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Die
Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Generator mit mindestens
einer Piezoeinheit, die zur Erzeugung eines Wechselstroms periodisch
verspannt wird, und mit einer antreibbaren, das periodische Verspannen
steuernden Generatorwelle.
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Ferner
betrifft die Erfindung eine Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs,
insbesondere Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Brennkraftmaschine
und mindestens einem Generator zur Stromerzeugung.
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Stand der Technik
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Piezoelektrische
Generatoren sowie Antriebsvorrichtungen der eingangs genannten Art
sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zur Energierückgewinnung,
beispielsweise zum Aufladen eines Energiespeichers einer Hybridantriebsvorrichtung, sind
unterschiedlichste Methoden bekannt. Im einfachsten und bekanntesten
Fall wird im Antriebsstrang eine elektrische Maschine vorgesehen,
die beim Abbremsen des Fahrzeugs generatorisch arbeitet und dadurch
Energie gewinnt. Die Rückgewinnung der Energie beschränkt
sich dabei jedoch auf den Abbau von kinetischer Energie des Fahrzeugs beziehungsweise
der Antriebsvorrichtung.
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Auch
sind Überlegungen bekannt, die darauf beruhen, die im Abgasstrom
einer Brennkraftmaschine enthaltene Energie, die sonst ungenutzt
als Wärme und Gasdruck an die Umwelt abgegeben wird, zur
Energierückgewinnung zu nutzen. So wurde beispielsweise
vorgeschlagen, an Generatoren gekoppelte Dampfturbinen oder Sterlingmotoren
vorzusehen. Der benötigte Platzbedarf und die hohen Temperaturen
des Abgases verhindern jedoch einen sinnvollen Einsatz insbesondere
in Kraftfahrzeugen. Eine Energierückgewinnung aus dem Abgas
mittels Seebeck-Elementen scheitert an den geringen Wirkungsgraden
und den hohen Kosten.
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Moderne
Ansätze zur Erzeugung von Stromsignalen mittels der Krafteinwirkung
auf Piezoelemente sind ebenso bekannt. So wird in der
WO 02/103888 A3 ein piezoelektrischer
Generator offenbart, bei dem mittels einer antreibbaren Generatorwelle
ein komplizierter Aufbau aus mehreren Wellen und Hebeln zur Ausnutzung
von Fliehkräften zum Beaufschlagen von Piezoeinheiten beschrieben
wird. Abgesehen davon, dass diese Konstruktion keinen Betrieb bei
hohen Drehzahlen ermöglicht, ist jedoch auch die hohe Anzahl
von Einzelteilen sowie der benötigte Bauraumbedarf nachteilig.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist
nunmehr vorgesehen, dass die Piezoeinheit im Wesentlichen radial
zur Drehachse der Generatorwelle angeordnet und durch eine Exzentrizität
der Generatorwelle periodisch verspannbar ist. Es ist also vorgesehen,
dass die Piezoeinheit in ihrer Wirkrichtung radial beziehungsweise
im Wesentlichen radial zur Generatorwelle angeordnet beziehungsweise
ausgerichtet ist. Die Exzentrizität in der Generatorwelle
führt im Betrieb, also währen einer Rotationsbewegung
der Generatorwelle, dazu, dass die Piezoeinheit periodisch radial
beaufschlagt und somit verspannt wird. Da sich die Exzentrizität
der Generatorwelle nicht verändert, wird die Piezoeinheit
mit jeder Umdrehung einmal, also periodisch beaufschlagt beziehungsweise
verspannt. Natürlich können auch mehrere Exzentrizitäten über
den Umfang der Generatorwelle verteilt angeordnet/ausgebildet sein,
um die Anzahl der Verspannvorgänge pro Umdrehung zu erhöhen.
Durch ihre radiale Ausrichtung beziehungsweise Anordnung zur Drehachse
der Generatorwelle wird bei jedem Verspannen ein Stromsignal erzeugt.
Vorzugsweise wird die Piezoeinheit durch die Exzentrizität um
nur wenige Mikrometer in ihrer Länge gestaucht, wodurch
Verschiebungsladungen erzwungen werden, die bei einer entsprechenden
Beschaltung zu einem Ladungspumpen führen und damit als
elektromotorische Kraft wirken, die einen Stromfluss erzeugt. Das
Verspannen und Entspannen, beziehungsweise das Stauchen und Entlasten
führt dabei im Wesentlichen zu einem ladungssaugenden und ladungsverdrängenden
Prozess, und damit zu einem elektrischen Stromwechsel. Die Wirkung
ist dabei einem Wechselstromgenerator äquivalent, sodass
die be kannten Möglichkeiten der Aufbereitung der elektrischen
Energie Anwendung finden können.
