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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Produkt eines Systems zur Funktionsvereinigung von Komponenten-/Bauteilfunktionen zur mobilen Nutzung und Anwendung, z. B. in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Fahrzeuge, z. B. Automobile und leichte Lastwagen nach dem Stand der Technik, haben eine Karosserie, deren Funktion darin besteht, Insassen und zusätzliches Gepäck aufzunehmen und während der Fahrt zu transportieren und zu schützen. Karosserien sind mit zahlreichen mechanischen, elektrischen und strukturellen bzw. tragenden Komponenten verbunden, die in Kombination mit einer Karosserie ein voll funktionsfähiges Fahrzeug bilden. Ein Fahrwerk des Kraftfahrzeugs und ein mit dem Fahrwerk verbundener Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs sorgen für den Vortrieb des Kraftfahrzeuges. Das Fahrwerk mit seinen Antriebswellen und seinen an den Antriebswellen aufgenommenen Rädern überträgt die mechanische Arbeit des Antriebstrangs zumeist rotierend auf die Fahrbahn. Der Vortrieb eines Kraftfahrzeugs ist das Ergebnis einer Relativbewegung und nach Lagrange'scher Betrachtung zwischen der feststehenden Fahrbahn und dem Kraftfahrzeug abhängig einer Beschleunigung und damit der zeitlichen Veränderung der Relativgeschwindigkeit zwischen feststehender Fahrbahn und dem Kraftfahrzeug.
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Eine erste Hauptkomponente eines konventionellen Antriebstrangs ist ein Antriebsaggregat, in Form eines Verbrennungsmotors mit seinen so genannten Nebenaggregaten wie bspw. Einspritzanlage, Kühlwasserpumpe, Fremdgaseinspritzungsanlage, usw. Auch ein eine thermodynamische Leistung des Verbrennungsmotors steigerndes Aufladeaggregat wie z. B. Abgasturbolader oder mechanisch betriebener Kompressor ist den Nebenaggregaten zuzuordnen. Mit anderen Worten umfasst die erste Hauptkomponente sämtliche zum Betrieb des Verbrennungsmotors notwendigen Aggregate einschließlich des Verbrennungsmotors selbst.
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Dieser ersten Hauptkomponente sind des Weiteren zuzuordnen Brennstoff/Treib-, Aufbereitungs-, Zündung-, Umwandlungs- und Abführungssysteme bzw. Vorbehandlungs-, Nachbereitungskomponenten wie z. B. Pumpe-Düse-Systeme, Common-Rail, Injektions-Systeme, Abgasrückführ-Komponenten und -Systeme, Abgas-Katalyse-Systeme, Auspuff-Anlage mit Dämpfungs- und Nachreinigungs-Komponenten.
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Weitere der ersten Hauptkomponente zuzuordnende Bauteile sind Kühlsysteme wie z. B. Motorkühlsysteme (Ladeluftkühler, Wasserkühler, Ölkühler usw.) und z. B. Klima-Anlagen inkl. der Klima-Kühlstoffe für die Belüftung der Fahrgastzelle sowie Heizsysteme für die Innenraum-Beheizung aber auch Motor-Temperatur-Regelung.
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Damit eine Leistung des Verbrennungsmotors auf die Straße übertragen werden kann, ist die erste Hauptkomponente mit Hilfe einer zweiten Hauptkomponente mit der Antriebswelle verbunden.
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Die zweite Hauptkomponente umfasst ein Übersetzungsmodul, mit Hilfe dessen es möglich ist, eine Drehzahl einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zu übersetzen und auf die Antriebswelle zu übertragen. Dabei kann die zweite Hauptkomponente in Form eines Schaltgetriebes mit einer Kupplung oder in Form eines Automatikgetriebes mit einem entsprechenden Wandler ausgebildet sein.
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Eine dritte Hauptkomponente, das Fahrwerk, weist die Antriebswelle oder, je nach Antriebsart mehrere Antriebswellen und ein Übertragungsmodul auf. Das Übertragungsmodul bildet sämtliche Bauteile, welche notwendig sind eine Ausgangswelle der zweiten Hauptkomponente mit der Antriebswelle zu verbinden. Dazu gehören bspw. Achsgetriebe, Radlager, Feder-Dämpfer-Systeme, Hinterachsträger, Integralträger, usw. Weitere Fahrwerkkomponenten sind z. B. Federungssysteme, Dämpfungssysteme, Radaufhängung und -Lagerung, Räder, Reifen und Lenkung. Aktuelle Fahrzeuge sind mit elektrohydraulischen Lenkverstärkungskomponenten ausgerüstet.
