DE102016208045B4 - Energiemanagementsystem für ein fahrzeugmit einer halterung für ein komplettrad sowie fahrzeug mit solch einem energiemanagementsystem - Google Patents

Energiemanagementsystem für ein fahrzeugmit einer halterung für ein komplettrad sowie fahrzeug mit solch einem energiemanagementsystem Download PDF

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Abstract

Energiemanagementsystem (130) für ein Fahrzeug (10), wobei das Fahrzeug (10) eine Radkastenstruktur (26), die eine Radkavität (24) definiert, sowie ein Komplettrad (19) in der Radkavität (24) aufweist, wobei das Energiemanagementsystem (130) umfasst:eine am Komplettrad (19) befestigte Halterung (132); dadurch gekennzeichnet , dassdie Halterung (132) so konfiguriert ist, dass die Bewegung des Komplettrads (19) innerhalb der Radkavität (24) unter einer vorgegebenen Last beschränkt ist, die auf das Fahrzeug (10) vor dem Komplettrad (19) und jenseits der Längs-Mittellinie (C) des Fahrzeugs (10) ausgeübt wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein in der Radkavität eines Fahrzeugs angebrachtes Energiemanagementsystem. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Energiemanagementsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6, wie der Art nach im Wesentlichen aus der DE 101 13 098 A1 oder der „2014 FORMULA ONE TECHNICAL REGULATIONS, Article 10.3.6 Wheel tethers und Article 14.7 Wheel retention“ bekannt.
  • Ferner gehen aus den Druckschriften GB 2 327 649 A und WO 02 / 040 298 A1 verschiedene Anbindungen eines Komplettrads mittels seil- oder kabelartiger Vorrichtungen hervor.
  • Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle ferner auf die Druckschriften DE 10 2012 007 889 A1 , DE 10 2012 017 999 A1 und DE 10 2015 210 296 A1 verwiesen.
  • HINTERGRUND
  • Fahrzeuge sind oft mit verschiedenen Komponenten zur Steuerung der Energie einer angewendeten Kraft ausgestattet. So kann ein Stoßfänger beispielsweise an Rahmenträgern befestigt sein, um die auf den Stoßfänger einwirkende Kraft zu steuern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die auf die Stoßfänger einwirkenden Kräfte zu reduzieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Diese Aufgabe wird mit einem Energiemanagementsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
  • In einer Ausführung ist die Halterung an einem unteren Querlenker des Fahrzeugs befestigt, der operativ mit dem Rad verbunden ist, darüber hinaus ist sie an einem Achsschenkel des Fahrzeugs angebracht. Der Achsschenkel hat möglicherweise eine erste Öffnung, und der untere Querlenker hat möglicherweise einen Nocken mit einer zweiten Öffnung. Die Halterung ist mit dem Achsschenkel an der ersten Öffnung und mit dem unteren Querlenker an der zweiten Öffnung operativ verbunden.
  • In einer anderen Ausführung ist die Halterung an einem Motorträger des Fahrzeugs und am Achsschenkel befestigt. Der Achsschenkel hat beispielsweise eine erste Öffnung und der Motorträger hat einen Nocken mit einer zweiten Öffnung. Die Halterung hat ein erstes Ende, das operativ mit dem Achsschenkel an der ersten Öffnung und ein zweites Ende, das operativ mit dem Motorträger an der zweiten Öffnung verbunden ist.
  • Zur Halterung gehört möglicherweise ein Kabelteil, am ersten Ende ein Steckverbinder, der am ersten Ende des Kabelteils angeschlossen ist, und einen Steckverbinder am zweiten Ende, der an das zweite Ende des Kabelteils angeschlossen ist. Der Steckverbinder des ersten Endes kann eine erste Öse haben, die so beschaffen ist, dass sie auf die erste Öffnung im Achsschenkel ausgerichtet ist, und der Steckverbinder des zweiten Endes hat eine zweite Öse, die so beschaffen ist, dass sie auf die zweite Öffnung im unteren Querlenker in einer Ausführung bzw. auf den Motorträger in einer weiteren Ausführung ausgerichtet ist.
  • Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile und andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden schnell offensichtlich anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, nebst der dazugehörigen Zeichnungen, der besten Möglichkeiten zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung.