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Im
einfachsten Fall wird zur Bildung der Exzentrizität Letztere
als eine Art Nocken auf die Generatorwelle aufgeschoben und dort
in geeigneter Art und Weise arretiert. Alternativ kann dieser Nocken auch
einstückig mit der Generatorwelle ausgebildet sein. Bevorzugt
wird die Exzentrizität jedoch durch einen bereichsweise
exzentrischen, insbesondere kurbelwellenartigen Verlauf der Generatorwelle
gebildet. Damit weist die Generatorwelle in ihrem Längsverlauf
zumindest einen Bereich auf, der nicht koaxial zur Drehachse ausgebildet,
sondern eben exzentrisch dazu versetzt ausgebildet ist. Dieser Versatz beträgt
zweckmäßigerweise nur wenige 10-μm, sodass
ein entsprechendes Stauchen beziehungsweise Verspannen der Piezoeinheit
erreicht wird.
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Weiterhin
ist vorgesehen, dass die Piezoeinheit zwischen einem koaxial zur
Drehachse der Generatorwelle angeordneten Außenring und
einem durch die Generatorwelle exzentrisch verlagerbaren Innenring
angeordnet ist. Die Piezoeinheit ist also zwischen zwei Ringen,
insbesondere Metallringen, zwischen dem Außenring und dem
Innenring, angeordnet beziehungsweise gehalten. Der Außenring
ist ortsfest und koaxial zur Drehachse der Generatorwelle angeordnet,
während der Innenring zumindest exzentrisch verlagerbar
ist. Zweckmäßigerweise wirkt der Innenring mit
der Exzentrizität der Generatorwelle zusammen. Dazu ist
der Innenring vorzugsweise auf dem die Exzentrizität der
Generatorwelle aufweisenden Bereich angeordnet beziehungsweise auf
die Exzentrizität der Generatorwelle oder den exzentrischen
Bereich der Generatorwelle aufgeschoben. Bei einer Umdrehung der
Generatorwelle wird somit der Innenring exzentrisch in dem Außenring verlagert.
Durch dieses Verlagern wird die Piezoeinheit periodisch belastet.
Der Innenring und der Außenring selbst sind jeweils bevorzugt
kreisringförmig ausgebildet, sodass das Verspannen allein
durch die Generatorwelle bewirkt wird. Das Vorsehen des Innenrings
hat darüber hinaus den Vorteil, dass Reibkräfte,
die zwischen der Piezoeinheit und der Generatorwelle ohne den Innenring
wirken würden, verhindert werden. Bei heutigen Piezoeinheiten
besteht in der Gleitreibung an den Grenzflächen ein wesentliches
Problem, das durch die vorteilhafte Ausführung des piezoelektrischen
Generators umgangen wird. Vorzugsweise ist der Innenring zumindest
im Wesentlichen drehfest im Bezug auf den Außenring angeordnet,
sodass die durch die Drehbewegung der Generator welle erzeugte Gleitreibung
nur zwischen dem Innenring und der Generatorwelle erfolgt. Durch eine
geeignete Materialwahl kann hier die Gleitreibung verringert werden.
Auch ist es denkbar, den Innenring als Außenteil eines
beispielsweise hydrostatischen Lagers für die Generatorwelle
auszubilden, sodass eine besonders geringe Reibung zwischen Innenring
und Generatorwelle entsteht.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Piezoeinheit zwischen
dem Außenring und dem Innenring vorgespannt. Dadurch wird
einer leichten Zerstörung der Piezoeinheit vorgebeugt.
Insbesondere auf die Piezoeinheit wirkende Zugkräfte, die
zu einer Schädigung der Piezoeinheit führen könnten, werden
verhindert.
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Vorteilhafterweise
weist die Piezoeinheit ein oder mehrere Piezoelemente auf. Bevorzugt
ist das oder sind die Piezoelemente als Piezokeramik-Elemente ausgebildet.
