Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, das mehrere ungefederte Bauteile bildende, um Radachsen drehbare Räder und einen ein gefedertes Bauteil bildenden Fahrzeugaufbau aufweist, mit einer im Fahrzeugaufbau angeordneten Energieerzeugungseinrichtung, durch die eine Bewegung des Fahrzeugaufbaus oder Teilen des Fahrzeugaufbaus in elektrische Energie umsetzbar ist, die einem Akkumulator zuführbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein Aufladen des Akkumulators mittels einer einfach aufgebauten und mit hoher Effizienz arbeitenden Energieerzeugungseinrichtung erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Energieerzeugungseinrichtung ein Energieabsorbungswandler ist und eine zylindrische Spulenwicklung aufweist, die einen Innenraum umschließt, in dem ein axial magnetisierter Permanentmagnet durch die Bewegung des Fahrzeugaufbaus oder eines Teils des Fahrzeugaufbaus koaxial bewegbar antreibbar angeordnet ist. Durch diese Ausbildung wird durch Induktion aufgrund des hin und her bewegten Permanentmagneten eine Wechselspannung erzeugt, die durch schnelle und mit geringer Flußspannung behaftete Dioden rückstromfrei für die Spulenwicklung gleichgerichtet wird. Die Gleichspannung lädt eine Kondensatoranordnung mit einem Ladestrom auf. Diese Kondensatorspannung hat neben dem Glätten der induzierten, hoch frequenten Spannungsimpulse die Hauptaufgabe als Impedanzwandler zu wirken. Durch seinen niedrigen Innenwiderstand ist er das Glied, durch das aus der induzierten Spannung einen Strom zum Laden des Akkumulators konvertiert. Eine Nachladung des Akkumulators erfolgt autark und zwangsweise im Fahrzeug. Auf eine fahrzeugexterne Nachladeeinrichtung und somit eine entsprechende Nachladeinfrastruktur kann verzichtet werden.

Durch die strikte Trennung der Spannungsinduzierung und der nachfolgenden Konvertierung in Strom werden keine auf den Energieabsor- bungswandler einwirkenden magnetischen Gegenkräfte erzeugt, so daß die Effizienz der Energieausbeute und somit der Wirkungsgrad sehr hoch ist.

Dabei sind zur Bewegung des Permanentmagneten keine besonderen Kräfte aufzubringen sondern es werden die durch eine Benutzung des Fahrzeugs zwangsläufig entstehenden, auf das Fahrzeug einwirkenden Bewegungen auf den Permanentmagneten, diesen koaxial in der Spulenwicklung bewegend übertragen.

Zu einer Steigerung der erzeugten Energie führt es, wenn ein Spulenwicklungspaket aus mehreren radial übereinander angeordneten Spulenwicklungen unterschiedlichen Durchmessers koaxial zueinander angeordnet ist, in dessen radial innerster Spulenwicklung der Permanentmagnet koaxial bewegbar angeordnet ist.

Ebenfalls zu einer Steigerung der erzeugten Energie führt es, wenn mehrere Spulenwicklungen oder Spulenwicklungspakete koaxial zueinander angeordnet sind, wobei in jeder Spulenwicklung oder jedem Spulenwicklungspaket ein axial magnetisierter Permanentmagnet koaxial bewegbar angeordnet ist.

Ein negativer Einfluß der Schwerkraft auf den Permanentmagneten wird dadurch vermieden, wenn die Spulen oder Spulenpakete sich annähernd horizontal erstrecken.

Dabei können die Spulen oder Spulenpakete sich in und/oder quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs erstrecken. Sind durch Vertikalbewegungen von gefederten und ungefederten Teilen des Fahrzeugs relativ zueinander der oder die Permanentmagnete in der oder den Spulenwicklungen oder Spulenwicklungspaketen koaxial bewegbar antreibbar, so werden diese durch eine Benutzung des Fahrzeugs zwangsläufig entstehenden Relativbewegungen zum Antrieb der Permanentmagnete ausgenutzt. Diese über Federn an den ungefederten Teilen wie z.B. den Radachsen abgestützten gefederten Teile wie z. B. der Fahrzeugaufbau oder Teile davon können sich z.B. während des Fahrbetriebs insbesondere über unebene Fahrwege, durch Beschleunigungen und Verzögerungen des Fahrzeugs, durch Zentrifugalkräfte bei Kurvenfahrten, durch Seitenwindbeaufschlagung oder durch Lastwechselreaktionen des Fahrzeugs aufgrund ihres Gewichts relativ zu den ungefederten Teilen bewegen, wobei diese Relativbewegungen zum Bewegungsantrieb der Permanentmagnete ausgenutzt werden.

