DE202018101876U1

DE202018101876U1 - Power generation system for vehicles for generating electrical energy from kinetic energy

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Publication number: DE202018101876U1
Application number: DE202018101876.0U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-06
Filing date: 2018-04-06
Publication date: 2019-07-17
Anticipated expiration: 2028-04-07

Abstract

Energieerzeugungssystem für Fahrzeuge zur Erzeugung elektrischer Energie aus Bewegungsenergie, wobei das Energieerzeugungssystem einen an einem gefedert abgestützten Fahrzeugchassis (5) befestigbaren Generator (10) und einen Bewegungsübertragungsmechanismus (12, 12') mit einem Getriebe (19) zum Antrieb des Generators (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsübertragungsmechanismus (12, 12') eine Bewegungswandlungseinrichtung (13) zum Umwandeln von durch das Ein- und Ausfedern eines Fahrzeugrads (1, 1') verursachten Vertikalbewegungen eines Radaufhängungsteils (3, 3') relativ zum Fahrzeugchassis (5) in Drehbewegungen zum Antrieb des Generators (10) aufweist.

A power generation system for vehicles for generating electrical energy from motive power, the power generation system comprising a generator (10) attachable to a spring-mounted vehicle chassis (5) and a motion transmitting mechanism (12, 12 ') having a gear (19) for driving the generator (10) characterized in that the motion transmission mechanism (12, 12 ') comprises a motion converting means (13) for converting vertical movements of a suspension member (3, 3') caused by the rebound and rebound of a vehicle wheel (1, 1 ') relative to the vehicle chassis (5 ) in rotational movements for driving the generator (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Energieerzeugungssystem für Fahrzeuge zur Erzeugung elektrischer Energie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Fahrzeug mit einem derartigen Energieerzeugungssystem gemäß Anspruch 12.The invention relates to a power generation system for vehicles for generating electrical energy according to the preamble of claim 1 and a vehicle having such a power generation system according to claim 12.

Es sind Energieerzeugungssysteme für Fahrzeuge in der Form von Energierückgewinnungssystemen bekannt, bei denen die beim Bremsen des Fahrzeugs freigesetzte Bremsenergie verwendet wird, um einen Generator zum Erzeugen elektrischer Energie anzutreiben. Mit dieser elektrischen Energie können dann elektrische Verbraucher gespeist oder eine Batterie aufgeladen werden. Weiterhin sind Energierückgewinnungssysteme bekannt, bei denen die Bremsenergie verwendet wird, um ein Schwungrad anzutreiben. Die kinetische Energie des Schwungrads kann dann zum nachfolgenden Beschleunigen des Fahrzeugs verwendet werden.Energy generating systems for vehicles in the form of energy recovery systems are known in which the braking energy released during braking of the vehicle is used to drive a generator for generating electrical energy. With this electrical energy then electrical loads can be fed or charged a battery. Furthermore, energy recovery systems are known in which the braking energy is used to drive a flywheel. The kinetic energy of the flywheel may then be used for subsequent acceleration of the vehicle.

Energieerzeugungssysteme dieser Art sind bereits ein erster Ansatz, die gesamte Energiebilanz beim Betrieb eines Fahrzeugs, insbesondere von elektrisch betriebenen Fahrzeugen wie Autos, Bussen oder dergleichen, zu verbessern. Weitere Maßnahmen, mit denen bei einem Fahrzeug die Menge an extern zuzuführender Energie verringert werden kann, sind jedoch in hohem Maße wünschenswert.Power generation systems of this type are already a first approach to improve the overall energy balance in the operation of a vehicle, in particular electrically powered vehicles such as cars, buses or the like. However, further measures that can reduce the amount of externally supplied energy in a vehicle are highly desirable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Energieerzeugungssystem und ein Fahrzeug mit einem Energieerzeugungssystem zu schaffen, mit dem auf möglichst effektive Weise beim Betrieb des Fahrzeugs Energie rückgewonnen und in Form von elektrischer Energie für das Fahrzeug wieder zur Verfügung gestellt werden kann.The invention is therefore an object of the invention to provide a power generation system and a vehicle with a power generation system, with the most effective way in the operation of the vehicle recovered energy and can be made available in the form of electrical energy for the vehicle again.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Energieerzeugungssystem gemäß Anspruch 1 und durch ein Fahrzeug gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a power generation system according to claim 1 and by a vehicle according to claim 12. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.

Das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem umfasst einen an einem gefedert abgestützten Fahrzeugchassis befestigbaren Generator und einen Bewegungsübertragungsmechanismus mit einem Getriebe zum Antrieb des Generators. Erfindungsgemäß weist der Bewegungsübertragungsmechanismus eine Bewegungswandlungseinrichtung zum Umwandeln von durch das Ein- und Ausfedern eines Fahrzeugrads verursachten Vertikalbewegungen eines Radaufhängungsteils relativ zum Fahrzeugchassis in Drehbewegungen zum Antrieb des Generators auf.The power generation system according to the invention comprises a mounted on a spring-mounted vehicle chassis generator and a motion transmission mechanism with a transmission for driving the generator. According to the invention, the motion transmission mechanism comprises a motion converting means for converting vertical movements of a suspension member relative to the vehicle body caused by the rebound and rebound of a vehicle wheel into rotary motions to drive the generator.

Mit dem erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystem ist es möglich, die beim Fahren fortwährend auftretenden vertikalen Relativbewegungen zwischen dem gefederten Fahrzeugchassis und dem relativ zur Fahrbahn ungefederten Fahrzeugrad bzw. Radaufhängungsteil in elektrische Energie umzuwandeln. Die Energierückgewinnung erfolgt hierbei automatisch während der gesamten Fahrt und unabhängig von Bremssituationen.With the power generation system according to the invention, it is possible to convert the vertical relative movements continuously occurring during driving between the sprung vehicle chassis and the vehicle wheel or suspension element unsprung relative to the roadway into electrical energy. The energy recovery takes place here automatically during the entire journey and independent of braking situations.

