DE102009043218A1 - A piezoelectric energy converter for converting mechanical energy into electrical energy with increased efficiency of conversion, method for converting mechanical energy into electrical energy and use of the method - Google Patents
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Abstract
Es wird ein piezoelektrischer Energiewandler zum Umwandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie mit einem Träger mit einer Ausnehmung, mindestens einem piezoelektrischen Element (Piezoelement) und mindestens einer in einer Ausnehmung des Trägers angeordneten Einkoppelmasse angegeben. Dabei sind die Einkoppelmasse und das piezoelektrische Element mechanisch derart miteinander gekoppelt, dass eine Bewegung der Einkoppelmasse in der Ausnehmung zu einer Auslenkung des piezoelektrischen Elements führt. Das Piezoelement und der Träger sind nur an einem Seitenrand des Piezoelements miteinander verbunden. Dadurch ist eine effiziente Umwandlung von mechanischer Schwingungsenergie in elektrische Energie möglich. Bei entsprechender Ausgestaltung des Energiewandlers ist ein nicht resonanter Betrieb und damit eine breitbandige Anregung bei gleichbleibend hoher Effizienz der Energieumwandlung möglich. Anwendung findet der Energiewandler in energieautarken Systemen. Insbesondere wird der Energiewandler für Reifenkontrollsysteme eingesetzt.A piezoelectric energy converter for converting mechanical energy into electrical energy is specified with a carrier with a recess, at least one piezoelectric element (piezo element) and at least one coupling mass arranged in a recess of the carrier. The coupling mass and the piezoelectric element are mechanically coupled to one another in such a way that a movement of the coupling mass in the recess leads to a deflection of the piezoelectric element. The piezo element and the carrier are only connected to one another at one side edge of the piezo element. This enables an efficient conversion of mechanical vibration energy into electrical energy. With an appropriate design of the energy converter, non-resonant operation and thus broadband excitation is possible with consistently high energy conversion efficiency. The energy converter is used in energy self-sufficient systems. The energy converter is used in particular for tire control systems.
Description
Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Energiewandler zum Umwandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie. Daneben werden ein Verfahren zum Umwandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie und eine Verwendung des Verfahrens angegeben.The The invention relates to an electromechanical energy converter for Converting mechanical energy into electrical energy. Besides be a method for converting mechanical energy into electrical Energy and use of the method indicated.
Sensoren, die auf der MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)-Technologie basieren, werden zunehmend eingesetzt. Besonders interessant sind hierbei Sensorknoten und Netzwerke, die energieautark funktionieren. Solche Systeme beziehen die zum Betrieb einzelner Komponenten notwendige elektrische Energie nicht aus einer Netzversorgung oder einer Batterie, sondern über einen geeigneten Energiewandler aus der Umgebung.sensors based on MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, are increasingly being used. Particularly interesting are here Sensor nodes and networks that are energy self-sufficient. Such Systems draw the necessary for the operation of individual components electrical Energy not from a mains or a battery, but over one suitable energy converter from the environment.
Ein bedeutendes Feld liegt dabei in der Automobilindustrie, beispielsweise im Zusammenhang mit Reifenkontrollsystemen (Reifensensorik). Heutige Reifendruckkontrollsysteme überwachen Druckschwankungen im Autoreifen, indem sie Druck und Temperatur in bestimmten Intervallen messen und die Ergebnisse drahtlos an eine Kontrolleinheit senden. Dafür notwendige elektrische Bauteile (Reifenelektronik) sind über ein Ventil an einer Felge des Autoreifens befestigt. Die für den Betrieb des Reifendruckkontrollsystems notwendige Energie wird von einer Batterie geliefert. Die Batterie begrenzt die Lebensdauer des Reifendruckkontrollsystems.One Significant field lies in the automotive industry, for example in connection with tire control systems (tire sensors). today Monitor tire pressure monitoring systems Pressure fluctuations in the car tire by changing pressure and temperature at certain intervals measure and wireless the results send a control unit. Therefore necessary electrical components (tire electronics) are over a Valve attached to a rim of the car tire. The for the operation the tire pressure monitoring system necessary energy is from a Battery delivered. The battery limits the life of the tire pressure monitoring system.