Das Fahrwerk des Fahrzeugs muß während des Fahrbetriebs permanent die Unebenheiten des befahrenen Fahrwegs ausgleichen bzw. so weit als möglich neutralisieren. Durch das Fahrzeuggewicht und die ständige Fahrwerksangleichung entsteht eine frei zur Verfügung stehende Energie, die durch den Energieabsorbungswandler in elektrische Energie umsetzbar und dem Akkumulator zuführbar ist. Solche Relativbewegungen entstehen auch bei einem stehenden Fahrzeug, wenn das Fahrzeug beladen wird oder Personen in das Fahrzeug einsteigen.

Vorzugsweise sind dabei durch Vertikalbewegungen eines Rades und des Fahrzeugaufbaus relativ zueinander der oder die Permanentmagnete in der oder den Spulenwicklungen oder Spulenwicklungspaketen koaxial bewegbar antreibbar.

Um den Hub der Relativbewegung zwischen gefedertem und ungefedertem Teil vergrößert auf die Permanentmagnete zu übertragen, können die Vertikalbewegungen von gefederten und ungefederten Teilen des Fahrzeugs relativ zueinander über ein oder mehrere Getriebe von dem oder den ungefederten Teilen auf den oder die Permanentmagnete übertragbar sein, wobei vorzugsweise durch das oder die Getriebe der Relativhub zwischen den gefederten und ungefederten Teilen des Fahrzeugs vergrößert auf den oder die Permanentmagnete übertragbar ist.

Zu einem einfachen Aufbau führt es, wenn das oder die Getriebe Hebelgetriebe sind. Eine weitere Energiegewinnung wird dadurch erreicht, durch auf den Fahrzeugaufbau oder ein Teil des Fahrzeugaufbaus einwirkende positive und/oder negative Beschleunigungen und/oder Zentrifugalkräfte und/oder Gravitationskräfte der oder die Permanentmagnete in der oder den Spulenwicklungen oder Spulenwicklungspaketen koaxial bewegbar antreibbar sind.

Zu einer radial geringen Baugröße führt es, wenn die Spulenwicklung eine auf eine elektrisch isolierende Trägerfolie aufgebrachte Kupferleiterbahn ist.

Vorzugsweise besteht dabei die Kupferleiterbahn aus zumindest weitgehend reinem Kupfer. Durch das nichtmagnetische Kupfer ist an der Spulenwicklung keine magnetische Kraft wirksam, so daß auch keine elektrotechnische Wärmeerzeugung erfolgt.

Ebenfalls eine geringe radiale Baugröße wird erreicht, wenn die Spulenwicklungen eines Spulenwicklungspakets auf elektrisch isolierenden Trägerfolien einer Multilayerfolie aufgebracht sind, wobei dabei gleichzeitig eine elektrische Isolierung der einzelnen Spulen gegeneinander erfolgt. Zu einer hohen Energieerzeugung bei geringem Gewicht führt es, wenn ein oder mehrere der Permanentmagnete auf einem Magnetträgerrohr angeordnet sind, die in der zylindrischen Spulenwicklung oder dem Spulenwicklungspaket koaxial bewegbar antreibbar sind, wobei sich zwischen dem oder den Permanentmagneten und der zylindrischen Spulenwicklung oder Spulenwicklungspaket ein Luftspalt befindet.

Zu einer besonders einfachen Ausbildung geringen Gewichts führt es dabei, wenn ein oder mehrere der Permanentmagnete als Magnetrohr ausgebildet sind, die in der zylindrischen Spulenwicklung oder dem Spulenwicklungspaket koaxial bewegbar antreibbar sind, wobei sich zwischen der zylindrischen Mantelfläche des oder der Magnetrohre und der zylindrischen Spulenwicklung oder Spulenwicklungspaket ein Luftspalt befindet.

Je kleiner der Luftspalt dabei ist umso höher ist die erzeugbare Energie. Der Luftspalt muß nur so groß sein, daß keine Reibung zwischen dem Permanentmagneten und der zylindrischen Spulenwicklung auftritt, um eine Wärmeerzeugung zu vermeiden.

