DE102010008280B4

DE102010008280B4 - Vorrichtung zur Energiegewinnung

Info

Publication number: DE102010008280B4
Application number: DE102010008280.5A
Authority: DE
Inventors: Chandra S. Namuduri; Yunjun Li; Timothy J. Talty; Robert B. Elliott; Nancy Mcmahon
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2030-02-18
Also published as: US20100219720A1; DE102010008280A1; US8143766B2

Abstract

Vorrichtung zur Energiegewinnung, die umfasst:
eine Fahrzeug-Federbaugruppe, die für Kompressionen und Dehnungen während einer Fahrzeugbewegung ausgebildet ist, wobei die Federbaugruppe eine Blattfeder (62, 64, 66; 80) umfasst und die Blattfeder (62, 64, 66; 80) eine obere Fläche, eine untere Fläche sowie zwei Seitenflächen aufweist; und
eine piezoelektrische Einrichtung (76; 82), die an der oberen Fläche, der unteren Fläche und den zwei Seitenflächen der Blattfeder (62, 64, 66; 80) befestigt ist, um in Ansprechen auf eine Belastung, die in Ansprechen auf die Kompressionen und Dehnungen darauf ausgeübt wird, elektrische Energie zu erzeugen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energiegewinnung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Zunehmende Forderungen nach besserer Kraftstoffwirtschaftlichkeit haben zu Verbesserungen und Entwicklungen bei Hybridfahrzeugen, Elektrofahrzeugen und Fahrzeugen geführt, die mit Brennstoffzellen oder Dieselkraftstoff angetrieben werden. Die Anstrengungen seitens der Kraftfahrzeugindustrie zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit umfassten Verringerungen der Masse, eine verbesserte Aerodynamik, ein aktives Kraftstoffmanagement, Motoren mit Direkteinspritzung, Motoren mit homogener Kompressionszündung und Hybridmotoren, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es werden kontinuierlich noch andere Mechanismen, Techniken und Energiequellen gesucht, welche die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern werden. Zu diesem Zweck hat die Verwendung von piezoelektrischen Materialien zur Energiegewinnung in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erfahren. Wie wohlbekannt ist, umfasst der piezoelektrische Effekt die Umwandlung einer mechanischen Belastung in einen elektrischen Strom oder eine elektrische Spannung. Viele unterschiedliche Quellen könnten die erforderliche Belastung liefern; z.B. eine menschliche Bewegung, eine seismische Aktivität, Schwingungen usw.
Es ist allgemein bekannt, dass Fahrzeuge Schwingungen ausgesetzt sind, insbesondere während sie gefahren werden. Diese Schwingungen wurden typischerweise als unerwünscht angesehen. Tatsächlich ging viel Aufwand in die Entwicklung von Aufhängungssystemen, die Federn, Stoßdämpfer und dergleichen umfassen, die für Fahrzeugstabilität sorgen und den Fahrgastraum des Fahrzeugs gegenüber einer Schwingung isolieren, die beispielsweise durch ein Fahren auf unebenen oder auf andere Weise gewundenen Straßen verursacht wird. Momentan geht die Energie verloren, die mit diesen Schwingungen verbunden ist. Ein Gewinnen und Verwenden dieser Energie würde jedoch eine zusätzliche Energiequelle liefern, die verwendet werden könnte, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern. Die Möglichkeit, diese zusätzliche Energiequelle anzuzapfen, während die Vorteile von modernen Fahrzeug-Aufhängungssystemen nicht beeinträchtigt werden, würde einen großen Vorteil sowohl für die Kraftfahrzeugindustrie als auch für deren Kunden darstellen.
Herkömmliche Vorrichtungen, die zur Energiegewinnung aus Fahrzeug-Federbaugruppen ausgelegt sind, sind in den Druckschriften US 5 390 949 A , WO 2007 / 106 057 A2 , US 4 458 234 A , JP 2005 - 162 082 A und DE 10 2008 050 052 A1 beschrieben, wobei die Druckschrift DE 10 2008 050 052 A1 erst nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung offengelegt wurde.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Energiegewinnung umfasst eine Fahrzeug-Federbaugruppe, die für Kompressionen und Dehnungen während einer Fahrzeugbewegung ausgebildet ist, wobei die Federbaugruppe eine Blattfeder umfasst und die Blattfeder eine obere Fläche, eine untere Fläche sowie zwei Seitenflächen aufweist. Ferner umfasst die Vorrichtung eine piezoelektrische Einrichtung, die an der oberen Fläche, der unteren Fläche und den zwei Seitenflächen der Blattfeder befestigt ist, um in Ansprechen auf eine Belastung, die in Ansprechen auf die Kompressionen und Dehnungen darauf ausgeübt wird, elektrische Energie zu erzeugen.