Der Begriff „Radaufhängungsteil“ ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung in sehr allgemeiner Weise im Sinne eines beliebigen Fahrzeugrad-Halteteils der Radaufhängung zu verstehen.The term "suspension member" is to be understood in the context of the present invention in a very general manner in the sense of any vehicle wheel-holding part of the suspension.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Bewegungswandlungseinrichtung einen Schwinghebel und ein Eingangsdrehelement auf, wobei der Schwinghebel einerseits mit dem Radaufhängungsteil und andererseits mit dem Eingangsdrehelement derart gekoppelt ist, dass eine Schwingbewegung des Schwinghebels relativ zum Eingangsdrehelement eine Drehbewegung des Eingangsdrehelements erzeugt. Mittels einer derartigen Bewegungswandlungseinrichtung können die Vertikalbewegungen des Fahrzeugrads relativ zum Fahrzeugchassis auf einfache Weise in eine Drehbewegung umgewandelt werden, die dann mittels des Getriebes zu einer Generatorantriebswelle übertragen wird.According to an advantageous embodiment, the motion conversion device has a rocker arm and an input rotary element, wherein the rocker arm is coupled on the one hand with the suspension member and on the other hand with the input rotary member such that a swinging movement of the rocker arm relative to the input rotary member generates a rotational movement of the input rotary member. By means of such a motion conversion device, the vertical movements of the vehicle wheel can be converted relative to the vehicle chassis in a simple manner in a rotary motion, which is then transmitted by means of the transmission to a generator drive shaft.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Bewegungswandlungseinrichtung als Federwegvergrößerungsmechanismus ausgebildet, wobei der Schwinghebel zwischen seinen beiden Enden mittels eines Schwenklagers am Fahrzeugchassis schwenkbar gelagert ist, und wobei ein sich zwischen dem ungefederten Radaufhängungsteil und dem Schwenklager erstreckender erster Hebelarm kürzer ist als ein sich vom Schwenklager zum Eingangsdrehelement erstreckender zweiter Hebelarm, so dass der zweite Hebelarm im Bereich des Eingangsdrehelements Pendelhübe ausführt, die größer sind als die Pendelhübe am Ende des ersten Hebelarms. Hierdurch lassen sich die Pendel- bzw. Hubbewegungen des Fahrzeugchassis relativ zum ungefederten Radaufhängungsteil mittels des Schwinghebels vergrößern. Der Schwinghebel wirkt damit als Übersetzungshebelzum Vergrößern der Federwege, wobei das Übersetzungsverhältnis vom Verhältnis der Längen des ersten Hebelarms zum zweiten Hebelarm abhängt und durch geeignete Wahl der Hebelarmlängen entsprechend beeinflusst werden kann.According to an advantageous embodiment, the movement conversion device is designed as spring travel enlargement mechanism, wherein the oscillating lever is pivotally mounted between its two ends by means of a pivot bearing on the vehicle chassis, and wherein a extending between the unsprung suspension member and the pivot bearing first lever arm is shorter than one from the pivot bearing to the input rotary member extending second lever arm, so that the second lever arm in the region of the input rotary element performs pendulum strokes that are larger than the pendulum strokes at the end of the first lever arm. As a result, the pendulum or lifting movements of the vehicle chassis can be increased relative to the unsprung suspension part by means of the rocker arm. The rocker arm thus acts as a translation lever to increase the spring travel, wherein the gear ratio of the ratio of the lengths of the first lever arm to the second lever arm depends and can be influenced by appropriate choice of Hebelarmlängen accordingly.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform besteht das Eingangsdrehelement aus einem Eingangszahnrad, wobei der Schwinghebel und das Eingangszahnrad mittels einer am Schwinghebel befestigten Zahnstange oder Zahnplatte bewegungsgekoppelt sind. Hierdurch lässt sich auf besonders einfache, zuverlässige und effektive Weise die Pendelbewegung des Schwinghebels, die bevorzugt in einer vertikalen Ebene ausgeführt wird, in eine Drehbewegung des Eingangszahnrads überführen. Alternativ ist es auch möglich, als Eingangsdrehelement zum Beispiel eine Kurbelwelle oder eine Drehscheibe mit einem Kupplungszapfen zu verwenden, mit welcher das Ende des Schwinghebels bewegungsgekoppelt ist.According to an advantageous embodiment, the input rotary member consists of an input gear, wherein the rocker arm and the input gear are coupled by means of a toothed rack or toothed plate attached to the rocker arm. This makes it possible in a particularly simple, reliable and effective manner, the pendulum motion of the rocker arm, which is preferably carried out in a vertical plane in one Transfer rotary motion of the input gear. Alternatively, it is also possible to use as an input rotary element, for example, a crankshaft or a turntable with a coupling pin, with which the end of the rocker arm is coupled for movement.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Bewegungsübertragungsmechanismus mindestens einen Freilauf auf, welcher zwischen dem Eingangsdrehelement und dem Generator angeordnet und ausgebildet ist, Drehbewegungen des Eingangsdrehelements nur in einer bestimmten Drehrichtung zum Generator zu übertragen. Hierdurch wird auf einfache Weise sichergestellt, dass der Generator immer nur in einer vorbestimmten Drehrichtung angetrieben wird, obwohl das ungefederte Radaufhängungsteil Vertikalbewegungen nach oben und unten, das heißt reziproke Hubbewegungen, ausführt.According to an advantageous embodiment, the motion transmission mechanism has at least one freewheel, which is arranged and configured between the input rotary element and the generator, to transmit rotational movements of the input rotary element to the generator only in a certain direction of rotation. This ensures in a simple manner that the generator is always driven only in a predetermined direction of rotation, although the unsprung suspension part vertical movements up and down, that is, reciprocal strokes, performs.