Neue Konzepte erfordern, dass das Reifendruckkontrollsystem nicht mehr auf der Felge, sondern direkt auf der Innenseite des Reifenlatsches (Reifenaufstandsfläche) platziert wird. Auf diese Weise ist es möglich, neben Druck und Temperatur auch physikalische Eigenschaften zwischen Autoreifen und Fahrbahn zu vermessen und daraus gewonnene Daten für eine Fahrdynamik nutzbar zu machen. Eine derartige Ausweitung des Reifenkontrollsystems bedeutet aber kürzere Mess- und Sendeintervalle, eine höhere Messfrequenz und damit eine wesentlich kürzere Lebensdauer der Batterie.New Concepts require that the tire pressure monitoring system stop working on the rim, but placed directly on the inside of the tire lash (tire contact patch) becomes. In this way it is possible besides pressure and temperature also physical properties between Car tire and road to measure and derived data for one Harness driving dynamics. Such an extension of the tire control system but means shorter Measurement and transmission intervals, a higher measurement frequency and thus a much shorter one Battery life.
Darüber hinaus ist es notwendig, das Reifenkontrollsystem zu miniaturisieren, so dass dessen Masse erheblich reduziert und damit eine Laufeigenschaft des Autoreifens nicht negativ beeinflusst wird (zum Beispiel durch größere Unwucht).Furthermore it is necessary to miniaturize the tire control system, so that its mass is significantly reduced and thus a running property of the car tire is not adversely affected (for example by major imbalance).
Hinsichtlich der oben dargestellten, felgenbasierten Radelektronik besteht darüber hinaus folgendes Problem: Bei einer Fahrt mit konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit und vernachlässigbaren Einfluss durch Rauheiten der Straßenoberfläche ist die Summe der an die Reifenelektronik angreifenden Kräfte gleich der Resultierenden aus Zentrifugalbeschleunigung und Erdanziehung. Anhand einer MKS-Simulation (Mehr-Körper-System) kann die potentielle mechanische Energie bei konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden. Dabei zeigt sich, dass bei höherer Geschwindigkeit weniger mechanische Leistung zur Verfügung steht. Dies ergibt sich aus dem quadratischen Einfluss der Fahrzeuggeschwindigkeit auf die Zentrifugalbeschleunigung.Regarding The rim-based wheel electronics shown above also exist following problem: When driving at a constant vehicle speed and negligible Influence by roughnesses of the road surface is the sum of to the Tire electronics attacking forces equal to the resultant of centrifugal acceleration and gravity. Using a MKS simulation (multi-body system), the potential mechanical Energy can be determined at constant vehicle speed. It turns out that at higher Speed less mechanical power is available. This results from the quadratic influence of the vehicle speed on the centrifugal acceleration.
Bekannte piezoelektrische Energiewandler, die beispielsweise in der beschriebenen Reifenelektronik zum Bereitstellen elektrischer Energie eingesetzt werden können, basieren auf einem klassischen seismischen Feder-Masse-System. Dabei sind eine Einkoppelmasse und ein piezoelektrisches Element miteinander gekoppelt, dass das Piezoelement durch Schwingungen der Einkoppelmasse ausgelenkt wird. Aufgrund des piezoelektrischen Effekts kommt es zur Ladungstrennung, die der Gewinnung elektrischer Energie zur Verfügung steht.Known piezoelectric energy converters, for example, in the described Tire electronics used to provide electrical energy can be are based on a classic seismic spring-mass system. There are a Einkoppelmasse and a piezoelectric element with each other coupled, that the piezoelectric element by vibrations of the coupling-in is deflected. Due to the piezoelectric effect it comes for charge separation, the generation of electrical energy for disposal stands.