  • Figurenliste
    • 1 ist die schematische Darstellung eines Fahrzeugs als Draufsicht mit einem als Phantomteilansicht dargestellten Hindernis, das das Fahrzeug versetzt von der Längs-Mittellinie kontaktiert.
    • 2 ist die schematische Darstellung eines Fahrzeugs als Teilunteransicht und mit dem Hindernis aus 1. Gezeigt wird eine erste Ausführung eines Energiemanagementsystems mit einer Halterung in einer Radkavität.
    • 3 ist die schematische Darstellung des Fahrzeugs als Teilunteransicht aus
    • 2 mit der Halterung, die die Bewegung des Komplettrads beschränkt, wenn das Hindernis auf das Fahrzeug prallt.
    • 4 ist die schematische Darstellung der Halterung aus 2 und 3.
    • 5 ist die schematische Darstellung als perspektivische Teilansicht eines Teils des Fahrzeugs aus 1. Sie zeigt das Energiemanagementsystem, bei dem die Halterung an einem Motorträger und an einem Achsschenkel befestigt ist.
    • 6 ist die schematische Darstellung als perspektivische Teilansicht eines Teils des Fahrzeugs aus 1 mit einer alternativen Ausführung eines Energiemanagementsystems mit einer Halterung, die an einem unteren Querlenker und am Achsschenkel befestigt ist.
    • 7 ist die schematische Darstellung als perspektivische Teilansicht eines Teils des Nockens eines Motorträgers aus 5 mit einer Schraube in einer Öffnung des Nockens.
    • 8 ist die schematische Darstellung als perspektivische Teilansicht eines unteren Querlenkers mit einem Nocken und einer Öffnung.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Bezüglich der Zeichnungen, in welchen sich die in allen Ansichten die gleichen Referenznummern auf die gleichen Komponenten beziehen, zeigt 1 ein Fahrzeug 10 mit einer Längs-Mittellinie C. Ein Frontend 12 des Fahrzeugs 10 wird in dem Moment gezeigt, in welchen das Fahrzeug seitlich versetzt von der Längs-Mittellinie C auf ein Hindernis 14 prallt. Da das Hindernis 14 von der Längs-Mittellinie versetzt ist, befindet sich eine rückwärts gerichtete Last F des Hindernisses 14, dargestellt durch einen nach hinten zeigenden Pfeil, allgemein außerhalb eines sich in Längsrichtung erstreckenden Rahmenträgers 16, wie abgebildet in der Unteransicht von 2 und erfasst zunächst lediglich den Außenteil eines Stoßfängers 18, der vom Rahmenträger 16 gestützt wird. Ein Motorträger 17 wird vom Rahmenträger 16 gestützt und stützt einen Motor (nicht abgebildet). Die nach hinten gerichtete Kraft F befindet sich auch allgemein außerhalb des Motorträgers 17. Wie hier verwendet bezieht sich der Begriff „außerhalb“ auf eine Position eines Komponenten, die weiter von der Mitte des Fahrzeugs 10 entfernt ist als eine Innenposition. Eine Komponente ist seitlich-außerhalb in Bezug auf eine andere Komponente, wenn sie sich seitlicher von der Längs-Mittellinie C befindet.
  • In 2 sind eine Verkleidung und ein Karosserieteil des Fahrzeugs 10 nicht dargestellt, das Hindernis 14 wird kurz vor Aufprall auf das Fahrzeug 10 dargestellt. Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, bewegt sich ein Komplettrad 19 direkt auf das Hindernis 14 zu. Das Komplettrad 19 besteht aus einem Reifen 20, nur als Phantom dargestellt, einem Rad 22, auf welches der Reifen 20 montiert ist, einem Achsschenkel 23, verbunden mit dem Rad, und einer Bremssattel- und Bremsscheibengruppe (nicht dargestellt), operativ verbunden mit dem Rad 22, wie Fachleuten bekannt ist.
  • Das Komplettrad 19 befindet sich in einer Radkavität 24, die von der Radkastenstruktur 26 des Fahrzeugs 10 geformt und definiert wird, siehe 2. In der Radkastenstruktur 26 können verschiedene miteinander verbundene Komponenten des Fahrzeugs 10 angebracht sein, wie Fachleuten bekannt ist. Eine andere Bezeichnung für Radkastenstruktur 26 ist Radgehäusestruktur.
