用于机动车辆的便携式顶升系统

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于机动车辆的便携式顶升系统，该便携式顶升系统具有电动马达和可以通过电动马达电动操作的千斤顶。本发明还涉及根据权利要求10的前序部分的机动车辆，该机动车辆包括这样的顶升系统。

背景技术

在汽车工程领域中众所周知的是为机动车辆配备顶升系统或车轮更换系统，顶升系统或车轮更换系统旨在在轮胎漏气的情况下更容易执行必要的车轮更换或使即使未经训练的人也能够执行这样的更换。在现有技术中提出的一些解决方案直接或间接地使用机动车辆的电气系统以抬起机动车辆。

例如文件US 7 472 889 B1公开一种车辆提升系统，该车辆提升系统包括具有电源端口的车辆、壳体、套筒、活塞、电动驱动总成和多个接合元件。壳体具有底壁、顶壁和外围壁，该外围壁紧固到顶壁和底壁并且在顶壁和底壁之间延伸。套筒连接到壳体并且从壳体向上延伸。活塞安装在套筒内。驱动总成机械地连接到活塞。驱动总成在第一方向上驱动以相对于壳体抬起活塞的上端。驱动总成在第二方向上驱动以相对于壳体降低活塞的上端。驱动总成可拆卸地连接到车辆的电源端口以向驱动总成供应电能。一个接合元件可拆卸地紧固到活塞的上端并且接合车辆。每一个接合元件都包括可以可释放地连接到上端的连接器以及可以与车辆抵接放置的支撑装置。连接器包括可以延伸到上端的凹槽中的管和连接到连接器的上端的支撑装置。

文件US 6 877 200 B2提出了用于操作气动驱动的液压千斤顶和电动空气压缩机的便携式装置和方法。用于提升和提供压缩空气的便携式装置包括千斤顶、空气压缩机、电子开关和框架壳体。框架壳体具有顶侧和底侧以及外侧和内侧，其中提把固定地连接到顶侧并且一个或多个支撑装置固定地连接到底侧。空气压缩机和千斤顶固定地连接在框架壳体的里面。电动地驱动空气压缩机。通过空气压缩机供应的气动能量直接驱动千斤顶。电子开关具有第一位置和第二位置。电子开关的第一位置可控地将空气从空气压缩机引导到千斤顶。电子开关的第二位置可控地将空气从空气压缩机引导到第一供气管路，其中第一供气管路适用于充气/放气并且第二供气管路适用于气动工具，例如气动螺丝刀。

现有技术还公开解决方案，解决方案具有固定地安装在机动车辆中的顶升系统或车轮更换系统的部件。

例如，文件US 8 844 906 B2描述一种用于在轮胎漏气时更换车轮的车辆提升系统。车辆提升系统包括：

(a)单个顶升机构，该顶升机构可以形成为液压活塞或可以是气动或电动驱动的，该顶升机构固定地设置在车辆的相应侧的车辆空心中心柱上并且通常完全封闭在那里以便不暴露于来自道路的飞石或泥土，机构包括：

i)可伸展元件，该可伸展元件从柱子的底部垂直地向下延伸；以及

ii)力施加元件，该力施加元件连接到可伸展元件的底部并且保持完全垂直布置，其中力施加元件具有较低的、基本上平坦的表面邻接底座，以便在向下指向的力施加到表面上时稳定车辆，车辆定位在该表面上使得与中心柱子在同一侧的车轮可以抬起到表面上方；以及

(b)用于选择性地使机构从柱子的底部垂直向下伸展并且用于将机构缩回到柱子中的控制装置，其中提升系统也具有枢转地连接到车辆的下面并且用于可释放地遮盖柱子中的开口的盖，机构通过该开口伸展和缩回。

文件DE 10 2012 205 575 A1引用用于机动车辆的顶升元件作为解决方案，该顶升元件设计用于固定地安装在机动车辆中，使得当激活顶升元件时至少部分地抬起机动车辆，其中顶升元件设计为电动操作。顶升系统特别地可以在比赛车辆的情况中使用，也就是说例如在赛车的情况下

