DE102019115361B4

DE102019115361B4 - Energiegewinnungs-Vorrichtung für Elektroautomobile

Info

Publication number: DE102019115361B4
Application number: DE102019115361.1A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2039-06-07
Also published as: DE102019115361A1

Abstract

Elektrische Energiegewinnungs-Vorrichtung (100) zum Speichern von elektrischem Strom in einer wiederaufladbaren Batterie (110) eines von mindestens einem Elektromotor (M) getriebenen Elektroautomobils (200), mit einer mittels einer Pedaleinrichtung betätigbaren, elektrisch mit der Batterie (110) verbundenen Dynamoeinrichtung (130), wobei die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung mittels einer Schwenkeinrichtung (140) aus einer Stauposition reversibel in eine Nutzungsposition überführbar sind, in der die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung für eine Nutzung seitens eines Beifahrers innerhalb des Beinfreiraumes (220) in einem Abstand zum Beifahrersitz (210) angeordnet sind, der bemessen ist, um eine effektive Pedalbetätigung seitens einer im Beifahrersitz (210) sitzenden Person zu gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, dass- die Pedale der Pedaleinrichtung in der Stauposition oberhalb eines dem Beifahrersitz zugeordneten Beinfreiraumes untergebracht sind,- die Schwenkeinrichtung (140) eine oberhalb des Beinfreiraums (220) senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnete Schwenkachse (150) enthält, um die die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung zumindest mehrheitlich schwenkbar gelagert sind, um die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung aus einer Stauposition, in der sie oberhalb des dem Beifahrersitz (210) zugeordneten Beinfreiraumes (220) untergebracht ist, reversibel in eine Nutzungsposition zu überführen, wobei- die Schwenkachse (150) in einem dem Beifahrersitz (210) nahen Bereich des Beinfreiraumes (220) angeordnet ist, und- eine elektrisch betätigbare Hebe-/Senk-Einrichtung vorgesehen ist, mittels derer die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung bei einem Verschwenken der Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung reversibel aus dem Beinfreiraum (220) herausschwenkbar und in den Beinfreiraum (220) hineinschwenkbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Energiegewinnungs-Vorrichtung zum Speichern von elektrischem Strom in einer wiederaufladbaren Batterie eines von mindestens einem Elektromotor getriebenen Elektroautomobils, mit einer mittels einer Pedaleinrichtung betätigbaren, elektrisch mit der Batterie verbundenen Dynamoeinrichtung, wobei die Pedale der Pedaleinrichtung mittels einer Schwenkeinrichtung aus einer Stauposition reversibel in eine Nutzungsposition überführbar sind, in der die Pedale der Pedaleinrichtung für eine Nutzung seitens eines Beifahrers innerhalb des Beinfreiraumes in einem Abstand zum Beifahrersitz angeordnet sind, der bemessen ist, um eine effektive Pedalbetätigung seitens einer im Beifahrersitz sitzenden Person zu gewährleisten Energiegewinnungs-Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik als Standfahrräder bekannt, deren Pedale eine elektrische Dynamomaschine zwecks Erzeugens elektrischen Stroms und dabei in der Regel zum Beladen eines Akkumulators bzw. einer wiederaufladbaren Batterie treiben. Die bekannten Energiegewinnungs-Vorrichtungen weisen indes sämtlich den Nachteil auf, dass sie nicht im Bereich eines Beifahrersitzes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Elektroautos platzierbar sind.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der Druckschrift Druckschrift DE 29 34 253 A1 bekannt.
Die Druckschrift US 7 017 685 B2 offenbart eine Kombination aus pedal- und motorgetriebenem Dreirad, umfassend:

- einen Wagenrahmen mit einem Lenkende und einem Antriebsende mit einer Stützplattform dazwischen, die so strukturiert ist, dass sie einem Fahrgastraum bei Verwendung Ein- und Ausstieg und Sitzgelegenheiten für einen Fahrgast bietet;
- ein Lenkrad, das drehbar und schwenkbar am Lenkende angebracht ist,
- eine Lenkanordnung, die betriebsmäßig mit dem Lenkrad verbunden ist, um das Lenkrad durch einen Bediener in eine gewünschte Richtung zu drehen,
- ein Paar Antriebsräder, die drehbar am Antriebsende montiert sind,
- Elektromotoren mit zwei Richtungen, die funktionsfähig mit jedem der Antriebsräder verbunden sind, um das Dreirad mit einer gewünschten Geschwindigkeit und Richtung zu bewegen und die Differenzialdrehzahl bereitzustellen, die beim Umfahren von Kurven erforderlich ist, wodurch die Notwendigkeit eines Differenzialgetriebes beseitigt wird,
- eine Speicherbatterie, die an dem Rahmen angebracht ist, der betriebsmäßig mit den Elektromotoren verbunden ist, um diese anzutreiben,
- einen pedalbetriebenen elektrischen Generator, der an dem Rahmen angebracht und betriebsmäßig mit der Speicherbatterie verbunden ist, um die Batterie zu laden,
- ein aerodynamisches Gehäuse mit einem Deckel, Fenstern und einer Tür, die den Fahrgastraum umgeben und an dem Rahmen befestigt sind, durch den ein Fahrgast in den Fahrgastraum eintreten und diesen verlassen kann, wobei das Gehäuse so strukturiert ist, dass der Luftwiderstand minimiert wird, damit das Fahrzeug von Motoren und Batterien minimaler Größe angetrieben werden kann Erfüllen der gewünschten Leistungslast- und Geschwindigkeitsanforderungen,
- ein Solarpanel, das an der Oberseite des aerodynamischen Gehäuses angebracht ist und auch betriebsmäßig mit der Speicherbatterie verbunden ist, um die Batterie aufzuladen, und
- Betriebssteuerungen, die dem Elektromotor und der Batterie zugeordnet sind, um diese selektiv zu aktivieren, um die Antriebsräder anzutreiben und das Fahrzeug mit der gewünschten Geschwindigkeit und Vorwärts- und Rückwärtsrichtung anzutreiben, wobei
- die Fahrzeugkomponenten so ausgelegt sind, dass sie einem Betreiber genügend Leistung liefern, um städtische Pendleranwendungen im Rahmen der von Solar, Batterie- und Pedalquellen verfügbaren Energie zu erfüllen.