Diese haben sich zur Erzeugung des Stromsignals als vorteilhaft
herausgestellt. Insbesondere hier wirkt die Vorspannung der Piezoeinheit
vorteilhaft. Bei Druck auf die Keramik erfolgt eine Deformation
auf molekularer Ebene, welche eine elektrische Polasierung erzwingt.
Es entsteht ein elektrisches Potenzial, welches auf den Kontaktflächen
der Piezokeramik-Elemente(n) bewirkt, dass dort Ladungen angesammelt
beziehungsweise abgestoßen werden.
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Die
mehreren Piezoelemente der Piezoeinheit sind vorteilhafterweise
schichtförmig, also radial übereinander angeordnet.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung sind die Piezoeinheit und/oder
die Piezoelemente kreisringsegmentförmig ausgebildet. Dadurch
wird zum einen eine besonders günstige Kraftübertragung
von dem Innenring auf die Piezoelemente sowie auf den Außenring
gewährleistet, wodurch ein hoher Wirkungsgrad erzeugt wird.
Zum anderen erhöht die kreisringsegmentförmige
Ausbildung die Stabilität des piezoelektrischen Generators.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Piezoeinheit als Piezo-Stack
ausgebildet. Damit bildet die Piezoeinheit als Piezo-Stack eine
leicht handhabbare Einheit, bei der die Piezoelemente von einer
Hülse zumindest seitlich umschlossen sind. Aufgrund der
exzentrischen Bewegung des Innenrings kann bei der radial angeordneten
Piezoeinheit eine Scherbelastung auftreten. Die Hülse des Piezo-Stacks
schützt die Piezoelemente vor einer Beschädigung
durch eine derartige Scherbelastung. Alternativ ist es natürlich
auch denkbar, beispielsweise in dem Außenring Vertiefungen
vorzusehen, in denen die Piezoeinheiten einliegen, und dadurch seitlich durch
den Außenring gestützt werden. Oder ein dritter
Ring kann als Zwischenring zwischen dem Außenring und dem
Innenring vorgesehen werden, welcher Aussparungen aufweist, in welchen
die Piezoeinheit einliegt.
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Vorzugsweise
sind mehrere Piezoeinheiten zwischen dem Außenring und
dem Innenring gleichmäßig verteilt, also gleichmäßig über
den Umfang verteilt, angeordnet. Dadurch werden pro Umdrehung der
Generatorwelle eine entsprechende Anzahl von Stromsingnalen erzeugt
und der Wirkungsgrad des piezoelektrischen Generators erhöht.
Zweckmäßigerweise sind die Piezoeinheiten gleichmäßig
verteilt angeordnet, sodass insgesamt ein periodischer Spannungsverlauf
durch den piezoelektrischen Generator erzeugt wird. So sind beispielsweise
zwei um 180° versetzte oder drei um 120° zueinander
versetzte Piezoeinheiten zwischen dem Außenring und dem Innenring
vorgesehen.
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Vorteilhafterweise
bilden die eine oder die mehreren Piezoeinheiten, der Außenring
und der Innenring zusammen eine piezoelektrische Generatoreinheit.
Diese Generatoreinheit kann bei der Montage auf einfache Art und
Weise gehandhabt und verbaut werden. Durch die nur kleine notwendige
Exzentrizität der Generatorwelle, die zum Beaufschlagen der
Piezoelemente erforderlich ist, ist es möglich, eine derartige
Generatoreinheit über die Generatorwelle bis auf die Exzentrizität
beziehungsweise auf den exzentrischen Bereich der Generatorwelle
zu schieben. Die Toleranzen zwischen der Generatorwelle und der
Generatoreinheit werden entsprechend gewählt. Da der Innenring
nicht drehfest an der Generatorwelle angeordnet ist, können
die Toleranzen entsprechend groß gewählt werden.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Generatorwelle
mehrere Exzentrizitäten auf, denen jeweils mindestens eine
piezoelektrische Generatoreinheit zugeordnet ist. So kann der piezoelektrische
Generator mehrere hintereinander auf der Generatorwelle angeordnete
Generatoreinheiten aufweisen, die mit jeweils einer Exzentrizität
der Generatorwelle zusammenwirken.
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Bevorzugt
sind die Exzentrizitäten gleichmäßig
versetzt an der Generatorwelle angeordnet. So kann die durch die
jeweilige Exzentrizität definierte Unwucht der Generatorwelle
ausgeglichen beziehungsweise kompensiert werden.
