DE102018217002A1

DE102018217002A1 - System for energy generation and method for operating a system for energy generation

Info

Publication number: DE102018217002A1
Application number: DE102018217002.9A
Authority: DE
Inventors: Daniel Wolf
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-04-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zur Energiegewinnung, umfassend eine Energieerzeugungsvorrichtung (2) sowie ein erstes Bauteil (3) und ein zweites Bauteil (4), welche relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Energieerzeugungsvorrichtung (2) an dem zweiten Bauteil (4) angeordnet ist, wobei die Energieerzeugungsvorrichtung (2) einen Energieerzeuger (5) und einen Energiewandler (6) umfasst, wobei der Energieerzeuger (5) aufgrund einer Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen (3, 4) eine Anregung nach dem Reluktanzprinzip erfährt und eine Bewegung ausführt, wobei der Energieerzeuger (5) die seiner Bewegung innewohnende Bewegungsenergie mechanisch auf den Energiewandler (6) überträgt, um den Energiewandler (6) anzutreiben, welcher die übertragene Bewegungsenergie in elektrische Energie umwandelt.The invention relates to a system (1) for generating energy, comprising an energy generating device (2) and a first component (3) and a second component (4) which can be moved relative to one another, the energy generating device (2) being attached to the second component (4 ) is arranged, the energy generating device (2) comprising an energy generator (5) and an energy converter (6), the energy generator (5) experiencing excitation based on a relative movement between the two components (3, 4) and a movement The energy generator (5) mechanically transmits the kinetic energy inherent in its movement to the energy converter (6) in order to drive the energy converter (6), which converts the transmitted kinetic energy into electrical energy.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Energiegewinnung, umfassend eine Energieerzeugungsvorrichtung sowie ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil, welche relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Energieerzeugungsvorrichtung an dem zweiten Bauteil angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines zur Energiegewinnung gemäß dem Anspruch 16.The invention relates to a system for generating energy, comprising an energy generating device and a first component and a second component which can be moved relative to one another, the energy generating device being arranged on the second component. Furthermore, the invention relates to a method for operating an energy generation system according to claim 16.

Ein System zur Energiegewinnung kommt zum Einsatz, um elektrische oder elektronische Vorrichtungen mit elektrischer Energie zu versorgen, deren Versorgung mittels einer Batterie oder Akkumulators aufgrund ihrer begrenzten Lebensdauer nicht sinnvoll bzw. nicht möglich ist. Zum einen ist dies der Fall, wenn die Batterie für einen Austausch nicht zugänglich ist. Zum anderen besteht die Möglichkeit der berührungslosen Wiederaufladung des Akkumulators. Dies ist jedoch zeitaufwendig und setzt voraus, dass eine Bedienperson diesen Vorgang initiiert.A system for energy generation is used to supply electrical or electronic devices with electrical energy, the supply of which by means of a battery or accumulator is not useful or not possible due to their limited service life. On the one hand, this is the case if the battery is not accessible for replacement. On the other hand, there is the possibility of non-contact recharging of the battery. However, this is time consuming and requires an operator to initiate this process.

Aus der WO 2015/130290 A1 ist eine Straßenwalze bekannt, die eine rotierende Walze umfasst, die gegenüber einem Maschinenrahmen, an dem die Walze drehbar gelagert ist, in Schwingung versetzt wird. Die Walze weist in ihrem Inneren eine an einer Exzenterwelle exzentrisch angeordnete Masse auf, deren Abstand zueinander sich durch eine Vorrichtung verändern lässt, um die Frequenz und Amplitude der Vibration der Walze zu variieren. Zur Überwachung ist ein Sensor vorgesehen, der mit einer Steuerungsvorrichtung kommuniziert. Zum Übertragen der Sensordaten zur Steuerungsvorrichtung ist ein Übertragungsmodul vorgesehen. Für den Betrieb des Übertragungsmoduls ist ein System zur Energiegewinnung der eingangs genannten Art vorgesehen, welches eine Energieerzeugungsvorrichtung umfasst, welche die erzeugten Vibrationen in der Walze nutzt, um elektrische Energie zu erzeugen. Voraussetzung hierfür sind entsprechend hohe Amplituden der Vibrationen, welche bei stationär betriebenen Vorrichtungen nicht gegeben sind, um eine ausreichende Energieversorgung gewährleisten zu können.From the WO 2015/130290 A1 a road roller is known which comprises a rotating roller which is set in vibration with respect to a machine frame on which the roller is rotatably mounted. The inside of the roller has a mass arranged eccentrically on an eccentric shaft, the distance between which can be changed by a device in order to vary the frequency and amplitude of the vibration of the roller. A sensor is provided for monitoring and communicates with a control device. A transmission module is provided for transmitting the sensor data to the control device. For the operation of the transmission module, a system for generating energy of the type mentioned at the outset is provided, which comprises an energy generating device which uses the vibrations generated in the roller to generate electrical energy. A prerequisite for this are correspondingly high amplitudes of the vibrations, which are not given in the case of stationary devices in order to be able to guarantee an adequate energy supply.

Aus der US 2010/289271 A1 ist ein System zur Energiegewinnung zur bekannt, welches eine Energieerzeugungsvorrichtung umfasst, die an einem Rad eines Fahrrades oder eines Fahrzeugs angeordnet ist. Das Rad rotiert um eine Achse. Die der Bewegung des Rades innewohnende kinetische Energie wird verwendet, um ein an dem Rad befestigtes Gehäuse mit einer darin ortsfest angeordneten Spule durch ein Magnetfeld eines in dem Gehäuse relativbeweglich angeordneten Magneten zu bewegen, um einen elektrischen Strom zu induzieren. Ein solches System ist dann gut geeignet, wenn ein ausreichender Bauraum zur Verfügung steht.From the US 2010/289271 A1 A system for energy generation is known which comprises an energy generation device which is arranged on a wheel of a bicycle or a vehicle. The wheel rotates around an axis. The kinetic energy inherent in the movement of the wheel is used to move a housing attached to the wheel with a coil fixed therein by a magnetic field of a magnet relatively movably arranged in the housing to induce an electric current. Such a system is well suited if there is sufficient installation space available.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Energiegewinnung der eingangs genannten weiterzubilden, wodurch eine Anordnung und ein Betreiben der Energieerzeugungsvorrichtung ermöglicht wird, welches für eine kabelgebundene Energieversorgung nicht geeignet bzw. zugänglich ist.Starting from the prior art described above, it is the object of the present invention to further develop a system and a method for generating energy of the type mentioned at the outset, thereby making it possible to arrange and operate the energy generating device which is not suitable or accessible for a wired energy supply .