  • Um die Bewegung des Komplettrads 19 in der Radkavität 24 unter Belastung von Last F zu beschränken, ist das Fahrzeug 10 mit einem Energiemanagementsystem 30 ausgestattet, das sich in der Radkavität 24 befindet. Das Energiemanagementystem 30 ist so konfiguriert, dass die Bewegung des Komplettrads 19 in der Radkavität 24 beschränkt wird. So kann das Energiemanagementsystem 30 zum Beispiel die Bewegung des Komplettrads 19 hinter der Radkastenstruktur 26 unter einer vorgegebenen Last F beschränken, wobei die Last F eine Größe von 350 - 400 Kilonewton (kN) hat. Zum Beispiel beschränkt oder verhindert das Energiemanagementsystem 30 die Bewegung des Komplettrads 19 hinter der Linie 34, wie abgebildet in 1 und 3. Linie 34 steht normalerweise senkrecht zur Längs-Mittellinie C und kann einen vorderen Teil der Karosserie begrenzen, zu dem die Radkastenstruktur 26, wie in 2 dargestellt, gehört, der sich normalerweise über die Breite des Fahrzeugs 10 erstreckt und eine vordere Grenze für den Fahrgastraum darstellt. Zum Beispiel kann die Linie 34 eine Instrumententafel sein oder ein Blech, das einen vorderen Teil, wie den Motorraum, von einem Fahrgastraum trennt.
  • In der Ausführung gemäß 1-3, 5 und 7-8, gehört zu dem Energiemanagementsystem 30 eine Halterung 32, die am Komplettrad 19 befestigt ist. Genauer gesagt ist die Halterung 32 am Achsschenkel 23 und dem Motorträger 17 befestigt. 4 zeigt eine Halterung 32 mit einem Kabelteil 36 mit hoher Zugkraft, das ein Litzendraht mit einer Kunststoffbeschichtung sein kann. Zur Halterung 32 gehört ein Steckverbinder 42 am ersten Ende, der an das erste Ende 44 des Kabelteils 36 angeschlossen wird. So kann zum Beispiel der Steckverbinder 42 des ersten Endes an das erste Ende 44 des Kabelteils 36 gecrimpt werden. Zur Halterung 32 gehört ein Steckverbinder 46 am zweiten Ende, der an das zweite Ende 48 des Kabelteils 36 angeschlossen wird. So kann zum Beispiel der Steckverbinder 46 des zweiten Endes an das zweite Ende 48 des Kabelteils 36 gecrimpt werden. Der Steckverbinder 42 des ersten Endes hat eine erste Öse 50, und der Steckverbinder 46 des zweiten Endes hat eine zweite Öse 52. Die Schrauben 54A und 54B, mit Gewindeschaft, stecken in den Öffnungen 56A und 56B und in den entsprechenden Ösen 50, 52.
  • Wie am besten in 5 dargestellt, ist der Steckverbinder 42 des ersten Endes mit Schraube 54A am Achsschenkel 23 befestigt. Der Achsschenkel 23 hat eine erste Öffnung 60. In der dargestellten Ausführung ist der Achsschenkel 23 aus Aluminiumgusslegierung, darauf aber nicht beschränkt, die erste Öffnung 60 ist gebohrt, der Achsschenkel 23 hat ein Gewinde. Die Öffnung 56A der ersten Öse 50 ist ausgerichtet auf die erste Öffnung 60. Die Schraube 54A steckt in der Öffnung 56A in der ersten Öse 50 und in der ersten Öffnung 60 und befestigt die Halterung 32 am Achsschenkel 23 an der ersten Öffnung 60.
  • Hinsichtlich 7 hat der Motorträger 17 einen Nocken 62 mit einer Öffnung 64, im Folgenden die zweite Öffnung. In der abgebildeten Ausführung ist der Motorträger 17 eine Aluminiumgusslegierung, wie Schmiedeguss oder gestanzter Stahl, die Öse 62 kann mit dem Motorträger 17 zusammen aus einem Stück bestehen. Die zweite Öffnung 64 ist eine Bohrung, das Gewinde 66 ist in den Nocken 62 geschnitten. In 7 ist abgebildet, wie die Schraube 54B in der Öffnung 64 steckt. Die Öse 52 der Halterung 32 ist in 7 nicht abgebildet, aber er wäre mit der Schraube 54B am Motorträger 17 befestigt, siehe 5. Genauer gesagt steckt die Schraube 54B in der Öffnung 56B in der zweiten Öse 52 und in der zweiten Öffnung 64 des Motorträgers 17 und befestigt die Halterung 32 an der zweiten Öffnung 64 am Motorträger 17.