Bei relativ geringer Wandstärke des Magnetrohres wird von diesem ein Magnetfeld erzeugt, dessen Feldlinien annähern parallel und homogen verlaufen, wodurch eine hohe Effizienz erreicht wird. Um das Entstehen von Reibungswärme mit erhöhter Sicherheit zu vermeiden, kann der Außenumfang des Magneträgerrohres und des oder der Permanentmagnete oder des Mag netroh res von einer Gleitschicht bedeckt sein, wobei die Gleitschicht eine PTFE-Schicht (Polytetrafluorethylen- Schicht) sein kann, die insbesondere in Nanotechnik aufgebracht ist.

Zur Effizienzsteigerung sind vorteilhafterweise der oder die Permanentmagnete Permanenthartmagnete.

Zum Erreichen eines kompakten, bauraumsparenden Aufbaus können der oder die Permanentmagnete auf einer Hubstange angeordnet sein, die koaxial die Spulenwicklung oder das Spulenwicklungspaket durchragt und durch die Bewegung des Fahrzeugaufbaus oder eines Teils des Fahrzeugaufbaus koaxial bewegbar antreibbar ist, wobei gewichtsparend die Hubstange ein Hubrohr sein kann.

Zu einer weiteren Gewichtsreduzierung ohne Stabilitätsverlust führt es, wenn das Hubrohr aus einem Werkstoff geringeren spezifischen Gewichts als Stahl, insbesondere aus Titan oder einer Titanlegierung besteht.

Um dabei die Biegesteifigkeit ohne wesentlichen Gewichtszuwachs zu erhöhen, kann in dem Inneren des Hubrohres eine Stützstruktur aus einem Werkstoff geringeren spezifischen Gewichts als Stahl angeordnet sein, die eine wabenartige Struktur sein und aus Carbon bestehen kann.

Durch diese Biegesteifigkeit wird auch bei relativ langen Hubrohren eine mechanische Reibung der Permanentmagnete an der Spulenwicklung und damit eine Wärmeerzeugung weitgehend vermieden, so daß die Permanentmagnete in der Spulenwicklung schwebend axial bewegbar sind.

Zur Befestigung des Magnetträgerrohres oder des Magnetrohres auf der Hubstange oder dem Hubrohr kann das Magnetträgerrohr oder das Magnetrohr über Trägerteile auf der Hubstange oder dem Hubrohr angeordnet sein, die insbesondere in den axialen Endbereichen von Magnetträgerrohr oder Magnetrohr angeordnet sind.

Damit Luftwiderstände die möglichst freie axiale Bewegbarkeit der Permanentmagnete nicht behindern, können die Trägerteile zumindest weitgehend axial luftdurchlässig sein.

Die Trägerteile können gewichtsreduzierend aus einem Kunststoff bestehen. Zur axialen Bewegbarkeit ist das Magnetträgerrohr oder das Magnetrohr koaxial bewegbar gelagert, wobei die Lagerwiderstände besonders gering sind, wenn das Magnetträgerrohr oder das Magnetrohr in Gleitrollenlagern koaxial bewegbar gelagert ist.

Weist das Kraftfahrzeug einen Elektromotor zum Fahrantrieb auf, dessen Energieversorgung durch den Akkumulator erfolgt, so kann die Antriebsenergie zumindest weitgehend, wenn nicht sogar vollständig autark und emissionsfrei, insbesondere C02-emissionsfrei in dem Kraftfahrzeug erzeugt werden.

Aufgrund der hohen Effizienz der Energieerzeugung sind relativ große, unter Umständen sogar unbegrenzte Reichweiten des Kraftfahrzeugs erreichbar.

Der oder die Permanentmagnete oder die Hubstange oder das Hubrohr können über ein axial federndes Federelement koaxial zur Spulenwicklung oder zum Spulenwicklungspaket bewegbar antreibbar sein. Durch diese federnde Anschlußverbindung wird der Antriebshub um einen Zusatzhub verlängert, so daß eine zusätzliche Induktivarbeit gewonnen werden kann. Darüber hinaus absorbiert das Federelement auch Stoß- und Zugkräfte an der Hubstange oder dem Hubrohr und entlastet dadurch die verbindenden Gelenkmechanismen zur Antriebsmechanik der Vertikalbewegungen.

Bei einem Bewegungsantrieb der Permanentmagnete durch auf den Fahrzeugaufbau oder ein Teil des Fahrzeugaufbaus einwirkende positive und/oder negative Beschleunigungen und/oder Zentrifugalkräfte und/oder Gravitationskräfte können der oder die in der Spulenwicklung koaxial bewegbaren Permanentmagnete von einem axial federnden Federelement beaufschlagbar sind.