文件US 2 131 296 A公开一种电动驱动顶升系统，该电动驱动顶升系统不一定必须是固定安装或内置的单元，而是可以作为配件花费最少的时间和劳力安装。顶升系统可以优选地从汽车电池中获取能量。顶升系统具有双冲程千斤顶，双冲程千斤顶包括壳体、安装在壳体中的内部和外部伸缩式提升元件、以及用于驱动内部提升元件的螺钉。内部提升元件在其上端设置有桥台，该桥台旨在在内部提升元件已经完全扩展之后抵靠外部提升元件并且将外部提升元件与螺钉驱动啮合。千斤顶也具有用于当内部提升元件达到伸展位置时将内部提升元件和外部提升元件彼此锁定的装置，其中装置包括可伸展的元件，该可伸展的元件设置成使得在到达内部提升元件的上侧并且将内部提升元件保持在外部提升元件的低端的伸展位置之后它们延伸通过桥台。

文件US 8 359 690 B1提出一种具有固定安装的空气压缩机的车轮更换系统。车轮更换系统用于在具有车架和形成在相应车轮上的四个轮窝的车辆上使用，并且车轮更换系统包括千斤顶、冲击扳手、空气压缩机、存储罐、细长主软管、辅助软管和照明装置。千斤顶可在降低配置和抬起配置之间移动。冲击扳手设计用于在其被驱动时将千斤顶在降低配置和抬起配置之间移动。存储罐流体连接到空气压缩机并且设计用于在压力下存储空气。细长主软管可操作地连接到存储罐并且设计用于空气流动，其中主软管沿着车辆的车架延伸并且具有多个间隔开的出口端口。每个出口端口都邻近相应的轮窝设置并且具有足够延伸到由相应的轮窝定义的轮窝区域中的长度。辅助软管具有选择性地连接到相应的出口端口的第一端部以及第二端部，该第二端部选择性地连接到冲击扳手使得当辅助软管连接到相应的出口端口时冲击扳手选择性地接收来自存储罐的气流。照明装置包括壳体、电池、照明元件以及磁铁，该照明元件电连接到电池并且设计用于当该照明元件通过电池供应能量时从壳体发出光，该磁铁紧固到壳体并且设计用于当壳体放置在金属物体上时将壳体可释放地连接到金属物体。空气压缩机电连接到发射器并且具有电路，该电路设计成具有以下效应：当驱动空气压缩机时发射器发送激活信号。照明装置电连接到接收器并且包括电路，该电路设计成当接收器接收激活信号时使电池能够为照明元件供应能量。

此外，文件US 6 832 402 B1描述一种具有电源的车轮更换套件。电源适用于设置在车辆中并且包括紧固底架、马达、软管、空气压缩机单元、第一和第二皮带轮、环形带、空气管路和软管连接器。紧固底架适用于安全地设置在车辆中。马达固定地紧固到紧固底架，马达包括可旋转的轴和双位开关并且适用于通过电线连接到车辆的电源。空气压缩机单元固定地安装在紧固底架上、由马达驱动，并且具有空气罐、可旋转的轴和用于在空气罐中生成压缩空气的压缩机。第一皮带轮安装在马达的可旋转的轴上。第二皮带轮安装在空气压缩机单元的可旋转的轴上。环形带是由第一和第二皮带轮承载。空气管路连接到空气罐，并且软管连接器紧固到空气管路。车轮更换套件还包括千斤顶，该千斤顶可释放地连接到一个软管以便抬起和降低车辆。车轮更换套件具有用于将车轮螺母从车辆的车轮移除的装置，该装置包括连接到另一个软管的气动螺丝刀。

鉴于提出的现有技术，在用于机动车辆的顶升系统或车轮更换系统的领域中仍有改进的空间，该顶升系统或车轮更换系统使得在轮胎漏气的情况下更容易执行必要的车轮更换。

发明内容

本发明的目的是提供用于机动车辆的便携式顶升系统或车轮更换系统，该便携式顶升系统或车轮更换系统在使用的情况下可以容易、安全且可靠地定位并且具有相对于操纵和操作舒适性的改进的性能。

