專利名稱：底盤部件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車的底盤部件，它具有一磁鐵和至少一個電的線圈，所述線圈與由磁鐵產生的磁場相互作用，其中所述磁鐵和線圈可以相對運動。
在汽車的底盤部件中越來越多地使用電子調節系統，它們也需要在軸的活動部件上的傳感器系統。但是在軸的活動部件上的傳感器存在缺陷，即需要一個從車架到傳感器的電纜連接，這隱藏著電纜斷開的危險。因此為了傳遞由傳感器輸出的信號，更多地使用無線系統。但是具有一個集成的信號處理裝置的傳感器系統具有相對較高的電流消耗，因此通過一個無線連接機構的能量傳遞被認為是不利的。對于這樣的系統通過一個電池供電，但是這一點存在缺陷，即必須在汽車使用壽命過程中更換電池，并由此需要附加的維修工作。
因此制造了利用汽車的運動用于產生電能的發電機。
DE 195 20 521 A1公開了一種用于汽車的定向系統，它具有一個定向器，該定向器具有一個電池、一個連接在電池上的充電電路和一個連接在充電電路上的裝置，在該裝置中將來自普通的汽車前進運動的一個偶然振蕩運動轉換成電能。在該裝置的一個外殼里面，在兩個彎簧之間固定一個支承結構，由此作為對振蕩運動的反應，能夠實現支承結構相對于外殼在一個振蕩軸線方向上的往復運動。在支承結構的側壁上安置磁鐵，設置在外殼側壁上的線圈與磁鐵對置。
由DE 196 47 031 A1已知，一種用于汽車的緩沖器的往復式活塞配有一個磁鐵，該磁鐵為了獲得電能可以在多個線圈中移動，這些線圈設置在一個由非磁材料制成的保護管的外側面上。為了構成彈簧和緩沖器的一個組合，該緩沖器可以設置在一個彈簧里面。
DE 198 16 45 4A1公開了一種用于監控汽車輪胎的裝置，它具有一個探測頭，該探測頭的運動通過一個連桿傳遞到一個永久磁鐵，該永久磁鐵在一個包圍它的線圈中感應產生電壓。該電壓被整流和平滑并接著輸送到一個存儲電容。該裝置設置在汽車輪胎中，其中探頭僅僅在太低的輪胎壓力時被操作。
DE 199 34 263 A1公開了一種用于汽車的結構單元，它具有一個傳感器、一個分析處理電子裝置、一個無線傳輸裝置和一個自己的供電器，該供電器充分利用一個磁鐵與一個線圈之間的相對運動，并且將所獲得的電能存儲在一個電容里面。在此所述結構單元可以通過一個與軸連接的結構部件設置。
由現有技術出發，本發明的目的是，改進開頭所述類型的底盤部件，使得由這個底盤部件在汽車行駛期間盡可能持續地產生電能。
這個目的按照本發明通過一個具有權利要求1特征的底盤部件得以實現。在從屬權利要求中描述優選的改進方案。
車輛、尤其是汽車的底盤一般具有一個輪子、一個彈簧緩沖器單元和連接部件，例如傳動杠桿。這些底盤部件通常具有至少一個固有頻率，它們以該頻率在底盤的每個沖擊式激振時振蕩。因為沖擊式激振在汽車行駛運行中非常頻繁地產生，這些能夠振蕩的底盤部件在行駛運行中幾乎是連續地以其固有頻率振蕩。在此通過相應的緩沖器部件防止這些振蕩耦入到車架里面。
按照本發明的底盤部件充分利用這些振蕩，并且具有一磁鐵和至少一個電的線圈，所述電的線圈與由磁鐵產生的磁場相互作用，其中所述磁鐵和線圈可以相對運動。所述底盤部件可以以至少一個固有頻率進行振蕩，其中所述磁鐵固定在一彈簧上，并且可以相對于線圈移動。在此具有磁鐵和彈簧的振蕩器的固有頻率與底盤部件的固有頻率相協調。
在一個沖擊激振時，所述底盤部件以其固有頻率或以其固有頻率中的一個進行振蕩，由此使由彈簧和磁鐵構成的振蕩器同樣受到激勵以振蕩。由于磁鐵的振蕩，在線圈中產生電流或電壓，使得由按照本發明的底盤部件在行駛期間可以幾乎連續地提供或供應電能。