Der bei einem Reifen als rotierendem System resultierende Kraftvektor hängt von der Erd- und Zentrifugalbeschleunigung ab und wird von der Radialbeschleunigung stark dominiert. Dadurch wird aber das Schwingverhalten der Einkoppelmasse gehemmt mit der Folge, dass mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) die zur Verfügung stehende elektrische Energie abnimmt.Of the in a tire as a rotating system resulting force vector depends on the gravitational and centrifugal acceleration and is determined by the radial acceleration strongly dominated. As a result, however, the vibration behavior of the coupling-in inhibited with the result that with increasing rotational speed (Vehicle speed) the available electrical energy decreases.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen piezoelektrischen Energiewandler bereitzustellen, der mit einer hohen Effizienz mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln kann und deren Effizienz unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit eines rotierenden Systems ist.task It is the object of the present invention to provide a piezoelectric energy converter to provide mechanical energy with a high efficiency can convert into electrical energy and their efficiency regardless of the rotational speed of a rotating system.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein piezoelektrischer Energiewandler zum Umwandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie mit einem Träger mit einer Ausnehmung, mindestens einem piezoelektrischen Element (Piezoelement) und mindestens einer in einer Ausnehmung des Trägers angeordneten Einkoppelmasse angegeben. Dabei sind die Einkoppelmasse und das piezoelektrische Element mechanisch derart miteinander gekoppelt, dass eine Bewegung der Einkoppelmasse in der Ausnehmung zu einer Auslenkung des piezoelektrischen Elements führt. Das Piezoelement und der Träger sind nur an einem Seitenrand des Piezoelements miteinander verbunden.to solution The object is a piezoelectric energy converter for converting of mechanical energy into electrical energy with a carrier with a recess, at least one piezoelectric element (piezoelectric element) and at least one arranged in a recess of the carrier Einkoppelmasse specified. Here are the Einkoppelmasse and the piezoelectric Element mechanically coupled together such that a movement the coupling mass in the recess to a deflection of the piezoelectric element leads. The piezo element and the carrier are only connected to one another at a side edge of the piezoelectric element.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren zum Umwandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie unter Verwendung des piezoelektrischen Energiewandlers angegeben, wobei durch eine Bewegung der Einkoppelmasse in der Ausnehmung des Trägers eine Auslenkung des piezoelektrischen Elements bewirkt wird und so elektrische Energie gewonnen werden kann.to solution The object is also a method for converting mechanical Energy into electrical energy using the piezoelectric Energy converter indicated, wherein by a movement of the coupling-in in the recess of the carrier a deflection of the piezoelectric element is effected and so electrical energy can be gained.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird eine Verwendung des Verfahrens zur Versorgung eines Reifenkontrollsystems mit elektrischer Energie angegeben.According to one Another aspect of the invention is a use of the method to supply a tire control system with electrical energy specified.
Die grundlegende Erkenntnis, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, dass ein mechanisches, kraftschlüssiges miteinander Verbinden des Piezoelements und des Trägers nur an einer Seite des Piezoelements durchzuführen. Piezoelement und Träger sind im Wesentlichen nur an einer Stelle miteinander verbunden. Dies führt dazu, dass durch die Auslenkung des Piezoelements nur an dieser Stelle mechanische Spannungen auftreten. Vorteilhaft wird das Piezoelement nur im Wesentlichen nur an dieser Stelle Da die erzeugte elektrische Energie direkt proportional zum Quadrat der mechanischen Spannung ist, weist das einfach eingespannte Piezoelement damit die höchste zu erwartende elektrische Energiedichte auf.The Basic knowledge underlying the invention consists in that a mechanical, non-positive bonding together the piezoelectric element and the carrier only to perform on one side of the piezoelectric element. Piezo element and carrier are essentially only connected at one point. This leads to, that by the deflection of the piezoelectric element only at this point mechanical stresses occur. The piezoelectric element becomes advantageous only essentially only at this point because the electrical generated Energy directly proportional to the square of the mechanical stress is, the simply clamped piezoelectric element thus the highest expected electrical energy density.
Eine Masse der Einkoppelmasse hängt von der Ausgestaltung des Piezoelements ab. Bei einem Pieozelement in Form Die Einkoppelmasse wiegt vorteilhaft weniger als 20 g, besonders vorteilhaft weniger als 10 g.A Mass of the coupling mass hangs from the configuration of the piezoelectric element. With a piezo element in shape The coupling mass advantageously weighs less than 20 g, especially advantageously less than 10 g.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung sind das piezoelektrische Element und die Einkoppelmasse lose miteinander verbunden. Die Einkoppelmasse und das piezoelektrische Element sind nicht fest, also nicht kraftschlüssig miteinander verbunden. Dies führt dazu, dass die Fliehkraft keine negative Auswirkung mehr auf die Effizienz des piezoelektrischen Energiewandlers ausübt. Der piezoelektrische Energiewandler ist nicht als klassisches seismisches Feder-Masse-System ausgeführt und kann damit nicht resonant angeregt bzw. betrieben werden. Dies hat den Vorteil, dass der Energiewandler, der in einem rotierenden System eingesetzt wird, mit gleichbleibender Effizienz unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit betrieben werden kann. Die Anregung kann also sehr breitbandig in einem weiten Frequenz-Bereich erfolgen.According to one special embodiment, the piezoelectric element and the Einkoppelmasse loosely connected. The Einkoppelmasse and the piezoelectric element are not fixed, ie not frictionally with each other connected. this leads to that the centrifugal force no longer has a negative impact on the Efficiency of the piezoelectric energy converter exerts. Of the piezoelectric energy converter is not considered a classic seismic Spring-mass system executed and thus can not be resonantly excited or operated. This has the advantage that the energy converter, in a rotating System is used, with constant efficiency regardless of the rotational speed can be operated. The suggestion can therefore be very broadband in a wide frequency range.
