DE102014113925A1

DE102014113925A1 - energy converters

Info

Publication number: DE102014113925A1
Application number: DE102014113925.9A
Authority: DE
Inventors: Martin Wischke
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2016-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Energiewandler mit mindestens einer in einem magnetischen Kreis (2) angeordneten Spule (6), wobei der magnetische Kreis mindestens einen Permanentmagneten (3) und ein magnetostriktives Element (10) aufweist. Das magnetostriktive Element (10) ist dabei derart im Energiewandler angeordnet, dass es bei Druckbeaufschlagung durch ein Betätigungselement (11) eine Gestaltänderung erfährt, welche die Magnetisierung des magnetostriktiven Elements (10) und dadurch den magnetischen Fluss des magnetischen Kreises (2) ändert, so dass in der Spule (6) ein elektrischer Strom induziert wird.The invention relates to an energy converter having at least one coil (6) arranged in a magnetic circuit (2), wherein the magnetic circuit has at least one permanent magnet (3) and one magnetostrictive element (10). The magnetostrictive element (10) is arranged in the energy converter such that it undergoes a change in shape when pressure is applied by an actuating element (11), which changes the magnetization of the magnetostrictive element (10) and thereby the magnetic flux of the magnetic circuit (2) that in the coil (6), an electric current is induced.

Description

Die Erfindung betrifft einen Energiewandler mit mindestens einer in einem magnetischen Kreis angeordneten Spule, wobei der magnetische Kreis mindestens einen Permanentmagneten und ein magnetostriktives Element aufweist.The invention relates to an energy converter having at least one coil arranged in a magnetic circuit, wherein the magnetic circuit has at least one permanent magnet and one magnetostrictive element.

Derartige Energiewandler sind bekannt und kommen insbesondere in Situationen zum Einsatz, in denen drahtlose Netze von Schaltern, Sensoren oder Aktoren energetische günstig ohne den Verbrauch von Brennstoffen oder Einmalspeichern für Energie betrieben werden sollen. Solche Energiewandler sind dabei in der Lage, mechanische Energie aus der Umgebung aufzunehmen und vermittels der Spule in einen elektrischen Strom zu wandeln, der unmittelbar zum Verbrauch zur Verfügung steht oder zumindest kurzfristig gespeichert werden kann.Such energy converters are known and are used in particular in situations in which wireless networks of switches, sensors or actuators are to be operated in an energy-efficient manner without the consumption of fuels or single-energy storage. Such energy converters are able to absorb mechanical energy from the environment and to convert by means of the coil into an electric current that is directly available for consumption or at least can be stored at short notice.

Als Energiequellen, deren Energie aus der Umgebung aufnehmbar und wandelbar ist, kommen neben elektrischen und magnetischen Feldern, Solarzellen oder thermoelektrischen Generatoren auch Quellen mechanischer Energie in Betracht. Diese „mechanische” Energie kann etwa von beschleunigten Körpern wie Schwungmassen oder aus Vibrationen gewonnen werden, sie kann aber von der Verformung von Körpern herrühren, wie beim piezo-elektrischen Effekt oder der Magnetostriktion. In der Regel wird bei der Umwandlung in elektrische Energie eine Spule als Energiewandler benötigt.As sources of energy whose energy can be absorbed and converted from the environment, in addition to electrical and magnetic fields, solar cells or thermoelectric generators sources of mechanical energy into consideration. This "mechanical" energy can be obtained from accelerated bodies such as flywheels or from vibrations, but it can be due to the deformation of bodies, as in the piezoelectric effect or the magnetostriction. In general, when converting to electrical energy, a coil is needed as an energy converter.

Aus der WO 2007/070022 A2 kennt man so beispielsweise eine Magnetanordnung, die an einem Ausleger vibriert und durch diese Relativbewegung gegenüber einer Spule in dieser einen Stromfluss verursacht. Aus der WO 2008/049124 A2 ist überdies bereits ein durch eine äußere Kraft unter eine Zugspannung gesetzter Spulenkern bekannt, dessen Magnetisierung änderbar ist. Dieser ist allerdings bei der Wandlung der mechanischen Energie nicht einfach handzuhaben und wenig flexibel.From the WO 2007/070022 A2 For example, a magnet arrangement which vibrates on a cantilever and causes a current flow through this relative movement with respect to a coil is known. From the WO 2008/049124 A2 moreover, a coil core set by an external force under tension is already known whose magnetization can be changed. However, this is not easy to handle in the conversion of mechanical energy and not very flexible.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Energiewandler zur Verfügung zu stellen, die in der Handhabung einfach und flexibel einsetzbar ist.It is therefore the object of the present invention to provide an energy converter which is easy and flexible to use.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Energiewandler der eingangs genannten Art, bei dem das magnetostriktive Element bei Druckbeaufschlagung durch ein Betätigungselement eine Gestaltänderung erfährt, wobei sich die Magnetisierung des magnetostriktiven Elements und dadurch der magnetischen Fluss des magnetischen Kreises ändert, so dass in der Spule ein elektrischer Strom induziert wird.This object is achieved by an energy converter of the type mentioned, in which the magnetostrictive element undergoes a change in shape when pressurized by an actuator, wherein the magnetization of the magnetostrictive element and thereby the magnetic flux of the magnetic circuit changes, so that in the coil, an electric Current is induced.

Der erfindungsgemäße Energiewandler kann dabei mehrere Elemente (Wandlerelemente) zum Wandeln der Energie aufweisen. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass der Energiewandler derart ausgestaltet ist, dass er die in einer Feder gespeicherte potentielle Energie in Bewegungsenergie umwandelt, die wiederum zur Gestaltänderung des magnetostriktiven Elements verwendet wird. Eine damit verbundene Änderung der magnetischen Eigenschaften des magnetostriktiven Materials kann wiederum verwendet werden um eine Änderung des magnetischen Flusses eines magnetischen Kerns einer Spule zu verändern, so dass in der Spule ein Strom induziert wird. Die verbesserte Handhabung und die höhere Flexibilität wird also in erster Linie dadurch erreicht, dass ein magnetischer Kreis vorgesehen ist, an dem die Elemente zum Wandeln der Energie flexibel anordenbar sind, und der geeignet ist, eine Magnetisierungsänderung weiter zu transportieren. Hierdurch können die Elemente zum Wandeln der Energie entkoppelt werden und müssen nicht mehr notwendigerweise eine Relativbewegung zueinander machen. Überdies sind Anordnung und Gestaltung des jeweiligen Wandlers im Einzelnen variierbar, beispielsweise die Form der Spule. Das Vorsehen eines magnetischen Kreises bedeutet hierbei, dass ein geschlossener Pfad des magnetischen Flusses Φ existiert. Des magnetische Fluss Φ wird dabei von Magneten selbst oder von magnetischen Leitern transportiert, wobei letztere häufig durch eine Permeabilitätszahl μ_r >> 1 definiert sind. Diese weisen also zumindest in Anwesenheit eines Magnetfeldes magnetische Eigenschaften auf, sind also ferro-, antiferro-, oder ferrimagnetische Materialien.The energy converter according to the invention can have a plurality of elements (transducer elements) for converting the energy. In particular, it may be provided that the energy converter is designed such that it converts the potential energy stored in a spring into kinetic energy, which in turn is used to change the shape of the magnetostrictive element. An associated change in the magnetic properties of the magnetostrictive material can in turn be used to alter a change in the magnetic flux of a magnetic core of a coil, so that a current is induced in the coil. The improved handling and the higher flexibility is thus achieved primarily by the fact that a magnetic circuit is provided, on which the elements for converting the energy can be flexibly arranged, and which is suitable for further transporting a magnetization change. As a result, the elements for converting the energy can be decoupled and no longer necessarily have to make a relative movement to each other. Moreover, the arrangement and design of the respective converter can be varied in detail, for example the shape of the coil. The provision of a magnetic circuit means here that a closed path of the magnetic flux Φ exists. The magnetic flux Φ is thereby transported by magnets themselves or by magnetic conductors, the latter often being defined by a permeability number μ _r >> 1. These therefore have magnetic properties, at least in the presence of a magnetic field, and are therefore ferro-, antiferro-, or ferrimagnetic materials.

