DE102014212575A1

DE102014212575A1 - Verfahren zur Führung einer Massekopplungsanordnung, Führungsvorrichtung für eine Massekopplungsanordnung und Massekopplungsanordnung

Info

Publication number: DE102014212575A1
Application number: DE102014212575.8A
Authority: DE
Inventors: Maja Wolkenstein; Gian Antonio D'Addetta
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2015-12-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung für eine Massekopplungsanordnung (10) eines Fahrzeuges mit Führungsmitteln (16), welche mit einer mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) verbindbar sind, und durch welche ein Masseaufnahmeelement (12) zur Aufnahme eines Masseobjekts (14) relativ zu dem Fahrzeug beweglich lagerbar ist, und mit den Führungsmitteln (16) verbundenen Kopplungsmitteln (18), die dazu eingerichtet sind, das Masseaufnahmeelement (12) über die Führungsmittel (16) mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) zu koppeln und zumindest teilweise von der Fahrzeugstruktur (5) zu entkoppeln. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein entsprechendes Verfahren zur Führung einer Massekopplungsanordnung (10) eines Fahrzeuges.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Führung einer Massekopplungsanordnung eines Fahrzeuges, eine Führungsvorrichtung für eine Massekopplungsanordnung eines Fahrzeuges und eine Massekopplungsanordnung für ein Fahrzeug.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, Fahrzeuge alleine mittels eines Elektromotors oder mittels einer Kombination eines Elektromotors und einer Antriebsmaschine einer anderen Art anzutreiben. Dabei wird die zum Antreiben des Elektromotors notwendige elektrische Energie in einem elektrischen Energiespeicher, wie z.B. einer Batterie bzw. einem Akkumulator, gespeichert. Die Batterie kann von Zeit zu Zeit mittels einer externen elektrischen Energiequelle aufgeladen werden und kann dazu dienen, zurückgewonnene Bremsenergie zu speichern.
Bekannte konstruktive Ausgestaltungen von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sehen einen überproportional großen Massenanteil der Batterie im Vergleich zum Gesamtfahrzeug vor. Zur Erzielung einer hohen Reichweite werden die elektrisch angetriebenen Fahrzeuge mit großen Batterien ausgestattet, die eine Masse von mehreren 100 kg aufweisen können. Somit weist die Batterie einen erheblichen Anteil an der Gesamtfahrzeugmasse auf. Durch die hohe Masse stellt die Batterie im Falle eines Unfalls eine potenzielle Gefahr dar. Die Befestigung der Batterie an der Karosserie des Kraftfahrzeuges spielt daher eine wichtige Rolle. Bekannte Konzepte für elektrisch angetriebene Fahrzeuge sehen die Batterie als einheitlichen steifen Block im Bereich des Unterbodens des Fahrzeuges vor. Die Batterie trägt infolgedessen zur Absenkung des Gesamtschwerpunkts des Fahrzeuges bei. Außerdem kann die Batterie durch die umgebende Tragstruktur gut geschützt werden oder als Tragstruktur selbst zum Schutz der Fahrgastzelle beitragen.
Eine höhere Gesamtmasse des Fahrzeuges kann ferner in einer Fahrzeug-Fahrzeug-Kollision oder auch in einer Kollision mit einem starren Objekt, wie einer Barriere oder einem Pfahl, positive wie auch negative Folgen auf die Insassen des Fahrzeuges haben. In einer Fahrzeug-Fahrzeug-Kollision werden von einem theoretischen Standpunkt her die Insassen im leichteren Fahrzeug einer größeren Beschleunigung bzw. einem Aufprallpuls ausgesetzt als die des schwereren Fahrzeuges. Wesentlich für den Beschleunigungs-Zeit-Verlauf sind die jeweilig zu einem bestimmten Zeitpunkt aktive Masse und ihr energetischer Anteil an der Gesamtbilanz.
