DE102016012082A1

DE102016012082A1 - Stromerzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016012082A1
Application number: DE102016012082.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schwetzler
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-10-08
Filing date: 2016-10-08
Publication date: 2017-05-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromerzeugungsvorrichtung (S) für ein Fahrzeug. Erfindungsgemäß umfasst die Stromerzeugungsvorrichtung (S) eine Felge (1), welche mit einem Reifen (2) ein Fahrzeugrad (F) bildet, wobei die Felge (1) in einem Befüllungsraum (B) des Fahrzeugrades (F) eine Anzahl von Öffnungen (A) aufweist, die mit einer Membran (3) mit einem Kolben (4) aus einem magnetischen Material abgedichtet sind, wobei die Membran (3) zwischen der Felge (1) und einer Induktionsspule (6), in welcher der Kolben (4) in Abhängigkeit von Schwankungen eines Reifeninnendruckes bewegbar ist, angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromerzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
Aus ”Kraftwerk auf Rädern: Stoßdämpfer sollen Strom für E-Autos erzeugen; In Wirtschaftswoche (17.5.2016)” ist eine Stromerzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt. Eine solche Stromerzeugungsvorrichtung wandelt eine Bewegungsenergie eines Stoßdämpfers in elektrische Energie um und führt diese einem elektrischen Energiespeicher oder einer elektrischen Antriebseinheit des Fahrzeuges zu. Insbesondere handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Antriebseinheit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Stromerzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelost.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Stromerzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Antriebseinheit, umfasst erfindungsgemäß eine Felge, welche mit einem Reifen ein Fahrzeugrad bildet, wobei die Felge in einem Befüllungsraum des Fahrzeugrades eine Anzahl von Öffnungen aufweist, die mit einer Membran mit einem Kolben aus einem magnetischen Material abgedichtet sind, wobei die Membran zwischen der Felge und einer Induktionsspule, in welcher der Kolben in Abhängigkeit von Schwankungen eines Reifeninnendruckes bewegbar ist, angeordnet ist.
Mittels der Stromerzeugungseinheit ist aufgrund der Schwankungen des Reifeninnendruckes im Fahrbetrieb des Fahrzeuges, insbesondere auf einer unebenen Fahrbahn, elektrische Energie erzeugbar, welche dem Fahrzeug zusätzlich zur Verfügung steht. Die Induktionsspule ist dabei mit einem elektrischen Energiespeicher und/oder der elektrischen Antriebseinheit verbunden, so dass die erzeugte elektrische Energie gespeichert und/oder umgehend genutzt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt die:
1 schematisch eine Schnittdarstellung einer Explosionsdarstellung eines Ausschnittes einer Stromerzeugungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
In der einzigen Figur ist eine Schnittdarstellung einer Explosionsdarstellung eines Ausschnittes einer Stromerzeugungsvorrichtung S für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug, insbesondere für ein Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Antriebseinheit, gezeigt. Bei dem Fahrzeug handelt es sich also bevorzugt um ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug.
Die Stromerzeugungsvorrichtung S umfasst eine Felge 1, einen mit gestrichelter Linie dargestellten Reifen 2, eine Membran 3 mit einem Kolben 4 aus einem magnetischen Material, beispielsweise aus einem ferromagnetischen und/oder magnetisierten Material, und eine Induktionsspule 6, welche im dargestellten Beispiel mittels eines Scheibenelementes 5 an der Felge 1 angeordnet ist. Die Felge 1 und der Reifen 2 bilden ein Fahrzeugrad F des Fahrzeuges.
Zwischen der Felge 1 und dem Reifen 2 ist ein Hohlraum als Befüllungsraum B ausgebildet, welcher im Betrieb des Fahrzeugrads F mit Luft befüllt ist. Um im Fahrbetrieb des Fahrzeuges, insbesondere bei Befahren unebener Fahrbahnoberflächen, entstehende Schwankungen eines Reifeninnendruckes zur Erzeugung elektrischer Energie zu nutzen, ist die Stromerzeugungsvorrichtung S vorgesehen.
In die Felge 1 als wesentlicher Bestandteil der Stromerzeugungsvorrichtung S sind im Bereich des Befüllungsraumes B eine Anzahl von Öffnungen A in Form von Durchgangslöchern eingebracht.
Eine Seite der Felge 1, welche beispielsweise einer nicht gezeigten Bremsvorrichtung des Fahrzeugs zugewandt ist oder alternativ einer äußeren Umgebung des Fahrzeugs zugewandt ist, weist einen umlaufenden Randbereich R auf, welcher eine Vertiefung V einfasst, wobei in den Randbereich R Schraublöcher L, zweckmäßigerweise mit nicht dargestelltem Innengewinde, eingebracht sind. Eine Längsachse der Schraublöcher L erstreckt sich dabei senkrecht zur Membran 3 und parallel zum Kolben 4.
An dieser Seite der Felge 1 ist die Membran 3 angeordnet, mittels der die von dem Randbereich R der Felge 1 eingefasste Vertiefung V abgedichtet ist, wobei sich der Kolben 4 in Richtung der Bremsvorrichtung erstreckt. Mittels der Vertiefung V und der Membran 3 ist also ein Hohlraum gebildet, welcher über die Öffnungen A fluidisch mit dem Befüllungsraum B des Fahrzeugrades F verbunden ist.
In einem umlaufenden Randbereich R der Membran 3, die als Schwingungsmembran ausgeführt ist, sind ebenfalls Schraublöcher L eingebracht, die ein Innengewinde aufweisen können. Dabei korrespondiert eine Position der Schraublöcher L mit einer Position der in den Randbereich R der Felge 1 eingebrachten Schraublöcher L.
Nach der Membran 3 ist das Scheibenelement 5 angeordnet, so dass die Membran 3 mit dem Kolben 4 zwischen der Felge 1 und dem Scheibenelement 5 angeordnet ist. Dabei ragt im dargestellten Ausführungsbeispiel die Induktionsspule 6 in Richtung der Membran 3 von dem Scheibenelement 5 ab, wobei dieses eine vergleichsweise hohe Festigkeit aufweist.
Auch das Scheibenelement 5 weist einen Randbereich R auf, in welchem Schraublöcher L eingebracht sind, deren Position mit der Position der Schraublöcher L in der Membran 3 und somit mit der Position der Schraublöcher L in der Felge 1 korrespondieren.
Die Induktionsspule 6 ragt derart von dem Scheibenelement 5 ab, dass der an der Membran 3 angeordnete Kolben 4 aus dem magnetischen Material zumindest abschnittsweise in die Induktionsspule 6 hineinragt.
Mittels der Schrauben 7 sind das Scheibenelement 5 mit der Induktionsspule 6, die Membran 3 mit dem Kolben 4 und die Felge 1 kraft- und weitestgehend formschlüssig miteinander verbunden, wobei die Schrauben 7 hierzu in die Schraubenlöcher L eingeführt und zumindest mit den Schraubenlöchern L der Felge 1 verschraubt werden.
Befindet sich das Fahrzeug im Fahrbetrieb und fährt insbesondere auf einer unebenen Fahrbahnoberfläche, ändert sich der Reifeninnendruck des Reifens 2, wobei diese Druckänderung an die Membran 3 mit dem Kolben 4 aus dem magnetischen Material übertragbar ist, wodurch diese eine Hubbewegung ausführt. Durch die Hubbewegungen bewegt sich der Kolben 4 innerhalb der Induktionsspule 6, wodurch elektrische Energie erzeugbar ist.
Die Induktionsspule 6 ist mit einem nicht gezeigten elektrischen Energiespeicher und/oder der elektrischen Antriebseinheit des Fahrzeuges verbunden, so dass die erzeugte elektrische Energie zur Speicherung dem elektrischen Energiespeicher bzw. umgehend der elektrischen Antriebseinheit zugeführt wird.
Bezugszeichenliste