Diese Aufgabe wird aus vorrichtungstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung der Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des nebengeordneten Anspruches 16 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen. Die hierauf jeweils folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.From the technical point of view of the device, this object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characteristic features. From a procedural point of view, the problem is solved on the basis of the preamble of the independent claim 16 in conjunction with its characterizing features. The dependent claims which follow in each case represent advantageous developments of the invention.

Gemäß der Erfindung wird ein System zur Energiegewinnung vorgeschlagen, umfassend eine Energieerzeugungsvorrichtung sowie ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei die Energieerzeugungsvorrichtung an dem zweiten Bauteil angeordnet ist. Der Begriff „Bauteil“ ist im Sinne der Erfindung nicht als ein einzelnes, singuläres Teil zu verstehen, sondern kann aus einer Vielzahl von Teilen gebildet sein, die für dessen Funktionserfüllung notwendig sind. Erfindungsgemäß umfasst die Energieerzeugungsvorrichtung einen Energieerzeuger und einen Energiewandler, wobei der Energieerzeuger aufgrund einer Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen eine Anregung nach dem Reluktanzprinzip erfährt und eine Bewegung ausführt, wobei der Energieerzeuger die seiner Bewegung innewohnende Bewegungsenergie mechanisch auf den Energiewandler überträgt, um den Energiewandler anzutreiben, welcher die übertragene Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Eine aufgrund des Reluktanzprinzip erzeugte Reluktanzkraft bewirkt eine, insbesondere schwingende oder drehende, Bewegung des Energieerzeugers. Durch eine mechanische Kopplung mit dem Energiewandler wird die kinematische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Dieses ist besonders vorteilhaft dann einsetzbar, wenn zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil eine wiederkehrende Relativbewegung auftritt. Insbesondere handelt es sich um eine rotierende Bewegung des ersten und des zweiten Bauteils relativ zueinander. Auch eine lineare Relativbewegung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils zueinander ist geeignet, eine Reluktanzkraft zu erzeugen, durch die der Energieerzeuger zu einer Bewegung angeregt wird.According to the invention, a system for generating energy is proposed, comprising an energy generating device and a first component and a second component which can be moved relative to one another, the energy generating device being arranged on the second component. For the purposes of the invention, the term “component” is not to be understood as a single, singular part, but can be formed from a multiplicity of parts which are necessary for its function. According to the invention, the energy generation device comprises an energy generator and an energy converter, the energy generator being based on a Relative movement between the two components receives an excitation according to the reluctance principle and executes a movement, the energy generator mechanically transmitting the kinetic energy inherent in its movement to the energy converter in order to drive the energy converter, which converts the transmitted kinetic energy into electrical energy. A reluctance force generated on the basis of the reluctance principle causes the energy generator to move, in particular oscillating or rotating. The kinematic energy is converted into electrical energy by a mechanical coupling with the energy converter. This can be used particularly advantageously when a recurring relative movement occurs between the first component and the second component. In particular, it is a rotating movement of the first and the second component relative to one another. A linear relative movement of the first component and the second component with respect to one another is also suitable for generating a reluctance force by means of which the energy generator is excited to move.

Hierzu kann an dem ersten Bauteil zumindest ein Magnet angeordnet sein und der an dem zweiten Bauteil angeordnete Energieerzeuger kann eine ferromagnetische Struktur aufweisen, um aufgrund der Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen eine Reluktanzkraft zu erzeugen, wenn der Energieerzeuger das Magnetfeld des Magneten passiert.For this purpose, at least one magnet can be arranged on the first component and the energy generator arranged on the second component can have a ferromagnetic structure in order to generate a reluctance force due to the relative movement between the two components when the energy generator passes the magnetic field of the magnet.

Alternativ kann das erste Bauteil eine ferromagnetische Struktur aufweisen und an dem Energieerzeuger, der an dem zweiten Bauteil angeordnet ist, kann zumindest ein Magnet angeordnet sein, um aufgrund der Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen eine Reluktanzkraft zu erzeugen.Alternatively, the first component can have a ferromagnetic structure and at least one magnet can be arranged on the energy generator, which is arranged on the second component, in order to generate a reluctance force due to the relative movement between the two components.

Gemäß einer Ausführungsform kann an dem ersten Bauteil und dem an dem zweiten Bauteil angeordneten Energieerzeuger jeweils zumindest ein Magnet angeordnet sein, um aufgrund der Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen eine Reluktanzkraft zu erzeugen. Hierbei können die Pole der Magnete an dem Energieerzeuger und dem ersten Bauteil anziehend oder abstoßend ausgerichtet sein.According to one embodiment, at least one magnet can be arranged on each of the first component and the energy generator arranged on the second component in order to generate a reluctance force due to the relative movement between the two components. The poles of the magnets on the energy generator and the first component can be attracted or repelled.

Vorzugsweise kann die Anordnung der Energieerzeugungsvorrichtung in einem Gehäuse erfolgen. Insbesondere kann die Energieerzeugungsvorrichtung in einem das zweite Bauteil umgebenden Gehäuse angeordnet sein, wobei das Gehäuse das erste Bauteil ausbilden kann. Alternativ kann die an dem zweiten Bauteil angeordnete Energieerzeugungsvorrichtung an einem stehenden ersten Bauteil vorbeibewegt werden oder das erste Bauteil ist Teil einer anderen bewegten Baugruppe (z.B. Planet vs. Steg). Die Anordnung des Energieerzeugers auf dem sich zweiten Bauteil, auf welchem die Energie bereitgestellt wird, kann konzentrisch oder exzentrisch sein.The energy generating device can preferably be arranged in a housing. In particular, the energy generating device can be arranged in a housing surrounding the second component, wherein the housing can form the first component. Alternatively, the energy generating device arranged on the second component can be moved past a stationary first component or the first component is part of another moving assembly (e.g. planet vs. bridge). The arrangement of the energy generator on the second component on which the energy is provided can be concentric or eccentric.