Die grundsätzliche Aufgabe der oben genannten Massekopplungsanordnung ist, die Anpassung des Beschleunigungs-Zeit-Verlaufes der auf das Fahrzeug, die Insassen und die Traktionsbatterie wirkenden Beschleunigung durch eine aktuatorbasierte, gesteuerte Abkopplung des Batteriesystems eines E-Fahrzeuges und durch eine Wiederankopplung dieser Batterie mit dem Ziel einer Reduktion der Insassen- und Traktionsbatteriebelastung bei einer Fahrzeugkollision zu erreichen. Dabei wird die Batteriemasse während einer Kollision von einem aktiven, an die Fahrzeugstruktur angekoppelten Zustand in einen inaktiven, nicht oder teilweise an die Fahrzeugstruktur angekoppelten Zustand und wieder zurück geschaltet und kann damit in vorteilhafter Weise zur Einflussnahme auf den Beschleunigungs-Zeit-Verlauf und damit auf die, auf die Fahrzeuginsassen und die Traktionsbatterie wirkenden Belastungen eingesetzt werden.
Eine solche Massekopplungsanordnung wird durch entsprechende Führungsmittel relativ zu dem Fahrzeug beweglich gelagert. Die DE 10 2009 007 422 A1 offenbart eine Batterieaufnahmevorrichtung. Innerhalb eines Batterieaufnahmeraums ist eine Batterie sowie eine Batteriehalteeinrichtung angeordnet. Diese Batteriehalteeinrichtung weist Klemmleisten auf, welche sowohl zum Halten der Batterie als auch zur Führung einer Bewegung der Batterie dienen. Die Klemmleisten sind mit der Batteriehalteeinrichtung verschraubt. Die Batterie wird auch mit einer Normalkraft auf eine Grundplatte der Batteriehalteeinrichtung gezwängt. Erst mit Überschreiten der Reibkraft, beispielsweise infolge einer entsprechenden Beschleunigung, kann die Batterie verlagert werden. Die Batteriehalteeinrichtung erstreckt sich teilweise aus dem Batterieaufnahmeraum. Dieser ist überwiegend von einer Wandung umgeben. Die Wandung weist eine verschließbare erste Öffnung auf. Nicht dargestellt ist der Ausweichbereich, in welchen die Batteriehalteeinrichtung sich teilweise erstreckt. Bei entsprechender Verlagerung tritt die Batterie durch einen Durchlass in den nicht dargestellten Ausweichbereich ein.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Führungsvorrichtung für eine Massekopplungsanordnung eines Fahrzeuges mit Führungsmitteln, welche mit einer mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur verbindbar sind, und durch welche ein Masseaufnahmeelement zur Aufnahme eines Masseobjekts relativ zu dem Fahrzeug beweglich lagerbar ist, und mit den Führungsmitteln verbundenen Kopplungsmitteln, die dazu eingerichtet sind, das Masseaufnahmeelement über die Führungsmittel mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur zu koppeln und zumindest teilweise von der Fahrzeugstruktur zu entkoppeln.
Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Verfahren zur Führung einer Massekopplungsanordnung eines Fahrzeuges. Das Verfahren umfasst ein bewegliches Lagern eines Masseaufnahmeelements zur Aufnahme eines Masseobjekts relativ zu dem Fahrzeug durch Führungsmittel, welche mit einer mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur verbunden sind. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Koppeln des Masseaufnahmeelements mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur über die Führungsmittel durch Verbinden der Führungsmittel mit Kopplungsmitteln. Das Verfahren umfasst überdies ein Entkoppeln des Masseaufnahmeelements von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur über die Führungsmittel durch Trennen der Kopplungsmittel von den Führungsmitteln.