1: Felge
2: Reifen
3: Membran
4: Kolben
5: Scheibenelement
6: Induktionsspule
7: Schraube
A: Öffnung
B: Befüllungsraum
F: Fahrzeugrad
L: Schraubloch
R: Randbereich
S: Stromerzeugungsvorrichtung
V: Vertiefung

Claims

Stromerzeugungsvorrichtung (S) für ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch eine Felge (1), welche mit einem Reifen (2) ein Fahrzeugrad (F) bildet, wobei die Felge (1) in einem Befüllungsraum (B) des Fahrzeugrades (F) eine Anzahl von Öffnungen (A) aufweist, die mit einer Membran (3) mit einem Kolben (4) aus einem magnetischen Material abgedichtet sind, wobei die Membran (3) zwischen der Felge (1) und einer Induktionsspule (6), in welcher der Kolben (4) in Abhängigkeit von Schwankungen eines Reifeninnendruckes bewegbar ist, angeordnet ist.
Stromerzeugungsvorrichtung (S) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (6) mittels eines Scheibenelementes (5) an der Felge (1) befestigt ist.
Stromerzeugungsvorrichtung (S) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (3) und das Scheibenelement (5) mittels zumindest einer Schraubverbindung an der Felge (1) befestigt sind.
Stromerzeugungsvorrichtung (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (6) mit einem elektrischen Energiespeicher und/oder mit einer elektrischen Antriebseinheit des Fahrzeuges verbunden ist.