Die Druckschrift DE 10 2014 223 630 A1 offenbart eine in einem Fahrzeug angeordnete, eine Batterie umfassende Fußstütze mit mindestens einer ein Piezoelement enthaltenden Sensoreinheit, die Energie zum Versorgen einer Elektronik bereitstellt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Energiegewinnungs-Vorrichtung zu schaffen, die für eine Nutzung eines Beifahrers reversibel im Bereich eines dem Beifahrersitz zugeordneten Beinfreiraumes unterbringbar ist.
Für eine Energiegewinnungs-Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Pedale der Pedaleinrichtung in der Stauposition oberhalb eines dem Beifahrersitz zugeordneten Beinfreiraumes untergebracht sind und die Schwenkeinrichtung eine oberhalb des Beinfreiraums senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnete Schwenkachse enthält, um die die Pedale der Pedaleinrichtung zumindest mehrheitlich schwenkbar gelagert sind, um die Pedale der Pedaleinrichtung aus einer Stauposition, in der sie oberhalb des dem Beifahrersitz zugeordneten Beinfreiraumes untergebracht ist, reversibel in eine Nutzungsposition zu überführen, wobei die Schwenkachse in einem dem Beifahrersitz nahen Bereich des Beinfreiraumes angeordnet ist, und eine elektrisch betätigbare Hebe-/Senk-Einrichtung vorgesehen ist, mittels derer die Pedale der Pedaleinrichtung bei einem Verschwenken der Pedale der Pedaleinrichtung reversibel aus dem Beinfreiraum herausschwenkbar und in den Beinfreiraum hineinschwenkbar sind.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, deren Elemente im Sinne einer weiteren Verbesserung des Lösungsansatzes der der Erfindung zugrunde gelegten Aufgabe wirken.
Bei der erfindungsgemäßen Energiegewinnungs-Vorrichtung wird mit Hilfe der Merkmalskombination des kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dem Merkmalen von dessen Oberbegriff eine nach freiem Ermessen temporäre Nutzung einer die Batterie eines Elektroautos aufladenden Dynamomaschine mittels der erfindungsgemäßen Pedaleinrichtung erreicht.
Die erfindungsgemäße Energiegewinnungs-Vorrichtung bietet somit zum einen den Vorteil, dass bei einer Verwendung während einer Fahrt die Speicherkapazität der Batterie eines Elektroautos erhöht und die Reichweite des Elektroautos insofern vergrößert wird. Zum anderen bietet die erfindungsgemäße Energiegewinnungs-Vorrichtung den Vorteil, dass ein wegen Erschöpfung der Batterie liegengebliebenes Elektroauto mittels Betätigung der Dynamoeinrichtung zumindest für eine Weiterfahrt zu einer nahegelegenen Wiederaufladestation wieder ertüchtigt werden kann.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiegewinnungs-Vorrichtung ist vorgesehen, dass zwischen der Batterie und der Dynamoeinrichtung mindestens eine Diode geschaltet ist, die einen Stromfluss von der Dynamoeinrichtung in die Batterie freigibt und einen Stromfluss von der Batterie in die Dynamoeinrichtung sperrt und somit eine Entladung der Batterie über die Dynamoeinrichtung verhindert.
Vorzugsweise sind dabei zwei Dioden vorgesehen, wobei eine erste Diode im Stromkreislauf vor die Dynamoeinrichtung geschaltet ist und eine zweite Diode im Stromkreislauf hinter die Dynamoeinrichtung geschaltet ist, und wobei die Dioden ausgelegt sind, um trotz abhängig von einer Betriebsart eines oder mehrerer Elektromotoren des Elektroautomobils auftretenden Spannungsspitzen eine Entladung der Batterie über die Dynamoeinrichtung sicher zu verhindern und somit ein Beladen der Batterie sowohl bei aktivierten als auch bei nicht-aktivierten Elektromotoren unabhängig von einem Fahren des Elektroautos zu ermöglichen.
Die Hebe-/Senk-Einrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann beispielsweise als mit der Schwenkachse mechanisch gekoppelter elektrischer Stellmotor ausgebildet sein, mittels dessen der Schwenkarm durch Rotation der Schwenkachse in einen vorgegebenen Winkel zur Horizontalen einstellbar ist, um die Pedale der Pedaleinrichtung reversibel aus dem Beinfreiraum heraus und in den Beinfreiraum hinein zu fördern.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiegewinnungs-Vorrichtung sind die Pedale der Pedaleinrichtung im Bereich eines ersten Endes eines in Fahrtrichtung des Elektroautos angeordneten Schwenkarmes angebracht, wobei das andere Ende des Schwenkarmes fest mit der Schwenkachse verbunden ist.
Aus diesem Grund ist der Schwenkarm zum Zweck eines Einstellens des Abstandes der Pedale zur Schwenkachse und damit des Abstandes der Pedale zum Beifahrersitz vorzugsweise entlang seiner Längsachse teleskopierbar und in vorgegebener Position arretierbar ausgebildet. Dabei ist insbesondere ein mit dem teleskopierbaren Schwenkarm gekoppelter weiterer elektrischer Stellmotor zum elektrischen Einstellen des Abstandes der Pedale zum Beifahrersitz vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Energiegewinnungs-Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigt:

1 eine schematisch dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiegewinnungs-Vorrichtung in einer Seitenansicht;
2 in 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Energiegewinnungs-Vorrichtung in einer Ansicht von oben;
3 eine elektrische Schaltung betreffend die in 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiegewinnungs-Vorrichtung.

