DE102009033403B4 - Piezo-Scheiben-Generator zur Stromerzeugung - Google Patents

Abstract

Piezo-Generator zur Stromerzeugung mit einem um eine Rotorachse drehbaren Rotor (1) und einen den Rotor (1) koaxial umgebenden Ständer (2), wobei der Rotor (1) mindestens eine um einen Radius angeordnete Rotor-Scheiben-Kugel (3) aufweist, die unter Rotation des Rotors (1) um die Rotorachse mechanisch auf mindestens eine im Stator angeordnete Piezo-Druckpunkt-Kugel (4) einwirkt derart, dass die Piezo-Druckpunkt-Kugel (4) radial nach außen verschoben wird und über eine Druckmechanik (5) einen Piezo-Würfel (6) mit einer Druckkraft beaufschlagt zur Erzeugung einer elektrischen Spannung, die über Spannungsgriffe (13) abnehmbar und einer Hochfrequenz-Vorrichtung (12) zuführbar ist, dass eine Anzahl an Rotor-Scheiben-Kugeln (3) symmetrisch oder unsymmetrisch am Umfang des Rotors (1) verteilt angeordnet ist und dass eine Anzahl an Piezo-Druckpunkt-Kugeln (4) im Inneren des Stators (2) entlang eines Umfangs symmetrisch oder unsymmetrisch verteilt angeordnet sind.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Piezo-Scheiben-Generator zur Stromerzeugung.
• Es sind Piezokristalle bekannt, die unterschiedlichste Formen haben, z. B. als Stab in Feuerzeugen, um den Piezofunken durch Druck zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Piezokristall, der als Würfel ausgebildet ist. Diese Piezo-Würfel sind kreisförmig auf Ringebenen im Statorgehäuse integriert, ähnlich der Magnetfeldspulen in herkömmlichen Generatoren oder Motoren.
• Es sind Stromerzeugungs-Generatoren bekannt, die auf der Basis von Magnetfeldinduktion Strom erzeugen. Durch die Erfindung Piezo-Scheiben-Generator wird aus einem mit Druck beaufschlagten Struktur-Würfel-Piezo zusätzliche Spannung erzeugt, die mit HF-Hochfrequenz-Spulen den Magnetfluss weiter erhöhen und dadurch eine höhere nutzbare Energieausbeute des magnetischen Flusses hervorrufen.
• Die DE 296 14 851 U1 offenbart einen Piezogenerator. Der Piezogenerator weist einen Grundkörper, einen Piezoschwinger, ein Antriebsteil, eine Feder, eine Elektronik auf. Der Piezoschwinger und das Antriebsteil sind über Zähne miteinander gekoppelt. Eine Kugel ist nicht vorgesehen.
• Aus der DE 24 34 666 A1 ist ein Hochspannungserzeuger bekannt, bei dem die Hochspannung im zugehörigen Piezoelement durch Anliegen eines statischen Druckes erzeugt wird. Das Piezoelement wird gegen sein Kipplager über relativ zueinander bewegliche Rollen angedrückt. Kugeln sind ebenfalls nicht vorgesehen.
• Aus der DE 100 54 398 A1 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie mittels des piezoelektrischen Effektes bekannt, mehrere piezoelektrische Wandler sind vorgesehen, die jeweils um ein auf einer Welle gelagertes Zahnrad herum angeordnet sind. Lediglich zwischen einem Rotor oder einem Stator eines Antriebsteils ist eine Kugel vorgesehen.
• Aus der DE 25 53 995 C3 ist ein winkelförmiges Piezoelement bekannt.
• Aus den Druckschriften DE 299 24 572 U1 , DE 26 12 099 C2 und US 70 05 779 B2 sind piezoelektrische Elemente mit Exzenter-Nockenlösungen bekannt.
• Die vorliegende Erfindung des Piezo-Scheiben-Generators zur Stromerzeugung beschreibt ein System, in welchem Piezokristalle durch Drücke auf das Molekülgitter so verschoben werden, dass aufgrund der Piezoeigenschaften eine elektrische Spannung erzeugt wird.
• Durch den Druck auf den Würfel-Piezo werden die Piezokristalle im Molekülgitter verschoben. Der Rotor hat auf seiner Längsachse mehrere Scheiben, auf denen sich Druckpunktkugeln befinden.
• Wird das System in Drehbewegung gesetzt, drehen sich die Rotor-Scheiben-Kugeln und drücken die Piezo-Druckpunkt-Kugeln im Statorgehäuse herunter, die den Würfel-Piezo verschieben, so dass dieser eine Spannung abgibt. Es entsteht eine Zündspannung. Diese Zündspannung wird auf einen Kondensator-Ring und einen Spulen-Ring geleitet, die damit je Würfel-Piezo einen HF-Kreis bilden. Diese Zusatzenergie wird auf das bestehende Magnetfeld übertragen oder getrennt genutzt als eigenständige Energiequelle.
• Der Generator kann auch nur mit Würfel-Piezo-Elementen und Kondensator und Spule ausgebildet sein, damit stellt der Piezo-Generator eine Hochfrequenz-Energie-Quelle dar. Diese HF-Quelle wird dann über Leitungen übertragen und den Endverbrauchern als Hochfrequenz-Energie angeboten.
• In einer besonderen Form der Erfindung können die Hochfrequenz-Energiekabel noch als Datenträger genutzt werden. Die Endgeräte sind dann frequenzabhängige Einheiten, mit denen diese Energie genutzt werden kann. Es gibt bereits HF-Kochtöpfe mit Induktionsströmen. Mit der Erzeugung der Piezo-Generatoren lassen sich dann auch Hochfrequenz-Motoren antreiben.
• Anhand der Figuren werden beispielhaft Ausführungsformen des Piezo-Scheiben-Generators zur Stromerzeugung näher erläutert.
• Der Generator weist einen Rotor 1 und einen Ständer 2 auf. Koaxial zur Rotorachse weist der Rotor 1 in Scheibenform angeordnete Rotor-Scheiben-Kugeln 3 auf. Diese Rotor-Scheiben-Kugeln 3 sind mehrfach ausgebildet, je nach Ausführungsform, und wahlweise symmetrisch bzw. unsymmetrisch am Umfang des Rotors 1 verteilt angeordnet. Dreht sich der Rotor 1, bewegen sich die Rotor-Scheiben-Kugeln 3 und drücken die Piezo-Druckpunkt-Kugeln 4 herunter. Über eine Druckmechanik 5 mit einer Druckfeder 10 wird der Piezo-Würfel 6 im Raumgitter verschoben, der dadurch eine Spannung abgibt.
• Der Vorgang wiederholt sich permanent und zwar immer dann, wenn die Rotor-Scheiben-Kugeln 3 durch den Rotorantrieb gegen die Piezo-Druckpunkt-Kugeln 4 gedrückt werden. Die Piezo-Druckpunkt-Kugeln 4 können mehrfach ausgebildet sein, damit die Energie erhöht wird.
• Die Erzeugerspannung gelangt zu einer Hochfrequenz-Spule 7, um den Spannungsimpuls zu frequentieren. Dadurch entsteht eine Hochfrequenz-Spannung, die über einen Kondensator-Ring 8 abgeleitet und an dem Klemmbrett 9 abgegriffen werden kann.
• Der um die Rotorachse drehbare Rotor 1 dreht die Rotor-Scheiben-Kugel 3. Dabei wird die Piezo-Druckpunkt-Kugel 4 mittels Druckmechanik 5 heruntergedrückt. Dadurch verschiebt sich ein Druckrahmen 11, und der Piezo-Würfel 6 gibt eine Spannung ab. Diese Spannung wird auf eine Hochfrequenz-Vorrichtung 12 geleitet, die eine Hochfrequenz erzeugt. Die Hochfrequenz kann über Spannungsabgriffe 13 an dem Klemmbrett 9 abgegriffen werden.
• Bezugszeichenliste