Bevorzugt kann die Energieerzeugungsvorrichtung eine Transformationseinrichtung und/oder eine Speichervorrichtung umfassen. So kann beispielsweise als Transformationseinrichtung ein Gleichrichter vorgesehen sein, um die erzeugte elektrische Energie zu transformieren. Zudem kann die Speichervorrichtung als ein Akkumulator oder ein Kondensator ausgeführt sein, um die erzeugte elektrische Energie zwischenspeichern zu können. Damit steht elektrische Energie auch dann zur Verfügung, wenn zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil keine Relativbewegung auftritt. Die Transformationseinrichtung und/oder der Speichervorrichtung können einen Mikrocontroller oder Prozessor für ein Lade- und Speichermanagement beinhalten. Der Mikrocontroller oder Prozessor kann über eine Datenschnittstelle verfügen. Dies ermöglicht die Diagnosefähigkeit von Transformationseinrichtung und/oder der Speichervorrichtung, um beispielsweise den Ladezustand, die Temperatur oder Fehler aus einem Statistikspeicher auslesen zu können.The energy generation device can preferably comprise a transformation device and / or a storage device. For example, a rectifier can be provided as the transformation device in order to transform the electrical energy generated. In addition, the storage device can be designed as an accumulator or a capacitor in order to be able to temporarily store the electrical energy generated. Electrical energy is thus also available when there is no relative movement between the first and the second component. The transformation device and / or the storage device can include a microcontroller or processor for a load and storage management. The microcontroller or processor can have a data interface. This enables the diagnostic capability of the transformation device and / or the storage device, for example in order to be able to read out the state of charge, the temperature or errors from a statistical memory.

Des Weiteren kann die Energieerzeugungsvorrichtung durch zumindest eine Verbrauchereinheit modular erweiterbar sein. Als eine Verbrauchereinheit kann ein Sensormodul vorgesehen sein, das zur Überwachung zumindest eines der beiden Bauteile wenigstens eine physikalische Größe erfasst. Eine andere Verbrauchereinheit kann ein Datenschnittstellenmodul sein, das aus einem Datenspeicher und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung besteht. Die Ansteuerung des Sensormoduls und/oder des Datenschnittstellenmoduls kann beispielsweise durch den Mikrocontroller oder Prozessor der Transformationseinrichtung oder durch einen separaten Mikrocontroller oder Prozessor der jeweiligen Verbrauchereinheit erfolgen.Furthermore, the energy generating device can be modularly expandable by at least one consumer unit. A sensor module can be provided as a consumer unit, which detects at least one physical variable for monitoring at least one of the two components. Another consumer unit can be a data interface module, which consists of a data memory and a wireless communication device. The sensor module and / or the data interface module can be activated, for example, by the microcontroller or processor of the transformation device or by a separate microcontroller or processor of the respective consumer unit.

Vorzugsweise können der Energieerzeuger, der Energiewandler und die zumindest eine Verbrauchereinheit in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Insbesondere können der Energieerzeuger, der Energiewandler und die zumindest eine Verbrauchereinheit funktional durch gemeinsame elektrische oder elektronische Komponenten miteinander verbunden sein. Bevorzugt ermöglicht die Verbindung einen modularen Austausch wenigstens der zumindest einen Verbrauchereinheit. So kann zum Beispiel das Sensormodul durch eine Bestückungsoption auf einer gemeinsamen Platine oder durch parallel vorgehaltene, standardisierte elektrische Schnittstellen, wie Spannungseingang, Strommessung, Widerstandsmessung, Digital I/O, austauschbar sein, um alle gängigen Messaufgaben abdecken zu können. Entsprechendes kann für die Speichervorrichtung gelten, um die Kapazität skalieren zu können, oder für die Ausstattung des Datenübertragungsmoduls. Für das Datenübertragungsmodul können parallele oder wechselbare Kommunikationsvorrichtungsmodule für unterschiedliche Standards (beispielsweise WiFi 802.11, ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical Band), Bluetooth low energy (BLE), Zig-Bee, LoRaWan (Long Range Wide Area Network), etc.) vorgesehen sein. Ebenso kann der Datenspeicher des Datenübertragungsmoduls skalierbar sein.The energy generator, the energy converter and the at least one consumer unit can preferably be arranged in a common housing. In particular, the energy generator, the energy converter and the at least one consumer unit can be functionally connected to one another by common electrical or electronic components. The connection preferably enables a modular exchange of at least the at least one consumer unit. For example, the sensor module can be interchangeable with an assembly option on a common board or through parallel, standardized electrical interfaces, such as voltage input, current measurement, resistance measurement, digital I / O, in order to be able to cover all common measurement tasks. The same can apply to the storage device in order to be able to scale the capacity or to equip the data transmission module. Parallel or exchangeable communication device modules for different standards (e.g. WiFi 802.11, ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical Band), Bluetooth low energy (BLE), Zig-Bee, LoRaWan (Long Range Wide Area Network), etc.) can be used for the data transmission module. ) be provided. The data memory of the data transmission module can also be scalable.

Insbesondere kann der Energiewandler als ein elektrodynamischer Generator ausgeführt sein. Der als Generator ausgeführte Energiewandler ist mechanisch, beispielsweise durch eine Welle, mit dem Energieerzeuger verbunden, um die kinetische Energie, die durch Anregung des Energieerzeugers nach dem Reluktanzprinzips erzeugt wird, in elektrische Energie umzuwandeln.In particular, the energy converter can be designed as an electrodynamic generator. The energy converter designed as a generator is mechanically connected, for example by a shaft, to the energy generator in order to convert the kinetic energy which is generated by excitation of the energy generator according to the reluctance principle into electrical energy.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Energieerzeugungsvorrichtung eine Spulenanordnung mit einem Spulenkern aus geschichteten Generatorblechen und zumindest eine Spule aufweisen, die wenigstens einen in der Spulenanordnung drehbar gelagerten Magneten umgeben, die den Energiewandler bildet. Die Spulenanordnung kann vier Polschuhe aufweisen, die tangential zu einem kreiszylindrischen Innenraum stehen. Zwischen den Polschuhen ist der wenigstens drehbar gelagerte Magnet angeordnet, der mit dem mit dem Energieerzeuger in Wirkverbindung steht. Dabei kann der drehbar gelagerte Magnet auf der Welle angeordnet sein, mit welcher der Energieerzeuger mit dem Energiewandler in Wirkverbindung steht. Insbesondere können der Energieerzeuger und der Energiewandler eine Einheit bilden. Dadurch lässt sich ein sehr kompakte und bauraumsparende der Energieerzeugungsvorrichtung realisieren.According to one embodiment, the energy generating device can have a coil arrangement with a coil core made of layered generator sheets and at least one coil which surrounds at least one magnet rotatably mounted in the coil arrangement and which forms the energy converter. The coil arrangement can have four pole shoes, which are tangential to a circular cylindrical interior. The at least rotatably mounted magnet is arranged between the pole pieces, which is in active connection with that with the energy producer. The rotatably mounted magnet can be arranged on the shaft with which the energy generator is operatively connected to the energy converter. In particular, the energy generator and the energy converter can form a unit. This allows the energy generating device to be realized in a very compact and space-saving manner.

Gemäß einer Weiterbildung kann der Energieerzeuger aufgrund der Anregung nach dem Reluktanzprinzip zur Ausführung einer Pendelbewegung eingerichtet sein.According to a further development, the energy generator can be set up to carry out a pendulum movement on the basis of the excitation according to the reluctance principle.