Die Druckbeaufschlagung des magnetostriktiven Elements über das Betätigungselement führt zu einer Gestaltänderung des magnetostriktiven Elements, was wiederum zu einer Änderung der Magnetisierung des magnetostriktiven Elements führt. Durch Verwenden eines magnetostriktiven Materials ist eine Magnetisierungsänderung unter mechanischer Spannung erreichbar. Dieser volumenerhaltende Effekt ist als Villari-Effekt bekannt. Wird nämlich das magnetostriktive Element mit einer mechanischen Spannung beansprucht, so verändern sich durch die Deformation auch die Ionenabstände in seinem Kristallgitter. Dadurch kann eine andere magnetische Ausrichtung energetisch günstig sein, wodurch im magnetostriktiven Material eine Rotation der magnetischen Momente induziert wird.The pressurization of the magnetostrictive element via the actuator leads to a change in shape of the magnetostrictive element, which in turn leads to a change in the magnetization of the magnetostrictive element. By using a magnetostrictive material, a magnetization change under mechanical stress is achievable. This volume-preserving effect is known as the Villari effect. If the magnetostrictive element is stressed with a mechanical stress, the deformation also changes the ion distances in its crystal lattice. As a result, another magnetic orientation can be energetically favorable, whereby a rotation of the magnetic moments is induced in the magnetostrictive material.

Die wenigstens eine Spule wandelt schließlich die hieraus resultierende Änderung des magnetischen Flusses in dem magnetischen Kreis in einen elektrischen Strom. Die Gestaltänderung des magnetostriktiven Elements ist dabei durch dessen Anordnung im Bereich des magnetischen Kreises reversibel, das heißt, nach Beendigung der Druckbeaufschlagung wird das magnetostriktive Element durch den Einfluss des Magnetfelds des Permanentmagneten wieder in seinen ursprünglichen Zustand überführt.The at least one coil eventually converts the resulting change in the magnetic flux in the magnetic circuit into an electrical current. The change in shape of the magnetostrictive element is reversible by its arrangement in the region of the magnetic circuit, that is, after completion of the pressurization, the magnetostrictive element by the influence of the magnetic field of Permanent magnets returned to their original state.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus Unteransprüchen und Beschreibung.Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and description.

Das magnetostriktive Element muss beispielsweise nicht vollständig aus einem magnetostriktiven Material bestehen. So kann es für die Stabilität des die Magnetisierungsänderung bewirkende magnetostriktive Elements vorteilhaft sein, dieses nur teilweise aus einem magnetostriktiven Material auszubilden, und beispielsweise die beiden Enden aus einem anderen Material auszubilden. Um sicherzustellen, dass die von der Druckbeaufschlagung verursachte Gestaltänderung reversibel und damit immer erneut durchführbar ist, handelt es sich dabei vorzugsweise um ein Material mit einem magnetischen Formgedächtnis (magnetic shape memory), das auf eine Beaufschlagung quasi elastisch reagiert.For example, the magnetostrictive element need not be made entirely of a magnetostrictive material. Thus, it may be advantageous for the stability of the magnetization-inducing magnetostrictive element to form it only partially from a magnetostrictive material, and for example to form the two ends from a different material. In order to ensure that the change in shape caused by the pressurization is reversible and therefore always feasible again, it is preferably a material with a magnetic shape memory (magnetic shape memory), which reacts to a bias quasi elastic.

Um hohe Änderungsbeträge der Magnetisierung und damit zuverlässig die Erzeugung des gewünschten Stromes in der wenigstens einen Spule zu erreichen kann bei einer Ausgestaltung der Energiewandler das magnetostriktive Material bevorzugt eine ferromagnetische oder antiferromagnetische Formgedächtnis-Legierung, eine Heusler- oder eine Halb-Heusler-Legierung, insbesondere wenigstens eine Legierung mit einem Ni-Mn-Ga-, Ni₂-Mn-Ga-, Ni₂-Fe-Ga-, Co₂-Ni-Ga- oder einem Fe-Ga-Anteil aufweisen. Heusler-Legierungen sind dabei Legierungen bezeichnet mit einer sogenannten Heusler-Phase als wesentlichem Bestandteil, die ferromagnetisch ist, obwohl die Elemente, aus denen die Phase zusammengesetzt ist, dies gerade nicht sind.In order to achieve high amounts of change of the magnetization and thus reliably the generation of the desired current in the at least one coil, the magnetostrictive material may preferably be a ferromagnetic or antiferromagnetic shape memory alloy, a Heusler or a half Heusler alloy, in particular in one embodiment of the energy converter at least one alloy having a Ni-Mn-Ga, Ni ₂ -Mn-Ga, Ni ₂ Fe-Ga, Co ₂ -Ni-Ga or Fe-Ga content. Heusler alloys are alloys with a so-called Heusler phase as an essential component, which is ferromagnetic, although the elements that make up the phase are not.

