DE10333828A1

DE10333828A1 - Einrichtung zur Energiegewinnung, -speicherung und -bereitstellung an Tragebehältnissen, insbesondere Aktenkoffer, Koffer und Taschen

Info

Publication number: DE10333828A1
Application number: DE10333828A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Beyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Energiegewinnung, -speicherung und -bereitstellung an Tragebehältnissen, insbesondere an Aktenkoffern, Koffern und Taschen, die eine Umwandlung natürlicher Energiequellen wie Solarenergie, körperliche Bewegungsenergie und durch Temperaturunterschiede gewonnene Energie in elektrische Energie vornimmt, die gewonnene Energie speichert und zur Energieversorgung für Verschluss- und Sicherheitseinrichtungen, Bedien- und Anzeigeeinrichtungen sowie externen Energieverbrauchern bereitstellt. DOLLAR A Durch die Einrichtung wird eine von unterschiedlichen Bedingungen bei der Energiegewinnung unabhängige kontinuierliche Energiebereitstellung ermöglicht. Die Energiegewinnung wird umweltfreundlich vorgenommen und die Möglichkeit zur Gewinnung und Auswertung von Daten wie beispielsweise zur Bestimmung des zurückgelegten Transportweges, der Transportgeschwindigkeit und des Zustandes der Energiegewinnungsbaugruppen geschaffen. Vorzugsweise kommen für die Gewinnung der elektrischen Energie, aus der zur Überwindung der Schwerkraft erforderlichen körperlichen Bewegungsenergie, piezoelektrische Generatoren zur Anwendung. Diese piezoelektrischen Generatoren sind dazu an den Berührungspunkten zwischen den Tragegriffen und den Tragbehältnissen angeordnet. DOLLAR A Über eine Schnittstelle ist der externe Anschluss von Handys, Notebooks u. a. möglich.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Energiegewinnung, -speicherung und -bereitstellung an Tragebehältnissen, insbesondere Aktenkoffern, Koffern und Taschen, die eine Umwandlung natürlicher Energiequellen wie Solarenergie, körperlicher Bewegungsenergie und durch Temperaturunterschiede gewonnene Thermoenergie in elektrische Energie vornimmt, die gewonnene Energie speichert und zur Energieversorgung für Verschluss- und Sicherheitseinrichtungen, Bedien- und Anzeigeeinrichtungen sowie externen Energieverbrauchern bereitstellt.
Bekannt sind Transportbehältnisse wie beispielsweise Aktenkoffer und Koffer, die zum Schutz gegen unerlaubtes Öffnen elektronische Sicherheitseinrichtungen aufweisen. Derartige Sicherheitseinrichtungen bestehen unter anderem aus einer im Koffer installierten elektronischen Alarmanlage. Als Energiequelle dient eine Batterie, ein Akku oder eine solarzellengespeiste Energieversorgungseinrichtung. Auch sind Kofferausführungen bekannt, die zur Erreichung von mehr Sicht und Sicherheit auf dunklen Wegen im Tragegriff eingebaute Taschenleuchten aufweisen. Es sind auch Beleuchtungseinrichtungen zur Beleuchtung bei geöffneten Transportbehältnissen bekannt, die ebenfalls aus o.g. Energiequellen gespeist werden. Weiterhin bekannt sind, insbesondere bei Werttransporten, Einrichtungen zur Bestimmung des Standortes des Koffers nach Richtung und Entfernung. Diese Einrichtungen weisen frequenzmodulierte Sender und Empfänger auf. Der Empfänger an derartigen Transportbehältern wird ebenfalls aus o.g. Energiequellen gespeist.
Nachteilig an derartigen Ausführungen von Tragbehältnissen ist, dass die erforderliche Energiebereitstellung mittels solarzellengespeister Energieversorgungseinrichtungen nur teilweise möglich und von vorhandenen Lichtverhältnissen abhängig ist. Eine ausreichende Energieversorgung ist nur in Kombination mit Batterien, Akkus u.ä. möglich. Bei der überwiegenden Anzahl von Ausführungsformen kommen ausschliesslich diese konventionellen Energiequellen zur Anwendung. Verbunden ist diese Art der Energieversorgung mit einem hohen Kostenaufwand, einer sich wiederholenden notwendigen Auswechslung der entladenen Batterien und Umweltbelastung bzw. der damit verbundene erforderliche Aufwand bei der Müllbeseitigung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung einer Einrichtung zur elektrischen Energiegewinnung aus natürlichen Energiequellen, zur Energiespeicherung und zur Energiebereitstellung sowie Datengewinnung, die eine von unterschiedlichen Bedingungen bei der Energiegewinnung unabhängige Energiebereitstellung ermöglicht, eine umweltfreundliche Ausführung aufweist und zur Gewinnung und Auswertung von Daten wie beispielsweise zur Bestimmung des zurückgelegten Transportweges, der Transportgeschwindigkeit usw. geeignet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen technischen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtungen werden mit den Patentansprüchen 2 bis 10 beschrieben. Durch die Anordnung von mehreren Baugruppen zur Gewinnung von Energie aus unterschiedlichen natürlichen Energiequellen und der zentralen, gesteuerten Speicherung und Energiebereitstellung werden konventionelle Energiequellen wie Batterien und Akkus überflüssig. Gleichfalls werden die Daten der gewonnenen Energiewerte erfasst, ausgewertet und angezeigt.