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Bewegungsübertragungsmechanismus zwei Getriebestränge auf, die auf den Generator die reziproken Drehbewegungen des Eingangsdrehelements in Abhängigkeit der Drehrichtung des Eingangsdrehelements übertragen. Hierdurch wird der Generator sowohl durch eine nach oben gerichtete Vertikalbewegung als auch durch nach unten gerichtete Vertikalbewegung des ungefederten Radaufhängungsteils immer in der gleichen Drehrichtung angetrieben. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Energierückgewinnungssystems im Vergleich zu einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher nur die nach oben gerichteten Vertikalbewegungen oder nur die nach unten gerichteten Vertikalbewegungen zum Antrieb des Generators verwendet werden, entsprechend erhöht.According to a particularly advantageous embodiment, the motion transmission mechanism has two gear trains which transmit to the generator the reciprocal rotational movements of the input rotary element as a function of the direction of rotation of the input rotary element. As a result, the generator is always driven by an upward vertical movement as well as by downward vertical movement of the unsprung suspension member in the same direction. Thereby, the efficiency of the energy recovery system compared to an embodiment of the invention in which only the upward vertical movements or only the downward vertical movements are used to drive the generator is increased accordingly.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Getriebestränge mit einem gemeinsamen Antriebszahnrad in Antriebsverbindung. Hierdurch kann eine einfache, platzsparende Bauweise erzielt werden.According to an advantageous embodiment, the two gear trains are in drive connection with a common drive gear. As a result, a simple, space-saving design can be achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Getriebestränge mit einem gemeinsamen Abtriebszahnrad in Antriebsverbindung, das zwischen den Getriebesträngen und dem Generator angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich ebenfalls eine einfache, platzsparende Bauweise.According to an advantageous embodiment, the two gear trains are in drive connection with a common output gear, which is arranged between the gear trains and the generator. This also results in a simple, space-saving design.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Abtriebszahnrad mit einem Schwungrad drehgekoppelt. Ein derartiges Schwungrad, das eine entsprechende erhöhte träge Masse hat, führt zu einer Vergleichmäßigung der Drehkräfte, die auf den Generator übertragen werden.According to an advantageous embodiment, the output gear is rotationally coupled to a flywheel. Such a flywheel, which has a corresponding increased inertial mass, leads to a homogenization of the rotational forces that are transmitted to the generator.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen dem Abtriebszahnrad und dem Generator ein weiterer Freilauf vorgesehen, der ausgebildet ist, die Drehbewegung des Abtriebszahnrads nur in einer bestimmten Drehrichtung auf den Generator zu übertragen. Dieser weitere Freilauf stellt sicher, dass der Generator und das gegebenenfalls vorhandene Schwungrad nicht abgebremst werden, wenn sich die übrigen Teile des Getriebes langsamer drehen.According to an advantageous embodiment, a further freewheel is provided between the output gear and the generator, which is designed to transmit the rotational movement of the output gear only in a certain direction of rotation to the generator. This additional freewheel ensures that the generator and the flywheel if present are not braked when the other parts of the transmission rotate more slowly.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung steht der Generator mit zwei Bewegungsübertragungsmechanismen in Antriebsverbindung, die sich von den Radaufhängungsteilen gegenüberliegender Laufräder zu dem zwischen diesen Laufrädern angeordneten Generator erstrecken. In diesem Fall kann derselbe Generator durch die vertikalen Relativbewegungen gegenüberliegender Fahrzeugräder angetrieben werden. Jeder der beiden Bewegungsübertragungsmechanismen kann dabei wie vorstehend beschrieben ausgebildet sein.According to an advantageous embodiment of the invention, the generator is drivingly connected to two motion transmission mechanisms which extend from the wheel suspension parts of opposite wheels to the generator arranged between these wheels. In this case, the same generator can be driven by the vertical relative movements of opposing vehicle wheels. Each of the two motion transmission mechanisms can be designed as described above.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Fahrzeug mit einem Energieerzeugungssystem der vorstehend beschriebenen Art gelöst, wobei die Bewegungswandlungseinrichtung mit dem Radaufhängungsteil gekoppelt und der Generator am Fahrzeugchassis befestigt ist.The object stated in the introduction is further achieved by a vehicle having a power generation system of the type described above, wherein the motion conversion device is coupled to the suspension part and the generator is attached to the vehicle chassis.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1: eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystem, das zwei mit einem linksseitigen und rechtsseitigen Radaufhängungsteil gekoppelte Bewegungsübertragungsmechanismen aufweist;
2: eine schematische Vorder- oder Rückansicht auf einen Teil des Fahrzeugs im Bereich des Energieerzeugungssystems, wobei vom Energieerzeugungssystem nur eine Strebe und ein Schwinghebel mit Zahnstange gezeigt sind;
3: eine schematische Draufsicht auf das Getriebe des Bewegungsübertragungsmechanismus mit Schwungscheibe; und
4: eine schematische Explosionsdarstellung von zwei erfindungsgemäßen Bewegungsübertragungsmechanismen, die von gegenüberliegenden Seiten her auf einen Generator einwirken.