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Der dritten Hauptkomponenten ebenfalls zugeordnet sind Bremssysteme zuzüglich der Assistenzsysteme wie z. B. Antiblockiersysteme oder auch Einzelrad-Beschleunigungssysteme zur optimalen Drehmomentverteilung.
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Eine vierte Hauptkomponente sind sämtliche Hilfs-, Betriebs- und Schmierstoffe, welche zum Betrieb der übrigen Hauptkomponenten notwendig sind. Es sind bekannt die Reinigungskomponenten wie z. B. Scheibenreinigungsanlagen inkl. ihrer Betriebs- und Hilfsstoffe.
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Eine fünfte Hauptkomponente ist als Motor- und Fahrzeugsteuermodul ausgebildet und umfasst sämtliche zur Motor- und Fahrzeugsteuerung benötigten Komponenten zusätzlich der benötigten Hard- und Software zur Informationsverarbeitung und -weiterleitung (Can-Bus). Energiewandler in Form technischer insbesondere elektrochemischer Systeme wie bspw. Brennstoffzellen, Stromabnehmer in galvanischen Zellen, Elektrolyseure und Batterien sind ebenfalls bekannt.
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Weiterhin bekannt sind Elektromotoren unterschiedlichster Bauarten inkl. ihrer Bestromung, Inverter-Technologien, die Gleich- in Wechselstrom umwandeln, Transformatoren wie z. B. Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, Steuergeräte für unterschiedliche Steuerapplikationen inkl. Regelungsfunktionen, Sensoren für herkömmliche Fahrzeuge mit unterschiedlichen Anwendungsspektren. All das ist bereits entwickelt und in Anwendung für Bordstromversorgung (z. B. 12 Volt und 24 Volt) in Fahrzeugen aber auch für höher bis Hoch-Volt-Anwendung wie z. B. für elektrische Antriebskomponenten von Fahrzeugen. Elektrisch betriebene Fahrzeuge weisen wenigstens einen Elektromotor zum Antrieb von wenigstens einem Antriebsrad des Fahrzeugs auf. Die für den Antrieb des wenigstens eines Elektromotors erforderliche elektrische Energie kann hierbei auf unterschiedlichen Wegen bereitgestellt werden. So sind beispielsweise Fahrzeuge bekannt, bei denen die elektrische Energie mit Hilfe einer Batterie (eines Akkumulators) bereitgestellt wird und solche, bei denen die elektrische Energie mit Hilfe einer Brennstoffzelle bereitgestellt wird.
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Da bei einem Betrieb eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs Betriebszustände mit ganz unterschiedlichen Anforderungen in Bezug auf die benötigte oder auch rückgewinnbare elektrische Energie gegeben sein können (z. B. konstante Fahrt, geringe, mittlere oder starke positive oder negative Beschleunigungen), sind weiter elektrisch betriebene Fahrzeuge bekannt, die zwei Stromversorgungsquellen aufweisen, mit Hilfe derer unterschiedlichen Betriebszuständen besser gerecht werden kann, als dies mit nur einer Stromversorgungsquelle der Fall ist.
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Es sind auch Fahrzeuge und mobile Systeme bekannt, die mit einer Brennstoffzelle und einer Batterie als Energiewandler ausgerüstet sind. Der Triebstrang besteht aus mindestens einem Elektromotor, aus mindestens einem Getriebe, aus mindestens einer Leistungselektrik, aus mindestens einer Leistungselektronik, aus mindestens einer Steuerungselektronik und aus mindestens einem Hochdruck-Tanksystem und konventionellen Bauteilen.
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Es sind auch Fahrzeuge und mobile Systeme bekannt, die mit mindestens einem Verbrennungsmotor und mindestens einem Treibstoff-Behältnis, das gasförmigen Treibstoff beinhaltet, ausgestattet sind.
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Ein Sand-/Traktionsblech bzw. -element ist ein Hilfsmittel, um festsitzende Fahrzeuge aus unbefestigtem Untergrund zu bergen und/oder unbefestigten Untergrund befahrbar zu machen. In der Regel ist ein Sand-/Traktionsblech bzw. -element eine gelochte Platte aus Blech oder eine Komponente aus verstärktem Kunststoff.