Die vorliegende Erfindung schafft überdies eine Massekopplungsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Masseaufnahmeelement zur Aufnahme eines Masseobjekts und der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Führungsmitteln im Zusammenhang mit einer Massekopplungsanordnung. Durch die Führungsmittel kann während einer Fahrzeugkollision und nach erfolgter Entkopplung der Batterie von der Fahrzeugstruktur durch z.B. einen Aktuator eine geführte Bewegung der Batterie innerhalb der Massekopplungsanordnung realisiert werden. Durch die Integration der Führungsmittel, welche mit einer mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur verbindbar ist und durch welche ein Masseaufnahmeelement zur Aufnahme eines Masseobjekts relativ zu dem Fahrzeug beweglich lagerbar ist, mit Kopplungsmitteln zum Koppeln bzw. Entkoppeln des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel von der Fahrzeugstruktur ist eine kompaktere Ausbildung eines Gesamtsystems mit einer geringeren Anzahl von Einzelkomponenten möglich. Dadurch kann des Weiteren eine Komplexität des Systems verringert und Herstellungskosten reduziert werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kopplungsmittel mit den Führungsmitteln lösbar verbunden sind, wobei die Kopplungsmittel dazu ausgebildet sind, das Masseaufnahmeelement, in einem Verbindungszustand der Kopplungsmittel mit den Führungsmitteln, über die Führungsmittel mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur zu koppeln, und das Masseaufnahmeelement, bei einem Lösen der Verbindung der Kopplungsmittel mit den Führungsmitteln, über die Führungsmittel von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur zu entkoppeln. Durch die lösbare Verbindung der Kopplungsmittel mit den Führungsmitteln ist ein einfaches Koppeln des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel mit der Fahrzeugstruktur sowie ein einfaches Entkoppeln des Masseaufnahmeelements für die Führungsmittel von der Fahrzeugstruktur möglich.
Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die Kopplungsmittel dazu ausgebildet sind, in einem Kopplungszustand des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur das Masseaufnahmeelement in den Führungsmitteln zu arretieren, und bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur eine Bewegung des Masseaufnahmeelements entlang der Führungsmittel freizugeben. Das Masseaufnahmeelement kann somit in effizienter Weise durch die Kopplungsmittel in den Führungsmitteln arretiert werden bzw. kann eine Bewegung des Masseaufnahmeelements entlang der Führungsmittel durch die Kopplungsmittel freigegeben werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Führungsmittel zwei parallel zueinander angeordnete Führungsschienen, Führungselemente oder Führungslager aufweisen, welche dazu ausgebildet sind, das Masseaufnahmeelement entlang der Führungsschienen zu führen. Das Masseaufnahmeelement kann somit vorzugsweise translatorisch in Richtung eines Fahrzeugpulses geführt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kopplungsmittel einen längenverstellbaren Bolzen aufweisen, welcher mit den Führungsmitteln verspannbar ist, wobei der Bolzen in einem Verbindungszustand der Kopplungsmittel mit den Führungsmitteln eine erste Länge und in einem getrennten Zustand der Kopplungsmittel von den Führungsmitteln eine zweite Länge aufweist, wobei die zweite Länge geringer als die erste Länge ist. Durch die Verspannbarkeit des Bolzens mit den Führungsmitteln kann das Masseaufnahmeelement einfach und sicher in den Führungsmitteln arretiert bzw. eine Bewegung des Masseaufnahmeelements entlang der Führungsmittel durch den Bolzen freigegeben werden.
Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass der Bolzen ein durch eine Betätigungsanordnung verstellbares Federelement aufweist, wobei der Bolzen in einer ersten, ausgedehnten Position des Federelements die erste Länge, und in einer zweiten, zusammengezogenen Position des Federelements die zweite Länge aufweist. Der Bolzen kann somit je nach Anforderung durch die Betätigungsanordnung in der Länge verkürzt oder erweitert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kopplungsmittel dazu ausgebildet sind, eine Bewegung des Masseaufnahmeelements relativ zu dem Fahrzeug über eine bestimmte Wegstrecke mit einer definierbaren Kraft zu dämpfen. Somit erfüllen die Kopplungsmittel neben der Funktion der Kopplung bzw. Entkopplung des Masseaufnahmeelements an bzw. von der Fahrzeugstruktur ebenfalls die Funktionalität einer Wiederankopplung bzw. Dämpfung des in Bewegung versetzten Masseaufnahmeelements.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kopplungsmittel einen in die Führungsmittel integrierten Scherbolzen aufweisen, welcher dazu ausgebildet ist, in einem Kopplungszustand des Masseelements über die Führungsmittel mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur das Masseaufnahmeelement in den Führungsmitteln zu arretieren, und bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur zum Freigeben der Bewegung des Masseaufnahmeelements entlang der Führungsmittel abscherbar ist. Durch Vorsehen des Scherbolzens in den Führungsmitteln kann in einfacher Art und Weise die Kopplung des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel mit der Fahrzeugstruktur sowie die Entkopplung des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel von der Fahrzeugstruktur durch Abscheren des Scherbolzens ermöglicht werden.
Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die Kopplungsmittel mit den Führungsmitteln lösbar verbunden sind, wobei die Kopplungsmittel das Masseaufnahmeelement, in einem Verbindungszustand der Kopplungsmittel mit den Führungsmitteln, über die Führungsmittel mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur koppeln, und das Masseaufnahmeelement, bei einem Lösen der Verbindung der Kopplungsmittel mit den Führungsmitteln, über die Führungsmittel von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur entkoppeln. Durch die lösbare Verbindung der Kopplungsmittel mit den Führungsmitteln ist ein einfaches Koppeln des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel mit der Fahrzeugstruktur sowie ein einfaches Entkoppeln des Masseaufnahmeelements für die Führungsmittel von der Fahrzeugstruktur möglich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kopplungsmittel in einem Kopplungszustand des Masseaufnahmeelements das Masseaufnahmeelement über die Führungsmittel mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur in den Führungsmitteln arretieren, und bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur eine Bewegung des Masseaufnahmeelements entlang der Führungsmittel freigeben. Das Masseaufnahmeelement kann somit in effizienter Weise durch die Kopplungsmittel in den Führungsmitteln arretiert werden bzw. kann eine Bewegung des Masseaufnahmeelements entlang der Führungsmittel durch die Kopplungsmittel freigegeben werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kopplungsmittel durch einen längenverstellbaren Bolzen mit den Führungsmitteln verspannbar sind, wobei der Bolzen in einem Verbindungszustand der Kopplungsmittel mit den Führungsmitteln in eine erste Länge und in einem getrennten Zustand der Kopplungsmittel von den Führungsmitteln in eine zweite Länge gestellt wird, wobei die zweite Länge geringer als die erste Länge ist. Durch die Verspannbarkeit des Bolzens mit den Führungsmitteln kann das Masseaufnahmeelement einfach und sicher in den Führungsmitteln arretiert bzw. eine Bewegung des Masseaufnahmeelements entlang der Führungsmittel durch den Bolzen freigegeben werden.
Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die Kopplungsmittel eine Bewegung des Masseaufnahmeelements relativ zu dem Fahrzeug über eine vorbestimmte Wegstrecke mit einer definierbaren Kraft dämpfen. Somit erfüllen die Kopplungsmittel neben der Funktion der Kopplung bzw. Entkopplung des Masseaufnahmeelements an bzw. von der Fahrzeugstruktur ebenfalls die Funktionalität einer Wiederankopplung bzw. Dämpfung des in Bewegung versetzten Masseaufnahmeelements.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kopplungsmittel einen in die Führungsmittel integrierten Scherbolzen aufweisen, welcher in einem Kopplungszustand des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur das Masseaufnahmeelement in den Führungsmitteln arretiert, und bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur zum Freigeben einer Bewegung des Masseaufnahmeelements entlang der Führungsmittel abgeschert wird. Durch Vorsehen des Scherbolzens in den Führungsmitteln kann in einfacher Art und Weise die Kopplung des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel mit der Fahrzeugstruktur sowie die Entkopplung des Masseaufnahmeelements über die Führungsmittel von der Fahrzeugstruktur durch Abscheren des Scherbolzens ermöglicht werden.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung für eine Massekopplungsanordnung eines Fahrzeuges gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung für die Massekopplungsanordnung des Fahrzeuges gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine vergrößerte Ansicht der in 1 dargestellten Führungsvorrichtung für die Massekopplungsanordnung des Fahrzeuges gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung; und