Im Sinne einer ausreichend hohen Feldstärke in der Umgebung des magnetostriktiven Elements kann bei einer Weiterbildung des Energiewandlers der magnetische Kreis mit einem oder einer Mehrzahl von magnetisierten Permanentmagneten vorgesehen sein. Zur Leitung des magnetischen Flusses ist der magnetische Kreis darüber hinaus mit einem oder mehreren Flussleitstücken versehen. Das magnetostriktive Element ist dann vorzugsweise zwischen Stirnseiten zweier benachbarter Elemente von Permanentmagneten und/oder Flussleitstücken angeordnet. Der oder die Permanentmagnete können auf verschiedene Weise magnetisiert sein. Wichtig ist dabei nur, dass ein möglichst großer magnetischer Fluss entlang dem magnetischen Kreis erreicht wird. Dies kann beispielsweise mittels eines oder mehrerer Stabmagnete erreicht werden. In einer anderen, beispielhaften Ausführung kann dies mittels Magneten mit einer Hallbach-Magnetisierung (Hallbach Array) erzielt werden.In the sense of a sufficiently high field strength in the vicinity of the magnetostrictive element, the magnetic circuit with one or a plurality of magnetized permanent magnets can be provided in a further development of the energy converter. To conduct the magnetic flux of the magnetic circuit is also provided with one or more Flussleitstücken. The magnetostrictive element is then preferably arranged between end faces of two adjacent elements of permanent magnets and / or flux guides. The permanent magnet or magnets can be magnetized in various ways. The important thing is that the largest possible magnetic flux along the magnetic circuit is achieved. This can be achieved for example by means of one or more bar magnets. In another exemplary embodiment, this can be achieved by means of magnets with a Hallbach magnetization (Hallbach array).

Es is vorteilhaft, wenn im Bereich des magnetostriktiven Materials ein möglichst homogenes magnetisches Feld und eine möglichst hohe magnetische Flussdichte erreicht werden. Dazu sind die um das magnetostriktive Material angeordneten Permanentmagnete und/oder die um das magnetostriktive Material angeordneten Flussleitstücke derart ausgestaltet, dass sich diese zu ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten hin verjüngen.It is advantageous if, in the region of the magnetostrictive material, the most homogeneous possible magnetic field and the highest possible magnetic flux density are achieved. For this purpose, the permanent magnets arranged around the magnetostrictive material and / or the flux conducting pieces arranged around the magnetostrictive material are configured in such a way that they taper towards their opposite end faces.

Bei einer gut handhabbaren Ausführung des Energiewandlers, die das magnetostriktive Element in geeigneter Weise verformt, ist das magnetostriktive Element mit einer stabartigen Form und/oder einem viereckigen Querschnitt vorgesehen. So geformte magnetostriktive Elemente können mit anderen Abschnitten des magnetischen Kreises gut in Anlage gebracht werden und vermitteln den magnetischen Fluss in vorteilhafter Weise weiter, wobei eine schmale Lücke in dem Kreis zwischen einem Kreisglied und dem magnetostriktiven Element den magnetischen Fluss nicht unterbricht. An der Position seiner Anordnung in dem magnetischen Kreis kann das magnetostriktive Element demnach teilweise oder vollständig den magnetisch durchflossenen Kreisquerschnitt bilden. Bilden etwa zwei Elemente von Permanentmagneten und/oder Flussleitstücken zwischen sich eine Aufnahme für das magnetostriktive Element, so kann dieses in Ruhestellung zumindest mit einer Stirnseite eines der Permanentmagneten, beziehungsweise Flussleitstückes, bündig abschließen, während in der Betätigungsstellung ein Formschluss mit den Stirnseiten beider Elemente hergestellt sein kann.In a well manageable embodiment of the energy converter, which deforms the magnetostrictive element in a suitable manner, the magnetostrictive element is provided with a rod-like shape and / or a quadrangular cross-section. Thus formed magnetostrictive elements can be brought into good abutment with other portions of the magnetic circuit and advantageously further impart the magnetic flux, with a small gap in the circuit between a circular member and the magnetostrictive element not interrupting the magnetic flux. Accordingly, at the position of its arrangement in the magnetic circuit, the magnetostrictive element may partially or completely form the magnetically flowed through circular cross section. Form about two elements of permanent magnets and / or Flussleitstücken between a receptacle for the magnetostrictive element, this can be at rest with at least one end face of one of the permanent magnet, or flux guide, flush, while in the operating position made a positive connection with the end faces of both elements can be.

Zweckmäßigerweise kann bei einer Ausführung des Energiewandlers die Beaufschlagung des magnetostriktiven Elements im Wesentlichen parallel zu oder entlang von dessen Längsachse stattfindet, so dass entlang dieser Achse genügend verformbares Materialvolumen zur Einflussnahme auf die Magnetisierung zur Verfügung steht. Das die Wiederherstellung der ursprünglichen Form bewirkende Magnetfeld kann dabei sowohl parallel wie auch senkrecht zu der Längsachse des magnetostriktiven Elements orientiert sein.Conveniently, in one embodiment of the energy converter, the loading of the magnetostrictive element takes place substantially parallel to or along its longitudinal axis, so that along this axis sufficient deformable material volume is available for influencing the magnetization. The magnetic field effecting the restoration of the original shape can be oriented both parallel and perpendicular to the longitudinal axis of the magnetostrictive element.

Um in geeigneter Weise die Druckbeaufschlagung des magnetostriktiven Elements erreichen zu können, kann eine Weiterbildung des Energiewandlers ein Gehäuseteil aufweisen, welches das auf das magnetostriktive Element wirkende Betätigungselement aufnimmt und den magnetischen Kreis an dem magnetostriktiven Element übergreift.In order to be able to achieve the pressurization of the magnetostrictive element in a suitable manner, a development of the energy converter may have a housing part which receives the actuating element acting on the magnetostrictive element and engages over the magnetic circuit on the magnetostrictive element.

In einer anderen vorteilhaften, weil einfach aufgebauten Ausführung des Energiewandlers kann das Betätigungselement einen Stempel aufweisen, dessen Stirnfläche bei einer Betätigung des Betätigungselements mit einer dem Stempel zugewandten Fläche des magnetostriktiven Elements in Anlage bringbar ist. Das magnetostriktive Element kann prinzipiell aber auch anderweitig verformt werden.In another advantageous, because simply constructed design of the energy converter, the actuating element may have a stamp whose end face upon actuation of the actuating element with a stamp facing surface of the magnetostrictive element can be brought into abutment. The magnetostrictive element can be deformed in principle but also otherwise.

Vorteilhafterweise kann bei einer Weiterbildung das Betätigungselement mit einem Führungsmittel versehen sein, mittels dessen der Stempel aus einer Ruhestellung in einer beschleunigten Bewegung in eine Gebrauchsstellung überführbar ist. Hierzu kann etwa das Führungsmittel mit einem an dem Stempel angeordneten Stab versehen sein, der den Stempel entlang einer Führung mit zwei parallel verlaufenden Schlitzen des Gehäuseteils führt. Es sind aber auch andere Führungsmittel zur Erlangung der Stempelbewegung denkbar, wobei die Bewegung nicht linear verlaufen muss.Advantageously, in a development, the actuating element can be provided with a guide means, by means of which the punch can be transferred from a rest position in an accelerated movement into a position of use. For this purpose, for example, the guide means may be provided with a rod arranged on the punch, which guides the punch along a guide with two parallel slots of the housing part. But there are also other guide means for obtaining the punch movement conceivable, the movement does not have to be linear.