Das Federelement kann dabei eine Zugfeder oder eine ZugVdruckfeder, insbesondere eine Schraubenzugfeder oder eine Schraubenzug- /druckfeder sein.

Das Fahrzeug kann ein Chassis oder einen Kastenrahmen mit einem Bodenbereich aufweisen, in dem ein oder mehrere zylindrische Spulenwicklungen oder Spulenwicklungspakete angeordnet sind, in denen die axial magnetisierten Permanentmagnete koaxial bewegbar antreibbar angeordnet sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine Prinzipdarstellung eines Ausschnitts eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Energieabsorberwandler

Figur 2 eine Prinzipdarstellung eines Ausschnitts eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Energieabsorberwandler

Figur 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Energieabsorberwandlers nach den Figuren 1 und 2

Figur 4 eine vergößerte Seitenansicht eines Hubrohres des Energieabsorberwandlers nach den Figuren 1 und 2

Figur 5 das Hubrohr nach Figur 4 im Querschnitt

Figur 6 eine Seitenansicht eines Zug-/Druckfederelements des Energieabsorberwandlers nach den Figuren 1 und 2.

In Figur 1 ist ein Chassis 1 eines Kraftfahrzeugs über nicht dargestellte Federeinheiten an einer Radachse 1 eines Rades 3 abgestützt, so daß sich bei Benutzung des Kraftfahrzeugs Vertikalbewegungen von Chassis 1 und Radachse 2 relativ zueinander ergeben. Die Radachse 2 ist über Hinterachslängslenker 4 an dem Chassis 1 um eine Schwenkachse 5 quer zur Längserstreckung des Kraftfahrzeugs schwenkbar angelenkt.

An dem Hinterachslenker 4 ist das freie Ende eines kleinen Hebelarms 6 eines zweiarmigen Hebels 7 angelenkt und durch Schwenkbewegen des Hinterachslängslenkers 4 annähernd vertikal bewegbar.

Das freie Ende des großen Hebelarms 8 des zweiarmigen Hebels 7, der sich annähernd senkrecht erstreckt, ist über ein Zug-/Druckfederelement 9 mit einem Ende eines sich in Fahrzeuglängserstreckung gerichteten Hubrohres 10 verbunden.

Der Verbindungsbereich von kleinem und großem Hebelarm 6, 8 ist über eine sich annähernd in Fahrzeuglängserstreckung gerichtete Koppel 1 1 an dem Chassis 1 angelenkt.

Kommt es zu relativen Vertikalbewegungen von Radachse 2 und Chassis 1 während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs oder durch Be- oder Entlasten des Kraftfahrzeugs, so wird durch das von dem zweiarmigen Hebel 7 und der Koppel 1 1 gebildeten Hebelgetriebe der von dem Hinterachs- längslenker 4 auf den kleinen Hebelarm 6 ausgeübte annähernd Vertikalhub als vergrößerter annähernd horizontaler Hub über das Zug-/Druck- federelement 9 auf das Hubrohr 10 übertragen.

Das Hubrohr 10 ist durch Gleitrollenlager 12 in einem Induktorrohr 13 koaxial bewegbar gelagert, wobei das aus Aluminium bestehende Induktorrohr 13 mittels nicht dargestellter Durchführtüllen aus thermoplastischen Gummi im Bodenbereich des Chassis 1 angeordnet ist.

An der Innenwand des Induktorrohres 13 ist ein Spulenwicklungspaket 14 angeordnet, das sich über die ganze Länge des Induktorrohres 13 erstreckt.

Auf dem Hubrohr 10 sind in Abständen zueinander sechs als Magnetrohre 15 ausgebildete, axial magnetisierte Permanentmagnete angeordnet, zwischen deren zylindrischer Mantelfläche und der inneren Spulenwicklung des Spulenwicklungspaketes 14 ein ringförmiger Luftspalt 16 vorhanden ist.

Durch das Hin- und Herbewegen des Hubrohres 10, angetrieben über den zweiarmigen Hebel 7 von dem Hinterachslängslenker 4, werden von dem Hubrohr 10 ebenfalls axial hin- und herbewegten Magnetrohren 15 durch Induktion in den Spulenwicklungen des Spulenwicklungspakets 14 Wechselspannungen erzeugt, die zum Laden eines nicht dargestellten Akumu- lators des Kraftfahrzeugs genutzt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist eine Umlenkstange 17 mit ihrem einen Ende nahe an einem Rad 3 an einem Vorderachsquerlenker 18 angelenkt und überträgt die Vertikalbewegungen des Vorderachslenkers 18 auf den kleinen Hebelarm 6 eines zweiarmigen Hebels 7, an den das andere Ende der Umlenkstange 17 angelenkt ist.