Das piezoelektrische Biegeelement weist eine Schichtfolge aus Elektrodenschicht, piezoelektrischer Schicht und weiterer Elektrodenschicht auf. Mehrere derartige Schichtfolgen können dabei übereinander gestapelt sein, so dass ein Mehrschichtaufbau mit übereinander gestapelten, alternierend angeordneten Elektrodenschichten und piezoelektrischen Schichten resultiert.The piezoelectric bending element has a layer sequence of electrode layer, piezoelectric layer and further electrode layer. Several such layer sequences can one above the other be stacked, making a multi-layer construction with one above the other stacked, alternately arranged electrode layers and piezoelectric layers results.
Das Elektrodenmaterial der Elektrodenschichten kann aus verschiedensten Metallen beziehungsweise Metall-Legierungen bestehen. Beispiele für das Elektrodenmaterial sind Platin, Titan und eine Platin/Titan-Legierung. Denkbar sind auch nichtmetallische, elektrisch leitende Materialien.The Electrode material of the electrode layers can be made of a variety of Metals or metal alloys exist. Examples of the electrode material are platinum, titanium and a platinum / titanium alloy. Are conceivable also non-metallic, electrically conductive materials.
Die piezoelektrische Schicht kann ebenfalls aus unterschiedlichsten Materialen bestehen. Beispiele hierfür sind piezoelektrische keramische Materialen wie Bleizirkonattitanat (PZT), Zinkoxid (ZnO) und Aluminiumnitrid (AlN). Piezoelektrische organische Materialien wie Polyvinylidendifluorid (PVDF) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) sind ebenfalls denkbar.The Piezoelectric layer can also be made of different types Materials exist. Examples of this are piezoelectric ceramic Materials such as lead zirconate titanate (PZT), zinc oxide (ZnO) and aluminum nitride (AlN). Piezoelectric organic materials such as polyvinylidene difluoride (PVDF) or polytetrafluoroethylene (PTFE) are also conceivable.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung ist das piezoelektrische Element ein piezoelektrischer Biegebalken. Vorzugsweise weist der piezoelektrische Biegebalken einen oben beschriebenen Mehrschichtaufbau auf. Dabei kann der Mehrschichtaufbau symmetrisch oder unsymmetrisch sein. Denkbar ist auch ein Mehrschichtaufbau auf einem Träger (Substrat).According to one special embodiment, the piezoelectric element is a piezoelectric bending beam. Preferably, the piezoelectric bending beam has an above-described Multi-layer construction on. In this case, the multi-layer structure can be symmetrical or be asymmetrical. Also conceivable is a multi-layer structure on a support (substrate).
