DE102004010229A1

DE102004010229A1 - Federungseinrichtung

Info

Publication number: DE102004010229A1
Application number: DE102004010229A
Authority: DE
Inventors: Horst Forster
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2005-09-22

Abstract

Es wird eine Federungseinrichtung (10) beschrieben, die nicht nur Federungszwecken dient, sondern außerdem auch zur Erzeugung elektrischer Energie. Zu diesem Zwecke ist dem einen Befestigungsende (14) der Federungseinrichtung (10) eine Permanentmagneteinrichtung (26) und dem zweiten Befestigungsende (12) eine Induktionsspuleneinrichtung (28) zugeordnet, die gemeinsam eine Elektroinduktionseinrichtung (32) bilden, wobei die Induktionsspuleneinrichtung (28) sich entsprechend einer federnden Längenänderung der Federungseinrichtung (10) im Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung (26), deren Magnetlinien schneidend, bewegt, so dass in der Induktionsspuleneinrichtung (28) eine elektrische Spannung induziert wird, die in einer Batterie (30) gespeichert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Federungseinrichtung mit zwei voneinander entfernten Befestigungsenden. Die Federungseinrichtung kann als Schraubendruckfeder, als Schraubenzugfeder oder dergleichen ausgebildet sein.
Derartige Federungseinrichtungen dienen zur mechanischen Federung, um beispielsweise bei einem Landfahrzeug wie einem Motorrad, einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen, einem Eisenbahnwaggon oder dergleichen während der Fahrt auftretende Stöße abzufedern. Bei Eisenbahnwaggons sind auch in den Puffern Federungseinrichtungen vorgesehen, um das Aufeinanderprallen von Eisenbahnwaggons abzufedern.
Federungseinrichtungen kommen beispielsweise auch bei Turn- oder Gymnastikgeräten wie Trampolinen, Muskelaufbaugeräten wie Expandern usw. zur Anwendung. Federungseinrichtungen sind u.a. auch in Sitz- oder Liegemöbel integriert, um einen gewünschten Sitz- bzw. Liegekomfort zu realisieren.
Federungseinrichtungen der eingangs genannten Art sind selbstverständlich nicht auf die oben angegebenen Verwendungen beschränkt.
Bislang dienen die Federungseinrichtungen nur mechanischen Zwecken, d.h. sie sind nur mechanisch wirksam. Das heißt, dass in ihnen bislang nur Energie vernichtet wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Federungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die nicht nur bekannten Federungszwecken dient, sondern die außerdem auch zur Energiegewinnung vorgesehen ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Federungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1, d.h. dadurch gelöst, dass dem einen Befestigungsende der Federungseinrichtung eine Permanentmagneteinrichtung und dem zweiten Befestigungsende der Federungseinrichtung eine Induktionsspuleneinrichtung zugeordnet ist, die gemeinsam eine Elektroinduktionseinrichtung bilden, wobei die Induktionsspuleneinrichtung sich entsprechend einer federnden Längenänderung der Federungseinrichtung im Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung, deren Magnetlinien schneidend, bewegt, so dass in der Induktionsspuleneinrichtung eine elektrische Spannung induziert wird.

Die erfindungsgemäße Federungseinrichtung weist also den Vorteil auf, dass sie nicht nur Federungszwecken dient, sondern dass sie gleichzeitig auch zur Gewinnung elektrischer Energie vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäße Federungseinrichtung kann – in Abhängigkeit von der jeweiligen Verwendung – mit einer Stoßdämpfereinrichtung kombiniert sein.

Zweckmäßigerweise ist die Induktionsspuleneinrichtung der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung mit einer Batterie zusammengeschaltet, die dazu vorgesehen ist, die mittels der Elektroinduktionseinrichtung erzeugte elektrische Energie abzuspeichern, um sie zu gegebener Zeit verbrauchen zu können.

Zweckmäßig ist es, wenn zwischen die Induktionsspuleneinrichtung und die Batterieeinrichtung eine elektronische Schalteinrichtung eingeschaltet ist. Diese Schalteinrichtung kann zum Gleichrichten von in der Elektroinduktionseinrichtung erzeugter Wechselspannung dienen. Die elektronische Schalteinrichtung ist zweckmäßigerweise außerdem dazu vorgesehen, einen Rückstrom von der Batterie zur Induktionsspuleneinrichtung und folglich einen ungewollten Energieverbrauch in der Induktionsspuleneinrichtung zu verhindern.