The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawings. Show it:

1 Fig. 2 is a schematic plan view of a part of a vehicle having a power generation system according to the invention, which has two motion transmission mechanisms coupled to left and right side suspension members;
2 a schematic front or rear view of a part of the vehicle in the region of the power generation system, wherein the power generation system only a strut and a rocker arm with rack are shown;
3 a schematic plan view of the transmission of the motion transmission mechanism with flywheel; and
4 : A schematic exploded view of two motion transmission mechanisms according to the invention, which act on opposite sides of a generator.

1 zeigt eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Energieerzeugungssystem für ein Fahrzeug, beispielsweise Auto, Lastwagen oder Bus, zur Erzeugung elektrischer Energie aus Bewegungsenergie. 1 shows a plan view of the inventive power generation system for a vehicle, such as car, truck or bus, for generating electrical energy from kinetic energy.

In 1 ist ein linksseitiges Laufrad 1 und ein rechtseitiges Laufrad 1' mit den dazugehörigen Felgen 2, 2' im Schnitt dargestellt, um in den Bereich der Felgen 2, 2' hineinragende ungefederte Radaufhängungsteile 3, 3' sichtbar zu machen. Bei Vorwärtsfahrt bewegt sich das Fahrzeug in Richtung des Pfeils 4. In 1 is a left-side impeller 1 and a right-hand wheel 1' with the corresponding rims 2 . 2 ' shown in section to the area of the rims 2 . 2 ' protruding unsprung suspension parts 3 . 3 ' to make visible. When driving forward, the vehicle moves in the direction of the arrow 4 ,

1 zeigt weiterhin schematisch einen Teil eines gefederten Fahrzeugchassis 5, das beidseitig über Radlenker 6, 6' mit dem linken und rechten Radaufhängungsteil 3, 3' verbunden ist. Die Radlenker 6 sind in bekannter Weise über Schwenklager 7, 7' einerseits mit den Radaufhängungsteilen 3, 3' und andererseits mit dem Fahrzeugchassis 5 derart schwenkbar verbunden, dass die Laufräder 1, 1' relativ zum Fahrzeugchassis 5 Vertikalbewegungen ausführen können, wobei das Fahrzeugchassis 5 mittels Federn 8, 8' (2) gegenüber den Laufrädern 1, 1' federnd abgestützt ist. 1 further schematically shows a part of a sprung vehicle chassis 5 , the two-sided over Radlenker 6 . 6 ' with the left and right suspension parts 3 . 3 ' connected is. The bicycle handlebars 6 are in a known manner via pivot bearings 7 . 7 ' on the one hand with the suspension parts 3 . 3 ' and on the other hand with the vehicle chassis 5 pivotally connected such that the wheels 1 . 1' relative to the vehicle chassis 5 Vertical movements can be performed, the vehicle chassis 5 by means of springs 8th . 8th' ( 2 ) opposite the wheels 1 . 1' is resiliently supported.

Aufgrund dieser gefederten Aufhängung führen die Laufräder 1, 1' und ungefederten Radaufhängungsteile 3, 3' beim Fahren, bedingt durch Fahrbahnunebenheiten, fortwährend relativ zum gefederten Fahrzeugchassis 5 Vertikalbewegungen aus, die in 2 mit den Doppelpfeilen 9 veranschaulicht sind. Umgekehrt ausgedrückt, führt das Fahrzeugchassis 5 relativ zu den Laufrädern 1, 1' bzw. zu den Radaufhängungsteilen 3, 3' entsprechende Vertikalbewegungen aus.Because of this spring-loaded suspension run the wheels 1 . 1' and unsprung suspension parts 3 . 3 ' when driving, due to road bumps, continuously relative to the sprung vehicle chassis 5 Vertical movements made in 2 with the double arrows 9 are illustrated. Conversely, the vehicle chassis performs 5 relative to the wheels 1 . 1' or to the suspension parts 3 . 3 ' corresponding vertical movements.

Bei den ungefederten Radaufhängungsteilen 3, 3' handelt es sich um solche Teile der Radaufhängung, die in der Nähe der Laufräder 1, 1' angeordnet sind, die Vertikalbewegungen der Laufräder 1, 1' mitmachen und eine ausreichende Stabilität haben, ohne sich jedoch mit den Laufrädern 1, 1' mitzudrehen. Vorzugsweise handelt es sich bei den Radaufhängungsteilen 3, 3' um einen felgennahen Radaufnahmesattel. Weiterhin kann es sich bei den Radaufhängungsteilen 3, 3' auch um einen radnahen Bereich des Radlenkers 6, 6' handeln. Bei Fahrzeugen mit starrer Achse ist es auch möglich, dass das Radaufhängungsteil 3, 3' ein radnaher Bereich des Achsgehäuses ist.In the unsprung suspension parts 3 . 3 ' These are those parts of the suspension that are near the wheels 1 . 1' are arranged, the vertical movements of the wheels 1 . 1' join in and have sufficient stability, but without the wheels 1 . 1' co-rotate. Preferably, the suspension parts 3 . 3 ' around a rim-near wheel mounting saddle. Furthermore, it may be in the suspension parts 3 . 3 ' also around a Radnahen area of the Radlenker 6 . 6 ' act. For vehicles with a rigid axle, it is also possible that the suspension part 3 . 3 ' is a near-radar area of the axle housing.

Wie aus 1 ersichtlich, ist am gefederten Fahrzeugchassis 5 ein Generator 10 zur Erzeugung elektrischer Energie befestigt bzw. befestigbar. Der Generator 10 wird über eine Generatorantriebswelle 11 angetrieben, die im gezeigten Ausführungsbeispiel den Generator 10 durchdringt und über beide Seiten des Generators 10 vorsteht.How out 1 It can be seen on the sprung vehicle chassis 5 a generator 10 attached or fastened for generating electrical energy. The generator 10 is via a generator drive shaft 11 driven, in the embodiment shown, the generator 10 penetrates and over both sides of the generator 10 protrudes.

Der Antrieb des Generators 10 bzw. der Generatorwelle 11 erfolgt über zwei Bewegungsübertragungsmechanismen 12, 12', die derart ausgebildet sind, dass sie die Vertikalbewegungen der Radaufhängungsteile 3, 3' relativ zum Fahrzeugchassis 5 in Drehbewegungen umwandeln, die vorzugsweise von zwei gegenüberliegenden Seiten her auf die Generatorantriebswelle 11 übertragen werden. Der Bewegungsübertragungsmechanismus 12 ist dabei mit dem linken Radaufhängungsteil 3 in Wirkverbindung, während der Bewegungsübertragungsmechanismus 12' mit dem rechten Radaufhängungsteil 3' in Wirkverbindung ist.The drive of the generator 10 or the generator shaft 11 via two motion transmission mechanisms 12 . 12 ' , which are designed such that they the vertical movements of the suspension parts 3 . 3 ' relative to the vehicle chassis 5 convert into rotational movements, preferably from two opposite sides on the generator drive shaft 11 be transmitted. The motion transmission mechanism 12 is with the left suspension part 3 in operative connection, during the motion transmission mechanism 12 ' with the right suspension part 3 ' is in operative connection.