Im Hinblick auf die angestrebte Miniaturisierung eignet sich zur Realisierung des Biegewandlers besonders die MEMS-Technologie. Mit dieser Technologie ist ein piezoelektrischer Energiewandler mit sehr kleinen lateralen Abmessungen zugänglich. Darüber hinaus können sehr dünne Schichten ausgebildet werden. So betragen die Schichtdicken der Elektrodenschichten beispielsweise 0,1 μm bis 0,5 μm. Die piezoelektrische Schicht ist wenige μm dick, beispielsweise 1 μm bis 10 μm. Das piezoelektrische Element ist als dünne piezoelektrische Membran ausgestaltet. Das piezoelektrische Element verfügt über eine sehr geringe Masse. Außerdem kann ein solches piezoelektrische Element leicht zu mechanischen Schwingungen angeregt werden. Zur Vervollständigung des Piezoelements in Form einer piezoelektrischen Membran kann eine Trägerschicht vorgesehen sein, beispielsweise eine Trägerschicht aus Silizium, Polysilizium, Siliziumdioxid (SiO2) oder Siliziumnitrid (Si3N4). Eine Schichtdicke der Trägerschicht ist aus dem Bereich von 1 μm bis 100 μm ausgewählt.In view of the desired miniaturization is particularly suitable for the realization of the bending transducer, the MEMS technology. With this technology, a piezoelectric energy converter with very small lateral dimensions is accessible. In addition, very thin layers can be formed. For example, the layer thicknesses of the electrode layers are 0.1 μm to 0.5 μm. The piezoelectric layer is a few microns thick, for example, 1 micron to 10 microns. The piezoelectric element is designed as a thin piezoelectric membrane. The piezoelectric element has a very low mass. In addition, such a piezoelectric element can be easily excited to mechanical vibrations. To complete the piezoelectric element in the form of a piezoelectric membrane, a carrier layer may be provided, for example a carrier layer of silicon, polysilicon, silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ). A layer thickness of the carrier layer is selected from the range of 1 .mu.m to 100 .mu.m.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, piezoelektrische Biegebalken mit einer im Wesentlichen dreieckigen Grundfläche zu verwenden. Dies ist eine optimale Balkengeometrie (bei punktförmiger Krafteinwirkung), die die höchste Effizienz bei der Energiewandlung bietet.When Particularly advantageous has been found, piezoelectric Bending beam to use with a substantially triangular base. This is an optimal beam geometry (with punctiform force), the the highest Efficiency in energy conversion offers.
Vorzugsweise sind mehrere piezoelektrische Elemente vorhanden, die derart aneinander angeordnet sind, dass sie durch die Bewegung der Masse gleichzeitig in eine gleiche Richtung ausgelenkt werden können. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Biegebalken einem gleichen Trägerabschnitt des Trägers angeordnet sind. Durch eine Bewegung der Einkoppelmasse senkrecht zu diesem Abschnitt hin werden die Biegebalken gleichzeitig und in gleicher Richtung ausgelenkt.Preferably There are a plurality of piezoelectric elements which are in contact with each other They are arranged by the movement of the mass at the same time can be deflected in a same direction. This is for example then the case when the bending beams a same support section of the carrier are arranged. By a movement of the coupling mass vertically to this section, the bending beams are simultaneously and deflected in the same direction.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind mehrere piezoelektrische Elemente vorhanden, die derart aneinander angeordnet sind, dass sie durch die Bewegung der Masse zeitlich gegeneinander versetzt und in einander entgegen gesetzte Richtungen ausgelenkt werden können. Beispielsweise ist der Träger ein flaches Substrat mit einer sich in Dickenrichtung durch das Substrat hindurch erstreckenden Ausnehmung. Die Biegebalken werden an den beiden Hauptflächen des Substrats an den Rändern der Hauptflächen über der Ausnehmung angeordnet. Fallen der Einkoppelmasse in der Ausnehmung senkrecht zu den Hauptflächen führen dazu, dass die Biegebalken abwechselnd und in entgegen gesetzte Richtungen ausgelenkt werden.According to another embodiment a plurality of piezoelectric elements are provided, which are arranged in such a way that they can be offset from each other in time by the movement of the mass and deflected in opposite directions. For example, the carrier is a flat substrate with a recess extending in the thickness direction through the substrate. The bending beams are arranged on the two main surfaces of the substrate at the edges of the major surfaces above the recess. Falling of the coupling mass in the recess perpendicular to the main surfaces cause the bending beams are deflected alternately and in opposite directions.
In einer besonderen Ausgestaltung sind der Träger, das piezoelektrische Element und die Einkoppelmasse in einer Umhüllung angeordnet, die als Überlastschutz des piezoelektrischen Element fungiert. Es liegt ein gekappselter Aufbau vor. Die Umhüllung dient als mechanischer Anschlag für das piezoelektrische Element.In In a particular embodiment, the carrier, the piezoelectric element and the launching compound arranged in an enclosure, which as overload protection the piezoelectric element acts. It lies a gekappselter Structure before. The serving serves as a mechanical stop for the piezoelectric element.
Zusammenfassend ergeben sich mit der Erfindung folgende wesentlichen Vorteile:
- – Der piezoelektrische Energiewandler kann mit einer hohen Effizienz betrieben werden, mit der mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird.
- – Der piezoelektrische Energiewandler kann resonant betrieben werden, also mit der Resonanzfrequenz der piezoelektrischen Membran. Er muss es aber nicht. Er kann damit breitbandig (Frequenzbereich von wenigen kHz bis einigen hundert kHz) betrieben werden bei gleichbleibend hoher Effizienz bezüglich der Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie.