Um die Beaufschlagung des magnetostriktiven Elements wiederholt ausführen zu können, muss der Stempel und die ihn befördernde Handhabe aus der Betätigungsstellung auch wieder in seine Ruhestellung gebracht werden. Hierzu ist in einer zweckmäßigen Ausführung des Energiewandlers der Stempel des Betätigungselements zwischen zwei Druckfedern angeordnet, von welchen nach Betätigung des Betätigungselements die eine einen Taster gegenüber dem Stempel bewegt und die andere den Stempel gegenüber dem magnetostriktiven Element. Die zuerst erwähnte Feder kann sich dabei an dem Stempel selbst abstützen, während die zweite Feder an dem magnetischen Kreis in der Umgebung des magnetostriktiven Elements abgestützt ist. Die beiden Federn wirken mit ihrer Federkraft also der Betätigung entgegen, so dass die beispielsweise manuelle Betätigung des Stempels an dem Taster gegen die Kraft der beiden Federn erfolgt. Die beiden Federn müssen dabei keineswegs die gleiche Federkonstante aufweisen. So kann beispielsweise die zwischen Taster und Stempel angeordnete Feder mit einer größeren Federkonstante vorgesehen sein als die zweite Feder, so dass im Ergebnis der Taster schneller wieder aus der Betätigungsstellung ausfedert, als der Stempel.In order to repeatedly carry out the application of the magnetostrictive element, the punch and the handle conveying it must also be returned to its rest position from the actuation position. For this purpose, in an expedient embodiment of the energy converter, the plunger of the actuating element is arranged between two compression springs, of which, after actuation of the actuating element, one moves a button relative to the plunger and the other moves the plunger relative to the magnetostrictive element. The first-mentioned spring can thereby be supported on the stamp itself, while the second spring is supported on the magnetic circuit in the vicinity of the magnetostrictive element. The two springs counteract with their spring force so the operation, so that, for example, the manual operation of the punch on the button against the force of the two springs. The two springs must by no means have the same spring constant. Thus, for example, arranged between the probe and stamp spring can be provided with a larger spring constant than the second spring, so that as a result, the button springs faster again from the operating position, as the punch.

In einigen Ausgestaltungen der Erfindung ist der Stempel des Betätigungselements in seiner Ruhposition in einer Lagerung gelagert. Beispielsweise kann ein Vorsprung des Stempels oder ein mit dem Stempel verbundener Stab auf einer Auflage aufliegen. Bei der Betätigung der Betätigungseinrichtung kann dann der Stempel nach Erreichen der gewünschten Federspannung aus seiner Lagerung gelöst werden, so dass der Stempel durch die Federkraft beschleunigt wird. Die Lagerung kann beispielsweise durch einen oder mehrere Vorsprünge im Führungsmittel der Betätigungseinrichtung realisiert sein. In anderen Ausführungsformen kann in einem oder mehreren Schlitzen zur Führung des Stempels jeweils ein Halteschlitz ausgeformt sein, der beispielsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stempels verläuft. Das Herauslösen des Stempels aus der Lagerung kann in manchen Ausführungsformen dadurch erfolgen, dass das Betätigungselement, beispielsweise der Taster, derart geformt ist, dass es beim Spannen der Feder den Stempel oder den damit verbundenen Stab aus der Lagerung herausdrückt, so dass die gespannte Feder den Stempel in Richtung des magnetostriktiven Elements beschleunigt.In some embodiments of the invention, the plunger of the actuating element is mounted in its rest position in a storage. For example, a projection of the stamp or a rod connected to the stamp rest on a support. Upon actuation of the actuator then the stamp can be solved after reaching the desired spring tension from its storage, so that the punch is accelerated by the spring force. The storage can be realized for example by one or more projections in the guide means of the actuator. In other embodiments, in each case one holding slot can be formed in one or more slots for guiding the punch, which extends, for example, perpendicular to the direction of movement of the punch. The release of the stamp from the storage can be done in some embodiments, characterized in that the actuating element, for example, the button is shaped so that it presses the punch or the rod associated therewith during the tensioning of the spring, so that the tensioned spring the Stamp accelerates towards the magnetostrictive element.

Derartige Prinzipien sind beispielsweise von Feuerzeugen bekannt, die durch Druckbeaufschlagung eines Piezokristalls einen elektrischen Impuls erzeugen der zum Entzünden eines Gasstroms verwendet wird.Such principles are known, for example, from lighters which generate an electrical pulse by pressurizing a piezocrystal which is used to ignite a gas flow.

Um das magnetostriktive Element gegen die Betätigung an seiner Position ortsfest zu halten, kann bei einer anderen Ausführung des Energiewandlers das magnetostriktive Element an seiner dem Stempel des Betätigungselements abgewandten Seite auf einem Sockel als Widerlager abgestützt sein.In order to keep the magnetostrictive element stationary against the actuation in its position, in another embodiment of the energy converter, the magnetostrictive element may be supported on its side remote from the plunger of the actuating element on a pedestal as an abutment.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Energiewandler Teil eines Druckschalters sein und die Spule mit einem Verbraucher oder einer Speichereinrichtung elektrisch verbunden sein. Hierzu kann beispielsweise die Speichereinrichtung durch einen Kondensator gebildet sein und/oder der Verbraucher mittels eines Funkchips ein Funksignal an einen beabstandeten Empfänger senden. Es sind aber auch andere Ausbildungen von Speichereinrichtung und/oder Verbraucher denkbar.In an advantageous embodiment, the energy converter may be part of a pressure switch and the coil may be electrically connected to a load or a storage device. For this purpose, for example, the memory device can be formed by a capacitor and / or the consumer can send a radio signal to a remote receiver by means of a radio chip. However, other configurations of storage device and / or consumers are also conceivable.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. In teilweise schematisierter Form zeigen hierbei dieThe invention is explained below with reference to an embodiment in the drawing. In partially schematic form here show the

1 den magnetischen Kreis des Energiewandlers in einer ebenen Ansicht von unten; 1 the magnetic circuit of the energy converter in a plane view from below;

2 eine geschnittene Ansicht des magnetischen Kreises der übrigen Figuren entlang der Schnittlinie II-II in der 3; 2 a sectional view of the magnetic circuit of the other figures along the section line II-II in the 3 ;

3 den magnetischen Kreis des Energiewandlers in einer ebenen Ansicht von oben; 3 the magnetic circuit of the energy converter in a plane view from above;

4 eine geschnittene Ansicht des Detailausschnitts X aus der 2; und die 4 a sectional view of the detail X from the 2 ; and the

5 eine perspektivische Ansicht des Energiewandlers mit magnetischem Kreis, Drucktaster und Spule aus den 1–4. 5 a perspective view of the energy converter with magnetic circuit, pushbutton and coil from the 1 - 4 ,

