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DE102018005895A1 - Generator for generating electricity in a trailer - Google Patents

Generator for generating electricity in a trailer Download PDF

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DE102018005895A1
DE102018005895A1 DE102018005895.7A DE102018005895A DE102018005895A1 DE 102018005895 A1 DE102018005895 A1 DE 102018005895A1 DE 102018005895 A DE102018005895 A DE 102018005895A DE 102018005895 A1 DE102018005895 A1 DE 102018005895A1
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DE
Germany
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trailer
power generation
generator
axle
rotating part
Prior art date
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Application number
DE102018005895.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Bernd Schulz
Lorenzo Gersone-Fuchs
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Eine Anordnung zur Stromerzeugung in Anhängern, die in die Achse integriert ist oder mit der Nabe verbunden ist, wodurch die elektrische Verbindung zwischen Zugfahrzeug und Anhänger entfallen kann. Damit können die Betriebssicherheit des Anhängers verbessert und zahlreiche neue Anwendungen für den Anhänger ermöglicht werden.An arrangement for power generation in trailers, which is integrated in the axle or connected to the hub, whereby the electrical connection between the towing vehicle and trailer can be omitted. This improves the operational safety of the trailer and enables numerous new applications for the trailer.

Description

Die Erfindung betrifft einen Generator zur Stromerzeugung in einem Anhänger. Dieser Generator wird vorteilhaft in oder in der Nähe der Radnabe des Anhängers verbaut, um so weitestgehend von Umwelteinflüssen abgeschirmt zu sein. Dadurch kann das Stromkabel, dass über die ISO 11446 Steckverbindung oder eine andere Steckverbindung mit dem Anhänger verbunden ist, entfallen. Voraussetzung hierzu ist, dass auch die Signalübertragung zur Steuerung der Anlage kabellos erfolgt. Für einen Anhänger mit autarker Stromversorgung eröffnen sich zahlreiche weitere Möglichkeiten, wie z.B. GPS-Ortung, Zuladungswägung, Reifendruckkontrolle oder Temperaturüberwachung der Bremse.The invention relates to a generator for generating electricity in a trailer. This generator is advantageously installed in or near the wheel hub of the trailer in order to be largely shielded from environmental influences. This eliminates the need for the power cable that is connected to the trailer via the ISO 11446 connector or another connector. The prerequisite for this is that the signal transmission for controlling the system is also wireless. There are numerous other options for a trailer with a self-sufficient power supply, e.g. GPS location, payload weighing, tire pressure monitoring or temperature monitoring of the brake.

Bislang werden Anhänger zumeist über die ISO 11446 Steckverbindung elektrisch angeschlossen. Das manuelle Herstellen der Steckverbindung ist mühsam, weil sich die Steckdose unterhalb der Stoßstange befindet.So far, trailers have mostly been electrically connected via the ISO 11446 connector. The manual connection is tedious because the socket is located below the bumper.

Des Weiteren haben Ausfälle der Stromübertragung zum überwiegenden Teil im Bereich der Steckverbindung bzw. im Kabel selbst ihre Ursache.Furthermore, failures in the power transmission are mainly caused in the area of the plug connection or in the cable itself.

Durch Unachtsamkeit des Bedieners kann eine Steckverbindung gar nicht hergestellt worden sein, oder nur teilweise.Due to carelessness of the operator, a plug connection may not have been made, or only partially.

Dieser kann die elektrische Trennung ebenfalls beim mechanischen Abkoppeln vergessen, was einen Defekt des Kabels zur Folge haben kann.This can also forget the electrical separation when mechanically disconnecting, which can result in a defect in the cable.

Der gezogene Gegenstand braucht eine bestimmte Überlänge des Kabels, um sich um das mechanische Gelenk drehen zu können. Der entstehende Überhang ist anfällig, einzufädeln mit der Folge, dass dieses Kabel abgerissen wird.The object being dragged needs a certain excess length of the cable in order to be able to turn around the mechanical joint. The resulting overhang is susceptible to threading, with the result that this cable is torn off.

Eine zeitweilig nicht verwendete Kupplung-Stecker-Paarung ist durch Spritzwasser anfällig für Korrosion.A coupling / connector pair that is temporarily not used is susceptible to corrosion due to splash water.