Figurenliste
Die Ausführungsformen werden nachstehend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und

1 ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zur Energiegewinnung ist;
2 eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung zur Energiegewinnung gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
3 eine isometrische Ansicht einer piezoelektrischen Einrichtung aus Faserverbundwerkstoff ist;
4 und 5 isometrische und funktionale Ansichten einer Vorrichtung zur Energiegewinnung gemäß einer zweiten Ausführungsform sind;
6 und 7 Querschnittsansichten eines Blatts einer Blattfeder gemäß den Ausführungsformen sind, die in 4 und 5 gezeigt sind;
8 eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung zur Energiegewinnung gemäß einer dritten Ausführungsform ist;
9, 10 und 11 Querschnittsansichten der in 8 gezeigten Vorrichtung sind;
12 eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung zur Energiegewinnung gemäß einer vierten Ausführungsform ist;
13 eine isometrische Ansicht einer Schraubenfeder ist, die für eine Verwendung in der in 16 gezeigten Ausführungsform geeignet ist;
14 eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung zur Energiegewinnung gemäß einer fünften Ausführungsform ist;
15 und 16 isometrische Ansichten eines ersten und zweiten Federisolators für eine Verwendung in der in 14 gezeigten Ausführungsform ist;
17 ein Funktionsblockdiagramm einer Gleichrichter- und Filterschaltung ist, die für eine Verwendung in den in 1, 2, 4, 5, 8, 12 und 14 gezeigten Vorrichtungen geeignet ist; und
18, 19 und 20 beispielhafte Schwingungsverläufe sind, die an verschiedenen Punkten in dem in 17 gezeigten Blockdiagramm erscheinen.

BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die folgende ausführliche Beschreibung ist nur beispielhafter Natur.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf Elemente oder Knotenpunkte oder Merkmale, die miteinander „verbunden“ oder „gekoppelt“ sind. Wie hierin verwendet, und wenn es nicht auf andere Weise ausdrücklich dargelegt ist, bedeutet „verbunden“, dass ein Element/Knotenpunkt/Merkmal in einem mechanischen, logischen, elektrischen oder anderen geeigneten Sinn mit einem anderen Element, Knotenpunkt oder anderen Merkmal direkt verbunden ist (oder mit diesem direkt kommuniziert). Auf ähnliche Weise, und wenn es nicht ausdrücklich auf andere Weise dargelegt ist, bedeutet „gekoppelt“, dass ein Element/Knotenpunkt/Merkmal in einem mechanischen, logischen, elektrischen oder anderen geeigneten Sinn mit einem anderen Element/Knotenpunkt/Merkmal direkt oder indirekt verbunden ist (oder direkt oder indirekt mit diesem kommuniziert). Der Ausdruck „beispielhaft“ wird in dem Sinn von „Beispiel“ anstatt „Modell“ verwendet. Obwohl die Figuren beispielhafte Anordnungen von Elementen darstellen können, können ferner zusätzliche dazwischentretende Elemente, Einrichtungen, Merkmale und Komponenten bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung vorhanden sein.
Piezoelektrizität ist eine Eigenschaft bestimmter Materialien, ein elektrisches Potential zu erzeugen, wenn sie einer mechanischen Spannung ausgesetzt werden. Bekannte piezoelektrische Materialien umfassen natürlich auftretende Kristalle, künstliche Kristalle und bestimmte Keramiken. Kürzlich wurden zweipolige, piezoelektrische Umformer aus Faserverbundwerkstoff entwickelt, die gegenüber piezoelektrischen Volumenkeramiken bestimmte Vorteile aufweisen. Sie sind beispielsweise leichter, flexibler und robuster. Höhere piezoelektrische Spannungskoeffizienten können mit piezoelektrischen Faserverbundwerkstoffen erhalten werden, was zu mehr erzeugter Leistung führt. Darüber hinaus können piezoelektrische Faserverbundwerkstoffe günstiger für benutzerdefinierte Formen erzeugt werden. Sie liefern infolge eines Teilens der Faserführung eine erhöhte Festigkeit gegenüber monolithischen Materialien, und sie können mit haltbaren Polyethylenplatten für eine zusätzliche Belastbarkeit laminiert werden. Piezoelektrische Faserverbundwerkstoffe können einzeln oder mehrfach parallel verwendet werden, um Leistung für eine ausgedehnte Zeitdauer zu akkumulieren. Derartige Einrichtungen sind wohlbekannt und von Advanced Cerametrics, Inc., ansässig in Lambertville, N.J., kommerziell erhältlich.