根据本发明的目的是通过具有权利要求1的特征的用于机动车辆的便携式顶升系统来实现的。目的也是通过具有权利要求10的特征的机动车辆来实现的。此外，通过从属权利要求公开本发明的特别有利的配置。

应该指出的是在随后的描述中单独提出的特征或措施可以以任何所需的技术上有意义的方式彼此结合并且显示本发明的更多配置。描述特别地连同附图一起附加地表征和详细说明本发明。

本发明涉及一种用于机动车辆的便携式顶升系统。便携式顶升系统包括电动马达和千斤顶，该千斤顶可以或旨在通过电动马达电动操作。千斤顶具有用于与机动车辆抵接的头部部分、用于与下垫面抵接的脚部部分以及至少一个膨胀元件，该膨胀元件可以通过电动马达的相应激活而伸展和缩回并且设置在头部部分和脚部部分之间。

根据本发明，头部部分具有至少一个形状配合元件和多个固定连接的电插入式连接元件。在至少一个操作状态下，可以使用至少一个形状配合元件与机动车辆的至少一个相应形状配合元件建立至少一个形状配合连接。在至少一个操作状态下，可以使用多个电插入式连接元件与机动车辆的相应插入式连接元件建立电气连接。头部部分的至少一个插入式连接元件连接到电动马达，并且与此对应的机动车辆的插入式连接元件连接到机动车辆的电能源。作为至少一个形状配合连接的结果，在头部部分的电插入式连接元件和机动车辆的相应插入式连接元件之间建立定义的相对定位。

术语“多个”在本发明的背景下旨在被理解为特别地意指至少两个的数量。

在提出的便携式顶升系统的情况下，在轮胎漏气的情况下，可电动操作的千斤顶可以容易地、安全且可靠地定位在机动车辆上以便以合适的方式抬起机动车辆以用于车轮更换。作为形状配合连接的配置的结果，千斤顶相对于机动车辆的独特定位可以固定。作为提出的插入式连接元件的结果，不再需要例如通过电缆建立电能源和电动马达之间的电气连接所需的操纵工作，该操纵工作取决于外部环境，通常可以是费力、复杂和困难的。作为提出的配置的结果，可以实现在高度操作舒适性的情况下容易且安全地操纵顶升系统以在轮胎漏气的情况下更换车轮。

多个电插入式连接元件可以设置在头部部分的上侧或设置在头部部分的侧面上。

机动车辆的电能源例如可以在起动机电池之前形成或从车载电压系统中引出，该车载电压系统可以由起动机电池供电。在电动车辆的情况下，机动车辆的电能源也可以通过驱动电池(可充电电池)或通过燃料电池形成。

在优选实施例中，顶升系统具有主壳体，该主壳体从头部部分朝向脚部部分延伸并且在至少一个膨胀元件的缩回状态下，在径向方向上至少部分地包围至少一个膨胀元件。顶升系统还包括电可操作的空气压缩机，该电可操作的空气压缩机在主壳体内设置在头部部分和脚部部分之间并且具有穿过主壳体的侧壁的空气出口软管。

通过这种方式，顶升系统同时可以提供压缩空气供应，可以通过压缩空气供应在备用车轮中设置合适的空气压力。作为提出的空气压缩机在主壳体内的布置的结果，顶升系统的紧凑布置可以与简单的造型结合，借以可以特别容易地操纵。

顶升系统优选地配备有用于激活空气压缩机的外部可访问的操作元件，该外部可访问的操作元件设置在主壳体的至少一个侧壁上。作为操作元件相对于壳体固定地设置的结果，压缩空气管路的必要长度可以保持得较小，可以避免压缩空气管路的混淆或缠绕并且空气压缩机的操作可以变得特别容易。

在顶升系统的优选实施例中，脚部部分具有固定地连接到至少一个膨胀元件的底座部分，以及在底座部分的两侧中的每一侧上的翼板元件，该翼板元件通过铰链元件铰接在底座部分上。翼板元件可以在摆入状态和摆出状态之间手动地可逆移动，在摆入状态下在垂直方向上底座部分完全覆盖翼板元件，在摆出状态下在垂直方向上底座部分不覆盖翼板元件。