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Schließlich
ist vorgesehen, dass die Generatorwelle mit einer Turbine, insbesondere
Abgasturbine, wirkverbunden ist. Vorzugsweise ist die Turbine drehfest
auf der Generatorwelle angeordnet. Die im Abgas einer Brennkraftmaschine
enthaltene Energie wird somit als Antriebsenergie für den
piezoelektrischen Generator genutzt. Dadurch, dass in dem piezoelektrischen
Generator nur eine geringe mechanische Leistung zur Stromerzeugung
erbracht werden muss, ergibt sich ein hoher Wirkungsgrad für
den piezoelektrischen Abgas-Generator.
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Die
erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung kennzeichnet
sich durch einen Generator wie er oben beschrieben wurde aus. Bevorzugt
ist dabei eine Abgasturbine in einem Abgastrakt der Brennkraftmaschine
angeordnet und mit der Generatorwelle des piezoelektrischen Generators
wirkverbunden.
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden. Dazu zeigen
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1 ein
Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften piezoelektrischen
Generatoreinheit
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2 einen
piezoelektrischen Generator mit der piezoelektrischen Generatoreinheit,
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3a bis
c unterschiedliche Ausführungsformen einer vorteilhaften
Generatorwelle und
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4 ein
weiteres Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften piezoelektrischen
Generatoreinheit.
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Die 1 zeigt
in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht (axial) auf eine
piezoelektrische Generatoreinheit 1 eines piezoelektrischen
Generators 2. Die ringförmige Generatoreinheit 1 weist einen
kreisringförmigen Außenring 3 sowie einen
darin angeordneten kreisringförmigen Innenring 4 auf. Zwischen dem
Außenring 3 und dem Innenring 4 sind gleichmäßig über
den Umfang verteilt drei Piezoeinheiten 5, 6, 7 angeordnet.
Jede der Piezoeinheiten 5 bis 7 weist mehrere
schichtförmig übereinander angeordnete Piezoelemente 8 auf,
die als Piezo-Keramikelemente 9 ausgebildet sind. Aus Übersichtlichkeitsgründen
sind hier nur einige der Piezoelemente 8 mit Bezugszeichen
versehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die
Piezoeinheiten 5, 6, 7 jeweils als Piezo-Stack 10 ausgebildet,
der sich dadurch kennzeichnet, dass eine Hülse vorgesehen
ist, welche die Piezoelemente 8 seitlich zumindest im Wesentlichen
umfasst und dadurch stützt.
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Die
drei Piezoeinheiten 5 bis 7 sind jeweils um 120° zueinander
versetzt angeordnet. Die Dimensionen der Piezoeinheiten 5 bis 6 und
des Außenrings 3 und des Innenrings 4 sind
derart gewählt, dass die Piezoeinheiten 5 bis 7 zwischen
dem Außenring 3 und dem Innenring 4 vorgespannt
sind.
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Durch
radiales also exzentrisches Verlagern des Innenrings 4 können
die Piezoeinheiten 5 bis 7 radial beaufschlagt
und somit gegen den Außenring 3 verspannt werden.
Durch periodisches Verspannen wird mittels der Piezoelemente 8 ein
Stromfluss erzeugt. Die oben beschriebene Vorspannung der Piezoeinheiten 5 bis 7 dient
lediglich zur Stabilisierung und zum Schutz der Piezoeinheiten 5 bis 7.
Bei Druck auf die Piezo-Keramikelemente erfolgt eine Deformation
auf molekularer Ebene, welche eine elektrische Polarisierung erzwingt.
Es entsteht ein elektrisches Potenzial, welches auf den Kontaktflächen
der Piezo-Keramikelemente derart wirkt, dass dort Ladungen angesammelt
beziehungsweise abgestoßen werden. Durch eine entsprechende
Beschaltung kann dies zum Erzeugen eines Stromflusses genutzt werden.
Für eine erhebliche Verschiebungsladung sind dabei nur
geringe Hubbewegungen beziehungsweise Stauchungen/Verspannungen
der Piezoeinheiten 5 bis 7 im Bereich von wenigen
10-μm erforderlich (etwa 40 bis 50 μm).
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Die 2 zeigt
in einer weiteren schematischen Darstellung den piezoelektrischen
Generator 2 mit der piezoelektrischen Generatoreinheit 1,
wobei der Innenring 4 mit einer Generatorwelle 11 zusammenwirkt.