Dabei kann auf den Energieerzeuger eine Rückstellkraft einwirken, welche der Reluktanzkraft entgegengerichtet ist. Die Rückstellkraft kann eine Federkraft, eine massenproportionalen Kraft, beispielsweise eine Beschleunigungs- oder Zentripetalkraft, sein oder eine in einem Kraftfeld, wie Gravitationsfeld, Magnetfeld, etc., resultierende Kraft sein. Mittels der Rückstellkraft kann der eine Pendelbewegung ausführende Energieerzeuger in eine der Wirkungsrichtung der Reluktanzkraft entgegengesetzte Ausgangsstellung überführt werden.A restoring force can act on the energy generator, which counteracts the reluctance force. The restoring force can be a spring force, a force proportional to the mass, for example an acceleration or centripetal force, or a force resulting in a force field such as a gravitational field, magnetic field, etc. By means of the restoring force, the energy generator carrying out a pendulum movement can be transferred to a starting position opposite the direction of action of the reluctance force.

Hierzu kann dem Energieerzeuger ein eine Rückstellkraft erzeugendes Mittel zugeordnet sein.For this purpose, a means generating a restoring force can be assigned to the energy generator.

Bevorzugt kann das Mittel als ein Rückstellmagnet und/oder ein Federelement ausgeführt sein.The means can preferably be designed as a reset magnet and / or a spring element.

Insbesondere kann der Energieerzeuger als ein Pendel ausgeführt sein.In particular, the energy generator can be designed as a pendulum.

Alternativ kann der Energieerzeuger als ein Rotor ausgeführt sein. Die Ausbildung des Energieerzeugers als ein Rotor hat den Vorteil, dass die Relativbewegung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil eine rotatorische Bewegung oder eine lineare Bewegung sein kann. Insbesondere kann die lineare Relativbewegung eine zyklische Vor- und Zurückbewegung sein.Alternatively, the energy generator can be designed as a rotor. The design of the energy generator as a rotor has the advantage that the relative movement between the first component and the second component can be a rotary movement or a linear movement. In particular, the linear relative movement can be a cyclical forward and backward movement.

Der als Pendel oder Rotor ausgebildete Energieerzeuger kann aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen und die Anregung zur Bewegung erfolgt durch mindestens einen Magneten, insbesondere einen Permanentmagneten, der an dem stehenden bzw. andersartig bewegten ersten Bauteil angeordnet ist. Wie weiter oben bereits ausgeführt ist, kann der mindestens einen Magnet an dem als Pendel oder Rotor ausgebildeten Energieerzeuger angeordnet sein, während das erste Bauteil eine ferromagnetische Struktur aufweist.The energy generator designed as a pendulum or rotor can consist of a ferromagnetic material and the excitation to move is effected by at least one magnet, in particular a permanent magnet, which is arranged on the stationary or otherwise moved first component. As already explained above, the at least one magnet can be arranged on the energy generator designed as a pendulum or rotor, while the first component has a ferromagnetic structure.

Bevorzugt können das erste Bauteil als ein Radlager und das zweite Bauteil als eine Radnabe ausgebildet sein. Die erfindungsgemäße Energieerzeugungsvorrichtung ist insbesondere für die achsseitige Anordnung in einem unteren Zwischenraum zwischen dem Radlager und der Radnabe vorgesehen, da an dieser Stelle eine Energieversorgung mittels eines Kabels schwer möglich ist. Der Zwischenraum wird durch eine Dichtung nach außen gegen eindringenden Schmutz oder Feuchtigkeit gedichtet. Als Sensormodul kann ein Feuchtigkeits- oder Wassersensor vorgesehen sein, der bei Wasseranwesenheit einen Kontakt schließt oder die Leitfähigkeit verändert. Die Information des Sensormoduls kann durch das Datenschnittstellenmodul drahtlos an ein Steuergerät eines Fahrzeugs übertragen und dort direkt zur Anzeige gebracht werden. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, durch ein fahrzeugseitiges Gateway mittels Datenfernübertragung die Information an eine Datenverarbeitungseinrichtung zu übertragen, um die Information durch eine web-, server- oder clientbasierte Anwendung oder auf einem mobilen Endgerät (Tablet, Smartphone, etc.) anzeigen zu können.The first component can preferably be designed as a wheel bearing and the second component as a wheel hub. The energy generating device according to the invention is intended in particular for the arrangement on the axle side in a lower intermediate space between the wheel bearing and the wheel hub, since it is difficult to supply energy by means of a cable at this point. The space in between is sealed against the ingress of dirt or moisture by a seal. A moisture or water sensor can be provided as the sensor module, which closes a contact or changes the conductivity when water is present. The information from the sensor module can be wirelessly transmitted to a control device of a vehicle by the data interface module and displayed there directly. Additionally or alternatively, it is conceivable to transmit the information to a data processing device by means of a remote data transmission by means of a vehicle-side gateway in order to be able to display the information through a web, server or client-based application or on a mobile terminal (tablet, smartphone, etc.) .

Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Energiegewinnung mit den Merkmalen des Anspruches 16 gelöst.Furthermore, the object is achieved by a method for operating a system for generating energy with the features of claim 16.

Gemäß dem Anspruch 16 wird ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Energiegewinnung, wobei das System eine Energieerzeugungsvorrichtung sowie ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil, die relativ zueinander bewegbar sind, umfasst, wobei die Energieerzeugungsvorrichtung an dem zweiten Bauteil angeordnet wird, wobei die Energieerzeugungsvorrichtung einen Energieerzeuger und einen Energiewandler umfasst, wobei der Energieerzeuger aufgrund einer Relativbewegung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil nach dem Reluktanzprinzip zur Ausführung einer Bewegung angeregt wird, wobei die der Bewegung des Energieerzeugers innewohnende Bewegungsenergie mechanisch auf den Energiewandler übertragen wird, wodurch der Energiewandler angetrieben wird, um die übertragene Bewegungsenergie in elektrische Energie umzuwandeln.According to claim 16, a method for operating a system for generating energy, the system comprising an energy generating device and a first component and a second component which are movable relative to one another, the energy generating device being arranged on the second component, the energy generating device being one Energy generator and an energy converter, wherein the energy generator is excited to perform a movement based on a relative movement between the first component and the second component according to the reluctance principle, wherein the kinetic energy inherent in the movement of the energy generator is mechanically transmitted to the energy converter, whereby the energy converter is driven to convert the transmitted kinetic energy into electrical energy.