Die beiden Bewegungsübertragungsmechanismen 12, 12' sind zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet, jedoch in der Draufsicht von 1 bezüglich des Generators 10 punktsymmetrisch angeordnet. Es wird im Folgenden daher nur der Bewegungsübertragungsmechanismus 12 beschrieben. Für den Bewegungsübertragungsmechanismus 12' gilt diese Beschreibung entsprechend.The two motion transmission mechanisms 12 . 12 ' are at least substantially the same, but in the plan view of 1 concerning the generator 10 arranged point-symmetrically. Therefore, hereinafter, only the motion transmission mechanism will be described 12 described. For the motion transmission mechanism 12 ' this description applies accordingly.

Der Bewegungsübertragungsmechanismus 12 umfasst eine Bewegungswandlungseinrichtung 13 zum Umwandeln von Vertikalbewegungen in Drehbewegungen. Hierzu weist die Bewegungswandlungseinrichtung 13 am Radaufhängungsteil 3 eine starr befestigte Strebe 14 (2) und einen Schwinghebel 15 auf, der mittels eines Schwenklagers 16 schwenkbar am Fahrzeugchassis 5 gelagert ist. Der Schwinghebel 15 ist über ein Gelenk 17 an einem Ende gelenkig mit der Strebe 14 verbunden. Das Gelenk 17 befindet sich seitlich außerhalb des Schwenklagers 16. Ferner erstreckt sich der Schwinghebel 15 im gezeigten Ausführungsbeispiel vom Schwenklager 16 in Querrichtung des Fahrzeugs bis zu einem freien Ende, an dem eine Zahnstange 18 oder Zahnplatte befestigt ist.The motion transmission mechanism 12 includes a motion conversion device 13 for converting vertical movements into rotational movements. For this purpose, the movement conversion device 13 on the suspension part 3 a rigidly fixed strut 14 ( 2 ) and a rocker arm 15 on, by means of a pivot bearing 16 swiveling on the vehicle chassis 5 is stored. The rocker arm 15 is about a joint 17 at one end hinged to the strut 14 connected. The joint 17 is located laterally outside of the pivot bearing 16 , Furthermore, the oscillating lever extends 15 in the illustrated embodiment of the pivot bearing 16 in the transverse direction of the vehicle to a free end to which a rack 18 or tooth plate is attached.

Aus 2 ist ersichtlich, dass dann, wenn das Laufrad 1 beim Ein- und Ausfedern Vertikalbewegungen relativ zum Fahrzeugchassis 5 ausführt, die Strebe 14 zusammen mit dem Gelenk 17 und damit der Schwinghebel 15 im Bereich seines äußeren Endes ebenfalls entsprechende Vertikalbewegungen relativ zum Schwenklager 16 ausführt. Das innere Ende des Schwinghebels 15 mit der daran befestigten Zahnstange 18 führt dabei Schwenkbewegungen um das Schwenklager 16 herum und damit ebenfalls eine Auf- und Abbewegung mit vom Federweg und der Länge des Schwinghebels 15 abhängigen Hüben aus.Out 2 it can be seen that when the impeller 1 during compression and rebound vertical movements relative to the vehicle chassis 5 performs, the strut 14 together with the joint 17 and thus the rocker arm 15 in the region of its outer end also corresponding vertical movements relative to the pivot bearing 16 performs. The inner end of the rocker arm 15 with the rack attached to it 18 thereby performs pivoting movements about the pivot bearing 16 around and thus also an up and down movement with the travel and the length of the rocker arm 15 dependent strokes.

Der seitlich äußere erste Hebelarm 15a des Schwinghebels 15 zwischen dem Schwenklager 16 und dem Gelenk 17 ist vorzugsweise kürzer als der zweite Hebelarm 15b zwischen dem Schwenklager 16 und der Zahnstange 18. Dies führt dazu, dass die Vertikalbewegungen, d.h. die Pendelhübe, welche der Schwinghebel 15 im Bereich der Zahnstange 18 ausführt, im Verhältnis der Längen der Hebelarme 15b:15a vergrößert werden. Die Bewegungswandlungseinrichtung 13 wirkt damit als Federwegvergrößerungseinrichtung.The laterally outer first lever arm 15a of the rocker arm 15 between the pivot bearing 16 and the joint 17 is preferably shorter than the second lever arm 15b between the pivot bearing 16 and the rack 18 , This causes the vertical movements, ie the pendulum strokes, which the rocker arm 15 in the area of the rack 18 performs, in proportion to the lengths of the lever arms 15b : 15a be enlarged. The motion conversion device 13 acts as a spring travel enlargement device.

Um die Auf- und Abbewegungen der Zahnstange 18 in eine Drehbewegung umzuwandeln, ist ein am Fahrzeugchassis 5 befestigtes Getriebe 19 vorgesehen, das anhand der 3 und 4 näher erläutert wird. To the up and down movements of the rack 18 to convert into a rotary motion is one on the vehicle chassis 5 fixed gear 19 provided on the basis of 3 and 4 is explained in more detail.

Wie ersichtlich, umfasst das Getriebe 19 ein Eingangsdrehelement 20 in der Form eines Eingangszahnrads, das um eine erste Drehachse 21 drehbar ist. Die Zahnstange 18 kämmt mit dem Eingangsdrehelement 20 und versetzt dieses durch das Auf- und Abbewegen der Zahnstange 18 in reziproke Drehbewegungen um die erste Drehachse 21.As can be seen, the transmission comprises 19 an input rotary element 20 in the form of an input gear that is about a first axis of rotation 21 is rotatable. The rack 18 meshes with the input rotary element 20 and offset this by moving the rack up and down 18 in reciprocal rotational movements about the first axis of rotation 21 ,

Mit dem Eingangsdrehelement 20 ist ein größeres Antriebszahnrad 22 drehfest verbunden, das ebenfalls um die erste Drehachse 21 drehbar ist und über das Eingangsdrehelement 20 angetrieben wird. Das Antriebszahnrad 22 führt somit ebenfalls reziproke Drehbewegungen aus, wie durch den Doppelpfeil 23 veranschaulicht.With the input rotary element 20 is a larger drive gear 22 rotatably connected, which also around the first axis of rotation 21 is rotatable and via the input rotary member 20 is driven. The drive gear 22 thus also performs reciprocal rotational movements, as by the double arrow 23 illustrated.