所述振蕩器的固有頻率尤其取決于磁鐵的質量和彈簧的彈性常數，因此通過適當地選擇磁鐵質量和特性常數可以使振蕩器的固有頻率與底盤部件的固有頻率相協調。在此要使振蕩器與底盤部件的尺寸相比盡可能地小，或者與底盤部件的質量相比具有一個盡可能輕微的質量，由此使振蕩器對于底盤部件的振蕩特性的反作用是微小的。
相協調的概念尤其是指，振蕩器的固有頻率與底盤部件的固有頻率中的一個相一致。在此，所述底盤部件例如可以構造為傳動杠桿或萬向節。但是底盤部件也可以由一組單獨部件組成，它們作為結構組件具有一個或多個固有頻率。一個車輪或輪胎也可以是這種結構組件的部件。
所述磁鐵尤其在一個套中可直線移動地導引，由此磁鐵可以僅僅在套的縱軸線方向上振蕩。在此，所述磁鐵優選固定在一滑動元件里面，從而使得滑動元件的外表面與套的內壁滑動接觸。其優點是，套與滑動元件之間的摩擦可以通過適當地選擇材料和適當地表面處理調整到非常微小。在此，所述滑動元件和/或套優選由一種非磁材料制成，由此盡可能少地對磁鐵的磁場產生不利影響。
所述彈簧可以構造為螺旋彈簧，它尤其圍繞套同心地設置。在此，優選使彈簧軸向固定在設置在套端部上的外凸起之間，并且可以在縱向上預緊。
在滑動元件上可以構成保持機構，它們穿過套壁并固定在彈簧上。為此，在套壁中設有縱向縫，保持機構穿過該縱向縫延伸。但是所述套優選兩件式地構成，其中在軸向上在兩個套部件之間設有距離。這個距離尤其小于滑動元件的縱向長度并且被保持機構穿過。
如果磁鐵振蕩，那么磁鐵與電的線圈之間的距離幾乎周期性地改變，使得由于由此引起的穿過電的線圈的磁通隨時間的變化在線圈中感應產生交流電流或交流電壓。為此，原則上一個電的線圈就足夠了。但是優選設有一個第二電的線圈，其中磁鐵尤其在振蕩方向上設置在這兩個電的線圈之間，這兩個線圈以適當的方式可以電接通到一起。每個線圈可以具有一個由一種磁材料制成的芯體，其中這兩個芯體通過一由磁材料制成的外殼相互連接。這種布置有利于磁場分布，其中磁材料尤其是一種鐵磁材料。在此磁鐵、彈簧和兩個線圈以及必要時滑動元件和套可以設置在外殼里面，由此保護振蕩器防止臟物和潮氣進入。在此，所述外殼的端面優選由兩個線圈或由線圈芯體封閉。
由振蕩器和線圈構成一個發電機，其中由該發電機產生的電能可以存儲在一個電容里面。對此Super-Cap電容尤其適合，因為這種電容可以存儲大量電能。此外已經證實有利的是，使用具有低的額定電壓例如2.3V的Super-Cap電容。如果發電機為例如一個傳感器供電，則可以使用一個充電泵，它將電壓提高到所期望的水平，由此保證足夠穩定的供電。
但是代替一個電容也可以使用一個可充電的電池作為蓄電器，其中一個充電器可以連接在電池之前。
下面參照附圖借助于一個優選實施例詳細描述本發明。附圖中
圖1示出按照本發明的底盤部件的一種實施方式的剖面圖，圖2示出圖1中的實施方式的第一電學方框圖，圖3示出圖1中的實施方式的第二電學方框圖。
由圖1可以看到一種按照本發明的底盤部件的實施方式，其中一個固定在一個滑動部件1中的磁鐵2在其縱軸線3的方向上滑動地支承在一個套4里面。構造為永久磁鐵的磁鐵2所引起的磁力線在縱軸線3上或平行于縱軸線3延伸，其中在附圖中示出磁鐵2的北極N和南極S。
所述套4兩件式地構成，其中在軸向上在第一套部件4a與第二套部件4b之間具有一個距離5，它由一個設置在滑動元件1上的保持機構6穿過。這個保持機構固定在一個構造為螺旋彈簧的彈簧8的兩個簧圈之間，該彈簧圍繞套4同心地設置。在套4的兩個端部上分別構成一個外凸起9，其中彈簧8在軸向預緊的條件下安裝在這兩個外凸起9之間。
所述套4設置在兩個電的線圈10之間，它們分別具有一個芯體11并且固定在這個芯體上，其中每個芯體11延伸到各線圈10的內部并且在背離磁鐵2的一側上局部地包圍該線圈。所述兩個芯體11通過一個外殼12相互連接，該外殼在端面上由芯體11封閉。在此該芯體11和套4固定在外殼12上。