Zur Durchführung des Verfahrens kann ein System zur Energieerzeugung verwendet werden, welches nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet ist.A system for energy generation, which is designed according to one of Claims 1 to 15, can be used to carry out the method.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.The invention is not restricted to the specified combination of the features of the subordinate claims or the claims dependent thereon. There are also possibilities to combine individual features, also insofar as they emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention or directly from the drawings. Reference of the claims to the drawings using Reference signs are not intended to limit the scope of the claims.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Energiegewinnung;
2 eine schematische Darstellung der Energieerzeugervorrichtung mit einem als Pendel ausgeführten Energieerzeuger und einem Energiewandler;
3 eine schematische Darstellung der Energieerzeugervorrichtung mit einem als Rotor ausgeführten Energieerzeuger und Energiewandler; und
4 eine schematische Darstellung eines Radlagers eines Fahrzeugs.

Advantageous embodiments of the invention, which are explained below, are shown in the drawings. It shows:

1 a schematic representation of a system for energy production;
2nd a schematic representation of the energy generating device with an energy generator designed as a pendulum and an energy converter;
3rd a schematic representation of the energy generating device with an energy generator and energy converter designed as a rotor; and
4th is a schematic representation of a wheel bearing of a vehicle.

In 1 ist eine schematische Darstellung eines Systems 1 zur Energiegewinnung gezeigt. Das System 1 umfasst eine Energieerzeugungsvorrichtung 2 sowie ein erstes Bauteil 3 und ein zweites Bauteil 4. Zwischen dem ersten Bauteil 3 und dem zweiten Bauteil 4 kann eine Relativbewegung auftreten. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Bauteil 3 ortsfest angeordnet, während das zweite Bauteil 4 eine, insbesondere rotatorische, Bewegung ausführt. Die Energieerzeugungsvorrichtung 2 ist an dem zweiten Bauteil 4 angeordnet.In 1 is a schematic representation of a system 1 shown for energy production. The system 1 includes an energy generating device 2nd as well as a first component 3rd and a second component 4th . Between the first component 3rd and the second component 4th a relative movement can occur. In the illustrated embodiment, the first component 3rd arranged stationary, while the second component 4th executes a movement, in particular a rotary movement. The power generation device 2nd is on the second component 4th arranged.

Die Energieerzeugungsvorrichtung 2 umfasst einen Energieerzeuger 5 und einen Energiewandler 6. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Energieerzeuger 5 hinsichtlich seines Funktionsprinzips als ein Schwinger oder ein Pendel ausgebildet, dessen Aufbau weiter unten anhand der 2 näher erläutert wird. Der Energiewandler 6 ist als ein Generator ausgeführt. Der Energieerzeuger 5 ist an dem zweiten Bauteil 4 in einer Lagerstelle 7 um eine Drehachse schwenkbar oder drehbar gelagert. Der Energieerzeuger 5 steht durch ein Kopplungselement 9 mit dem Energiewandler 6 in Wirkverbindung. Das Kopplungselement 9 kann als eine Welle ausgebildet sein. Weiterhin ist dem Energieerzeuger 5 ein Mittel 10 zur Erzeugung einer Rückstellkraft zugeordnet. Das Mittel 10 zur Erzeugung einer Rückstellkraft kann als ein Magnet und/oder ein Federelement ausgeführt sein. Der Energieerzeuger 5 besteht zumindest in Teilen aus einem ferromagnetischen Material.The power generation device 2nd includes an energy producer 5 and an energy converter 6 . In the illustrated embodiment, the energy generator 5 formed in terms of its functional principle as a vibrator or a pendulum, the structure of which is based on 2nd is explained in more detail. The energy converter 6 is designed as a generator. The energy producer 5 is on the second component 4th in a depository 7 pivoted or pivoted about an axis of rotation. The energy producer 5 stands by a coupling element 9 with the energy converter 6 in operative connection. The coupling element 9 can be designed as a shaft. Furthermore, the energy producer 5 a means 10th assigned to generate a restoring force. The middle 10th to generate a restoring force can be designed as a magnet and / or a spring element. The energy producer 5 consists at least in part of a ferromagnetic material.

An dem ersten Bauteil 3 ist ein Magnet 11, insbesondere ein Permanentmagnet, angeordnet. Die Anordnung des Magneten 11 an dem ersten Bauteil 3 ist derart gewählt, dass dieser im Wesentlichen parallel zur Bewegungsbahn des auf dem zweiten Bauteil 4 angeordneten Energieerzeugers 5 positioniert ist.On the first component 3rd is a magnet 11 , in particular a permanent magnet. The arrangement of the magnet 11 on the first component 3rd is selected such that it is essentially parallel to the movement path of the on the second component 4th arranged energy generator 5 is positioned.

Aufgrund der Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen 3, 4 wird eine Reluktanzkraft erzeugt. Der Energieerzeuger 5 wird nach dem Reluktanzprinzip zu einer Bewegung angeregt. Im Fall des als Schwinger oder Pendel ausgeführten Energieerzeugers 5 erfährt dieser aufgrund der Anregung gemäß dem Reluktanzprinzip eine auslenkende Bewegung um die Drehachse der Lagerstelle 7. Das Mittel 10 zur Erzeugung der Rückstellkraft bewirkt eine Rückführung des ausgelenkten Energieerzeugers 5 in eine entgegengesetzte Ausgangsstellung um die Drehachse der Lagerstelle 7, sobald die Reluktanzkraft zwischen dem Energieerzeuger 5 und dem Magneten 11 abnimmt. Auch diese Rückstellbewegung des Energieerzeugers 5 wird durch das Kopplungselement 9 auf den Energiewandler 6 übertragen. Die Bewegungsenergie, die in dieser schwingenden oder pendelnden Bewegung des Energieerzeugers 5 enthalten ist, wird durch das Kopplungselement 9 auf den Energiewandler 6 übertragen, der die kinetische Energie in elektrische Energie umwandelt.Because of the relative movement between the two components 3rd , 4th a reluctance force is generated. The energy producer 5 is stimulated to move according to the reluctance principle. In the case of the energy generator designed as a vibrator or pendulum 5 Due to the excitation according to the reluctance principle, the latter experiences a deflecting movement about the axis of rotation of the bearing point 7 . The middle 10th to generate the restoring force causes a return of the deflected energy generator 5 in an opposite starting position about the axis of rotation of the bearing point 7 once the reluctance force between the energy producer 5 and the magnet 11 decreases. This reset movement of the energy generator 5 is through the coupling element 9 on the energy converter 6 transfer. The kinetic energy in this oscillating or oscillating movement of the energy generator 5 is contained by the coupling element 9 on the energy converter 6 transmitted, which converts the kinetic energy into electrical energy.