术语“完全覆盖”在本发明的背景下旨在被理解为特别地意指覆盖范围的比例超过85％，优选地超过90％以及特别优选地超过95％。特别地，术语旨在包括覆盖范围的比例为100％的可能性。术语“不覆盖”在本发明的背景下旨在被理解为特别地意指覆盖范围的比例小于15％，优选地小于10％以及特别优选地小于5％。特别地，术语旨在包括覆盖范围的比例为0％的可能性。

作为处于摆出状态下的脚部部分的扩大站立区域的结果，在抬起机动车辆的过程中可以实现提高的安全性。同时，在摆入状态下可以实现紧凑结构形式。

在优选实施例中，顶升系统配备有电子数据接口，该电子数据接口旨在与机动车辆的数据通信装置交换数据。术语“旨在”在本发明的背景下意思是被理解为特别地意指专门为这种目的而编程、设计或设置。

通过提出的电子数据接口，关于机动车辆的转轮的车辆特定数据可以传输到顶升系统并且在合适配置的情况下可以在执行车轮更换时有利地使用。在不限于此的情况下，例如数据可以与推荐的轮胎压力或推荐的车轮螺母拧紧力矩有关。

电子数据接口优选地形成为无线数据链路。例如，在不限于此的情况下，电子数据接口可以与蓝牙标准(

在顶升系统的优选实施例中，可以在至少一个操作状态下建立的电气连接包括至少一个旨在用于与机动车辆的数据通信装置交换数据或用于传输机动车辆的自身传感器的至少一个信号的电气连接。通过这个可以特别容易建立的电气连接，在车轮更换过程中关于机动车辆的转轮或关于轮胎的瞬时状态或关于机动车辆的瞬时状态的车辆特定数据可以传输到顶升系统。在合适配置的情况下，在执行车轮更换的过程中，传输的数据可以有利地用于提高安全性或优化车轮更换操作。

顶升系统优选地配备有电子指示单元，该电子指示单元设置在主壳体的至少一个侧壁的外侧上并且在输入侧连接到电子数据接口或连接到头部部分的至少一个插入式连接元件。通过这种方式，通过机动车辆的数据通信装置传输的数据或机动车辆的至少一个自身传感器的传输信号可以指示人执行车轮更换的信息。

当机动车辆具有自己合适的传感器时，在不限于此的情况下，数据可以例如指示备用车轮的轮胎内的瞬时空气压力、千斤顶的瞬时力加载、机动车辆的倾斜角(滚转角和/或俯仰角)、千斤顶的移动方向或机动车辆的电能源的荷电状态(SoC)。

在优选实施例中，顶升系统包括至少一个电子电路，该至少一个电子电路旨在依赖于至少一个关于与数据通信装置交换的数据或关于机动车辆的至少一个自身传感器的至少一个接收到的信号的预先确定的阈值执行关闭空气压缩机或防止或停止一个膨胀元件或多个膨胀元件的伸展移动。

通过这种方式，可以提高待执行的车轮更换的安全性并且可以以特殊方式提高顶升系统的操作舒适性。

一个电子电路或多个电子电路例如可以形成为专用集成电路(ASIC)的一部分。

在优选实施例中，通过以下中的至少一个形成机动车辆的至少一个自身传感器：倾斜传感器、接触传感器和/或轮胎压力传感器。作为使用这样的传感器的结果，可以提高轮胎更换操作的安全性。监测倾斜传感器的信号可以防止超过机动车辆的推荐的倾斜角。接触传感器例如可以用于指示机动车辆上千斤顶的正确定位和/或根据机动车辆上千斤顶的正确定位使电动马达的激活成为可能。轮胎压力传感器可以使执行备用车轮中的推荐的轮胎压力的设置更容易并且防止过量充气。