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Aktuell werden Sand-/Traktionsbleche bzw. -elemente während der Fahrt vor allem an den Seiten und/oder auf dem Dach eines Fahrzeugs befestigt/fixiert (z. B. geschraubt) mitgeführt und erfüllen bis zum Einsatz zur Bergung oder dem Überfahren von unbefestigtem Boden keinen Zweck am Fahrzeug. Ebenfalls bekannt sind Sandblechhalterungen mit Klappmechanismus, die das Sand-/Traktionsblech bzw. -element als Tisch oder Ablage während Standzeiten nutzbar machen.
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Ein Trittbrett ist ein Anbauteil für Automobile, das z. B. längsseitig unter den Einstiegstüren im Bereich z. B. der Seitenschweller angebracht ist und dem Fahrer und/oder den Passagieren das Einsteigen in das Fahrzeug erleichtern oder eine Mitfahrt auf dem Trittbrett ermöglichen soll. In der Regel ist es breit genug, um einen Fuß darauf zu stellen. Es sind Varianten mit oder ohne Ein-/Ausklappmechanismus und mit oder ohne Beleuchtung bekannt.
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DE602005005827T2 zu Trittbrettern: „Das Fahrzeug mit einem Trittbrett gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Trittbrett eine rutschfeste Oberfläche hat und beleuchtbar ist, und dass sein beleuchtbares Feld eine variable Größe, insbesondere eine variable Form hat. Der Träger ist aus einem metallischen, nichtmetallischen, organischen oder synthetischen Werkstoff, wobei mindestens die Oberfläche aus einem rutschfesten Material, wie zum Beispiel Kautschuk- oder Kunststoffmaterial ist.”
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DE000029817929U1 beschreibt Sandbleche: „Sandbleche, bzw. Luftlandebleche genannt, sind seit geraumer Zeit zur Auflage auf und Fixierung von losem Untergrund bekannt. [...] Darüber hinaus sollten sie schnell und sicher mit anderen Blechen verbunden werden können. Diese, für militärische Zwecke entwickelten Sandbleche (
1), wurden aufgrund ihrer guten Eigenschaften zunehmend auch in anderen Bereichen eingesetzt. Insbesondere viele private Nutzer von Off-road Fahrzeugen verwenden diese Bleche als Fahrhilfe bei schlechtem Untergrund, z. B. Sand in der Wüste.”
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Funktionsvereinigung von Komponenten-/Bauteilfunktionen.
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In den 1–5 ist ein Ausführungsbeispiel für ein System zur Funktionsvereinigung von Komponenten-/Bauteilfunktionen für den Fall eines Sand-/Traktionsblechs bzw. -elements an z. B. einem Sport Utility Vehicle (SUV) dargestellt.
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In 1 ist eine schematische Seitenansicht des Pkw mit den hierfür wichtigsten Komponenten und Bauteilen dargestellt. Demnach sind hier die Komponenten/Bauteile Vorderachse (1), Hinterachse (2), Karosserie (3), Türen (4), Dachreling (5), Heckklappe (6), B-Säule (7), Anhängerkupplung (8), Einstiegstrittbrett und Mittellagerung vorne und hinten (9, 10), Sand-/Traktionsblech bzw. -element (10), Auflager vorne (11) und Auflager hinten (12) dargestellt. Wichtige Hilfslinien und Maße sind die Mittelachse von Einstiegsbrett und Mittellager (13), der Abstand von der Mittelachse Einstiegsbrett und Mittellager vorne zur B-Säule (14) und der Abstand von der Mittelachse Einstiegsbrett und Mittellager hinten zur B-Säule (15).
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In 2 ist eine schematische Draufsicht des Seitenschwellerbereichs inkl. Sand-/Traktionsblech bzw. -element z. B. auf der Fahrerseite insbesondere Ausführungsbeispielen für Front- (11) und Hecklagerungen (12) und Einstiegstrittbrett und Mittellagerung vorne und hinten (9, 19) dargestellt. In 2 wird auf weitere Details der Sand-/Traktionsblech- bzw. -element-Befestigung an den Lagerungen hingewiesen, die in 3 und 4 folgen. Die am Beispiel des Auflagers vorne (11) beispielhaft dargestellt ist (3).
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In 3 ist eine beispielhafte Darstellung der vorderen und hinteren Auflager am Beispiel des Auflagers vorne (11) dargestellt. Darauf ist die Befestigung durch z. B. Bolzen mit Schnellverschluss (z. B. Schiebering) (17) am Auflager vorne (11) abgebildet.