Die Energieerzeugungsvorrichtung 2 ist bevorzugt modular aufgebaut. Dadurch können der Energieerzeugungsvorrichtung 2 ein oder mehrere Module wie eine Transformationseinrichtung 8a und/oder eine Speichervorrichtung 8b zugeordnet werden. Die Transformationseinrichtung 8a kann als Gleichrichter zur Transformation der elektrischen Energie ausgebildet sein. Bei der Speichervorrichtung 8b kann es sich um einen Akkumulator handeln. Weiterhin kann die Energieerzeugungsvorrichtung 2 durch zumindest eine Verbrauchereinheit modular erweiterbar sein. Die zumindest Verbrauchereinheit kann als ein Sensormodul 13 ausgeführt sein, das zur Überwachung zumindest eines der beiden Bauteile 3, 4 wenigstens eine physikalische Grö-ße erfasst. Eine weitere Verbrauchereinheit kann ein Datenübertragungsmodul 14 sein, das aus einem Datenspeicher 15 und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 16 besteht.The power generation device 2nd is preferably modular. This allows the power generation device 2nd one or more modules like a transformation device 8a and / or a storage device 8b be assigned. The transformation device 8a can be designed as a rectifier for transforming the electrical energy. At the storage device 8b can be an accumulator. Furthermore, the power generation device 2nd be modularly expandable by at least one consumer unit. The at least consumer unit can act as a sensor module 13 be designed to monitor at least one of the two components 3rd , 4th recorded at least one physical quantity. A data transmission module can be another consumer unit 14 be that from a data store 15 and a wireless communication device 16 consists.

Die Transformationseinrichtung 8a und die Speichervorrichtung 8b können einen Mikrocontroller 12 oder Prozessor für ein Lade- und Speichermanagement beinhalten, welcher mittels des Datenübertragungsmoduls 14 diagnosefähig ist. Die Ansteuerung des Sensormoduls 13 und/oder des Datenübertragungsmoduls 14 kann beispielsweise durch den Mikrocontroller 12 oder den Prozessor der Transformationseinrichtung 8a oder durch einen separaten Mikrocontroller oder Prozessor der jeweiligen Verbrauchereinheit 13, 14 erfolgen. Auf diese Weise können Informationen wie Ladezustand, Temperatur, Fehler, Statistikspeicher und dergleichen mehr ausgelesen und an eine Steuerungseinrichtung übermittelt werden. Dem ersten Bauteil 3 kann eine Datenschnittstelle 17 zum Senden und Empfangen von Daten zugeordnet sein, welche die durch das Datenübertragungsmodul 14 bereitgestellten Informationen, bevorzugt durch drahtlose Kommunikation, empfängt und beispielsweise durch ein Bussystem an die Steuerungseinrichtung übermittelt.The transformation device 8a and the storage device 8b can use a microcontroller 12th or processor for a load and memory management, which by means of the data transmission module 14 is diagnosable. The control of the sensor module 13 and / or the data transmission module 14 can for example by the microcontroller 12th or the processor of the transformation device 8a or by a separate microcontroller or processor of the respective consumer unit 13 , 14 respectively. In this way, information such as state of charge, temperature, errors, statistical memory and the like can be read out and transmitted to a control device. The first component 3rd can be a data interface 17th be assigned for sending and receiving data, which is the data transmission module 14 The information provided, preferably by wireless communication, is received and transmitted to the control device, for example, by a bus system.

In 2 ist eine schematische Darstellung der Energieerzeugervorrichtung 2 mit dem als Pendel ausgeführten Energieerzeuger 5 und dem Energiewandler 6 gezeigt. Die Energieerzeugervorrichtung 2 weist eine günstig herstellbare Spulenanordnung 18 auf. Die Spulenanordnung 18 weist einen Spulenkern 19 auf, der aus geschichteten Generatorblechen mit einer im Wesentlichen H-förmigen Struktur besteht. Ein mittlerer Verbindungssteg 20 ist mit Spulendraht zur Ausbildung einer Spule 21 umwickelt. Die vier Enden der H-förmigen Struktur des Spulenkerns 19 werden in einem Blechumformprozess rechtwinklig umgebogen und bilden Polschuhe 22 aus. Die Polschuhe 22 sind tangential zu einem etwa kreisförmigen Innenraum der Spulenanordnung 18 ausgerichtet. Zwischen den Polschuhen 22 pendelt wenigstens ein Magnet 23 um eine Drehachse 24.In 2nd Fig. 3 is a schematic illustration of the power generating device 2nd with the energy generator designed as a pendulum 5 and the energy converter 6 shown. The power generating device 2nd has an inexpensive to manufacture coil arrangement 18th on. The coil arrangement 18th has a coil core 19th on, which consists of layered generator sheets with a substantially H-shaped structure. A middle connecting bridge 20th is with coil wire to form a coil 21 wrapped around. The four ends of the H-shaped structure of the coil core 19th are bent at right angles in a sheet metal forming process and form pole pieces 22 out. The pole pieces 22 are tangent to an approximately circular interior of the coil arrangement 18th aligned. Between the pole pieces 22 at least a magnet commutes 23 about an axis of rotation 24th .

Der Magnet 23 steht beim Pendeln abwechselnd mit den gegenüberliegenden Polschuhen 22 magnetisch in Wirkverbindung, es tritt ein magnetischer Fluss auf. Beim Wechsel der maximalen Auslenkungsrichtung wird auch der magnetische Fluss durch den Spulenkern 19 geändert und ein Strom in der Spule 21 induziert. Als Mittel 10 zur Erzeugung der Rückstellkraft, die auf den Energieerzeuger 5 einwirkt, wird ein Rückstellmagnet 25, beispielsweise ein Hufeisenmagnet, verwendet. Der Rückstellmagnet 25 bewirkt gegenüber dem zwischen den Polschuhen 22 angeordneten Magneten 23 bei maximalen Auslenkung eine abstoßende Rückstellkraft. Zusätzlich sind elastische Endanschläge 26, die als Federelemente ausgeführt sein können, vorgesehen, die jedoch nur im Extremfall zum Einsatz kommen.The magnet 23 stands alternately with the opposite pole shoes when commuting 22 magnetically in operative connection, a magnetic flux occurs. When changing the maximum direction of deflection, the magnetic flux through the coil core 19th changed and a current in the coil 21 induced. As a means 10th to generate the restoring force on the energy producer 5 acts, becomes a reset magnet 25th , for example a horseshoe magnet. The reset magnet 25th compared to that between the pole pieces 22 arranged magnets 23 a repulsive restoring force at maximum deflection. There are also elastic end stops 26 , which can be designed as spring elements, are provided, but are only used in extreme cases.