在本发明的另一方面，提供一种机动车辆，该机动车辆具有至少一个电能源、至少一个数据通信装置以及机动车辆的多个自身传感器，该自身传感器可操作地连接到数据通信装置。

机动车辆还包括：

-根据本发明的顶升系统的实施例，

-至少一个形状配合元件，至少一个形状配合元件设置在每个轮窝的附近并且对应于顶升系统的千斤顶的头部部分的形状配合元件，以及

-在每种情况下至少多个插入式连接元件，该插入式连接元件设置在每个轮窝的附近并且对应于头部部分的多个电插入式连接元件。

在这种情况下：

-多个插入式连接元件中的每一个都包括至少一个连接到机动车辆的电能源的插入式连接元件，

-可以在至少一个操作状态下建立的电气连接包括至少一个旨在用于与机动车辆的数据通信装置交换数据或用于传输机动车辆的多个自身传感器的至少一个传感器的至少一个信号的电气连接，以及

-数据通信装置旨在与顶升系统的可能存在的电子数据接口交换数据。

关于根据本发明的顶升系统的各种实施例描述的优势完全转移到提出的机动车辆。

附图说明

在从属权利要求和下面的附图描述中公开本发明的其他有利配置，在附图中：

图1以透视图显示具有缩回的膨胀元件的根据本发明的用于机动车辆的便携式顶升系统的示意图；

图2显示具有部分伸展的膨胀元件的根据图1的便携式顶升系统的示意正视图；

图3以透视图显示具有在轮窝附近设置在每个门槛上的形状配合元件、多个插入式连接元件以及机动车辆的电能源和一些插入式连接元件之间的电气连接的机动车辆的车身的示意图；以及

图4显示根据图1的根据本发明的便携式顶升系统在连接状态之前的示意透视图。

具体实施方式

在不同的附图中，相同部分总是配备有相同的附图标记，由于这个原因它们通常也只描述一次。

图1以透视图显示具有缩回的膨胀元件的根据本发明的便携式顶升系统的一个可能实施例。顶升系统用于在机动车辆中使用，该机动车辆例如可以形成为乘用车。

顶升系统包括电动马达14和千斤顶10(图2)，千斤顶10可以通过电动马达14电动操作并且可以通过按下相应的操作元件(未示出)激活。千斤顶10具有头部部分16、脚部部分38以及若干膨胀元件12

顶升系统还包括电可操作的空气压缩机46，该电可操作的空气压缩机46在主壳体32内设置在头部部分16和脚部部分38之间并且配备有穿过主壳体32的侧壁34

顶升系统具有设置在主壳体32的另一侧壁34

千斤顶10的头部部分16用于与机动车辆54抵接，更精确地与机动车辆54的门槛区域抵接。脚部部分38用于与下垫面74抵接(图2)。

脚部部分38具有底座部分40，该底座部分40固定地连接到最下面的膨胀元件12

头部部分16配备有由橡胶弹性材料(例如合成橡胶)制成的盖18，并且具有多个形状配合元件20、22。形状配合元件20、22中的一个形状配合元件20是由深度和宽度均匀的直凹槽形成的，该直凹槽平行于头部部分16延伸并且距头部部分16的一个边缘有一定距离。头部部分16的另一个形状配合元件22是由电绝缘元件形成的，电绝缘元件的外部尺寸具有对称梯形的形式。绝缘元件可以由与头部部分16相同的材料制成，但也可以由不同的电绝缘材料制成。绝缘元件固定地连接到头部部分16的其余部分，例如通过材料粘结。

头部部分16的盖18可以专门为车辆的类型而形成并且在顶升系统的千斤顶10的制造过程中被选择以确保形状配合元件20、22和形状配合连接的优化适合，形状配合连接可以与形状配合元件20、22一起建立以用于不同类型的车辆。

头部部分16还包括多个电插入式连接元件24

顶升系统旨在在机动车辆54上使用(图3)，机动车辆54可以例如形成为乘用车并且配备有电能源56或若干电能源。这样的电能源56的示例可以是起动机电池和/或牵引电池。