Der Außenring 3 ist koaxial zur Drehachse 12 der
Generatorwelle 11 angeordnet. Der Innenring 4 wird
durch eine Exzentrizität 13 der Generatorwelle 11 exzentrisch
beziehungsweise radial zu dem Außenring 3 verlagert.
Entsprechend der Größe der Exzentrizität 13 der
Generatorwelle 11 kann der Innenring 4 maximal
um einen Weg s (in der Figur zum besseren Verständnis übertrieben
groß dargestellt) radial verlagert werden. Durch eine Rotation
der Generatorwelle 11 in Richtung des Pfeils 14 werden
aufgrund der Exzentrizität 13 die Piezoeinheiten 5 bis 7 nacheinander
durch den Innenring 4 periodisch verspannt beziehungsweise
gestaucht und wieder entlastet. Die Wirkung der periodisch verspannten
Piezoeinheiten 5 bis 7 ist dabei einem Wechselstromgenerator äquivalent,
sodass die bekannten Möglichkeiten zur Aufbereitung der
elektrischen Energie Anwendung finden können. Das periodische
Verspannen führt zu einem elektrischen Stromwechsel. Steigt die
Anzahl der Hübe beziehungsweise der Verspannungen pro Zeiteinheit,
wird entsprechend mehr Energie erzeugt. Die Resonanzfrequenz bekannter
Piezo-Stacks liegt bei technisch sinnvollen Erzeugnissen im Bereich
mehrerer Kilohertz. Nutzt man diese Hubfrequenzen (Verspannungen),
sind Drehzahlen der Generatorwelle 11 von mehr als 200.000
Umdrehungen pro Minute möglich. Damit ist der piezoelektrische
Generator insbesondere für eine Kopplung an einen Abgastrakt
einer Brennkraftmaschine tauglich. Zweckmäßigerweise
ist dabei die Generatorwelle 11 mit einer Abgasturbine
wirkverbunden, sodass der Generator 2 durch die Abgase
der Brennkraftmaschine angetrieben wird.
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Wird
der Innenring 4 wie oben beschrieben exzenterförmig
verlagert, wirken die Piezoeinheiten 5 bis 7 wie
eine rückstellende Feder vom Außenring 3 auf
den Innenring 4. An den Seitenflächen der Piezoeinheiten 5 bis 7 kann über
Kontaktflächen die elektrische Energie über Leitungen
entnommen werden. Der Verspannweg s ist – wie gesagt – relativ
klein, die auf den Innenring 4 wirkenden Rückstellkräfte
jedoch sehr hoch. Aufgrund der exzentrischen Bewegung des Innenrings 4 kann
eine Scherbelastung der Piezoeinheiten 5 bis 7 auftreten.
Bei ungeschützten Piezoeinheiten 5 bis 7 könnte
dies zu Beschädigungen führen. Daher ist es vorteilhaft,
die Piezoeinheiten 5 bis 7 wie oben beschrieben
als Piezo-Stack 10 auszubilden.
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Der
Innenring 4 kann darüber hinaus als Außenteil
eines zum Beispiel hydrostatischen Lagers der Generatorwelle verwendet
werden, die im Lagerbereich exzentrisch ausgeführt ist.
Die exzentrische Ausführung kann dabei auch dadurch erreicht
werden, dass die Generatorwelle nicht ausgewuchtet ist. Eine Exzentrizität
von mehreren 10-μm ist zum Erreichen von Spannungen von
mehreren 100 Volt, die Ströme in einem handhabbaren Bereich
um beispielsweise circa 20 Ampere, ausreichend.
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Die 3A bis 3C zeigen
unterschiedliche Ausführungsformen der Generatorwelle 11 mit der
Exzentrizität 13. Gemäß 3A kann
die Exzentrizität 13 mittels einer auf die Generatorwelle 11 aufgeschobenen
Exzenterbuchse 15 gebildet werden.
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Da,
wie oben beschrieben, jedoch nur eine kleine Exzentrizität 13 beziehungsweise
eine kleine Verspannung s von wenigen 10-μm erforderlich
ist, könnte die Herstellung einer derartigen Hülse schwierig
werden. 3B zeigt eine vorteilhaftere Ausführungsform
der Generatorwelle 11, bei der die Exzentrizität 13 direkt
von der Generatorwelle 11 selbst gebildet wird beziehungsweise
einstückig mit dieser ausgebildet ist.