  • 6 zeigt das Fahrzeug 10 mit einer anderen Ausführung des Energiemanagementsystems 130, zu dem eine Halterung 132 gehört. Der Motorträger 17 ist in 6 nicht abgebildet. Zu dem Fahrzeug 10 gehört ein unterer Querlenker 170, der Teil eines Fahrzeuglenksystems ist, wie Fachleuten bekannt ist. Der untere Querlenker 170 ist an der ersten Verbindung 172 am Achsschenkel 23 befestigt sowie an einer zweiten Verbindung 174 (nicht in 6 abgebildet) am Motorträger 17 (wie in 5 dargestellt). Die Halterung 132 entspricht allen Aspekten der in 4 beschriebenen Halterung 32, mit der Ausnahme des Kabelteils 36, das durch ein viel kürzeres Kabelteil 136 ersetzt wurde, da die Halterung 132 mit dem unteren Querlenker 170 verbunden ist und nicht mit dem Motorträger 17. Zur Halterung 132 gehören dieselben ersten und zweiten Steckverbinder 42 und 46 mit den entsprechenden Ösen 50 und 52 und mit den entsprechenden Öffnungen 56A und 56B für die Schrauben 54A und 54B. Die Halterung 132 ist an einer zweiten Öffnung 164 im unteren Querlenker 170 befestigt, die viel näher an der ersten Öffnung 60 des Achsschenkels 23 liegt, als die zweite Öffnung 64 am Motorträger 17 in der Ausführung von 4. Dementsprechend ist die Halterung 132 kürzer als die Halterung 32.
  • Hinsichtlich 8 hat der untere Querlenker 170 einen Nocken 162, und die zweite Öffnung 164 befindet sich im Nocken 162. In der abgebildeten Ausführung ist der untere Querlenker 170 aus einer Aluminiumgusslegierung, wie Schmiedeguss oder gestanzter Stahl. Wenn der untere Querlenker 170 aus Guss ist, kann die Öse 162 aus einem Stück mit dem unteren Querlenker 170 gegossen sein. Die zweite Öffnung 164 ist eine Bohrung, das Gewinde 166 ist in den Nocken 162 geschnitten. Die Öffnung 56A (abgebildet in 4) der ersten Öse 50 ist an der ersten Öffnung 60 des Achsschenkels 23 ausgerichtet. Die Öffnung 56B (abgebildet in 4) der zweiten Öse 52 ist an der zweiten Öffnung 164 des unteren Querlenkers 170 ausgerichtet. Die Schraube 54B steckt in der Öffnung 56B (abgebildet in 4) in der zweiten Öse 52 und in der zweiten Öffnung 164 des unteren Querlenkers 170 zur Befestigung der Halterung 132 am unteren Querlenker 170 an der zweiten Öffnung 164.
  • Der untere Querlenker 170 bewegt sich mit dem Achsschenkel 23 zusammen mit dem Motorträger 17, da sich der Achsschenkel 23 nach oben und unten bewegt, wenn das Fahrzeug 10 gefahren wird. Sowohl der untere Querlenker 170 als auch der Achsschenkel 23 bewegen sich normalerweise zusammen mit dem Motorträger 17 und den Karosserieteilen des Fahrzeugs 10, wie der Radkastenstruktur 26. Daher besteht weniger relative Bewegung zwischen den Ösen 50 und 52 der Halterung 132 bei normalen Fahrbedingungen, d. h. wenn das Fahrzeug 10 nicht auf das Hindernis 14 prallt, als wenn die Enden der Halterung 132 mit Komponenten verbunden sind, die sich nicht miteinander bewegen. Dementsprechend beschränkt der relativ kurze Kabelteil 136 die Bewegung des Achsschenkels 23 und der anderen Komponenten des Komplettrads 19 in der Radkavität 24 bezüglich des unteren Querlenkers 170 in höherem Maße als eine Halterung mit einem längeren Kabelteil.