Die beschriebenen Nachteile können durch Verwendung eines Generators behoben werden, der vorteilhaft direkt in der Achse des Anhängers integriert ist. Typischerweise wird die Stromversorgung des Anhängers für die Beleuchtungseinrichtung verwendet. Dazu kann ähnlich wie bei modernen Fahrradbeleuchtungen ein Kondensator eingesetzt werden, der während des Stillstands die Energieversorgung aufrecht hält. Die Stromverbraucher am Anhänger sollen dabei möglichst niedrig gehalten werden, um auch bei längerem Stillstand Funktionsfähigkeit gewährleisten zu können.The disadvantages described can be eliminated by using a generator which is advantageously integrated directly into the axle of the trailer. Typically, the trailer power supply is used for the lighting device. Similar to modern bicycle lights, a capacitor can be used to maintain the energy supply during standstill. The electricity consumers on the trailer should be kept as low as possible in order to be able to guarantee functionality even after a long standstill.

Daher wird vorteilhaft eine Beleuchtungsanlage mit LED-Lampen verwendet.Therefore, a lighting system with LED lamps is advantageously used.

Der Achsaufbau von Anhängern besteht typischerweise aus einem Achsstummel (5) und einer Laufnabe (2), die über Kegelrollenlager (11) oder Schrägkugellager voneinander getrennt sind.The axle structure of trailers typically consists of an axle stub ( 5 ) and a barrel hub ( 2 ) via tapered roller bearings ( 11 ) or angular contact ball bearings are separated from each other.

Die erfindungsgemäße Anordnung besitzt eine Anzahl Magneten (1), die am rotierenden Teil der Achse (2), üblicherweise Laufnabe genannt, befestigt sind. Bei gebremsten Anhängern kann das rotierende Teil die Bremstrommel sein. Die für den Generator notwendigen elektrischen Spulen (3) bzw. eine geeignete Spulenaufnahme (4) sind am nicht rotierenden Teil der Achse (5) befestigt. Dieser nicht rotierende Teil kann beispielsweise das Bremsschild oder der Achsstummel sein. Eine evtl. notwendige elektronische Schaltung (6) kann ebenfalls im Bereich der Achse integriert werden.The arrangement according to the invention has a number of magnets ( 1 ) on the rotating part of the axis ( 2 ), usually called a hub, are attached. In the case of braked trailers, the rotating part can be the brake drum. The electrical coils necessary for the generator ( 3 ) or a suitable coil holder ( 4 ) are on the non-rotating part of the axis ( 5 ) attached. This non-rotating part can be, for example, the brake shield or the stub axle. A possibly necessary electronic circuit ( 6 ) can also be integrated in the area of the axis.

Eine weitere erfindungsgemäße Anordnung sieht einen eigenständigen Generator vor, der über ein Getriebe von einem rotierenden Teil des Anhängers, vorzugsweise der Laufnabe angetrieben wird. Durch diese Anordnung kann die Drehzahl des Generators von der Drehzahl der Antriebsräder entkoppelt werden.Another arrangement according to the invention provides an independent generator which is driven by a rotating part of the trailer, preferably the running hub, via a transmission. With this arrangement, the speed of the generator can be decoupled from the speed of the drive wheels.

Die elektrische Energie wird typischerweise einer Steuerungseinheit (7) zugeführt, welche einen Energiespeicher (9) regelt bzw. die elektrischen Signale an die Beleuchtungseinheit (8) leitet.The electrical energy is typically sent to a control unit ( 7 ) which have an energy storage ( 9 ) regulates or the electrical signals to the lighting unit ( 8th ) leads.

Die Funktionstüchtigkeit oder der Ladezustand des Energiespeichers kann vorteilhaft per Funk an das Zugfahrzeug oder auch an einen beliebigen Dritten übermittelt werden.The functionality or the state of charge of the energy store can advantageously be transmitted by radio to the towing vehicle or to any third party.