Die in den 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Elektrische Energiegewinnungs-Vorrichtung 100 ist zum Speichern von elektrischem Strom in einer wiederaufladbaren Batterie 110 eines von mindestens einem Elektromotor (M) getriebenen Elektroautomobils 200 vorgesehen und enthält eine mittels einer Pedaleinrichtung betätigbaren, elektrisch mit der Batterie 110 verbundenen Dynamoeinrichtung 130.
Die Pedale 121, 122 der Pedaleinrichtung sind mittels einer Schwenkeinrichtung 140 aus einer Stauposition, in der die Pedaleinrichtung oberhalb eines dem Beifahrersitz 210 zugeordneten Beinfreiraumes 220 untergebracht ist, reversibel in eine Nutzungsposition überführbar, in der die Pedale 121, 122 der Pedaleinrichtung für eine Nutzung seitens eines Beifahrers innerhalb des Beinfreiraumes 220 angeordnet sind.
Ein Abstand der Pedale 121, 122 der Pedaleinrichtung zum Beifahrersitz 210 ist dabei im Sinne einer ergonomischen Anpassung zum Zweck einer optimierten Pedalbetätigung seitens einer im Beifahrersitz 210 sitzenden Person einstellbar.
Zwischen der Batterie 110 und der Dynamoeinrichtung 130 sind zwei Dioden 125, 126 geschaltet, die einen Stromfluss von der Dynamoeinrichtung 130 in die Batterie 110 freigibt und einen Stromfluss von der Batterie 110 in die Dynamoeinrichtung 130 sperrt und somit eine Entladung der Batterie 110 über die Dynamoeinrichtung 130 verhindert.
Von den beiden Dioden 125, 126 ist eine erste Diode 125 im Stromkreislauf vor der Dynamoeinrichtung 130 angeordnet und eine zweite Diode 126 ist im Stromkreislauf hinter die Dynamoeinrichtung 130 angeordnet, wobei die Dioden 125, 126 ausgelegt sind, um trotz abhängig von einer Betriebsart eines oder mehrerer Elektromotoren des Elektroautomobils 200 auftretenden Spannungsspitzen eine Entladung der Batterie 110 über die Dynamoeinrichtung 130 sicher zu verhindern und somit ein Beladen der Batterie 110 sowohl bei aktivierten als auch bei nicht-aktivierten Elektromotoren unabhängig von einem Fahren des Elektroautos 200 zu ermöglichen.
Die Schwenkeinrichtung 140 enthält eine oberhalb des Beinfreiraums 220 senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnete Schwenkachse 150, um die die Pedale 121, 122 der Pedaleinrichtung zumindest mehrheitlich schwenkbar gelagert ist, um die Pedale 121, 122 der Pedaleinrichtung aus einer Stauposition, in der sie oberhalb des dem Beifahrersitz 210 zugeordneten Beinfreiraumes 220 untergebracht ist, reversibel in eine Nutzungsposition zu überführen. Die Schwenkachse 150 ist dabei in einem dem Beifahrersitz 210 nahen Bereich des Beinfreiraumes 220 angeordnet.
Eine elektrisch betätigbare Hebe-/Senk-Einrichtung ist vorgesehen, mittels derer die Pedale 121, 122 der Pedaleinrichtung bei einem Verschwenken der Pedaleinrichtung reversibel aus dem Beinfreiraum 220 herausschwenkbar und in den Beinfreiraum 220 hineinschwenkbar sind.
Die Hebe-/Senk-Einrichtung ist als mit der Schwenkachse 150 mechanisch gekoppelter elektrischer Stellmotor 180 ausgebildet, mittels dessen der Schwenkarm 170 durch Rotation der Schwenkachse 150 in einen vorgegebenen Winkel zur Horizontalen einstellbar ist, um die Pedale 121, 122 der Pedaleinrichtung reversibel aus dem Beinfreiraum 220 heraus und in den Beinfreiraum 220 hinein zu fördern.
Die Pedale 121, 122 der Pedaleinrichtung sind im Bereich eines ersten Endes 171 eines in Fahrtrichtung des Elektroautos angeordneten Schwenkarmes 170 angebracht, wobei das andere Ende 172 des Schwenkarmes 170 fest mit der Schwenkachse 150 verbunden ist.
Der Schwenkarm 170 ist zum Zweck eines Einstellens des Abstandes der Pedale 121, 122 zur Schwenkachse 150 und damit des Abstandes der Pedale 121, 122 der Pedaleinrichtung um Beifahrersitz 210 entlang seiner Längsachse teleskopierbar und in vorgegebener Position arretierbar, wobei ein elektrischer Stellmotor 190 zum elektrischen Einstellen des Abstandes der Pedale 121, 122 zum Beifahrersitz 210 vorgesehen ist.
Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.
Bezugszeichenliste

100: Energiegewinnungs-Vorrichtung
110: Batterie
121, 122: Pedale der Pedaleinrichtung
125, 126: Diode
130: Dynamoeinrichtung
140: Schwenkeinrichtung
150: Schwenkachse
170: Schwenkarm
171: erstes Ende
172: anderes Ende
180: elektrischer Stellmotor
190: elektrischer Stellmotor
200: Elektroautomobil
210: Beifahrersitz
220: Beinfreiraum
M: Elektromotor