1 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Vorrichtung zum Erzeugen von Energie, die einen piezoelektrischen Faserverbundwerkstoff (PFC) 20 mit einer Lage oder mehreren gestapelten Lagen verwendet (in 1 als ein Stapel mit mehreren Lagen gezeigt), der einen AC-Ausgang aufweist, der mit einem Energiewandler 22 (z.B. einen Gleichrichter) gekoppelt ist. Der Ausgang des Energiewandlers 22 ist mit einer Energiespeichereinrichtung 24 gekoppelt (z.B. einem Kondensator und/oder einer Batterie). Der Ausgang des Energiewandlers 22 kann auch mit einem elektrischen System 26 des Fahrzeugs gekoppelt sein, oder er kann, wenn dies gewünscht ist, Leistung an einen oder mehrere Sensoren 27 liefern, die wiederum Information an einen oder mehrere der fahrzeugeigenen Prozessoren liefern.
2 ist eine isometrische Ansicht eines Feder-Aufhängungssystems 28 eines Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform. Wie man erkennen kann, sind Blattfederbaugruppen 30 und 32 mit einem Achsen/Differentialgehäuse 36 gekoppelt. Einzelne Räder (nicht gezeigt) sind mit Rotoren 38 bzw. 40 gekoppelt.
Die Blattfederbaugruppen (30 und 32) sind einfache Formen von Federn, die üblicherweise für die Aufhängung von Fahrzeugen mit Rädern verwendet werden und die in letzter Zeit am häufigsten bei schweren Fahrzeugen, wie beispielsweise Lastkraftwagen, Kleinlastwagen, SUVs und dergleichen zu finden sind. Eine Blattfederbaugruppe nimmt im Allgemeinen die Form einer schlanken, bogenförmigen Länge einer Stahlfeder an, die im Allgemeinen einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Befestigungsmittel sind an jedem Ende vorgesehen, um die Blattfederbaugruppe an dem Rahmen oder der Karosserie des Fahrzeugs anzubringen. Bei schwereren Fahrzeugen können mehrere Blätter aufeinander gestapelt sein, die mehrere Lagen mit typischerweise zunehmend kürzeren Blättern bilden. Eine Blattfederbaugruppe kann an beiden Enden direkt oder an einem Ende direkt und an dem anderen Ende durch einen Bügel oder einen kurzen Schwingarm an dem Rahmen befestigt sein. Der Bügel nimmt die Auslenkung der Feder auf, wenn die Feder komprimiert wird. Eine modernere parabolische Blattfederbaugruppe ist durch weniger Blätter charakterisiert, die Dicken aufweisen, die von ihrer Mitte bis zu ihren Enden in einer im Wesentlichen parabolischen Kurve variieren. Reibung und Kontakt ist zwischen den Blättern unerwünscht, und Isolationskissen und Abstandsschalter wurden verwendet, um einen Kontakt zwischen den Blättern zu verhindern.