Verwendung kann die erfindungsgemäße Federungseinrichtung bei einem Landfahrzeug, bei einem Turn- oder Gymnastikgerät, bei einem Sitz- oder Liegemöbel, oder dergleichen finden. Bei Landfahrzeugen, wie Motorrädern, Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, kann die erfindungsgemäße elektrische Energie erzeugende Federungseinrichtung bei Stoßdämpfer-Federungen zur Anwendung gelangen. Bei Schienenfahrzeugen, wie Lokomotiven und Waggons, kann die elektrische energieerzeugende Federungseinrichtung ebenfalls als Fahrgestellfederung zur Anwendung gelangen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die elektrische energieerzeugende Federungseinrichtung in die Puffer zu integrieren. Bei Turn- und Gymnastikgeräten, wie Trampolinen usw., ist es ebenfalls möglich, mit Hilfe erfindungsgemäßer Federungseinrichtungen elektrische Energie zu erzeugen. Gleiches gilt bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung bei Sitz- oder Liegemöbel, die mit Federn ausgebildet sind, die bislang nur dem Sitz- oder Liegekomfort dienen. Auch auf diesem Anwendungsgebiet ist es möglich, mit erfindungsgemäßen Federungseinrichtungen elektrische Energie zu erzeugen, um beispielsweise Geräte mit relativ geringem Energieverbrauch mit elektrischer Energie zu versorgen. Auf diese Weise ist es u.a. möglich, Batterien einzusparen, wie sie bislang bei Geräten geringen Energiebedarfs zum Einsatz gelangen, so dass die durch Batterie-Entsorgung bedingte Umweltbelastung in vorteilhafter Weise entsprechend reduziert ist.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung ist in der , Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Die Figur zeigt aufgeschnitten in einer Seitenansicht eine Federungseinrichtung 10 mit einem ersten Befestigungsende 12 und mit einem zweiten Befestigungsende 14. Die Federungseinrichtung 10 weist eine Schraubendruckfeder 16 auf, die eine Stoßdämpfereinrichtung 18 umgibt. Die Stoßdämpfereinrichtung 18 ist in an sich bekannter Weise als Kolben-Zylinder-Einheit 20 ausgebildet. Dem ersten Befestigungsende 12 ist am Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit 20 ein erster umlaufender Befestigungsflansch 22 zugeordnet. Der erste Befestigungsflansch 22 ist am Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit 20 fixiert. Dem zweiten Befestigungsende 14 ist ein zweiter Befestigungsflansch 24 zugeordnet. Der zweite Befestigungsflansch 24 ist an der vom Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 20 wegstehenden Kolbenstange fixiert.
Die Schraubendruckfeder 16 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsflansch 22 und 24 eingespannt.
Vom zweiten Befestigungsflansch 24 steht in Richtung zum ersten Befestigungsflansch 22 hin gewandt eine Permanentmagneteinrichtung 26 weg und vom ersten Befestigungsflansch 22 steht in Richtung zum zweiten Befestigungsflansch 24 eine Induktionsspuleneinrichtung 28 weg. Die Permanentmagneteinrichtung 26 und die Induktionsspuleneinrichtung 28 sind derartig vorgesehen, dass die Induktionsspuleneinrichtung 28 das von der Permanentmagneteinrichtung 26 erzeugte Permanentmagnetfeld schneidet, wenn sich die Länge zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsende 12 und 14 der Federungseinrichtung 10 ändert. Dabei wird in der Induktionsspuleneinrichtung 28 eine elektrische Spannung induziert, die einer Batterie 30 zugeführt wird. Die Batterie 30 ist durch einen Block schematisch angedeutet.
Die Permanentmagneteinrichtung 26 und die Induktionsspuleneinrichtung 28 bilden gemeinsam eine Elektroinduktionseinrichtung 32.
Zwischen die Induktionsspuleneinrichtung 28 der Elektroinduktionseinrichtung 32 und die Batterie 30 ist eine elektronische Schalteinrichtung 34 eingeschaltet, die – wie die Batterie 30 – nur als Block schematisch angedeutet ist. Die elektronische Schalteinrichtung 34 ist dazu vorgesehen, einen Rückstrom von der Batterie 30 zur Induktionsspuleneinrichtung 28 zu verhindern; die elektronische Schalteinrichtung 34 kann außerdem dazu vorgesehen sein, die bei einer Schwingbewegung der Federungseinrichtung 10 in der Induktionsspuleneinrichtung 28 der Elektroinduktionseinrichtung 32 generierte Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln, die der Batterie 30 – zur Speicherung in ihr – zugeführt wird.
Die Federungseinrichtung 10 kann auch als Schraubenzugfeder ausgebildet sein. In einem solchen Falle kann auf eine Stoßdämpfereinrichtung verzichtet werden.
Die Federungseinrichtung kann selbstverständlich auch anders als eine Schraubenfeder, d.h. beispielsweise als Torsionsfeder oder dergleichen, ausgebildet sein.

10: Federungseinrichtung
12: erstes Befestigungsende (von 10)
14: zweites Befestigungsende (von 10)
16: Schraubendruckfeder (von 10)
18: Stoßdämpfereinrichtung (von 10)
20: Kolben-Zylinder-Einheit (von 18)
22: erster Befestigungsflansch (bei 12)
24: zweiter Befestigungsflansch (bei 14)
26: Permanentmagneteinrichtung (von 32)
28: Induktionsspuleneinrichtung (von 32)
30: Batterie
32: Elektroinduktionseinrichtung (von 10)
34: elektronische Schalteinrichtung (zwischen 30 und 28)

Claims

Federungseinrichtung mit zwei voneinander entfernten Befestigungsenden (12, 14), dadurch gekennzeichnet, dass dem einen Befestigungsende (14) eine Permanentmagneteinrichtung (26) und dem zweiten Befestigungsende (12) eine Induktionsspuleneinrichtung (28) zugeordnet ist, die gemeinsam eine Elektroinduktionseinrichtung (32) bilden, wobei die Induktionsspuleneinrichtung (28) sich entsprechend einer federnden Längenänderung der Federungseinrichtung (10) im Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung (26), deren Magnetlinien schneidend, bewegt, so dass in der Induktionsspuleneinrichtung (28) eine elektrische Spannung induziert wird.
Federungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federungseinrichtung (10) mit einer Stoßdämpfereinrichtung (18) kombiniert ist.
Federungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspuleneinrichtung (28) mit einer Batterie (30) zusammengeschaltet ist.
Federungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Induktionsspuleneinrichtung (28) und die Batterieeinrichtung (30) eine elektronische Schalteinrichtung (34) eingeschaltet ist.
Verwendung der Federungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bei einem Landfahrzeug.
Verwendung der Federungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bei einem Turn- oder Gymnastikgerät.
Verwendung der Federungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bei einem Sitz- oder Liegemöbel.