图3是机动车辆54的车身(例如“白车身”，BIW)的一部分的示意图，车身具有车身地板、B柱58、60和由车身的部件形成的门槛62、64。在车身的每一个门槛62、64上，形状配合元件66、68设置在提供的轮窝的附近(图4)。这些形状配合元件66、68中的一个形状配合元件66在每种情况下都是由形成门槛62、64的一个结构部件的向下突出的金属板边缘形成的并且在Y方向上的其尺寸方面对应于形成为凹槽的头部部分16的形状配合元件20的宽度。这些形状配合元件66、68中的另一个形状配合元件68是由电插座形成的，该电插座以对称梯形的形式定义向下开口空间，向下开口空间的尺寸适合于形成为绝缘元件的头部部分16的形状配合元件22的尺寸。在插座内，多个电插入式连接元件70

分别设置在一个插座内的多个电插入式连接元件70

机动车辆54具有数据通信装置72和机动车辆的多个自身传感器(未示出)，自身传感器可操作地连接到数据通信装置72。数据通信装置72例如可以形成为CAN(控制器局域网络)总线或与这个数据通信标准兼容。机动车辆的自身传感器是旨在用于确定车身的滚转角和俯仰角的倾斜传感器、用于每个车轮的轮胎压力传感器以及接触传感器。

头部部分16的多个电插入式连接元件24

在可替代的实施例中，顶升系统可以具有基于比如WLAN(“无线局域网”)、蓝牙

从机动车辆54的数据通信装置72传输到电子数据接口28的数据可以在电子指示单元26上被顶升系统的用户读出。这些例如可以是关于推荐的轮胎压力或车轮的车轮螺母的推荐拧紧力矩的数据。

在车胎漏气的情况下，便携式顶升系统被带到属于相关车轮的轮窝的附近。基本上在垂直方向76上对准的千斤顶10的头部部分16在门槛62、64的方向上从下面抬起，以便建立形成为凹槽的头部部分16的形状配合元件20和形成为向下突出的金属板边缘的机动车辆54的形状配合元件66(图4)的形状配合连接，这防止千斤顶10在Y方向上的移动并且允许千斤顶10在X方向上的移动并且允许千斤顶10在Z方向上的有限移动。

通过沿着X方向并且随后在Z方向上移动千斤顶10，可以在由电绝缘元件形成的头部部分16的形状配合元件22和由电插座形成的机动车辆54的形状配合元件68之间建立另一个形状配合连接，该另一个形状配合连接防止千斤顶10在X方向上和在Y方向上的移动。

作为两个形状配合连接的结果，建立头部部分16的电插入式连接元件24

在建立两个形状配合连接的情况下，同时在头部部分16的固定连接的电插入式连接元件24

机动车辆54的一个插入式连接元件70

顶升系统配备有电子电路30

电子电路30

这种配置允许在轮胎漏气的情况下执行所需的车轮更换时实现高度的安全性和操作舒适性。

对本领域技术人员显而易见的是在顶升系统的可能实施例中描述的形状配合元件也可以完全不同地配置。例如，顶升系统也可以横向地(即平行于Y方向)推入到门槛的凹槽中，该凹槽适合于千斤顶在X方向上的尺寸。千斤顶或其一部分的尺寸形成形状配合元件，该形状配合元件对应于由门槛的凹槽形成的形状配合元件，借以在头部部分16的电插入式连接元件和机动车辆54的相应插入式连接元件之间建立定义的相对定位。当已经建立形状配合连接时，通过顶升系统平行于Y方向的随后位移建立电气连接。如上面所描述的通过反馈信号向顶升系统的用户确认电气连接的正确建立。

附图标记列表

10 千斤顶

12 膨胀元件

14 电动马达

16 头部部分

18 盖

20 形状配合元件

22 形状配合元件

24 电插入式连接元件

26 电子指示单元

28 电子数据接口

30 电子电路

32 主壳体

34 侧壁

36 操作元件

38 脚部部分

40 底座部分

42 翼板元件

44 翼板元件

46 空气压缩机

48 空气出口软管

50 连接元件

52 支架

54 机动车辆

56 电能源

58 B柱

60 B柱

62 门槛

64 门槛

66 形状配合元件

68 形状配合元件

70 电插入式连接元件

72 数据通信装置

74 下垫面

76 垂直方向