In den 1 bis 5 sind verschiedene Ansichten des erfindungsgemäßen, im Ganzen mit 1 bezeichneten des Energiewandlers zu erkennen. Der Energiewandler 1 ist dabei mit einem magnetischen Kreis 2 zu sehen, der mit Permanentmagneten 3, Flussleitstücken (magnetischen Leitern) 4a, 4b und einer Spule 6 im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet ist. In der Unteransicht der 1 sind diese Komponenten erkennbar, nicht zu sehen ist hingegen, dass zwischen den einander zugewandten Flusskonzentratoren 5 der Flussleitstücke 4a, 4b ein magnetostriktives Element 10 angeordnet ist, welches von einem ebenfalls nicht sichtbaren Betätigungselement 11 beaufschlagbar ist. Zu sehen ist in der 1 auch noch der Querschnitt eines Gehäuseteils 7 sowie einer in der Ansicht der 1 für den Betrachter hinter dem magnetischen Kreis 2 befindlichen Feder 9. Die Anordnung der Permanentmagnete kann auch verschiedene Arten realisiert sein, wobei prinzipiell ein einziger Permanentmagnet 3 ausreichend ist und einer der im Beispiel gezeigten Permanentmagnete 3 auch durch ein Flussleitstück 4a, 4b ersetzt werden könnte. Ebenso könnte eine andere Anordnung der Permanentmagnete 3 im magnetischen Kreis 2 vorgesehen sein.In the 1 to 5 are different views of the invention, as a whole with 1 designated to recognize the energy converter. The energy converter 1 is with a magnetic circuit 2 to see who with permanent magnets 3 , Flux guides (magnetic conductors) 4a . 4b and a coil 6 is arranged substantially in one plane. In the bottom view of the 1 If these components are recognizable, it is not possible to see that between the flow concentrators facing each other 5 the flux guides 4a . 4b a magnetostrictive element 10 is arranged, which of a likewise not visible actuator 11 can be acted upon. You can see it in the 1 also the cross section of a housing part 7 as well as one in the view of 1 for the viewer behind the magnetic circle 2 located spring 9 , The arrangement of the permanent magnets can also be realized in various ways, wherein in principle a single permanent magnet 3 is sufficient and one of the permanent magnets shown in the example 3 also by a flux guide 4a . 4b could be replaced. Likewise, another arrangement could be the permanent magnets 3 in the magnetic circuit 2 be provided.

In Ansicht aus der entgegen gesetzten Richtung, also von oben, sind in der 3 die Spule 6, Flussleitstücke 4a, 4b des magnetischen Kreises 2 sowie die beiden Permanentmagneten 3 erkennbar. Mit seinem in Richtung der an dem magnetischen Kreis 2 gegenüberliegend positionierten Spule vorspringenden Bereich 17 überdeckt das Gehäuseteil 7 den Ort an dem magnetischen Kreis 2, an dem sich das magnetostriktive Element befindet. In dem vorspringenden Bereich 17 ist ein Taster 19 mit viereckigem Querschnitt aufgenommen, der an seinen dem Betrachter zugewandten Seitenrändern angefast ist. Der Taster 19 ist in Richtung in die Blattebene hinein beweglich in dem Bereich 17 gelagert.In view from the opposite direction, ie from above, are in the 3 the sink 6 , Flux guides 4a . 4b of the magnetic circuit 2 as well as the two permanent magnets 3 recognizable. With his in the direction of the magnetic circuit 2 oppositely positioned coil protruding area 17 covers the housing part 7 the place on the magnetic circle 2 where the magnetostrictive element is located. In the projecting area 17 is a button 19 taken with a square cross-section, which is chamfered at its side facing the viewer edges. The button 19 is movable toward the leaf level in the area 17 stored.

In der 5 ist die gleiche Anordnung des Energiewandlers 1 in einer perspektivischen Ansicht in Richtung der Diagonalen zwischen zwei Ecken des magnetischen Kreises 2 zu erkennen. Hierbei erkennt man, dass die Magnete 3, die Flussleitstücke 4a, 4b und die Spule 6 des magnetischen Kreises 2 im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind und ein Viereck bilden. Zwischen den beiden Ecken desjenigen Abschnitts des magnetischen Kreises 2, der das in der 5 nicht zu sehende magnetostriktive Element 10 aufnimmt, ist an dem Abschnitt außen seitlich das Gehäuseteil 7 angeordnet. Dieses hat ein Wandelement 18 und den vorspringenden Bereich 17, der zwei Schenkel 16 aufweist, die parallel zu dem Wandelement 18 verlaufen. Der in dem vorspringenden Bereich 17 aufgenommene Taster 19 ist in der Ansicht der 5 vertikaler Richtung beweglich gelagert. Weiter zeigt die 5 an dem vorspringenden Bereich 17 ein Führungsmittel 20 mit einem Stab 22 und einem von zwei einander gegenüberliegenden, an Seitenwänden 21 des vorspringenden Bereichs 17 angeordneten Schlitzen 23. An den Schlitzen 23 sind senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stempels Halteschlitze 27 ausgeformt, die eine Auflage für den Stab 22 bilden. Der Stab 22 wird in seiner Ruheposition im Halteschlitz 23 gehalten, bis durch Betätigung des Tasters 19 des Betätigungselements 11 die gewünschte Federspannung aufgebaut wurde und der Stab aus dem Halteschlitz 27 in den Schlitz 23 gedrückt wird, so dass der Stempel 21 in Richtung des magnetostriktiven Elements 10 beschleunigt wird. Nach dem Kontakt mit dem magnetostriktiven Element 10, sorgt die Feder 9 für die nötige Rückstellkraft, um den Stempel 21 wieder in seine Ruheposition zu verstellen, wobei der Stab 22 erneut in den Halteschlitz 27 geführt und dort gelagert wird. Schließlich erkennt man zwischen den Flussleitstücken 4a, 4b deren Querschnitt sich an den aufeinander zu laufenden Flusskonzentratoren 5 verjüngt, an der dem Betrachter zugewandten Seite ein Füllstück 24, welches den magnetischen Kreis 2 im Bereich der Flusskonzentratoren 5 bündig abschließt und dem magnetostriktiven Element 10 seitlichen Halt verleiht. Ein identisches Füllstück 25 ist auf der gegenüberliegenden, nach außen weisenden Seite des Abschnitts angeordnet, in der 5 nicht, dafür aber in der 1 erkennbar. Am besten aus der 5 ist zu entnehmen, dass die Erfindung in dem Ausführungsbeispiel als Druckschalter ausgebildet ist.In the 5 is the same arrangement of the energy converter 1 in a perspective view in the direction of the diagonal between two corners of the magnetic circuit 2 to recognize. Here you can see that the magnets 3 , the flux guides 4a . 4b and the coil 6 of the magnetic circuit 2 are arranged substantially in one plane and form a quadrilateral. Between the two corners of that section of the magnetic circuit 2 that in the 5 unseen magnetostrictive element 10 receives is at the portion outside the side of the housing part 7 arranged. This has a wall element 18 and the projecting area 17 , the two thighs 16 which is parallel to the wall element 18 run. The one in the projecting area 17 recorded buttons 19 is in the view of 5 mounted vertically movable. Next shows the 5 at the projecting area 17 a guide 20 with a wand 22 and one of two opposing side walls 21 of the projecting area 17 arranged slots 23 , At the slots 23 are perpendicular to the direction of movement of the punch retaining slots 27 formed, which is a support for the rod 22 form. The rod 22 is in its rest position in the retaining slot 23 held until by pressing the button 19 of the actuating element 11 the desired spring tension was built up and the rod from the retaining slot 27 in the slot 23 is pressed, leaving the stamp 21 in the direction of the magnetostrictive element 10 is accelerated. After contact with the magnetostrictive element 10 , ensures the spring 9 for the necessary restoring force to the stamp 21 to move back to its rest position, with the rod 22 again in the holding slot 27 guided and stored there. Finally, you can see between the Flussleitstücken 4a . 4b the cross-section of which is based on the flow concentrators running on each other 5 tapers, on the side facing the viewer a filler 24 which is the magnetic circle 2 in the area of flux concentrators 5 flush and the magnetostrictive element 10 gives lateral support. An identical filler 25 is arranged on the opposite, outwardly facing side of the section in which 5 not, but in the 1 recognizable. Best of the 5 It can be seen that the invention is formed in the embodiment as a pressure switch.