- – Eine geschwindigkeitsabhängige Fliehkraft der Einkoppelmasse wird komplett entkoppelt und hat daher keinen negativen Einfluss auf den piezoelektrischen Energiewandler.
- – Eine optimierte Balkengeometrie mit dreieckiger Grundfläche bietet höchste Effizienz bei der Energiewandlung. Sie sorgt für einen gleichmäßigen mechanischen Spannungsverlauf und damit zu gleichmäßiger elektrischer Energieverteilung beziehungsweise zu gleichmäßiger elektrischer Spannung über den gesamten Verlauf der Auslenkung des Biegebalkens. Eine ungewollte elektromechanische Rückkopplung aufgrund nicht vorhandener Äquipotentialflächen, die die Effizienz reduzieren würden, tritt nicht ein.
- – Aufgrund eines gekapselten Aufbaus wird ein mechanischer Überlastschutz erzielt.
- The piezoelectric energy converter can be operated with a high efficiency, with which mechanical energy is converted into electrical energy.
- - The piezoelectric energy converter can be operated resonantly, ie with the resonant frequency of the piezoelectric membrane. He does not have to. It can thus be operated broadband (frequency range from a few kHz to a few hundred kHz) with consistently high efficiency with respect to the conversion of mechanical energy into electrical energy.
- - A speed-dependent centrifugal force of the coupling mass is completely decoupled and therefore has no negative impact on the piezoelectric energy converter.
- - An optimized beam geometry with a triangular base area offers maximum efficiency in energy conversion. It ensures a uniform mechanical voltage curve and thus a uniform electrical energy distribution or uniform electrical voltage over the entire course of the deflection of the bending beam. An unwanted electromechanical feedback due to lack of equipotential surfaces, which would reduce the efficiency, does not occur.
- - Due to an encapsulated structure, a mechanical overload protection is achieved.
Anhand eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Die Figuren sind schematisch und stellen keine maßstabsgetreue Abbildung dar.Based an embodiment and the associated Figures, the invention is explained in more detail below. The figures are schematic and do not represent to scale Illustration.
Der
piezoelektrische Energiewandler zum Umwandeln von mechanischer Energie
in elektrische Energie weist einen Träger
Jeder
der Biegebalken eine im wesentlichen dreieckige Grundfläche auf
(
Die
piezoelektrischen Elemente mit dreieckiger Grundfläche sind
so angeordnet, dass eine quadratische Gesamtgrundfläche resultiert
(
Die
Einkoppelmasse
Die piezoelektrischen Elemente, die Einkoppelmasse und der Träger sind derart angeordnet, dass die piezoelektrischen Elemente auf einer Seite, senkrecht zur Bewegung der Einkoppelmasse, durch die Einkoppelmasse gleichzeitig und gleichgerichtet ausgelenkt werden. Gegenüber den piezoelektrischen Elementen auf der anderen Seite findet die Auslenkung zeitversetzt und in entgegen gesetzter Richtung statt.The piezoelectric elements, the Einkoppelmasse and the carrier arranged such that the piezoelectric elements on a Side, perpendicular to the movement of the Einkoppelmasse, by the Einkoppelmasse be deflected simultaneously and rectified. Compared to the Piezoelectric elements on the other side find the deflection delayed and in the opposite direction.
Der
piezoelektrische Energiewandler weißt darüber hinaus eine Umhüllung
Der piezoelektrische Energiewandler und das Verfahren zum Umwandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie mit Hilfe des piezoelektrischen Energiewandler allgemein dort eingesetzt, wo mit Hilfe über rotierende Bauteile, beispielsweise einer Welle, aus mechanischer Energie elektrische Energie gewonnen werden kann.Of the piezoelectric energy converters and the method of conversion from mechanical energy to electrical energy using the piezoelectric Energy converters generally used where using with rotating Components, such as a shaft, of mechanical energy electrical Energy can be gained.
Speziell
werden der elektromechanische Energiewandler und das beschriebenen
Verfahren zur Versorgung eines Reifenkontrollsystems mit elektrischer
Energie eingesetzt. Dazu ist der piezoelektrische Energiewandler
mit einem rotierenden Bauteil
Claims (11)
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (3)
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Also Published As
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Legal Events
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Effective date: 20140401 |