Wieder auf 2 Bezug nehmend, sind eine erste und eine zweite flexible piezoelektrische Einrichtung 46 und 48 (z.B. piezoelektrische Faserverbundwerkstoffe, wie oben beschrieben) an der Oberseite des ersten Blattes der Blattfederbaugruppen 30 bzw. 32 befestigt. Eine solche Einrichtung 49 ist zur Klarheit in 3 gezeigt. Da die Blattfedern, an denen die piezoelektrischen Einrichtungen 46 und 48 befestigt sind, während der Bewegung der Fahrzeugaufhängung komprimiert und ausgedehnt werden, werden die piezoelektrischen Einrichtungen 46 und 48 deformiert, was bewirkt, dass eine Spannung über ihre jeweiligen Anschlüsse (z.B. 50 und 52 in 3) erzeugt wird. Die erzeugte Spannung ist dem Maß der Dehnung oder des Drucks proportional, die bzw. den die Blattfeder erfährt. Wenn der Betrag der Deformation zunimmt und/oder die Frequenz der Deformation zunimmt, dann nimmt daher der Betrag der elektrischen Leistung zu, die durch die piezoelektrischen Einrichtungen 46 und 48 erzeugt wird. Gleichrichter 54 und 56 können an der Blattfeder und in der Nähe der piezoelektrischen Einrichtungen 46 bzw. 48 befestigt sein, um die AC-Energie, die durch die piezoelektrischen Einrichtungen 46 und 48 erzeugt wird, in DC umzuwandeln, um Sensoren 58 bzw. 60 mit Energie zu versorgen, die ebenso an den Blattfedern befestigt sind, wie es gezeigt ist. Es sollte jedoch klar sein, dass die Gleichrichter 54 und 56 an einem anderen Ort befestigt sein können (z.B. an dem Rahmen des Fahrzeugs). Darüber hinaus können die piezoelektrischen Einrichtungen 46 und 48 direkt als Sensoren verwendet werden.
4 und 5 sind isometrische bzw. Explosionsansichten einer Blattfederbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform. Eine Blattfederbaugruppe 60 umfasst beispielsweise drei Blätter 62, 64 und 66. Das obere Blatt 62 ist mit Kopplungen 65 und 67 versehen, welche die Ankopplung der Blattfederbaugruppe 60 an einen Rahmen des Fahrzeugs unterstützen. Da Reibung zwischen den Blättern bei modernen Blattfederbaugruppen unerwünscht ist, sind Isolationskissen 68 zwischen den Blättern vorgesehen. Eine Lage von piezoelektrischem Material 70 (z.B. einem piezoelektrischen Faserverbundwerkstoff) ist mit der oberen Fläche der Blattfeder 62 gekoppelt. Sie kann mit der oberen Fläche des Blattes 62 unter Verwendung eines geeigneten chemischen Bindemittels verbunden sein. Alternativ kann das piezoelektrische Material 70 an die obere Fläche des Blattes 62 mittels einer mechanischen Klemme 72 oder mehreren Klemmen angeklemmt werden. Wenn es gewünscht ist, kann das piezoelektrische Material sowohl an der oberen als auch an der unteren Fläche eines oder mehrerer Blätter der Blattfederbaugruppe 60 befestigt sein, wie es bei 74 in 6 gezeigt ist, oder es kann an vier Flächen jedes Blattes befestigt sein, wie es in 7 gezeigt ist. Das piezoelektrische Material, das gemäß dem Obigen angeordnet ist, kann mit einem Energiewandler 22 gekoppelt sein (z.B. dem Gleichrichter 54), wie er in Verbindung mit 1 und 2 beschrieben ist. Ferner könnten mehrere piezoelektrische Elemente an den Flächen befestigt und entweder in einer Parallel- oder Reihenanordnung elektrisch verbunden sein, wobei die Parallelverbindung einen kontinuierlichen Betrieb in dem Fall einer elektrischen Unterbrechung in einer beliebigen der Einrichtungen ermöglicht und die Reihenverbindung einen kontinuierlichen Betrieb in dem Fall eines elektrischen Kurzschlusses in einer beliebigen der Einrichtungen ermöglicht.
8 ist eine isometrische Ansicht einer Blattfederbaugruppe gemäß einer noch weiteren Ausführungsform. In diesem Fall können piezoelektrische Einrichtungen, wie beispielsweise die piezoelektrischen Faserverbundwerkstoffe 82, an der Fläche 84 an verschiedenen Orten an der Blattfeder 80 befestigt sein. Wie es zuvor der Fall war, können die piezoelektrischen Faserverbundwerkstoffe 82 mit einem Energiewandler (z.B. einem Gleichrichter) gekoppelt sein, und die resultierende DC-Energie kann in einer Batterie oder in einem Kondensator gespeichert und/oder verwendet werden, um eine oder mehrere Komponenten, Einrichtungen und/oder Sensoren des Fahrzeugs anzutreiben. Das piezoelektrische Faserverbundwerkstoffmaterial kann an den Hauptflächen der Blattfeder 80 (9) oder an den vier Flächen der Blattfeder 80 (11) befestigt sein, oder das piezoelektrische Material 82 kann in eine Feder aus laminiertem Verbundwerkstoff eingebunden sein, wie es in 10 gezeigt ist; d.h. als alternierende Lagen von Federmaterial und piezoelektrischem Material oder alternativ in einer Feder aus laminiertem Verbundwerkstoff, um dadurch gegenüber der verunreinigten Umgebung des Unterbodens geschützt zu sein.