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Führung einer Massekopplungsanordnung eines Fahrzeuges gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung für eine Massekopplungsanordnung eines Fahrzeuges gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die Massekopplungsanordnung 10 weist einen Masseaufnahmeabschnitt 12 sowie ein darin aufgenommenes Masseobjekt 14 auf. Das Masseaufnahmeelement 12 ist durch Führungsmittel 16, welche mit einer mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur verbunden sind, relativ zu dem Fahrzeug beweglich gelagert. Die Führungsmittel 16 sind gemäß der ersten Ausführungsform durch zwei parallel zueinander angeordnete Führungsschienen ausgebildet. Alternativ können die Führungsmittel 16 auch durch Führungslager oder sonstige Führungselemente ausgebildet sein. Des Weiteren sind mit den Führungsmitteln 16 verbundene Kopplungsmittel 18 vorgesehen, welche dazu eingerichtet sind, das Masseaufnahmeelement 12 über die Führungsmittel 16 mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5 zu koppeln und zumindest teilweise von der Fahrzeugstruktur 5 zu entkoppeln.
Die Kopplungsmittel 18 weisen gemäß der ersten Ausführungsform einen längenverstellbaren Bolzen 18a auf, welcher mit den Führungsmitteln 16 verspannbar ist, wobei der Bolzen 18a in einem Verbindungszustand der Kopplungsmittel 18 mit den Führungsmitteln 16 eine erste Länge L1 und in einem getrennten Zustand der Kopplungsmittel 18 von den Führungsmitteln 16 eine zweite Länge L2 aufweist, wobei die zweite Länge L2 geringer als die erste Länge L1 ist.
Die Kopplungsmittel 18 sind mit den Führungsmitteln 16 vorzugsweise lösbar verbunden. Die Kopplungsmittel 18 sind vorzugsweise dazu ausgebildet, das Masseaufnahmeelement 12 in dem Verbindungszustand der Kopplungsmittel 18 mit den Führungsmitteln 16, über die Führungsmittel 16 mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur zu koppeln, und das Masseaufnahmeelement 12 bei einem Lösen der Verbindung der Kopplungsmittel 18 mit den Führungsmitteln 16, über die Führungsmittel 16 von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5 zu entkoppeln. In dem Verbindungszustand der Kopplungsmittel 18 mit den Führungsmitteln 16 sind die Kopplungsmittel 18 mit den Führungsmitteln 16 derart verbunden, dass das Masseaufnahmeelement 12 in den Führungsmitteln 16 arretiert ist.
Die Kopplungsmittel 18 sind ferner dazu ausgebildet, in einem Kopplungszustand des Masseaufnahmeelements 12 über die Führungsmittel 16 mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5 das Masseaufnahmeelement 12 in den Führungsmitteln 16 zu arretieren, und bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements 12 über die Führungsmittel 16 von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5 eine Bewegung des Masseaufnahmeelements 12 entlang der Führungsmittel 16 freizugeben.
Die Kopplungsmittel 18 sind überdies dazu ausgebildet, eine Bewegung des Masseaufnahmeelements 12 relativ zu dem Fahrzeug über eine vorbestimmte Wegstrecke S mit einer definierbaren Kraft F zu dämpfen. Die Kopplungsmittel 18 dienen somit vorzugsweise sowohl einem initialen Koppeln des Masseaufnahmeelements 12 über die Führungsmittel 16 mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5, dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements 12 über die Führungsmittel 16 von der Fahrzeugstruktur 5 sowie einem Wiederankoppeln des Masseaufnahmeelements 12 durch Absorption einer Bewegungsenergie des Masseaufnahmeelements 12 durch eine von den Kopplungsmitteln 18 erzeugten Reibung zwischen den Kopplungsmitteln 18 und den Führungsmitteln 16.