Ein Druck auf den Taster 19 verschiebt, wie man in 2 sieht, den Stempel 21 gegen die Kraft der beiden Federn 8, 9 in Richtung des Stabförmigen magnetostriktiven Elements 10. Dabei kommen die beiden einander gegenüberliegenden Flächen des Stempels 21 und des magnetostriktiven Elements 10 mit einander in Anlage. Die für den Betrachter obere Feder 8 erstreckt sich dabei zwischen der rückwärtigen Wand des Tasters 19 und einer Querschnittseinschnürung 13 des Stempels 21, während die untere Feder 9 zwischen einem Kragen 26 des Stempels und den Permanentmagneten 3 wirkt. Gegen die Kräfte dieser Federn 8, 9 wird der Stempel in Richtung magnetostriktives Element 10 gedrückt und vollführt hierbei mithilfe des Führungsmittels 20 eine lineare Bewegung. Die Bewegung verläuft deshalb linear, weil der Stempel 21 mit seinem an ihm befestigten Stab 22 dadurch zwangsgeführt ist, dass die Enden des Stabes 22 in den Schlitzen 23 laufen. Die 2 zeigt dabei einen Zustand nach Betätigung des Tasters 19, in welchem der Stempel 22 das magnetostriktive Element staucht, nachdem der Stempel 21 durch die in der oberen Feder 8 gespeicherte Energie beschleunigt wurde. Dabei wurde als Folge der Bewegung des Stempels 21 die untere Feder gestaucht. In diesem Zustand stellt also die untere Feder 9 ihre maximale Federkraft bereit um den Stempel 21 wieder in seine Ruhelage zurückzustellen. Die an dem magnetischen Kreis 2 angeordnete, wenigstens eine Spule 6 bildet ebenso wie die Permanentmagnete 3 und Flussleitstücke 4a, 4b mit dem magnetostriktiven Element 10 jeweils ein Wandlerelement 14, 15, so dass aus einer mechanischen Betätigung eines Tasters durch die Verformung des magnetostriktiven Elements 10 ein elektrischer Strom resultiert.A push on the button 19 shifts how to get in 2 sees the stamp 21 against the power of the two springs 8th . 9 in the direction of the rod-shaped magnetostrictive element 10 , Here are the two opposite surfaces of the stamp 21 and the magnetostrictive element 10 with each other in plant. The upper spring for the viewer 8th extends between the rear wall of the button 19 and a cross-sectional constriction 13 of the stamp 21 while the lower spring 9 between a collar 26 of the punch and the permanent magnets 3 acts. Against the forces of these springs 8th . 9 the punch moves towards the magnetostrictive element 10 pressed and performed here using the guide means 20 a linear movement. The movement is therefore linear because of the punch 21 with his staff attached to him 22 This is constrained by the fact that the ends of the rod 22 in the slots 23 to run. The 2 shows a state after pressing the button 19 in which the stamp 22 the magnetostrictive element bends after the punch 21 through in the upper spring 8th stored energy was accelerated. It was as a result of the movement of the punch 21 the lower spring compressed. In this state, so the lower spring 9 their maximum spring force ready for the punch 21 return to its rest position. The on the magnetic circuit 2 arranged, at least one coil 6 forms as well as the permanent magnets 3 and flux guides 4a . 4b with the magnetostrictive element 10 one transducer element each 14 . 15 so that from a mechanical actuation of a Tasters by the deformation of the magnetostrictive element 10 an electric current results.