Senkrecht zur Drehachse 24 ist der als stabförmiges Element 27 ausgebildete Energieerzeuger 5 an dem Magneten 23 des Energiewandlers 6 angeordnet. Das stabförmige Element 27 besteht aus einem ferromagnetischen Material. Am freien Ende des stabförmigen Elementes 27 kann gemäß einer alternativen Ausführung auch ein Magnet angeordnet sein. Der als stabförmiges Element 27 ausgebildete Energieerzeuger 5 durchläuft aufgrund der rotatorischen Relativbewegung zwischen dem ersten Bauteil 3 und dem zweiten Bauteil 4 das Magnetfeld des Magneten 11 an dem ersten Bauteil 3. Die dabei auftretende Reluktanzkraft bewirkt eine Auslenkung des stabförmigen Elementes 27 und des mit diesem verbundenen Magneten 23 im Inneren der Spulenanordnung 18 in eine mit der Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen 3, 4 korrespondierende Richtung. Durch den Rückstellmagneten 25 erfahren der Magnet 23 und das stabförmige Element 27 die für das Ausführen einer Pendel- oder Schwingbewegung erforderliche Rückstellkraft. Der durch das Schwingen oder Pendeln des als stabförmiges Element 27 ausgebildeten, mit dem Energiewandler 6 in Wirkverbindung stehenden Energieerzeugers 5 induzierte Strom wird der Transformationseinrichtung 8a zugeführt.Perpendicular to the axis of rotation 24th is that as a rod-shaped element 27 trained energy producers 5 on the magnet 23 of the energy converter 6 arranged. The rod-shaped element 27 consists of a ferromagnetic material. At the free end of the rod-shaped element 27 According to an alternative embodiment, a magnet can also be arranged. The one as a rod-shaped element 27 trained energy producers 5 passes through due to the rotational relative movement between the first component 3rd and the second component 4th the magnetic field of the magnet 11 on the first component 3rd . The reluctance force that occurs causes the rod-shaped element to deflect 27 and the magnet connected to it 23 inside the coil assembly 18th into one with the relative movement between the two components 3rd , 4th corresponding direction. Through the reset magnet 25th experienced the magnet 23 and the rod-shaped element 27 the restoring force required to perform a pendulum or swinging movement. By swinging or swinging as a rod-shaped element 27 trained, with the energy converter 6 connected energy producer 5 induced current becomes the transformation device 8a fed.

Auf diese Weise ist eine kostengünstige Energieerzeugungsvorrichtung 2 mit dem durch die Reluktanzkraft angeregten Energieerzeuger 5 und dem mechanisch mit dem Energieerzeuger 5 gekoppelten Energiewandler 6 darstellbar, welche aufgrund der geringen Anzahl mechanisch belasteter Bauteile, im Wesentlichen ist nur die Lagerstelle 7 belastet, nahezu verschleißfrei ist.In this way is an inexpensive power generation device 2nd with the energy generator excited by the reluctance force 5 and mechanically with the energy generator 5 coupled energy converter 6 which, due to the small number of mechanically loaded components, is essentially only the bearing point 7 loaded, is almost wear-free.

In 3 ist eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips der Energieerzeugervorrichtung 2 mit einem als Rotor 28 ausgeführten Energieerzeuger 5 dargestellt. Der als Rotor 28 ausgeführte Energieerzeuger 5 ist drehfest mit der Drehachse 24 des Energiewandlers 6 verbunden, so dass der Magnet 23 in Rotation versetzt wird, wenn die auftretende Reluktanzkraft zwischen dem Magneten 11 und einem Flügel 29 des Rotors 28 zu dessen Teildrehung führt. Der Aufbau des Energiewandlers 6 entspricht dabei dem in 3 dargestellten, jedoch entfallen die Mittel 10 zur Erzeugung der Rückstellkraft.In 3rd is a schematic representation of the principle of operation of the power generating device 2nd with one as a rotor 28 exported energy producers 5 shown. The one as a rotor 28 exported energy producers 5 is non-rotatable with the axis of rotation 24th of the energy converter 6 connected so that the magnet 23 is set in rotation when the reluctance force occurring between the magnet 11 and a wing 29 of the rotor 28 leads to its partial rotation. The construction of the energy converter 6 corresponds to that in 3rd shown, but the funds are omitted 10th to generate the restoring force.

Die Darstellung in 3 zeigt beispielhaft eine exzentrische Anordnung der Energieerzeugungsvorrichtung 2 an dem ersten Bauteil 3. Bei dieser dargestellten Anordnung ist zur Anregung des als Rotor 28 ausgeführten Energieerzeugers 5 eine lineare Relativbewegung des zweiten Bauteils 4 relativ zu dem ersten Bauteil 3 vorgesehen. Insbesondere kann die lineare Relativbewegung eine zyklische Vor- und Zurückbewegung des ersten Bauteils sein. Mit 30 ist die Länge eines Kreisbogens zwischen zwei benachbarten Flügeln 29 des Rotors 28 bezeichnet. Die beiden Magnete 11 an dem ersten Bauteil 3 sind in einem Abstand 31 zueinander versetzt angeordnet. Die Länge 30 des Kreisbogens und der Abstand 31 zwischen den Magneten 11 sind gleich groß gewählt, so dass der Rotor 28 bei der linearen Vor- und Zurückbewegung des zweiten Bauteils 4 relativ zum ersten Bauteil 3 den gleichen Weg pendelnd zurücklegt.The representation in 3rd shows an example of an eccentric arrangement of the energy generating device 2nd on the first component 3rd . In this arrangement shown is for excitation as a rotor 28 exported energy producer 5 a linear relative movement of the second component 4th relative to the first component 3rd intended. In particular, the linear relative movement can be a cyclical forward and backward movement of the first component. With 30th is the length of an arc between two adjacent wings 29 of the rotor 28 designated. The two magnets 11 on the first component 3rd are at a distance 31 staggered. The length 30th of the circular arc and the distance 31 between the magnets 11 are chosen the same size so that the rotor 28 during the linear back and forth movement of the second component 4th relative to the first component 3rd commuting the same way.