12 ist eine isometrische Ansicht einer Vorrichtung zur Energiegewinnung gemäß einer vierten Ausführungsform, und sie stellt einige Standardkomponenten eines Schraubenfeder-Aufhängungssystems eines Kraftfahrzeugs dar. Eine erste und eine zweite Nabe 81 und 83 sind zur Drehung an einer Achsenbaugruppe 85 befestigt. Dämpferbaugruppen 87 und Schraubenfedern 89 sind auf die wohlbekannte Weise zwischen der Achsenbaugruppe 85 und dem Rahmen des Fahrzeugs (nicht gezeigt) gekoppelt, um für ein glatteres und stabileres Fahren zu sorgen. Bei dieser Ausführungsform sind flexible piezoelektrische Verbundwerkstoffstreifen 91 des oben beschriebenen Typs an einer Schraubenfeder 89 befestigt, wie es deutlicher in 13 gezeigt ist. Da die Schraubenfedern während der Fahrzeugbewegung ausgedehnt und komprimiert werden, werden die piezoelektrischen Streifen 91 (oder mehrere Stücke von diesen in Reihe oder parallel) deformiert werden, was zu einer Spannung über den Anschlüssen (z.B. 50 und 52 in 3) der piezoelektrischen Einrichtung führt. Ein Gleichrichter 93 kann an der Fahrzeugstruktur befestigt sein (z.B. an der Achsenbaugruppe), und er kann mit den piezoelektrischen Streifen 91 gekoppelt sein, um das AC-Signal an den Ausgangsanschlüssen des piezoelektrischen Streifens in DC-Energie umzuwandeln, die in einer Batterie oder einem Kondensator gespeichert und/oder verwendet werden kann, um einen Sensor, der ebenso mit der Fahrzeugstruktur gekoppelt sein kann, oder einen Aktuator, einen fahrzeugeigenen Prozessor mit Energie zu versorgen; z.B. eine ECU. In dem Fall einer Verbundmaterial-Schraubenfeder könnte das piezoelektrische Material zwischen laminierten Lagen angeordnet sein.
14 ist eine isometrische Ansicht eine Vorrichtung zur Energiegewinnung gemäß einer fünften Ausführungsform. In 14 ist eine Fahrzeugaufhängung gezeigt, die einen Längsträger 95 des Rahmens oder der Karosserie, einen unteren Querlenker 97 und eine Aufhängungs-Schraubenfeder 99 umfasst, die zwischen dem Rahmen 95 und den Querlenker 97 gekoppelt ist. Wie man erkennen kann, ist die Feder 99 mit dem Rahmen 95 mittels eines Federsitzes 101, der einen zentralen Vorsprung 103 aufweist, der den oberen Abschnitt der Feder 99 positioniert, und eines Federisolators 105 gekoppelt, der aus elastischem Material (z.B. aus Gummi, einem Polyurethanelastomer usw.) hergestellt ist und zwischen der Schraubenfeder 99 und dem Federsitz 101 positioniert ist, um ein Kontaktgeräusch während der Bewegung der Aufhängung zu vermeiden.
15 und 16 sind eine erste und eine zweite Ausführungsform von Federisolatoren 103 bzw. 107. In beiden Fällen umfassen sie einen ringförmigen Abschnitt 109 und einen zentralen Vorsprung 111. Beide sind mit einer ringförmigen piezoelektrischen Scheibe 112 versehen. In 15 ist die piezoelektrische Scheibe 112 zwischen Lagen aus elastischem Material 114 und 116 positioniert. In 16 befindet sich eine Lage von piezoelektrischem Material 118 an einer oberen Fläche des elastischen Materials 120. Das piezoelektrische Material kann alternativ in dem Isolator eingegossen sein, um dadurch vor der verunreinigten Umgebung des Unterbodens geschützt zu sein.