Alternativ kann eine Bremsung des in Bewegung versetzten Masseaufnahmeelements 12 auch durch andere geeignete Mittel wie beispielsweise eine berührungslose, lineare Wirbelstrombremse ausgeführt sein.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung für die Massekopplungsanordnung des Fahrzeuges gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die Kopplungsmittel 18 sind gemäß der zweiten Ausführungsform durch in die Führungsmittel 16 integrierte Scherbolzen 22 ausgebildet. Die Scherbolzen 22 arretieren in einem Kopplungszustand des Masseaufnahmeelements 12 über die Führungsmittel 16 mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5 das Masseaufnahmeelement 12 in den Führungsmitteln 16. Bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements 12 über die Führungsmittel 16 von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5 zum Freigeben einer Bewegung des Masseaufnahmeelements 12 entlang der Führungsmittel 16 werden die Scherbolzen 22 durch die von dem Masseaufnahmeelement 12 auf die Scherbolzen 22 angewendeten Kraft oberhalb eines definierbaren Schwellwertes abgeschert.
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht der in 1 dargestellten Führungsvorrichtung für die Massekopplungsanordnung des Fahrzeuges gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die Kopplungsmittel 18 weisen den längenverstellbaren Bolzen 18a auf, welcher vorzugsweise mit den Führungsmitteln 16 verspannbar ist. Der Bolzen 18a weist ein durch eine Betätigungsanordnung 20 verstellbares Federelement 18b auf. Der Bolzen 18a weist vorzugsweise in einer ersten, ausgedehnten Position des Federelements 18b die erste Länge L1 und in einer zweiten, zusammengezogenen Position des Federelements 18b die zweite Länge L2 auf. Das Federelement 18b des Bolzens 18a ist somit durch die Betätigungsanordnung 20 längenverstellbar.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Führung einer Massekopplungsanordnung eines Fahrzeuges gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Das Verfahren zur Führung einer Massekopplungsanordnung 10 eines Fahrzeuges umfasst ein bewegliches Lagern S1 eines Masseaufnahmeelements 12 zur Aufnahme eines Masseobjekts 14 relativ zu dem Fahrzeug durch Führungsmittel 16, welche mit einer mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur verbunden sind. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Koppeln S2 des Masseaufnahmeelements 12 mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5 über die Führungsmittel 16 durch Verbinden der Führungsmittel 16 mit Kopplungsmitteln 18. Das Verfahren umfasst überdies ein Entkoppeln S3 des Masseaufnahmeelements 12 von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5 über die Führungsmittel 16 durch Trennen der Kopplungsmittel 18 von den Führungsmitteln 16.
Die Kopplungsmittel 18 sind vorzugsweise mit den Führungsmitteln 16 lösbar verbunden. Die Kopplungsmittel 18 koppeln das Masseaufnahmeelement 12, in einem Verbindungszustand der Kopplungsmittel 18 mit den Führungsmitteln 16, über die Führungsmittel 16 mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5. Die Kopplungsmittel 18 entkoppeln vorzugsweise das Masseaufnahmeelement 12, bei einem Lösen der Verbindung der Kopplungsmittel 18 mit den Führungsmitteln 16, über die Führungsmittel 16 von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5.
Die Kopplungsmittel 18 arretieren in einem Kopplungszustand des Masseaufnahmeelements 12 vorzugsweise das Masseaufnahmeelement 12 über die Führungsmittel 16 mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5. Die Kopplungsmittel 18 geben ferner vorzugsweise eine Bewegung des Masseaufnahmeelements 12 entlang der Führungsmittel 16 bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements 12 über die Führungsmittel 16 von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5 frei.