Claims (10)

  1. Energiemanagementsystem (130) für ein Fahrzeug (10), wobei das Fahrzeug (10) eine Radkastenstruktur (26), die eine Radkavität (24) definiert, sowie ein Komplettrad (19) in der Radkavität (24) aufweist, wobei das Energiemanagementsystem (130) umfasst: eine am Komplettrad (19) befestigte Halterung (132); dadurch gekennzeichnet , dass die Halterung (132) so konfiguriert ist, dass die Bewegung des Komplettrads (19) innerhalb der Radkavität (24) unter einer vorgegebenen Last beschränkt ist, die auf das Fahrzeug (10) vor dem Komplettrad (19) und jenseits der Längs-Mittellinie (C) des Fahrzeugs (10) ausgeübt wird.
  2. Energiemanagementsystem (130) nach Anspruch 1, wobei die Halterung (132) ein Kabelteil (136) und einen Steckverbinder (42) des ersten Endes, der an das erste Ende des Kabelteils (136) angeschlossen ist, und ein Steckverbinder (46) des zweiten Endes umfasst, der an das zweite Ende des Kabelteils (136) angeschlossen ist.
  3. Energiemanagementsystem (130) nach Anspruch 2, wobei der Steckverbinder (42) des ersten Endes eine erste Öse (50) hat und der Steckverbinder (46) des zweiten Endes eine zweite Öse (52) hat.
  4. Energiemanagementsystem (130) nach Anspruch 1, wobei das Komplettrad (19) ein Rad (22) und einen Achsschenkel (23) umfasst, der operativ mit dem Rad (22) verbunden ist; wobei das Fahrzeug (10) einen unteren Querlenker (170) aufweist, der operativ mit dem Achsschenkel (23) verbunden ist; und wobei die Halterung (132) am unteren Querlenker (170) und am Achsschenkel (23) befestigt ist.
  5. Energiemanagementsystem (130) nach Anspruch 1, wobei das Komplettrad (19) ein Rad (22) und einen Achsschenkel (23) umfasst, der operativ mit dem Rad (22) verbunden ist; wobei das Fahrzeug (10) darüber hinaus einen Motorträger (17) beinhaltet; und wobei die Halterung (132) an dem Motorträger (17) und an dem Achsschenkel (23) befestigt ist.
  6. Fahrzeug (10), umfassend: eine Radkastenstruktur (26), die eine Radkavität (24) definiert; ein Komplettrad (19) in der Radkavität (24); ein Energiemanagementsystem (130) mit einer Halterung (132), die an dem Komplettrad (19) befestigt ist; dadurch gekennzeichnet , dass die Halterung (132) so konfiguriert ist, dass die Bewegung des Komplettrads (19) innerhalb der Radkavität (24) unter einer Last beschränkt ist, die auf das Fahrzeug (10) vor dem Komplettrad (19) und jenseits der Längs-Mittellinie (C) des Fahrzeugs (10) ausgeübt wird.
  7. Fahrzeug (10) nach Anspruch 6, wobei das Komplettrad (19) ein Rad (22) und einen Achsschenkel (23) umfasst, der operativ mit dem Rad (22) verbunden ist, wobei das Fahrzeug (10) des Weiteren umfasst: einen unteren Querlenker (170), der operativ mit dem Achsschenkel (23) verbunden ist; wobei die Halterung (132) an dem unteren Querlenker (170) und an dem Achsschenkel (23) befestigt ist.
  8. Fahrzeug (10) nach Anspruch 7, wobei der Achsschenkel (23) eine erste Öffnung (60) hat und der untere Querlenker (170) einen Nocken (162) mit einer zweiten Öffnung (164) hat; und wobei die Halterung (132) operativ mit dem Achsschenkel an der ersten Öffnung (60) und an dem unteren Querlenker (170) an der zweiten Öffnung (164) befestigt ist.
  9. Fahrzeug (10) nach Anspruch 6, wobei das Komplettrad (19) ein Rad (22) und einen Achsschenkel (23) umfasst, der operativ mit dem Rad (22) verbunden ist, und wobei das Fahrzeug (10) des Weiteren umfasst: einen Motorträger (17); und wobei die Halterung (132) an dem Motorträger (17) und an dem Achsschenkel (23) befestigt ist.
  10. Fahrzeug (10) nach Anspruch 9, wobei der Achsschenkel (23) eine erste Öffnung (60) hat und der Motorträger (17) eine Öse (62) mit einer zweiten Öffnung (64) hat; und wobei die Halterung (132) operativ mit dem Achsschenkel (23) an der ersten Öffnung (60) und mit dem Motorträger (17) an der zweiten Öffnung (64) verbunden ist.
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