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In 4 sind beispielhaft Details der Sand-/Traktionsblech- bzw. -element-Befestigung an Einstiegstrittbrett und Mittellagerung vorne (9) dargestellt. Die Befestigung wird realisiert mit z. B. Bolzen mit Schnellverschluss (z. B. Schiebering) (17). Dabei kann das Sand-/Traktionsblech- bzw. -element unten oder oben an das Mittellager angeschlagen werden.
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In 5a–d sind weitere beispielhafte Ausführungen für ein System zur Funktionsvereinigung von Komponenten-/Bauteilfunktionen neben dem Einsatz der Sand-/Traktionsbleche bzw. -elemente (10) zur Traktionssteigerung von Fahrzeugen insbesondere zur Bergung von festsitzenden Fahrzeugen (5a) dargestellt: Einsatz als Beladehilfe für den Fahrzeuginnenraum (5b), Einsatz als Beladehilfe für Anhänger (5c) und Einsatz als Querträger auf z. B. der Dachreling (5) zur Nutzung als Dachgepäckträger (5d).
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Zusätzlich können neue und/oder zusätzliche Funktionalformen und/oder -gestalten und/oder -elemente in das Sand-/Traktionsblech bzw. -element (10) integriert werden können.
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Die Funktionsvereinigung von Einstiegstrittbrett und Mittellagerung vorne und/oder hinten (9, 19) für das mindestens eine Sand-/Traktionsblech bzw. -element (10) wird dadurch realisiert, dass die Anschlagsabstände vorne (14) und hinten (15) von Einstiegstrittbrett und Mittellagerung vorne und hinten (9, 19) zur B-Säule so bemessen sind, dass Mittellagerungen als Einstiegshilfe für Fahrzeugführer und/oder Passagiere dienen und das Einsteigen für Fahrzeugführer und/oder Passagiere problemlos auch nach Abnahme des Sand-/Traktionsblechs bzw. -elements (10) möglich ist. Dabei ist eine Mittellagerung für die sichere Befestigung und/oder das Betreten des als Einstiegstrittbretts verwendeten Sand-/Traktionsblechs bzw. -elements nicht zwingend notwendig.
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Die gängigen, bereits erwähnten Transportmethoden für Sand-/Traktionsbleche bzw. -elemente weisen Nachteile auf, die mit dem System zur Funktionsvereinigung von Komponenten-/Bauteilfunktionen reduziert werden. Seitlich an der Karosserie oder auf dem Dach transportierte Sand-/Traktionsbleche bzw. -elemente erhöhen u. a. den Luftwiderstand und damit den Treibstoffverbrauch des Fahrzeugs. Die Fixierung/Befestigung der Sand-/Traktionsbleche bzw. -elemente auf dem Dach oder an der Karosserie ist umständlich und setzt zusätzliche Befestigungspunkte in der Karosserie voraus, die z. B. zum Eindringen von Feuchtigkeit und damit zu Korrosion führen können.
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Vorteilhafterweise vereint das System zur Funktionsvereinigung von Komponenten-/Bauteilfunktionen die Funktionen von z. B. Sand-/Traktionsblech bzw. -element (10) und Einstiegstrittbrett (vgl. 1 und 5a) und/oder Einstiegstrittbrett und Mittellagerung vorne und/oder hinten (9, 19) für das Sand-/Traktionsblech bzw. -element (10) (vgl. 4) und/oder Sand-/Traktionsblech bzw. -element (10) und Beladehilfe für Innenraum (vgl. 5b) und/oder Sand-/Traktionsblech bzw. -element (10) und Beladehilfe für Anhänger (vgl. 5c) und/oder Sand-/Traktionsblech bzw. -element (10) und Querträger für Dachgepäckträger (vgl. 5d).
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Wie in 1 und 2 schematisch dargestellt, wird z. B. mindestens ein Sand-/Traktionsblech bzw. -element (10) so im Bereich des Seitenschwellers befestigt, dass es in seiner Längsrichtung mindestens teilweise im Windschatten des vorderen Radkastens liegt, sodass es vorteilhafterweise die Aerodynamik und so z. B. den Treibstoffverbrauch weniger beeinträchtigt als ein seitlich an der Karosserie oder auf dem Dach befestigtes Sand-/Traktionsblech bzw. -element.
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Zusätzlich zur Nutzung als Einstiegstrittbrett ist die Fixierung im Seitenschweller über z. B. Bolzen mit Schnellverschluss (z. B. Schiebering) (16, 17) realisiert. So ist die Zugänglichkeit und die Fixierung bzw. Abnahme des Sand-/Traktionsblechs bzw. -elements (10) einfach darstellbar.