Das Antriebszahnrad 22 treibt gleichzeitig zwei Getriebestränge 24, 25 an. Der erste Getriebestrang 24 umfasst hierzu ein mit dem Antriebszahnrad 22 kämmendes Drehrichtungsumkehrzahnrad 26, ein mit dem Drehrichtungsumkehrzahnrad 26 kämmendes Zwischenzahnrad 27, einen ersten Freilauf 28 und ein weiteres Zwischenzahnrad 29.The drive gear 22 simultaneously drives two gear trains 24 . 25 on. The first gear train 24 this includes one with the drive gear 22 intermeshing reversing gear 26 , one with the reverse rotation gear 26 intermeshing intermediate gear 27 , a first freewheel 28 and another intermediate gear 29 ,

Der zwischen den beiden Zwischenzahnrädern 27, 29 angeordnete erste Freilauf 28 ist derart ausgebildet, dass er eine Drehbewegung des Zwischenzahnrads 27 nur in einer bestimmten Drehrichtung auf das weitere Zwischenzahnrad 29 überträgt. Dreht sich das Zwischenzahnrad 27 dagegen in der umgekehrten Drehrichtung, löst der erste Freilauf 28 die Drehverbindung zum weiteren Zwischenzahnrad 29, d.h. es findet eine Entkopplung der Drehverbindung statt.The between the two idler gears 27 . 29 arranged first freewheel 28 is formed such that it has a rotational movement of the intermediate gear 27 only in a certain direction of rotation on the other intermediate gear 29 transfers. Rotates the idler gear 27 In contrast, in the reverse direction, the first freewheel releases 28 the rotary connection to the other intermediate gear 29 , ie there is a decoupling of the rotary joint instead.

Der zweite Getriebestrang 25 ist ohne Drehrichtungsumkehrzahnrad 26 ausgebildet und umfasst ein Zwischenzahnrad 30, das direkt mit dem Antriebszahnrad 22 kämmt. Das Zwischenzahnrad 30 ist mit dem Eingang eines zweiten Freilaufs 31 drehfest verbunden, dessen Ausgang mit einem weiteren Zwischenzahnrad 32 verbunden ist. Der Freilauf 31 ist wiederum derart gestaltet, dass er die reziproken Drehbewegungen des eingangsseitigen Zwischenzahnrads 30 nur in einer bestimmten Drehrichtung zum weiteren Zwischenzahnrad 33 überträgt. Dreht sich das Zwischenzahnrad 30 entgegengesetzt zu dieser Übertragungsdrehrichtung, wird dagegen die Drehverbindung zum weiteren Zwischenzahnrad 32 entkoppelt. Der zweite Freilauf 31 ist um 180° gedreht zum ersten Freilauf 28 angeordnet.The second gear train 25 is without reversing gear 26 formed and includes an intermediate gear 30 that directly with the drive gear 22 combs. The intermediate gear 30 is with the entrance of a second freewheel 31 rotatably connected, whose output with another intermediate gear 32 connected is. The freewheel 31 is again designed such that it the reciprocal rotational movements of the input-side idler gear 30 only in a certain direction of rotation to the other intermediate gear 33 transfers. Rotates the idler gear 30 opposite to this transmission direction of rotation, however, the rotary connection to another intermediate gear 32 decoupled. The second freewheel 31 is rotated 180 ° to the first freewheel 28 arranged.

Die Freiläufe 28, 31 sind dabei derart ausgebildet, dass das weitere Zwischenzahnrad 29 des ersten Getriebestrangs 24 mit dem Antriebszahnrad 22 drehfest gekoppelt ist, wenn sich dieses in einer ersten Drehrichtung, beispielsweise im Uhrzeigersinn, dreht, während das weitere Zwischenzahnrad 32 des Getriebestrangs 25 mit dem Antriebszahnrad 22 drehfest gekoppelt ist, wenn sich dieses in einer zweiten Drehrichtung dreht, die zur ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn. Gleichzeitig wird durch das Drehrichtungsumkehrzahnrad 26 sichergestellt, dass sich die weiteren Zwischenzahnräder 29, 32 beider Getriebestränge 24, 25 immer in der gleichen Drehrichtung drehen.The freewheels 28 . 31 are designed such that the additional intermediate gear 29 of the first gear train 24 with the drive gear 22 rotatably coupled when this rotates in a first direction of rotation, for example in a clockwise direction, while the other intermediate gear 32 of the gear train 25 with the drive gear 22 rotatably coupled when it rotates in a second direction of rotation, which is opposite to the first direction of rotation, for example, in a counterclockwise direction. At the same time by the reverse direction gear 26 ensure that the other intermediate gears 29 . 32 Both transmission lines 24 . 25 always turn in the same direction.

Die weiteren Zwischenzahnräder 29, 32 sind gleichzeitig mit einem Abtriebszahnrad 33 in Antriebsverbindung, das im gezeigten Ausführungsbeispiel einen größeren Durchmesser als die weiteren Zwischenzahnräder 29, 32 hat.The other intermediate gears 29 . 32 are simultaneously with a driven gear 33 in drive connection, which in the embodiment shown has a larger diameter than the other intermediate gears 29 . 32 Has.