Figurenlistelist of figures

Die Ausführungsmerkmale der Erfindung werden beispielhaft in den Zeichnungen näher dargestellt. Es zeigen

  • 1 Ausführung mit ringförmig angeordneten Spulen und Magneten innerhalb einer Bremstrommel mit außenliegenden Magneten
  • 2 Ausführung mit ringförmig angeordneten Spulen und Magneten innerhalb einer Bremstrommel mit innenliegenden Magneten
  • 3 Ausführung mit scheibenförmig angeordneten Spulen und Magneten außerhalb einer Bremstrommel
  • 4 Ausführung mit ringförmig angeordneten Spulen und Magneten außerhalb einer Bremstrommel
  • 5 Ausführung mit einem eigenständigen Generator, der über ein Verzahnungsgetriebe von dem rotierenden Teil der Achse angetrieben wird
The design features of the invention are shown in more detail by way of example in the drawings. Show it
  • 1 Version with coils and magnets arranged in a ring within a brake drum with external magnets
  • 2 Version with coils and magnets arranged in a ring within a brake drum with internal magnets
  • 3 Version with disc-shaped coils and magnets outside a brake drum
  • 4 Version with coils and magnets arranged in a ring outside a brake drum
  • 5 Version with an independent generator, which is driven by the rotating part of the axis via a toothed gear

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

0101
Magnetenmagnets
0202
rotierender Teil der Achserotating part of the axis
0303
SpulenDo the washing up
0404
Spulenträgercoil carrier
0505
Achseaxis
0606
elektronische Schaltungelectronic switch
0707
Steuerungseinheitcontrol unit
0808
Beleuchtungseinheitlighting unit
0909
Energiespeicherenergy storage
1010
eigenständiger Generatorindependent generator
1111
Außenverzahnungexternal teeth
1212
Ritzelpinion
1313
Stützesupport

Claims (7)

Vorrichtung zur Stromerzeugung in einem Anhänger, dadurch gekennzeichnet, dass die kinetische Energie des Anhängers zur Stromerzeugung genutzt wird.Device for generating electricity in a trailer, characterized in that the kinetic energy of the trailer is used to generate electricity. Vorrichtung zur Stromerzeugung in einem Anhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator in der Achse des Anhängers integriert ist. Dabei befindet sich eine Anzahl Magneten (1) an dem drehenden Teil (2) der Achsgruppe, bspw. der Laufnabe oder der Bremstrommel. Die Spulen (3) bzw. eine geeignete Spulenaufnahme (4) sind am nicht rotierenden Teil der Achse (5), bspw. am Bremsschild oder am Achsstummel befestigt.Device for power generation in a trailer after Claim 1 , characterized in that the generator is integrated in the axle of the trailer. There is a number of magnets (1) on the rotating part (2) of the axle group, for example the running hub or the brake drum. The coils (3) or a suitable coil holder (4) are attached to the non-rotating part of the axle (5), for example on the brake shield or on the stub axle. Vorrichtung zur Stromerzeugung in einem Anhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator hinter der Achsbaugruppe angeordnet ist. Dabei bilden Magnetträger (10) und Spulenträger (4) eine Einheit, die spulenseitig mit der Achse (5) und magnetseitig mit der Nabe (2) verbunden ist.Device for power generation in a trailer after Claim 1 , characterized in that the generator is arranged behind the axle assembly. Magnet carrier (10) and coil carrier (4) form a unit that is connected to the axis (5) on the coil side and to the hub (2) on the magnet side. Vorrichtung zur Stromerzeugung in einem Anhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (7) zur Nutzung der elektrischen Energie und/oder ein Energiespeicher (9) in der Nähe der Anhängerdeichsel untergebracht sind, wodurch eine Funkkoppelung zum Zugfahrzeug vorteilhaft hergestellt werden kann.Device for power generation in a trailer after Claim 1 , characterized in that the control (7) for using the electrical energy and / or an energy store (9) are accommodated in the vicinity of the trailer drawbar, as a result of which a radio coupling to the towing vehicle can advantageously be established. Vorrichtung zur Stromerzeugung in einem Anhänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator (1) über ein Getriebe mit einem rotierenden Teil des Anhängers, beispielsweise der Laufnabe (3) verbunden ist und dadurch die kinetische Energie des Anhängers zur Stromerzeugung nutzt.Device for power generation in a trailer after Claim 1 , characterized in that a generator (1) is connected via a gearbox to a rotating part of the trailer, for example the running hub (3) and thereby uses the kinetic energy of the trailer to generate electricity. Vorrichtung zur Stromerzeugung in einem Anhänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Verzahnungsgetriebe ist.Device for power generation in a trailer after Claim 5 , characterized in that the transmission is a gear transmission. Vorrichtung zur Stromerzeugung in einem Anhänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Riemengetriebe ist.Device for power generation in a trailer after Claim 5 , characterized in that the transmission is a belt transmission.
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