energie versorgt werden, zählen u. a. Beleuchtung, Klimatisierung, Navigationssystem, aber auch das Laden der Batterie, das Starten und Anfahren des Kraftfahrzeuges, Fensterheber, Sitzheizung, Spiegelverstellung und ähnliches. Ein intelligentes Batterie-Managementsystem kann durch den Algorithmus der Induktion in einer Spule zur Anwendung kommen, insbesondere wenn das Vierte Maxwellsche Gleichung angewendet wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen induktiven Stromerzeugungssystems,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen induktiven Stromerzeugungssystems,
4 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen induktiven Stromerzeugungssystems,
5 ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen induktiven Stromerzeugungssystems,
6 ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen induktiven Stromerzeugungssystems.
In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, welches an seiner Frontseite 3 einen Mercedes-Stern 5 aufweist. Bei der Bewegung des Kraftfahrzeuges 1 strömt ein Fahrtwind durch den Mercedes-Stern 5 hindurch, welcher aus drei, um jeweils 120° versetzten Schenkeln 7 besteht, die in einem Ring 9 angeordnet sind, dem die nach außen weisenden Enden der Schenkel 7 zugewandt sind.
Der Ring 9 ist dabei von einer elektrisch leitenden Leitung 11 umwickelt, während die nach außen weisenden Enden der Schenkel 7 mit dem Ring 9 über je ein Federelement 13 verbunden sind. Gleichzeitig sind die drei Schenkel 7 auf einer permanentmagnetischen Membran 15, gelagert. Diese permanentmagnetische Membran 15 ist nicht mit dem Ring 9 verbunden, so dass diese im Fahrtwind frei beweglich ist, wobei die Federelemente 13 die Schenkel 7 und somit die permanentmagnetische Membran 15 wieder zurückstellen (2). Die die Spule 9 bildende elektrische Leitung 11 ist mit einer Fahrzeugbatterie 17 gekoppelt, durch welche zahlreiche elektrische Verbraucher, wie Anlasser 19, Klimaanlage 21 und Sitzheizung 23, mit Energie versorgt werden.
Bei der Fahrt des Kraftfahrzeuges 1 wird durch den entstehenden Fahrtwind, welcher senkrecht bzw. annähernd senkrecht auf den Mercedes-Stern 5 auftrifft, die permanentmagnetische Membran 15 mit den darauf angeordneten drei Schenkeln 7 ausgelenkt und durch die Federelemente 13 wieder zurückgezogen, wodurch eine schwingende Bewegung innerhalb der Spule 9 entsteht. Durch dieses sich ändernde Magnetfeld wird in die Spule ein Strom induziert, welcher als Energie an die Fahrzeugbatterie 17 weitergeleitet und dort gespeichert wird.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen induktiven Stromerzeugungssystems. Ein Dauermagnet 25 ist beweglich in einem Kunststoffgehäuse 27 gelagert, welches am Zusammenschluss der drei Schenkel 7 positioniert ist. In jedem Schenkel 7 ist nahe dem Kunststoffgehäuse 27 ein Lufteinlass 29 ausgebildet. Durch diese Lufteinlässe 29 greift während der Fahrt des Kraftfahrzeuges 1 die Luftströmung an dem Kunststoffgehäuse 27 an und erschüttert dieses, wodurch der Dauermagnet 25 in dem Kunststoffgehäuse 27 bewegt wird und in die, am Ring 9 angeordneten Leitung 11 einen Strom induziert. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in 4 dargestellt, in welchem der Ring 9 an beweglichen Lamellen 31 eines Kühlergrills 33 befestigt ist. Die Schenkel 7 mit dem Kunststoffgehäuse 27 und dem darin enthaltenen Dauermagneten sind fest mit dem Ring 9 verbunden. Durch die Bewegung der Lamellen 31 durch die Luftströmung während der Fahrt des Kraftfahrzeuges 1 wird die Bewegung des Dauermagneten 25 in dem Kunststoffgehäuse 27 verstärkt.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße induktive Stromerzeugungssystem, bei welchem der Ring 9 als Hohlraum ausgebildet ist, in welchem der Dauermagnet 25 umläuft, wobei der Hohlraum als Luftkanal ausgebildet ist.
In einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen induktiven Stromerzeugungssystems gemäß 6 stellt der Ring 9 des Mercedessternes einen Rahmen 35 dar, der als Dauermagnet ausgebildet ist und als Luftkanal dient. Über einen Lufteinlass 37 kann die Fahrtluft in den Rahmen 35 einströmen. Innerhalb des Rahmens 35 sind Flügel 39 integriert, an welchen die einströmende Luft angreift, wodurch der Rahmen 35 in Bewegung gesetzt wird und sich um die elektrische Leitung 41 dreht, die in dem Kunststoffgehäuse fest angeordnet ist.
Aufgrund dieser Ausgestaltungen kann die Energiebilanz bei Fahrzeugen optimiert werden, da während der Fahrt des Kraftfahrzeuges 1 zusätzlich elektrische Energie gewonnen wird.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
3: Frontseite
5: Mercedes-Stern
7: Schenkel
9: Ring
11: elektrische Leitung
13: Federelement
15: permanentmagnetische Membran
17: Fahrzeugbatterie
19: Anlasser
21: Klimaanlage
23: Sitzheizung
25: Dauermagnet
27: Kunststoffgehäuse
29: Lufteinlass
31: Lamelle
33: Kühlergrill
35: Rahmen
37: Lufteinlass
39: Flügel
41: elektrische Leitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010048227 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeug mit einem Mercedes-Stern, welcher an einer Frontseite (3) einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist und im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges (1) von einem Fahrtwind durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mercedes-Stern (5) als induktives Stromerzeugungssystem ausgebildet ist, welches mit einem Energiespeicher (17) zur Speicherung der, während des Fahrbetriebes durch das induktive Stromerzeugungssystem erzeugten elektrischen Energie verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beweglich gelagerten Schenkeln (7) des Mercedes-Sterns (5) ein Permanentmagnet (15) fest angeordnet ist, welcher durch den Fahrtwind bewegbar ist, und ein, die Schenkel (7) umschließender Ring (9) des Mercedes-Sterns (5) eine Spule (11) umfasst, in welche durch die Bewegung des Permanentmagneten (15) ein Strom induziert wird.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet als permanentmagnetische Membran (15) ausgebildet ist, auf welcher die Schenkel (7) des Mercedes-Sterns (5) gelagert sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schenkel (7) über je eine Federelement (13) mit dem Ring (9) des Mercedes-Sterns (5) verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule aus einer elektrisch leitfähigen Leitung (11) besteht, welche den Ring (9) des Mercedes-Sterns (5) annähernd vollständig umschließt.
Kraftfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher als Fahrzeugbatterie (17) ausgebildet ist.