• Nr.	Bezeichnung
  1	Rotor
  2	Ständer
  3	Rotor-Scheiben-Kugel
  4	Piezo-Druckpunkt-Kugel
  5	Druckmechanik für Würfel-Piezo
  6	Würfel-Piezo
  7	Hochfrequenz-Spule
  8	Kondensator-Ring
  9	Klemmbrett
  10	Druckfeder (Rückholfeder für Piezo-Mechanik)
  11	Druckrahmen für Würfel-Piezo
  12	Hochfrequenz-Vorrichtung
  13	Spannungsabgriffe

Claims (1)

1. Piezo-Generator zur Stromerzeugung mit einem um eine Rotorachse drehbaren Rotor (1) und einen den Rotor (1) koaxial umgebenden Ständer (2), wobei der Rotor (1) mindestens eine um einen Radius angeordnete Rotor-Scheiben-Kugel (3) aufweist, die unter Rotation des Rotors (1) um die Rotorachse mechanisch auf mindestens eine im Stator angeordnete Piezo-Druckpunkt-Kugel (4) einwirkt derart, dass die Piezo-Druckpunkt-Kugel (4) radial nach außen verschoben wird und über eine Druckmechanik (5) einen Piezo-Würfel (6) mit einer Druckkraft beaufschlagt zur Erzeugung einer elektrischen Spannung, die über Spannungsgriffe (13) abnehmbar und einer Hochfrequenz-Vorrichtung (12) zuführbar ist, dass eine Anzahl an Rotor-Scheiben-Kugeln (3) symmetrisch oder unsymmetrisch am Umfang des Rotors (1) verteilt angeordnet ist und dass eine Anzahl an Piezo-Druckpunkt-Kugeln (4) im Inneren des Stators (2) entlang eines Umfangs symmetrisch oder unsymmetrisch verteilt angeordnet sind.

Images