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Vorteilhafterweise bietet die Funktionsvereinigung von z. B. Einstiegstrittbrett und Sand-/Traktionsblech bzw. -element (10) eine Gewichtsreduktion gegenüber Ausführungen mit beiden Einzelkomponenten für die jeweilige Einzelfunktion.
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Vorteilhafterweise ist ein Einstiegstrittbrett aus einem Sand-/Traktionsblech bzw. -element (10) problemlos darstellbar, da Sand-/Traktionsbleche bzw. -elemente eine hohe Belastungsfähigkeit auf z. B. lokale Lastangriffe aufweisen.
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Vorteilhafterweise ist es möglich, die Form und Gestalt der Sand-/Traktionsbleche bzw. -elemente so zu optimieren, dass diese im fixierten Zustand während der Fahrt auch als Luftleitelemente und/oder Strömungsleitformen genutzt werden können, um den Gesamtluftwiderstand des Fahrzeugs zu reduzieren.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Produkt eines Systems zur Funktionsvereinigung von Komponenten-/Bauteilfunktionen darzustellen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein bereits existierendes System damit ausgerüstet werden kann. Genauso wie dass ein neues System mit diesen Attributen aufgebaut werden kann.
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Somit ist eine technische Lösung angegeben für ein System zur Funktionsvereinigung von Komponenten-/Bauteilfunktionen.
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Mit anderen Worten wird die genannte Aufgabe gelöst durch den Einbau und/oder (Teil-)Ersetzen von mechanischen Komponenten und Teilkomponenten und durch das Einbauen von neuen Systemen und Teilsystemen, Komponenten und Teilkomponenten, Bauteilen und deren Subsystemen, durch z. B. die Modifikation von z. B. handelsüblichen Sand-/Traktionsblechen im Wesentlichen im Bereich der Bauteillagerung und -fixierung. Weiterhin werden (Aufnahme-)Lagerungen zum Fixieren und Mitführen von Sand-/Traktionsblechen bzw. -elementen am Fahrzeug angebracht. Vorteilhafterweise sind diese im Seitenschwellerbereich so angebracht, dass bei Fahrt des Fahrzeugs der Luftwiderstandsanstieg trotz der mitgeführten Sand-/Traktionsbleche bzw. -elemente minimal möglich bleibt und/oder durch neue Formen und Gestalten der Sand-/Traktionsbleche bzw. -elemente zur Strömungsleitung bzw. -führung der Gesamtströmungswiderstand reduziert werden kann. Die Sand-/Traktionsbleche bzw. -elemente dienen im fixierten Zustand am Fahrzeug als z. B. durchgehende Einstiegstrittbretter und im abgenommenen Zustand z. B. als Beladehilfen und/oder als traktionssteigernde Elemente.
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1 in einer Prinzipdarstellung ist ein möglicher Aufbau des Systems an eine Pkw in einer Seitenansicht dargestellt
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2 schematische Draufsicht der z. B. Fahrerseite im Seitenschweller-Bereich inkl. Sand-/Traktionsblech bzw. -element
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3 Detailansicht einer beispielhaft ausgeführten Lagerung im Vorderachsbereich
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4 Detailansicht eines beispielhaft ausgeführten Einstiegstrittbretts und Mittellagerung
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5 schematische Darstellungen weiterer beispielhafter Ausführungen für ein System zur Funktionsvereinigung von Komponenten-/Bauteilfunktionen
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorderachse
- 2
- Hinterachse
- 3
- Karosserie
- 4
- Türen
- 5
- Dachreling
- 6
- Heckklappe
- 7
- B-Säule
- 8
- Anhängerkupplung
- 9
- Einstiegstrittbrett & Mittellagerung vorne
- 10
- Sand-/Traktionsblech bzw. -element
- 11
- Auflager vorne
- 12
- Auflager hinten
- 13
- Mittelachse Einstiegsbrett & Mittellager
- 14
- Anschlagsabstand Mittelachse Einstiegsbrett & Mittellager vorne zur B-Säule
- 15
- Anschlagsabstand Mittelachse Einstiegsbrett & Mittellager hinten zur B-Säule
- 16
- Befestigung z. B. Bolzen mit Schnellverschluss (z. B. Schiebering)
- 17
- Befestigung z. B. Bolzen mit Schnellverschluss (z. B. Schiebering)
- 18
- Mittelachse Einstiegstrittbrett & Mittellager
- 19
- Einstiegstrittbrett & Mittellagerung hinten
- 20
- Anhänger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 602005005827 T2 [0019]
- DE 000029817929 U1 [0020]