Wenn einer der beiden Federisolatoren 103 oder 107 zwischen der Schraubenfeder 99 und dem Federsitz 101 positioniert ist, werden daher Kompressionen und Ausdehnungen in der Schraubenfeder 99, die von Straßenstörungen herrühren, die während der Fahrzeugbewegung angetroffen werden, zu Deformationen der piezoelektrischen Scheiben 103 oder 107 führen, was zu der Erzeugung von AC-Energie an den Ausgangsanschlüssen 114 bzw. 116 der Scheibe führt. Diese Energie kann durch eine Gleichrichterbaugruppe gewonnen werden, die an dem Rahmen befestigt ist. Der Gleichrichter kann wiederum einen Sensor mit Energie versorgen und/oder eine Batterie oder einen Kondensator aufladen, wie zuvor beschrieben wurde.
17 ist ein Blockdiagramm einer Gleichrichterschaltung 90, die für eine Verwendung in Verbindung mit den Ausführungsformen geeignet ist, die in 1, 2, 4, 5, 8, 12 und 14 gezeigt sind. 18, 19 und 20 stellen beispielhafte Schwingungsverläufe 92, 94 und 96 dar, die an verschiedenen Stellen in dem in 17 gezeigten Blockdiagramm erscheinen, wie unten vollständiger beschrieben wird.
Auf 17 - 20 Bezug nehmend, wird das AC-Signal (92 in 18), das an den Ausgängen der piezoelektrischen Einrichtung (3) erscheint, an einen Vollwellengleichrichter 98 angelegt. Das gleichgerichtete Signal 94 (in 19 gezeigt), das an dem Ausgang des Gleichrichters 98 erscheint, wird an einen Tiefpassfilter 100 angelegt, um das Signal 96 zu erzeugen (in 20 gezeigt).
Somit wurde eine Vorrichtung dargestellt, die Energie gewinnt, die erzeugt wird, wenn auf ein Aufhängungssystem eines Fahrzeugs durch Störungen (Erhebungen, Schlaglöcher usw.) in einer Straße eingewirkt wird. Spannung und Dehnung an Federbaugruppen werden in elektrische AC-Energie in einer piezoelektrischen Einrichtung (z.B. einem piezoelektrischen Faserverbundwerkstoff) umgewandelt. Die resultierende induzierte AC-Energie wird dann in eine Form umgewandelt, die für eine Energiespeicherung und/oder zur Verwendung durch das elektrische System des Fahrzeugs geeignet ist.
Während zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorstehenden Zusammenfassung und der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, sollte man einsehen, dass eine enorme Anzahl an Abwandlungen existiert. Beispielsweise könnte die Batterie oder der Kondensator mit dem Gleichrichter eingebettet oder separat eingebettet sein. Die Gleichrichterbaugruppe könnte an der Federbaugruppe oder an einer separaten Struktur befestigt sein. Wenn dies gewünscht ist, kann ein Sensor ebenso an der Federbaugruppe selbst befestigt sein und durch den Gleichrichter mit Energie versorgt werden. Alternativ kann der Sensor entfernt angeordnet sein.

Claims

Vorrichtung zur Energiegewinnung, die umfasst: eine Fahrzeug-Federbaugruppe, die für Kompressionen und Dehnungen während einer Fahrzeugbewegung ausgebildet ist, wobei die Federbaugruppe eine Blattfeder (62, 64, 66; 80) umfasst und die Blattfeder (62, 64, 66; 80) eine obere Fläche, eine untere Fläche sowie zwei Seitenflächen aufweist; und eine piezoelektrische Einrichtung (76; 82), die an der oberen Fläche, der unteren Fläche und den zwei Seitenflächen der Blattfeder (62, 64, 66; 80) befestigt ist, um in Ansprechen auf eine Belastung, die in Ansprechen auf die Kompressionen und Dehnungen darauf ausgeübt wird, elektrische Energie zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die piezoelektrische Einrichtung (76; 82) ein piezoelektrischer Faserverbundwerkstoff ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, die ferner einen Energiewandler (22) umfasst, der mit dem piezoelektrischen Faserverbundwerkstoff gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Energiewandler ein Gleichrichter (98) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, die ferner einen Sensor (27) umfasst, der mit dem Gleichrichter (98) gekoppelt ist, um Energie von diesem zu empfangen.