Dies ist in größerer Detailgenauigkeit in der 4 dargestellt, die den Detailausschnitt X der 2 zeigt. Dort sieht man die beiden Flussleitstücke 4a, zwischen deren Flusskonzentratoren 5 das auf einem Sockel 12 widergelagerte magnetostriktive Element 10 angeordnet ist. Der Sockel 12 ist im Beispiel auf einer Auflage 30 angeordnet, wodurch der Sockel fest gelagert ist. Erkennbar ist an dem magnetostriktiven Element 10, dass dieses ohne Beaufschlagung über die für den Betrachter oberen Flächen der Flussleitstücke 4a übersteht. Bei der vorhergehenden Betätigung des hier aus Taster 19, Federn 8, 9 und Stempel 21 gebildeten Betätigungselements 11 wurde das magnetostriktive Element 10 durch den Stempel 21 gedrückt und verformt, bis die Stempelfläche bündig in Anlage mit der Oberfläche der Flussleitstücke 4a lag. Hierdurch fand die Änderung der Magnetisierung des magnetostriktiven Elements 11 statt, was wiederum in dem magnetischen Kreis eine Flussänderung verursachte. Nach Loslassen des Tasters 19 ergibt sich zumindest schematisiert die dargestellte Situation der 4, bei der der Stempel 21 an der Feder 9 wieder von der Oberfläche der Flussleitstücke 4a weg gedrückt wird, so dass das magnetostriktive Element 10 wieder den Platz hat, sich in seine ursprüngliche Form zurück zu verformen. Das magnetostriktive Element 10 wird sich wieder in seine ursprüngliche Form zurückverformen, da sich durch die mechanische Verformung des magnetostriktiven Elements 10 dessen Magnetisierung so verändert, dass sie quer zum Magnetfeld im Magnetkreis liegt. Daher möchte sich das magnetostriktive Material wieder strecken, um eine parallele Magnetisierung einzunehmen. Sobald die mechanische Belastung weg ist und das Magnetfeld im Magnetkreis groß genug ist, richten sich die Domänen wieder aus, und das magnetostriktive Material streckt sich. Hierbei ist die Verwendung eines magnetostriktiven Materials mit magnetischem Formgedächtnis besonders vorteilhaft, da es dadurch begünstigt wird, dass das magnetostriktive Material seine ursprüngliche Form wieder einnimmt. Das Wandlerelement 14 kann insbesondere durch eine elektromagnetische Spule gegeben sein und mit einem Verbraucher oder einem Energiespeicher, beispielsweise einem Kondensator oder einem Akkumulator, gekoppelt sein. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Wicklung der Spule um ein Element des magnetischen Kreises 2, beispielsweise ein Flussleitstück 14a, 14b, gewickelt ist. Das umwickelte Element des magnetischen Kreises bildet somit einen Spulenkern, beispielsweise einen Eisenkern.This is in greater detail in the 4 shown, the detail X of the 2 shows. There you can see the two flux guides 4a , between their flux concentrators 5 that on a pedestal 12 resisted magnetostrictive element 10 is arranged. The base 12 is in the example on an edition 30 arranged, whereby the base is fixedly mounted. It can be seen on the magnetostrictive element 10 that this without applying to the viewer upper surfaces of the flux guides 4a survives. At the previous operation of the here from button 19 , Feathers 8th . 9 and stamp 21 formed actuating element 11 became the magnetostrictive element 10 through the stamp 21 pressed and deformed until the stamp surface flush with the surface of the flux guides 4a was. This resulted in the change of the magnetization of the magnetostrictive element 11 instead, which in turn caused a flux change in the magnetic circuit. After releasing the button 19 at least schematically shows the illustrated situation of 4 in which the stamp 21 at the spring 9 again from the surface of the flux guides 4a is pushed away, leaving the magnetostrictive element 10 again has the place to deform back to its original shape. The magnetostrictive element 10 will revert back to its original shape due to the mechanical deformation of the magnetostrictive element 10 whose magnetization is changed so that it is transverse to the magnetic field in the magnetic circuit. Therefore, the magnetostrictive material wants to stretch again to take a parallel magnetization. Once the mechanical stress is gone and the magnetic field in the magnetic circuit is large enough, the domains align again and the magnetostrictive material stretches. Here, the use of a magnetostrictive material with magnetic shape memory is particularly advantageous because it is favored by the fact that the magnetostrictive material resumes its original shape. The transducer element 14 may be given in particular by an electromagnetic coil and be coupled to a consumer or an energy storage, such as a capacitor or an accumulator. In particular, it is advantageous if the winding of the coil about an element of the magnetic circuit 2 , For example, a flux guide 14a . 14b , is wound. The wrapped element of the magnetic circuit thus forms a coil core, for example an iron core.

Nicht gezeigt ist in den 1 bis 5 eine Speichereinrichtung, ein Verbraucher oder die Verkabelung der Spule 6. Als Speichereinrichtung können beispielsweise eine aufladbare Batterie und/oder mindestens ein Kondensator dienen.Not shown in the 1 to 5 a memory device, a consumer or the wiring of the coil 6 , For example, a rechargeable battery and / or at least one capacitor can serve as the storage device.

Demnach betrifft die vorstehende Erfindung also einen Energiewandler 1 der eine Mehrzahl von Wandlerelementen 14, 15 aufweisen kann. Der Energiewandler weist zumindest eine Spule 6 auf und ein magnetostriktives Element 10 mit veränderbarer Magnetisierung und wenigstens einen Permanentmagneten 3 aufweist.Accordingly, the above invention thus relates to an energy converter 1 the plurality of transducer elements 14 . 15 can have. The energy converter has at least one coil 6 on and a magnetostrictive element 10 with variable magnetization and at least one permanent magnet 3 having.

Um einen einfach handhabbaren, flexiblen Energiewandler 1 zur Verfügung zu haben, sind das magnetostriktive Element 10 und die Spule einem magnetischen Kreis 2 zugeordnet, wobei sie an diesem voneinander beabstandet angeordnet sein können. Das im magnetischen Kreis 2 angeordnete magnetostriktive Element 10 erfährt bei Betätigen eines Betätigungselements 11 durch Druckbeaufschlagung eine Gestaltänderung, welche die Magnetisierung des magnetostriktiven Elements 10 und dadurch den magnetischen Fluss des magnetischen Kreises 2 ändert. Diese magnetische Flussänderung einen Strom in der Spule 6 induzieren, der einem Verbraucher oder einem Energiespeicher zugeführt werden kann.An easy-to-handle, flexible energy converter 1 to have available are the magnetostrictive element 10 and the coil is a magnetic circuit 2 assigned, wherein they can be arranged at this spaced from each other. That in the magnetic circuit 2 arranged magnetostrictive element 10 learns when operating an actuator 11 by pressurization, a shape change which the magnetization of the magnetostrictive element 10 and thereby the magnetic flux of the magnetic circuit 2 changes. This magnetic flux change a current in the coil 6 induce, which can be supplied to a consumer or an energy storage.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Energiewandlerenergy converters
22: magnetischer Kreismagnetic circle
33: Permanentmagnetpermanent magnet
4a, 4b4a, 4b: Flussleitstückflux conductor
55: Flusskonzentratorflux concentrator
66: SpuleKitchen sink
77: Gehäuseteilhousing part
88th: Federfeather
99: Federfeather
1010: magnetostriktives Elementmagnetostrictive element
1111: Betätigungselementactuator
1212: Sockelbase
1313: Querschnittseinschnürung StempelCross section necking stamp
1414: Wandlerelementtransducer element
1515: Wandlerelementtransducer element
1616: Schenkelleg
1717: vorspringender Bereich des Gehäuseteilsprojecting area of the housing part
1818: Wandelementwall element
1919: Tasterbutton
2020: Führungsmittelguide means
2121: Stempelstamp
2222: StabRod
2323: Schlitzslot
2424: Füllstückfilling
2525: Füllstückfilling
2626: Kragencollar
2727: Halteschlitzretaining slot
3030: Auflageedition

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2007/070022 A2 [0004] WO 2007/070022 A2 [0004]
WO 2008/049124 A2 [0004] WO 2008/049124 A2 [0004]

Claims

Energiewandler mit mindestens einer in einem magnetischen Kreis (2) angeordneten Spule (6), wobei der magnetische Kreis mindestens einen Permanentmagneten (3) und ein magnetostriktives Element (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetostriktive Element (10) bei Druckbeaufschlagung durch ein Betätigungselement (11) eine Gestaltänderung erfährt, welche die Magnetisierung des magnetostriktiven Elements (10) und dadurch den magnetischen Fluss des magnetischen Kreises (2) ändert, so dass in der Spule (6) ein elektrischer Strom induziert wird.Energy converter with at least one in a magnetic circuit ( 2 ) arranged coil ( 6 ), wherein the magnetic circuit has at least one permanent magnet ( 3 ) and a magnetostrictive element ( 10 ), characterized in that the magnetostrictive element ( 10 ) when pressurized by an actuator ( 11 ) undergoes a shape change which affects the magnetization of the magnetostrictive element ( 10 ) and thereby the magnetic flux of the magnetic circuit ( 2 ) so that in the coil ( 6 ) an electric current is induced.

Energiewandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetostriktive Element ein Material mit magnetischem Formgedächtnis umfasst.Energy converter according to claim 1, characterized in that the magnetostrictive element comprises a material with magnetic shape memory.

Energiewandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetostriktive Element (10) eine ferromagnetische oder antiferromagnetische Formgedächtnis-Legierung, eine Heusler- oder eine Halb-Heusler-Legierung umfasst.Energy converter according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetostrictive element ( 10 ) comprises a ferromagnetic or antiferromagnetic shape memory alloy, a Heusler or a half Heusler alloy.

Energiewandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetostriktive Element (10) wenigstens eine Legierung mit einem Ni-Mn-Ga, Ni₂-Mn-Ga, Ni₂-Fe-Ga, Co₂-Ni-Ga oder einem Fe-Ga-Anteil aufweist.Energy converter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the magnetostrictive element ( 10 ) at least one alloy having a Ni-Mn-Ga, Ni ₂ -Mn-Ga, Ni ₂ -Fe-Ga, Co ₂ -Ni-Ga or an Fe-Ga content.

Energiewandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Kreis (2) mit einem oder einer Mehrzahl von Flussleitstücken (4a, 4b) vorgesehen ist und das magnetostriktive Element (10) zwischen Stirnseiten zweier benachbarter Elemente von Permanentmagneten und/oder Flussleitstücken (4a) angeordnet ist.Energy converter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the magnetic circuit ( 2 ) with one or a plurality of flux guides ( 4a . 4b ) is provided and the magnetostrictive element ( 10 ) between end faces of two adjacent elements of permanent magnets and / or flux guides ( 4a ) is arranged.

Energiewandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten der das magnetostriktive Element (10) umfassenden Elemente von Permanentmagneten (3) und/oder Flussleitstücken (4a) als Flusskonzentratoren ausgebildet sind, die sich zu ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten hin verjüngen.Energy converter according to claim 5, characterized in that the end faces of the magnetostrictive element ( 10 ) comprising elements of permanent magnets ( 3 ) and / or flux guides ( 4a ) are designed as flux concentrators, which taper towards their opposite end faces.

Energiewandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetostriktive Element (10) stabförmig ausgebildet ist und die Druckbeaufschlagung im Wesentlichen entlang dessen Längsachse stattfindet.Energy converter according to one of claims 1 to 6, characterized in that the magnetostrictive element ( 10 ) is rod-shaped and the pressurization takes place substantially along its longitudinal axis.

Energiewandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (1) ein Gehäuseteil (7) aufweist, welches das auf das magnetostriktive Element (10) wirkende Betätigungselement (11) aufnimmt und den magnetischen Kreis (2) zumindest an dem magnetostriktiven Element (10) übergreift.Energy converter according to one of claims 1 to 7, characterized in that the energy converter ( 1 ) a housing part ( 7 ), which contacts the magnetostrictive element ( 10 ) acting actuator ( 11 ) and the magnetic circuit ( 2 ) at least on the magnetostrictive element ( 10 ) overlaps.

Energiewandler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetostriktive Element (10) über die Flussleitstücke (4a, 4b) und/oder Permanentmagnete (3) des magnetischen Kreises (2) hinausragt.Energy converter according to one of claims 1 to 8, characterized in that the magnetostrictive element ( 10 ) over the flux guides ( 4a . 4b ) and / or permanent magnets ( 3 ) of the magnetic circuit ( 2 protrudes).

Energiewandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (11) einen Stempel (21) aufweist, dessen Stirnfläche bei einer Betätigung des Betätigungselements (11) eine Druckbeaufschlagung des magnetostriktiven Elements (10) verursacht.Energy converter according to one of claims 1 to 9, characterized in that the actuating element ( 11 ) a stamp ( 21 ), whose end face upon actuation of the actuating element ( 11 ) a pressurization of the magnetostrictive element ( 10 ) caused.

Energiewandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (11) mit einem Führungsmittel (20) versehen ist, mittels dessen der Stempel (21) aus einer Ruhestellung in einer beschleunigten Bewegung in eine Gebrauchsstellung überführbar ist.Energy converter according to claim 10, characterized in that the actuating element ( 11 ) with a guide means ( 20 ), by means of which the stamp ( 21 ) can be transferred from a rest position in an accelerated movement in a position of use.

Energiewandler nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (21) des Betätigungselements (11) zwischen zwei Druckfedern (8, 9) angeordnet ist, wobei die eine Druckfeder (8) zwischen dem Stempel (21) und einem Taster (19) zum Auslösen einer Bewegung des Stempels (21) und die andere Druckfeder (9) zwischen dem Stempel (21) und dem magnetischen Kreis (2) angeordnet ist.Energy converter according to claim 10 or 11, characterized in that the stamp ( 21 ) of the actuating element ( 11 ) between two compression springs ( 8th . 9 ), wherein the one compression spring ( 8th ) between the stamp ( 21 ) and a button ( 19 ) for triggering a movement of the stamp ( 21 ) and the other compression spring ( 9 ) between the stamp ( 21 ) and the magnetic circuit ( 2 ) is arranged.

Energiewandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetostriktive Element (10) an seiner dem Betätigungselements (11) abgewandten Seite auf einem Sockel (12) als Widerlager abgestützt ist.Energy converter according to one of claims 1 to 12, characterized in that the magnetostrictive element ( 10 ) at its the actuating element ( 11 ) facing away on a pedestal ( 12 ) is supported as an abutment.

Energiewandler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die der Energiewandler (1) Teil eines Druckschalters ist und die Spule mit einem Verbraucher oder einer Speichereinrichtung elektrisch verbunden ist.Energy converter according to one of claims 1 to 13, characterized in that the energy converter ( 1 ) Is part of a pressure switch and the coil is electrically connected to a load or a storage device.

Energiewandler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung durch einen Kondensator gebildet ist und/oder der Verbraucher mittels eines Funkchips ein Funksignal an einen beabstandeten Empfänger sendet.Energy converter according to claim 14, characterized in that the storage device is formed by a capacitor and / or the consumer sends a radio signal by means of a radio chip to a remote receiver.