所述外殼12或芯體11中的一個固定在示意性示出的且可以至少一個固有頻率進行振蕩的底盤部件13上，因此底盤部件13的機械振蕩可傳遞到外殼12或芯體11上。由此可以使以虛線表示的、且具有彈簧8、磁鐵2和滑動元件1的振蕩器14激勵振蕩，以便在線圈10中感應產生一個電流或一個電壓。在此這樣選擇彈簧8的彈性常數以及磁鐵2和滑動元件1的質量，使得振蕩器14的固有頻率與底盤部件13的一個固有頻率相協調。
在電的線圈10與振蕩器14之間的磁耦聯可能導致振蕩系統減振，這可以在設計振蕩器14時考慮到。但是在許多應用場合中這種反作用是相當微小可以忽略不計的。
所述滑動元件1和套4優選由一種非磁材料制成，而芯體11和外殼12由一種磁材料、尤其是由鐵磁材料制成，這有助于磁通集中。
由圖2看出一個按照圖1所示實施方式的電學方框圖，其中示意性示出由振蕩器14和線圈11構成的發電機15。在線圈10中感應產生的電流I通過電導線16分接，并通過一個整流器17輸送到一個電容18，該電容作為用于由發電機輸出的電能的存儲器。
如圖3所示，代替一個電容使用一個可充電的電池19作為蓄電器，其中一個充電器20連接在電池19之前。
附圖標記列表1 滑動元件 12 外殼2 磁鐵 13 底盤部件3 縱軸線 14 振蕩器4 套 15 發電機4a，4b 套部件 16 電導線5 套部件之間的軸向距離 17 整流器6 保持機構 18 電容7 彈簧圈 19 電池8 彈簧 20 電池充電器9 外凸起 N 磁鐵北極10 電的線圈 S 磁鐵南極11 線圈芯 I 電流
權利要求
1.汽車的底盤部件，其具有一磁鐵(2)和至少一個電的線圈(10)，所述電的線圈與由磁鐵(2)產生的磁場相互作用，其中所述磁鐵(2)和線圈(10)可以相對運動，其特征在于，-底盤部件(13)可以以至少一個固有頻率進行振蕩，-所述磁鐵(2)固定在一彈簧(8)上并且可以相對于線圈(10)移動，-具有磁鐵(2)和彈簧(8)的振蕩器(14)的固有頻率與底盤部件(13)的固有頻率相協調。
2.如權利要求1所述的底盤部件，其特征在于，所述磁鐵(2)在一由非磁材料制成的套(4)中可直線移動地導引。
3.如權利要求1或2所述的底盤部件，其特征在于，所述磁鐵(2)固定在一由非磁材料制成的滑動元件(1)里面。
4.如上述權利要求中任一項所述的底盤部件，其特征在于，所述彈簧(8)是螺旋彈簧。
5.如上述權利要求中任一項所述的底盤部件，其特征在于，所述磁鐵(2)設置在彈簧(8)里面。
6.如上述權利要求中任一項所述的底盤部件，其特征在于，設有一第二電的線圈(10)，并且磁鐵(2)設置在兩個電的線圈(10)之間。
7.如權利要求6所述的底盤部件，其特征在于，所述兩個電的線圈(10)分別具有一個由磁材料制成的芯體(11)，其中這兩個芯體(11)通過一由磁材料制成的外殼(12)相互連接。
8.如權利要求7所述的底盤部件，其特征在于，所述磁鐵(2)、彈簧(8)和兩個線圈(10)設置在外殼(12)里面。
全文摘要
汽車的底盤部件，其具有一磁鐵(2)和至少一個電的線圈(10)，所述電的線圈與由磁鐵(2)產生的磁場相互作用，其中所述磁鐵(2)和線圈(10)可以相對運動。底盤部件(13)可以以至少一個固有頻率進行振蕩，其中所述磁鐵(2)固定在一彈簧(8)上并且可以相對于線圈(10)移動，并且其中具有磁鐵(2)和彈簧(8)的振蕩器(14)的固有頻率與底盤部件(13)的固有頻率相協調。
文檔編號F03G7/08GK1890861SQ200480036919
公開日2007年1月3日 申請日期2004年12月9日 優先權日2003年12月12日
發明者J·施普拉特, M·克蘭克 申請人:Zf腓特烈港股份公司