Claims

Elektrische Energiegewinnungs-Vorrichtung (100) zum Speichern von elektrischem Strom in einer wiederaufladbaren Batterie (110) eines von mindestens einem Elektromotor (M) getriebenen Elektroautomobils (200), mit einer mittels einer Pedaleinrichtung betätigbaren, elektrisch mit der Batterie (110) verbundenen Dynamoeinrichtung (130), wobei die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung mittels einer Schwenkeinrichtung (140) aus einer Stauposition reversibel in eine Nutzungsposition überführbar sind, in der die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung für eine Nutzung seitens eines Beifahrers innerhalb des Beinfreiraumes (220) in einem Abstand zum Beifahrersitz (210) angeordnet sind, der bemessen ist, um eine effektive Pedalbetätigung seitens einer im Beifahrersitz (210) sitzenden Person zu gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, dass - die Pedale der Pedaleinrichtung in der Stauposition oberhalb eines dem Beifahrersitz zugeordneten Beinfreiraumes untergebracht sind, - die Schwenkeinrichtung (140) eine oberhalb des Beinfreiraums (220) senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnete Schwenkachse (150) enthält, um die die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung zumindest mehrheitlich schwenkbar gelagert sind, um die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung aus einer Stauposition, in der sie oberhalb des dem Beifahrersitz (210) zugeordneten Beinfreiraumes (220) untergebracht ist, reversibel in eine Nutzungsposition zu überführen, wobei - die Schwenkachse (150) in einem dem Beifahrersitz (210) nahen Bereich des Beinfreiraumes (220) angeordnet ist, und - eine elektrisch betätigbare Hebe-/Senk-Einrichtung vorgesehen ist, mittels derer die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung bei einem Verschwenken der Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung reversibel aus dem Beinfreiraum (220) herausschwenkbar und in den Beinfreiraum (220) hineinschwenkbar sind.
Energiegewinnungs-Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Batterie (110) und der Dynamoeinrichtung (130) mindestens eine Diode (125) geschaltet ist, die einen Stromfluss von der Dynamoeinrichtung (130) in die Batterie (110) freigibt und einen Stromfluss von der Batterie (110) in die Dynamoeinrichtung (130) sperrt und somit eine Entladung der Batterie (110) über die Dynamoeinrichtung (130) verhindert.
Energiegewinnungs-Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Dioden (125, 126) vorgesehen sind, wobei eine erste Diode (125) im Stromkreislauf vor die Dynamoeinrichtung (130) geschaltet ist und eine zweite Diode (126) im Stromkreislauf hinter die Dynamoeinrichtung (130) geschaltet ist, und wobei die Dioden (125, 126) ausgelegt sind, um trotz abhängig von einer Betriebsart eines oder mehrerer Elektromotoren (M) des Elektroautomobils (200) auftretenden Spannungsspitzen eine Entladung der Batterie (110) über die Dynamoeinrichtung (130) sicher zu verhindern und somit ein Beladen der Batterie (110) sowohl bei aktivierten als auch bei nicht-aktivierten Elektromotoren unabhängig von einem Fahren des Elektroautos (200) zu ermöglichen.
Energiegewinnungs-Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebe-/Senk-Einrichtung als mit der Schwenkachse (150) mechanisch gekoppelter elektrischer Stellmotor (180) ausgebildet ist, mittels dessen der Schwenkarm (170) durch Rotation der Schwenkachse in einen vorgegebenen Winkel zur Horizontalen einstellbar ist, um die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung reversibel aus dem Beinfreiraum (220) heraus und in den Beinfreiraum (220) hinein zu fördern.
Energiegewinnungs-Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung im Bereich eines ersten Endes (171) eines in Fahrtrichtung des Elektroautos angeordneten Schwenkarmes (170) angebracht sind, wobei das andere Ende 172 des Schwenkarmes (170) fest mit der Schwenkachse (150) verbunden ist.
Energiegewinnungs-Vorrichtung (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (170) zum Zweck eines Einstellens des Abstandes der Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung zur Schwenkachse (150) und damit des Abstandes der Pedale (121, 122) zum Beifahrersitz (210) entlang seiner Längsachse teleskopierbar und in vorgegebener Position arretierbar ist.
Energiegewinnungs-Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem teleskopierbaren Schwenkarm (170) gekoppelter elektrischer Stellmotor (190) zum elektrischen Einstellen des Abstand der Pedale (121, 122) der Pedaleinrichtung zum Beifahrersitz (210) vorgesehen ist.