Die Kopplungsmittel 18 sind vorzugsweise durch einen längenverstellbaren Bolzen 18a mit den Führungsmitteln 16 verspannbar, wobei der Bolzen 18a in einem Verbindungszustand der Kopplungsmittel 18 mit den Führungsmitteln 16 in eine erste Länge L1 und in einem getrennten Zustand der Kopplungsmittel 18 von den Führungsmitteln 16 in eine zweite Länge L2 gestellt wird, wobei die zweite Länge L2 geringer als die erste Länge L1 ist. Die Kopplungsmittel 18 dämpfen des Weiteren eine Bewegung des Masseaufnahmeelements 12 relativ zu dem Fahrzeug über eine vorbestimmte Wegstrecke S mit einer definierbaren Kraft F.
Gemäß der zweiten Ausführungsform weisen die Kopplungsmittel 18 einen in die Führungsmittel 16 integrierten Scherbolzen 22 auf. Der Scherbolzen 22 arretiert in einem Kopplungszustand des Masseaufnahmeelements 12 über die Führungsmittel 16 mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5 das Masseaufnahmeelement 12 in den Führungsmitteln 16. Bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements 12 über die Führungsmittel 16 von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur 5 zum Freigeben einer Bewegung des Masseaufnahmeelements 12 entlang der Führungsmittel 16 wird der Scherbolzen 22 vorzugsweise abgeschert.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise können auch andere geeignete Führungsmittel 16 zum beweglichen Lagern des Masseaufnahmeelements 12 relativ zu dem Fahrzeug sowie andere geeignete Kopplungsmittel 18 zum Koppeln bzw. Entkoppeln des Masseaufnahmeelements 12 von der Fahrzeugstruktur 5 vorgesehen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009007422 A1 [0006]

Claims

Führungsvorrichtung für eine Massekopplungsanordnung (10) eines Fahrzeuges mit: Führungsmitteln (16), welche mit einer mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) verbindbar sind, und durch welche ein Masseaufnahmeelement (12) zur Aufnahme eines Masseobjekts (14) relativ zu dem Fahrzeug beweglich lagerbar ist; und mit den Führungsmitteln (16) verbundenen Kopplungsmitteln (18), die dazu eingerichtet sind, das Masseaufnahmeelement (12) über die Führungsmittel (16) mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) zu koppeln und zumindest teilweise von der Fahrzeugstruktur (5) zu entkoppeln.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (18) mit den Führungsmitteln (16) lösbar verbunden sind, wobei die Kopplungsmittel (18) dazu ausgebildet sind, das Masseaufnahmeelement (12), in einem Verbindungszustand der Kopplungsmittel (18) mit den Führungsmitteln (16), über die Führungsmittel (16) mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) zu koppeln, und das Masseaufnahmeelement (12), bei einem Lösen der Verbindung der Kopplungsmittel (18) mit den Führungsmitteln (16), über die Führungsmittel (16) von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) zu entkoppeln.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (18) dazu ausgebildet sind, in einem Kopplungszustand des Masseaufnahmeelements (12) über die Führungsmittel (16) mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) das Masseaufnahmeelement (12) in den Führungsmitteln (16) zu arretieren, und bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements (12) über die Führungsmittel (16) von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) eine Bewegung des Masseaufnahmeelements (12) entlang der Führungsmittel (16) freizugeben.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel (16) zwei parallel zueinander angeordnete Führungsschienen, Führungselemente oder Führungslager aufweisen, welche dazu ausgebildet sind, das Masseaufnahmeelement (12) entlang der Führungsschienen zu führen.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (18) einen längenverstellbaren Bolzen (18a) aufweisen, welcher mit den Führungsmitteln (16) verspannbar ist, wobei der Bolzen (18a) in einem Verbindungszustand der Kopplungsmittel (18) mit den Führungsmitteln (16) eine erste Länge (L1) und in einem getrennten Zustand der Kopplungsmittel (18) von den Führungsmitteln (16) eine zweite Länge (L2) aufweist, wobei die zweite Länge (L2) geringer als die erste Länge (L1) ist.
Führungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (18a) ein durch eine Betätigungsanordnung (20) stellbares Federelement (18b) aufweist, wobei der Bolzen (18a) in einer ersten, ausgedehnten Position des Federelementes (18b) die erste Länge (L1), und in einer zweiten, zusammengezogenen Position des Federelementes (18b) die zweite Länge (L2) aufweist.
Führungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (18) dazu ausgebildet sind, eine Bewegung des Masseaufnahmeelements (12) relativ zu dem Fahrzeug über eine vorbestimmte Wegstrecke (∆S) mit einer definierbaren Kraft (F) zu dämpfen.
Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (18) einen in die Führungsmittel (16) integrierten Scherbolzen (22) aufweisen, welcher dazu ausgebildet ist, in einem Kopplungszustand des Masseaufnahmeelements (12) über die Führungsmittel (16) mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) das Masseaufnahmeelement (12) in den Führungsmitteln (16) zu arretieren, und bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements (12) über die Führungsmittel (16) von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) zum Freigeben der Bewegung des Masseaufnahmeelements (12) entlang der Führungsmittel (16) abscherbar ist.
Verfahren zur Führung einer Massekopplungsanordnung (10) eines Fahrzeuges mit den Schritten: Bewegliches Lagern (S1) eines Masseaufnahmeelements (12) zur Aufnahme eines Masseobjekts (14) relativ zu dem Fahrzeug durch Führungsmittel (16), welche mit einer mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) verbunden sind; Koppeln (S2) des Masseaufnahmeelements (12) mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) über die Führungsmittel (16) durch Verbinden der Führungsmittel (16) mit Kopplungsmitteln (18); und zumindest teilweises Entkoppeln (S3) des Masseaufnahmeelements (12) von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) über die Führungsmittel (16) durch Trennen der Kopplungsmittel (18) von den Führungsmitteln (16).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (18) mit den Führungsmitteln (16) lösbar verbunden sind, wobei die Kopplungsmittel (18) das Masseaufnahmeelement (12), in einem Verbindungszustand der Kopplungsmittel (18) mit den Führungsmitteln (16), über die Führungsmittel (16) mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) koppeln (S2), und das Masseaufnahmeelement (12), bei einem Lösen der Verbindung der Kopplungsmittel (18) mit den Führungsmitteln (16), über die Führungsmittel (16) von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) entkoppeln (S3).
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (18) in einem Kopplungszustand des Masseaufnahmeelements (12) das Masseaufnahmeelement (12) über die Führungsmittel (16) mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) in den Führungsmitteln (16) arretieren, und bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements (12) über die Führungsmittel (16) von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) eine Bewegung des Masseaufnahmeelements (12) entlang der Führungsmittel (16) freigeben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (18) durch einen längenverstellbaren Bolzen (18a) mit den Führungsmitteln (16) verspannbar sind, wobei der Bolzen (18a) in einem Verbindungszustand der Kopplungsmittel (18) mit den Führungsmitteln (16) in eine erste Länge (L1) und in einem getrennten Zustand der Kopplungsmittel (18) von den Führungsmitteln (16) in eine zweite Länge (L2) gestellt wird, wobei die zweite Länge (L2) geringer als die erste Länge (L1) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (18) eine Bewegung des Masseaufnahmeelements (12) relativ zu dem Fahrzeug über eine vorbestimmte Wegstrecke (∆S) mit einer definierbaren Kraft (F) dämpfen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsmittel (18) einen in die Führungsmittel (16) integrierten Scherbolzen (22) aufweisen, welcher in einem Kopplungszustand des Masseaufnahmeelements (12) über die Führungsmittel (16) mit der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) das Masseaufnahmeelement (12) in den Führungsmitteln (16) arretiert, und bei dem Entkoppeln des Masseaufnahmeelements (12) über die Führungsmittel (16) von der mit dem Fahrzeug fest verbundenen Fahrzeugstruktur (5) zum Freigeben einer Bewegung des Masseaufnahmeelements (12) entlang der Führungsmittel (16) abgeschert wird.
Massekopplungsanordnung (10) für ein Fahrzeug mit: einem Masseaufnahmeelement (12) zur Aufnahme eines Masseobjekts (14); und einer Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.