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Nach 3C wird
die Exzentrizität 13 durch einen bereichsweise
exzentrischen Verlauf der Generatorwelle 11 gebildet. Auch
wenn der Versatz des exzentrischen Bereichs zu der Drehachse 12 sehr gering
ist, ist der Verlauf der Generatorwelle 11 prinzipiell
mit dem einer Kurbelwelle vergleichbar. Durch den geringen notwendigen
Hub, beziehungsweise die kleine Exzentrizität 13,
und durch die Verwendung als (Gleit-)Lager kann die Generatoreinheit 1 problemlos
auf die Generatorwelle 11 aufgeschoben werden.
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Die 4 zeigt
in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer vorteilhaften Generatoreinheit 16, wobei bereits
bekannte Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind,
sodass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird.
Die Generatoreinheit 16 unterscheidet sich von der Generatoreinheit 1 dahingehend,
dass die Piezoeinheiten und damit auch die Piezoelemente beziehungsweise
Piezo-Keramikelemente kreisringsegmentförmig ausgebildet
sind. Wobei jede der Piezoeinheiten 17, 18, 19, 20 der
Generatoreinheit 16 ein Kreisringsegment von 90° bilden. Die
Piezoeinheiten 17 bis 20 sind lediglich durch elektrisch
nicht leitfähige Trennstege 21 voneinander getrennt.
Pfeile 22 deuten hier die Vorspannung der zwischen den
Innenring 4 und Außenring 3 angeordneten
Piezoeinheiten 17 bis 20 an. Die piezoelektrische
Generatoreinheit 16 kann anstelle der Generatoreinheit 1 in
dem piezoelektrischen Generator 2 verwendet werden.
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Vorteilhafterweise
weist die Generatorwelle 11 mehrere Exzentrizitäten 13 auf,
die gleichmäßig versetzt zueinander verteilt ausgerichtet
sind, sodass ihre erzeugten Unwuchten sich gegenseitig kompensieren.
Jeder der Exzentrizitäten ist dann vorteilhafterweise eine
piezoelektrische Generatoreinheit 1 und/oder 16 zugeordnet.
In dem Fall sind die Exzentrizitäten natürlich
axial – in Bezug auf die Generatorwelle – beabstandet
oder benachbart zueinander angeordnet/ausgebildet. Die jeweilige
piezoelektrische Generatoreinheit 1 oder 16 wirkt
als hochfrequente Ladungspumpe und damit als elektrischer Stromgenerator.
Mittels des vorteilhaften piezoelektrischen Generators ist es möglich,
aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine unter einem hohen Wirkungsgrad
Energie zu entnehmen und in erhebliche elektrische Energie umzusetzen,
um sie beispielsweise einem Energiespeicher oder direkt einem elektrischen
Motor oder Zusatzaggregat zuzuführen.
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Wesentliche
Vorteile wären beispielsweise die effiziente Nutzung eines
Hybridantriebs auch auf Autobahnstrecken und die mögliche
zusätzliche Energierückgewinnung im Kilowattbereich
aus dem Abgasstrom. Bei vergleichsweise geringen Herstellungskosten
führt dies zu einer nicht unerheblichen Kraftstoffeinsparung.
Die Bauform kann bereits bei handtellergroßen Aufbauten
im Multikilowattbereich liegen. Die kleine Exzentrizität 13 beeinflusst
die mechanische Stabilität nur unwesentlich. Die erzeugte Spannung
ist jedoch bereits in einem Bereich der typischen Traktionsnetzspannung
von Hybridantrieben von Kraftfahrzeugen und kann damit einfach und
kostengünstig in nutzbare Spannungen gewandelt oder auch
direkt genutzt werden. Die auftretenden Ströme sind durch
die hohe Spannung noch in handhabbaren Größenordnungen
und bedingen damit keine übermäßig hohe
Leitungsquerschnitte. Der piezoelektrische Generator 2 stellt
damit eine ideale Rekuperationsenergiequelle für Abgasstränge
beispielsweise von Kraftfahrzeugen mit Hybridantrieb dar und macht
eine Rekuperation unabhängig von beispielsweise einer Bremsleistung
möglich. Der piezoelektrische Generator 2 kann
sogar bei Fahrzeugen mit einem konventionellen Antriebskonzept,
beispielsweise mit nur einer Brennkraftmaschine, die sonst übliche
Lichtmaschine ersetzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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