Nachfolgend soll die Einrichtung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
1: die schematische Draufsicht auf den Aktenkoffer,
2: den schematischen Aufbau des piezoelektrischen Generators bei Drehbewegungen des Tragegriffes und
3: den schematischen Aufbau des piezoelektrischen Generators für Bewegungen des Tragegriffes bei der Überwindung der Schwerkraft.
Die Darstellung in der 1 zeigt die schematische Draufsicht auf einen mit der Einrichtung versehenen Aktenkoffer.
Als Energiegewinnungsbaugruppe für die Umwandlung der Solarenergie in elektrische Energie ist am dargestellten Aktenkoffer eine Solarzellenfolie 1 auf der Oberfläche des Mittelteiles 2 aufgebracht. Die Solarzellenfolie 1 ist zur Weiterleitung und Speicherung der umgewandelten Energie mit der zentralen Baugruppe verbunden. Eine derartige zentrale Baugruppe wird in der Gebrauchsmusterschrift DE 202 20 148 U1 "Mobile Energiespeicher- und Energieversorgungseinrichtung" beschrieben. Diese zentrale Baugruppe ist im Inneren des Aktenkoffers lösbar angeordnet und weist eine USB-Schnittstelle 7 auf. Diese USB-Schnittstelle 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel so im Mittelteil 2 eingesetzt, dass sie eine Verbindung externer Baugruppen von aussen ermöglicht. Neben der Möglichkeit des Anschlusses von Handys, Notebooks usw. können durch den Anschluss einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung Daten wie beispielsweise der zurückgelegte Transportweg, die Transportgeschwindigkeit, der zeitliche Temperaturverlauf und der Zustand der Energiespeicherbaugruppen angezeigt werden.
Zur Umwandlung der durch die unterschiedlichen Temperaturen im (eventl. gekühlten) Teil des Innenraumes des Aktenkoffers und der Aussentemperatur bzw. durch das Auftreffen von direkter Sonnenstrahlung auf die Oberfläche des Mittelteiles 2 dient das im Mittelteil 2 eingesetzte Thermoelement 3. Dabei erfasst eine Temperaturerfassungsfläche des Thermoelementes 3 die Innentemperatur und eine andere Temperaturerfassungsfläche die Temperatur des umgebenden Aussenbereiches des Aktenkoffers.
Die Energiegewinnung durch Umwandlung der durch den Transportvorgang des Aktenkoffers freigesetzten Bewegungsenergie wird von an sich bekannten piezoelektrischen Generatoren 4, 5 vorgenommen. Ein solcher piezoelektrischer Generator 4, 5 besteht gewöhnlich aus zwei Ambossteilen 9, 10 und einem zwischen diesen angeordneten piezoelektrischem Kristall 11. Angeordnet sind diese piezoelektrischen Generatoren 4, 5 im beweglichen Verbindungsbereich zwischen Tragegriff 6 und Aktenkoffer. Bei den Bewegungen des Tragegriffes 6 unterscheidet man im wesentlichen zwischen einer durch seitliches Verschwenken des Aktenkoffers während des Tragens hervorgerufenen Drehbewegung und einer während des Anhebens des Aktenkoffers erfolgten Bewegung des Tragegriffes 6 zur Überwindung der Schwerkraft. Während des Tragens laufen diese Bewegungsvorgänge wiederholt und im unterschiedlichen Maße ab.
In der 2 ist ein möglicher Aufbau des piezoelektrischen Generators 4, 5 zur Umwandlung der Drehbewegung des Tragegriffes 6 in elektrische Energie schematisch wiedergegeben. Innerhalb des Tragegriffes 6 ist im beweglichen Verbindungsbereich zum Aktenkoffer hin ein Formkörper eingesetzt, der in einer kreisförmigen Anordnung um die Bewegungsachse mit ansteigenden Ebenen versehen ist. Mittels dieses Formkörpers wird während einer Drehbewegung durch Verschwenkung des Aktenkoffers ein ansteigender mechanischer Druck über eine Feder 8 auf das Ambossteil 9 ausgeübt. Das Ambossteil 9 leitet den Druck auf das piezoelektrische Kristall 11 weiter und bewirkt die Entstehung eines elektrischen Feldes, das an den Ambossteilen 9 und 10 zu einer elektrischen Spannung führt. Die elektrische Spannung wird über eine elektrische Verbindung zum zentralen Baustein geleitet und dort über ein hier nicht näher dargestelltes Widerstandsnetzwerk zur Ladung der Energiespeicherbaugruppen des zentralen Bausteines genutzt.
Bei der Darstellung in der 3 ist ein möglicher Aufbau des piezoelektrischen Generators 4, 5 für Bewegungen des Tragegriffes 6 bei der Überwindung der Schwerkraft während des Transportvorganges des Aktenkoffers schematisch wiedergegeben. Durch das Anheben des Aktenkoffers bis zur gewünschten Traghöhe muß zur Überwindung der Schwerkraft Bewegungsenergie aufgewandt werden. Diese Bewegungsenergie wird durch Spannen der Feder 8 in mechanische Energie gewandelt und durch die Verbindung der Feder 8 mit dem Ambossteil 9 auf das piezoelektrische Kristall 11 übertragen, das wie bei der obigen Ausführung die dabei entstehende elektrische Spannung an den Ambossteilen 9 und 10 zur zentralen Baugruppe leitet.