In 4 ist eine schematische Darstellung eines an einer Fahrzeugachse 32 angeordneten Radlagers 33 eines Fahrzeugs dargestellt. An dem Radlager 33 als erstem Bauteil 3 befindet sich eine das zweite Bauteil 4 bildende Radnabe 34. Zwischen dem Radlager 33 und der Radnabe 34 ist ein ringförmiger Zwischenraum 35, der durch eine Dichtung 36 nach außen vor eindringendem Schmutz und Feuchtigkeit geschützt ist. Im unteren Bereich des Zwischenraumes 35 ist die Energieversorgungsvorrichtung 2 an der Radnabe 34 angeordnet, weil an dieser Stelle eine Energieversorgung durch ein Kabel schwer möglich ist. Zur Überwachung des Zwischenraumes 34 ist das Sensormodul 13 als Feuchtigkeits- oder Wassersensor ausgebildet, das bei einem Wassereintritt mit einem Schließen eines Kontaktes oder einer Änderung der Leitfähigkeit reagiert. Bei einem Wassereintritt wird die von dem Sensormodul 13 erzeugte Information durch das Datenübertragungsmodul 14 drahtlos an ein Steuergerät in dem Fahrzeug übertragen und kann dort direkt zur Anzeige gebracht werden oder kann durch ein fahrzeugseitiges Gateway (Datenfernübertragung) in einer web-, server- oder clientbasierten Anwendung oder einem mobilen Endgerät (Tablet, Smartphone, etc.) angezeigt werden.In 4th is a schematic representation of a on a vehicle axle 32 arranged wheel bearing 33 of a vehicle. On the wheel bearing 33 as the first component 3rd is the second component 4th forming wheel hub 34 . Between the wheel bearing 33 and the wheel hub 34 is an annular space 35 by a seal 36 is protected against the ingress of dirt and moisture. In the lower area of the gap 35 is the power supply device 2nd on the wheel hub 34 arranged because it is difficult to supply energy through a cable at this point. To monitor the gap 34 is the sensor module 13 designed as a moisture or water sensor that reacts with water ingress with the closing of a contact or a change in conductivity. If water enters, the sensor module 13 generated information by the data transmission module 14 wirelessly to a control unit in the vehicle and can be displayed there directly or can be displayed by a vehicle-side gateway (remote data transmission) in a web, server or client-based application or a mobile device (tablet, smartphone, etc.).

BezugszeichenlisteReference list

11: Systemsystem
22nd: EnergieerzeugungsvorrichtungPower generation device
33rd: Erstes BauteilFirst component
44th: Zweites BauteilSecond component
55: EnergieerzeugerEnergy producer
66: EnergiewandlerEnergy converter
77: LagerstelleDepository
8a8a: TransformationseinrichtungTransformation device
8b8b: SpeichervorrichtungStorage device
99: KopplungselementCoupling element
1010th: Mittelmedium
1111: Magnetmagnet
1212th: MikrocontrollerMicrocontroller
1313: SensormodulSensor module
1414: DatenübertragungsmodulData transmission module
1515: DatenspeicherData storage
1616: KommunikationsvorrichtungCommunication device
1717th: DatenschnittstelleData interface
1818th: SpulenanordnungCoil arrangement
1919th: SpulenkernCoil core
2020th: VerbindungsstegConnecting bridge
2121: SpuleKitchen sink
2222: Polpole
2323: Magnetmagnet
2424th: DrehachseAxis of rotation
2525th: Magnetmagnet
2626: EndanschlagEnd stop
2727: Stabförmiges ElementRod-shaped element
2828: Rotorrotor
2929: Flügelwing
3030th: Länge KreisbogenLength of arc
3131: Abstanddistance
3232: FahrzeugachseVehicle axle
3333: RadlagerWheel bearings
3434: Radnabewheel hub
3535: ZwischenraumSpace
3636: Dichtungpoetry

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2015/130290 A1 [0003]
US 2010289271 A1 [0004]

Claims

System (1) for generating energy, comprising an energy generating device (2) and a first component (3) and a second component (4) which can be moved relative to one another, the energy generating device (2) being arranged on the second component (4), characterized in that the energy generating device (2) comprises an energy generator (5) and an energy converter (6), the energy generator (5) being excited and executing a movement due to a relative movement between the two components (3, 4) , wherein the energy generator (5) mechanically transmits the kinetic energy inherent in its movement to the energy converter (6) in order to drive the energy converter (6), which converts the transmitted kinetic energy into electrical energy.

System (1) according to Claim 1 , characterized in that at least one magnet (11) is arranged on the first component (3) and that the energy generator (5) arranged on the second component (4) has a ferromagnetic structure in order to, owing to the relative movement between the two components (3 , 4) generate a reluctance force.

System (1) according to Claim 1 , characterized in that the first component (3) has a ferromagnetic structure and that at least one magnet is arranged on the energy generator (5) which is arranged on the second component (4) in order to, owing to the relative movement between the two components ( 3, 4) to generate a reluctance force.

System (1) according to Claim 1 , characterized in that at least one magnet is arranged on each of the first component (3) and the energy generator (5) arranged on the second component (4) in order to generate a reluctance force due to the relative movement between the two components (3, 4) .

System (1) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the energy generating device (2) comprises a transformation device (8a) and / or a storage device (8b).

System (1) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the energy generating device (2) can be modularly expanded by at least one consumer unit (13, 14).

System (1) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the energy converter (6) is designed as a generator.

System (1) according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the energy generator (5), the energy converter (6) and the at least one consumer unit (13, 14) are arranged in a common housing.

System (1) according to one of the Claims 1 to 8th characterized in that the energy generating device (2) has a coil arrangement (18) with a coil core (19) made of layered generator sheets and at least one coil (21) which surround at least one magnet (23) rotatably mounted in the coil arrangement (18), which is connected to the energy generator (5).

System (1) according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the energy generator (5) is set up to carry out a pendulum movement or a rotational movement due to the excitation according to the reluctance principle.

System (1) according to Claim 10 , characterized in that a means (10) generating a restoring force is assigned to the energy generator (5).

System (1) according to Claim 11 , characterized in that the means (10) is designed as a reset magnet (25) and / or at least one spring element (26).

System (1) according to Claim 10 to 12th , characterized in that the energy generator (5) is designed as a pendulum (27).

System (1) according to Claim 10 to 12th , characterized in that the energy generator (5) is designed as a rotor (28).

System (1) according to one of the Claims 1 to 14 , characterized in that the first component (3) is designed as a wheel bearing (33) and the second component (4) as a wheel hub (34).

Method for operating a system (1) for energy generation, the system (1) comprising an energy generation device (2) and a first component (3) and a second component (4), which can be moved relative to one another, the energy generation device (5 ) is arranged on the second component (4), characterized in that the energy generating device (2) comprises an energy generator (5) and an energy converter (6), the energy generator (5) due to a relative movement between the first component (3) and the second component (4) is stimulated to perform a movement according to the reluctance principle, the kinetic energy inherent in the movement of the energy generator (5) being mechanically transmitted to the energy converter (6), whereby the energy converter (6) is driven by the Convert kinetic energy transferred into electrical energy.

Procedure according to Claim 16 , characterized in that to carry out the method according to one of the Claims 1 to 15 trained system (1) for energy generation (2) is used.