Mit dem Abtriebszahnrad 33 ist ein kleineres Übersetzungszahnrad 34 drehfest verbunden, das mit einem weiteren Zahnrad 35 kämmt. Dieses weitere Zahnrad 35 sitzt auf einer Welle 36, die zur Generatorantriebswelle 11 fluchtet und über einen Freilauf 37 mit der Generatorantriebswelle 11 in einer bestimmten Drehrichtung drehfest verbunden ist, um diese in dieser Drehrichtung anzutreiben.With the output gear 33 is a smaller translation gear 34 rotatably connected, with another gear 35 combs. This further gear 35 sits on a wave 36 leading to the generator drive shaft 11 Aligns and over a freewheel 37 with the generator drive shaft 11 is rotatably connected in a certain direction of rotation to drive them in this direction.

Zwischen dem Freilauf 37 und dem Generator 10 kann weiterhin ein Schwungrad 38 angeordnet sein, das mit der Generatorantriebswelle 11 drehfest verbunden ist. Das Schwungrad 38 hat eine im Vergleich zu den einzelnen Zahnrädern des Getriebes 19 erhöhte Masse und trägt zur Vergleichmäßigung der auf den Generator 10 einwirkenden Antriebskräfte bei. Wird der Generator 10, wie aus den 1 und 4 ersichtlich, beidseitig von zwei Bewegungsübertragungsmechanismen 12, 12' angetrieben, kann es ausreichend sein, wenn nur einer der Bewegungsübertragungsmechanismen 12, 12' ein Schwungrad 38 aufweist.Between the freewheel 37 and the generator 10 can still be a flywheel 38 be arranged with the generator drive shaft 11 rotatably connected. The flywheel 38 has one compared to the individual gears of the transmission 19 increased mass and contributes to the homogenization of the generator 10 acting driving forces at. Will the generator 10 , like from the 1 and 4 seen on both sides of two motion transmission mechanisms 12 . 12 ' driven, it may be sufficient if only one of the motion transmission mechanisms 12 . 12 ' a flywheel 38 having.

Das Getriebe 19 ist somit derart ausgebildet, dass sämtliche reziproken Hub- oder Pendelbewegungen der Zahnstange 18 fortwährend in Drehbewegungen umgewandelt werden, welche den Generator 10 immer in derselben Drehrichtung antreiben. Hierbei übernehmen die beiden Getriebestränge 24, 25 abwechselnd die Kraft- bzw. Drehmomentübertragung und die Gleichrichtung der Drehbewegungen.The gear 19 is thus designed such that all reciprocal lifting or oscillating movements of the rack 18 are constantly being transformed into rotary motion, which is the generator 10 always drive in the same direction. Here, the two transmission lines take over 24 . 25 alternately the force or torque transmission and the rectification of the rotational movements.

Um ein Abheben der Zahnstange 18 vom Eingangsdrehelement 20 zu verhindern, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine drehbare Andrückrolle 39 vorgesehen, an die sich die Zahnstange 18 mit ihrer Rückseite abstützen kann.To lift the rack 18 from the input rotary element 20 To prevent, in the illustrated embodiment, a rotatable pressure roller 39 provided to which the rack 18 can support with their back.

Aus den 1 und 4 ist ersichtlich, dass sich die Schwenkhebel 15 der beiden Bewegungsübertragungsmechanismen 12, 12' jeweils am Generator 10 vorbei erstrecken und über die zugeordneten Getriebe 19 mit derjenigen Seite des Generators 10 in Antriebsverbindung sind, die zum zugeordneten Laufrad 1, 1' entfernt ist. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, den Schwinghebel 15 mit einer derartigen Länge auszubilden, dass die Federwege des Fahrzeugs in ausreichend große Pendelhübe im Bereich der Zahnstange 18 umgesetzt werden.From the 1 and 4 it can be seen that the pivot lever 15 the two motion transmission mechanisms 12 . 12 ' each at the generator 10 extend over and over the associated gearbox 19 with the side of the generator 10 are in drive connection to the associated impeller 1 . 1' is removed. This makes it possible in a simple manner, the rocker arm 15 form with such a length that the spring travel of the vehicle in sufficiently large pendulum strokes in the rack 18 be implemented.

Claims

Energieerzeugungssystem für Fahrzeuge zur Erzeugung elektrischer Energie aus Bewegungsenergie, wobei das Energieerzeugungssystem einen an einem gefedert abgestützten Fahrzeugchassis (5) befestigbaren Generator (10) und einen Bewegungsübertragungsmechanismus (12, 12') mit einem Getriebe (19) zum Antrieb des Generators (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsübertragungsmechanismus (12, 12') eine Bewegungswandlungseinrichtung (13) zum Umwandeln von durch das Ein- und Ausfedern eines Fahrzeugrads (1, 1') verursachten Vertikalbewegungen eines Radaufhängungsteils (3, 3') relativ zum Fahrzeugchassis (5) in Drehbewegungen zum Antrieb des Generators (10) aufweist.A power generation system for vehicles for generating electrical energy from motive power, the power generation system comprising a generator (10) attachable to a spring-mounted vehicle chassis (5) and a motion transmitting mechanism (12, 12 ') having a gear (19) for driving the generator (10) characterized in that the motion transmission mechanism (12, 12 ') comprises a motion converting means (13) for converting vertical movements of a suspension member (3, 3') caused by the rebound and rebound of a vehicle wheel (1, 1 ') relative to the vehicle chassis (5 ) in rotational movements for driving the generator (10).

Energieerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungswandlungseinrichtung (13) einen Schwinghebel (15) und ein Eingangsdrehelement (20) aufweist, wobei der Schwinghebel (15) einerseits mit dem Radaufhängungsteil (3, 3') in Wirkverbindung bringbar und andererseits mit dem Eingangsdrehelement (20) derart gekoppelt ist, dass eine Schwingbewegung des Schwinghebels (15) relativ zum Eingangsdrehelement (20) eine Drehbewegung des Eingangsdrehelements (20) erzeugt.Energy generation system according to Claim 1 , characterized in that the movement conversion device (13) has a rocking lever (15) and an input rotary element (20), wherein the rocking lever (15) on the one hand with the suspension part (3, 3 ') operatively engageable and on the other hand with the input rotary member (20) is coupled such that a swinging movement of the rocker arm (15) relative to the input rotary member (20) generates a rotational movement of the input rotary member (20).

Energieerzeugungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungswandlungseinrichtung (13) als Federwegvergrößerungseinrichtung ausgebildet ist, wobei der Schwinghebel (15) zwischen seinen beiden Enden mittels eines Schwenklagers (16) am Fahrzeugchassis (5) gelagert ist, und wobei ein sich zwischen dem Radaufhängungsteil (3, 3') und dem Schwenklager (16) erstreckender erster Hebelarm (15a) kürzer ist als ein sich vom Schwenklager (16) zum Eingangsdrehelement (20) erstreckender zweiter Hebelarm (15b), so dass der zweite Hebelarm (15b) im Bereich des Eingangsdrehelements (20) Pendelhübe ausführt, die größer sind als die Pendelhübe am Ende des ersten Hebelarms (15a).Energy generation system according to Claim 2 , characterized in that the movement conversion device (13) is designed as spring travel enlargement device, wherein the oscillating lever (15) is mounted between its two ends by means of a pivot bearing (16) on the vehicle chassis (5), and wherein between the suspension part (3, 3 ') and the pivot bearing (16) extending first lever arm (15a) is shorter than a from the pivot bearing (16) to the input rotary member (20) extending second lever arm (15b), so that the second lever arm (15b) in the region of the input rotary member (20 ) Performs pendulum strokes that are greater than the pendulum strokes at the end of the first lever arm (15a).

Energieerzeugungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsdrehelement (20) aus einem Eingangszahnrad besteht, wobei der Schwinghebel (15) und das Eingangszahnrad mittels einer am Schwinghebel (15) befestigten Zahnstange (18) oder Zahnplatte bewegungsgekoppelt sind.Energy generation system according to Claim 2 or 3 , characterized in that the input rotary member (20) consists of an input gear, wherein the rocker arm (15) and the input gear by means of a rocker arm (15) attached to the rack (18) or tooth plate are motion coupled.

Energieerzeugungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsübertragungsmechanismus (12, 12') mindestens einen Freilauf (28, 31, 37) aufweist, welcher zwischen dem Eingangsdrehelement (20) und dem Generator (10) angeordnet und ausgebildet ist, Drehbewegungen des Eingangszahnrads (20) nur in einer bestimmten Drehrichtung zum Generator (10) zu übertragen.Power generation system according to one of Claims 2 to 4 characterized in that the motion transmitting mechanism (12, 12 ') comprises at least one free wheel (28, 31, 37) disposed and formed between the input rotary member (20) and the generator (10), only rotationally moving the input gear (20) to transmit in a certain direction of rotation to the generator (10).

Energieerzeugungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsübertragungsmechanismus (12, 12') zwei Getriebestränge (24, 25) aufweist, die auf den Generator (10) abwechselnd die reziproken Drehbewegungen des Eingangsdrehelements (20) in Abhängigkeit der Drehrichtung des Eingangsdrehelements (20) übertragen.Power generation system according to one of Claims 2 to 5 characterized in that the motion transmitting mechanism (12, 12 ') comprises two gear trains (24, 25) alternately transmitting to the generator (10) the reciprocal rotational motions of the input rotary member (20) in response to the direction of rotation of the input rotary member (20).

Energieerzeugungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Getriebestränge (24, 25) mit einem gemeinsamen Antriebszahnrad (22) in Antriebsverbindung stehen.Energy generation system according to Claim 6 , characterized in that the two gear trains (24, 25) are in drive connection with a common drive gear (22).

Energieerzeugungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Getriebestränge (24, 25) mit einem gemeinsamen Abtriebszahnrad (33) in Antriebsverbindung sind, das zwischen den Getriebesträngen (24, 25) und dem Generator (10) angeordnet ist.Energy generation system according to Claim 6 or 7 , characterized in that the two gear trains (24, 25) are in drive connection with a common output gear (33) disposed between the gear trains (24, 25) and the generator (10).

Energieerzeugungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebszahnrad (33) mit einem Schwungrad (38) drehgekoppelt ist.Energy generation system according to Claim 8 , characterized in that the output gear (33) is rotationally coupled to a flywheel (38).

Energieerzeugungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abtriebszahnrad (33) und dem Generator (10) ein weiterer Freilauf (37) vorgesehen ist, der ausgebildet ist, die Drehbewegung des Abtriebszahnrads (33) nur in einer bestimmten Drehrichtung auf den Generator (10) zu übertragen.Energy generation system according to Claim 9 , characterized in that between the driven gear (33) and the generator (10), a further freewheel (37) is provided which is adapted to transmit the rotational movement of the driven gear (33) only in a certain direction of rotation of the generator (10) ,

Energieerzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (10) mit zwei Bewegungsübertragungsmechanismen (12, 12') in Antriebsverbindung steht, die sich von den Radaufhängungsteilen (3, 3') gegenüberliegender Laufräder (1, 1') zu dem zwischen diesen Laufrädern (1, 1') angeordneten Generator (10) erstrecken.Power generation system according to any one of the preceding claims, characterized in that the generator (10) is in driving connection with two motion transmission mechanisms (12, 12 ') extending from the wheel suspension parts (3, 3') of opposed wheels (1, 1 ') to the between these wheels (1, 1 ') arranged generator (10) extend.

Fahrzeug mit einem Energieerzeugungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewegungswandlungseinrichtung (13) mit dem Radaufhängungsteil (3, 3') gekoppelt und der Generator (10) am Fahrzeugchassis (5) befestigt ist.Vehicle with a power generation system according to one of the preceding claims, wherein the motion conversion device (13) with the suspension part (3, 3 ') is coupled and the generator (10) on the vehicle chassis (5) is attached.