1: Solarzellenfolie
2: Mittelteil
3: Thermoelement
4: piezoelektrischer Generator
5: piezoelektrischer Generator
6: Tragegriff
7: USB-Schnittstelle
8: Feder
9: Ambossteil
10: Ambossteil
11: piezoelektrischer Kristall
12: Tastatur

Claims

Einrichtung zur elektrischen Energiegewinnung aus natürlichen Energiequellen, zur Energiespeicherung und zur Energiebereitstellung an Tragbehältnissen, insbesondere an Aktenkoffern, Koffern und Taschen, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Tragbehältnissen angebrachte Einrichtung aus einer die Energiegewinnung, -speicherung und -bereitstellung steuernden zentralen Baugruppe und durch diese gesteuerte elektrische Energie- und/oder Daten gewinnungsbaugruppen besteht.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Energieumwandlung der körperlichen Bewegungsenergie in elektrische Energie dienende Energiegewinnungsbaugruppe aus an den Berührungspunkten zwischen den Tragegriffen (6) und den Tragbehältnissen angeordneten und durch mechanischen Druck und/oder Schlag eine elektrische Spannung erzeugende Baugruppen besteht.
Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die durch mechanischen Druck und/oder Schlag eine elektrische Spannung erzeugende Baugruppen als piezoelektrische Generatoren (4; 5) ausgebildet sind.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Energieumwandlung der körperlichen Bewegungsenergie in elektrische Energie dienende Energiegewinnungsbaugruppe aus einem an den beweglichen Verbindungselementen zwischen den Tragegriffen (6) und dem Tragbehältnis angeordneten selbstaufziehenden mechanischen Federwerk und einem mit diesem verbundenen miniaturisierten Generator besteht.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Energieumwandlung von Solarenergie in elektrische Energie dienende Energiegewinnungsbaugruppe aus einer auf der Oberfläche des Tragekörpers angebrachten Solarzellenfolie (1) besteht, die mit der zentralen Baugruppe elektrisch verbunden ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Energieumwandlung der durch Temperaturunterschiede erzeugten Energie in elektrische Energie dienende Energiegewinnungsbaugruppe aus mindestens einem Thermoelement (3) besteht, dessen eine Temperaturerfassungsfläche dem Innenraum des Tragbehältnisses und eine weitere Temperaturerfassungsfläche dem umgebenden Außenbereich des Tragbehältnisses zugeordnet ist.
Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ambossteil (9) mindestens eines der piezoelektrischen Generatoren (4; 5) über eine Gewindeführung mit dem beweglichen Verbindungsteil des Tragegriffes (6) verbunden ist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Baugruppe über eine lösbare Verbindung an der Wandung im Innenraum des Tragbehältnisses angebracht ist.
Einrichtung nach Patentansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Baugruppe eine zur Weiterleitung der elektrischen Energie und der erfassten sowie ausgewerteten Daten an externe Baugruppen dienende USB-Schnittstelle (7) aufweist.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusssystem des Aktenkoffers aus elektromechanischen Schlössern besteht, denen eine zur Eingabe des Sicherheitscodes und zur Anzeige der Temperatur sowie der Uhrzeit dienende und auf Berührung ansprechende Tastatur (12) zugeordnet ist und dass die Tastatur (12) mit der zentralen Baugruppe verbunden ist.