Der zweiarmige Hebel 17 ist an einem Teil des Chassis 1 um eine in Längserstreckung des Kraftfahrzeugs gerichtete Achse 19 schwenkbar gelagert.

Das freie Ende des großen Hebelarms 8 des zweiarmigen Hebels 7 ist entsprechend Figur 1 über ein Zug-/Druckfederelement 9 mit einem aus Reintitan bestehenden Hubrohr 10 verbunden.

Entsprechend Figur 1 ist das Hubrohr 10 mit Magnetrohren 15 versehen und in einem sich quer zur Fahrzeuglängserstreckung erstreckenden Induktorrohr 13 koaxial hin- und herbewegbar geführt. Entsprechen Figur 1 ist das Induktorrohr 13 auch mit einem Spulenwicklungspaket 14 versehen.

Die Funktion des Ausführungsbeispiels der Figur 2 entspricht der Funktion des Ausführungsbeispiels der Figur 1 .

Wie in Figur 3 dargestellt, besteht das Spulenwicklungspaket 14 aus einer Mulitlayerfolie, die vier koaxial zueinander angeordnete Spulenwicklungen 20 in Form von aufgebrachten Kupferleiterbahnen aufweist.

Die axial magnetisierten, aus Permanenthartmagnet-Material bestehenden Magnetrohre 15 sind an ihren beiden axialen Enden jeweils über ein Trägerteil 21 aus einem Kunststoff mit dem Hubrohr 10 verbunden.

Die Trägerteile 21 weisen einen mit der zylindrischen Innenwand des Magnetrohres 15 verbunden Außenring 22 und einen mit dem Hubrohr 10 verbundenen Innenring 23 auf, wobei Außenring 22 und Innenring durch nicht dargestellte Speichen miteinander verbunden sind.

Dadurch sind die Trägerteile 21 axial weitgehend luftdurchlässig, so daß bei der Axialbewegung der Magnetrohre 15 weitgehend kein die Bewegung dämpfender Luftwiderstand zu überwinden ist. Da auch durch den Luftspalt 16 kein Reibwiderstand zwischen den Magnetrohren 15 und dem Spulenwicklungspaket 14 zu überwinden ist, schweben die Magnetrohre 15 weitgehend widerstandslos in dem Spulenpaket 14.

Damit das Hubrohr 10 bei geringem Gewicht mit hoher Sicherheit sich nicht aus seiner koaxialen Lage verbiegen kann, ist sein Inneres mit einer wabenartigen Stützstruktur 24 aus Karbon ausgefüllt.

Das Zug-/Druckelement 9 weist eine zylindrische ZugVDruckfeder 25 auf. In jedes axiale Ende der ZugVDruckfeder 25 ist ein entsprechendes Gewindeteil 26 eines Anschlußstücks 27 eingeschraubt und durch einen radial vom Gewindeteil 26 zwischen zwei Federwindungen ragenden Querbolzen 28 gegen selbsttätiges Lösen gesichert.

Die aus der Zug-/Druckfeder 25 herausragenden Anschlußenden 29 der Anschlußstücke 27, 27' weisen eine Querbohrung 30 auf, über die das eine Anschlußstück 27 an dem großen Hebelarm 8 und das andere Anschlußstück 27' an dem Hubrohr 10 angelenkt ist. Es versteht sich, daß zur Erhöhung der erzeugbaren elektrischen Energie mehrere Induktorrohre 13 mit darin bewegbaren Hubrohren 10 vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sein können.

Bezugszeichenliste

1 Chassis

2 Radachse

3 Rad

4 Hinterachslängslenker

5 Schwenkachse

6 kleiner Hebelarm

7 zweiarmiger Hebel

8 großer Hebelarm

9 Zug-/Druckfederelement

10 Hubrohr

1 1 Koppel

12 Gleitrollenlager

13 Induktorrohr

14 Spulenwicklungspaket

15 Magnetrohre

16 Luftspalt

17 Umlenkstange

18 Vorderachsquerlenker

19 Achse Spulenwicklungen Trägerteil Außenring Innenring

Stützstruktur Zug-/Druckfeder Gewindeteil Anschlußstück Anschlußstück Querbolzen Anschlußende Querbohrung