DE102019133477A1 - Energy conversion device for use in a vehicle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiewandelvorrichtung für den Einsatz in einem Fahrzeug sowie ein Fahrzeug umfassend solch eine Energiewandelvorrichtung.Es ist vorgesehen, dass eine Energiewandelvorrichtung (10) für den Einsatz in einem Fahrzeug (70) bereitgestellt wird. Solch eine Energiewandelvorrichtung (10) umfasst dabei eine Bewegungseinrichtung (12) mit zwei Bewegungselementen (18, 19) und zumindest einem drehbar an dem ersten Bewegungselement (18) angeordneten Drehelement (20) mit einer dafür vorgesehenen im Wesentlichen zentral angeordneten Drehachse (30). Das zumindest eine Drehelement (20) ist mittels der Bewegungseinrichtung (12) umlaufend in wenigstens zwei Richtungen bewegbar. An dem Drehelement (20) ist ein thermoelastisches Element (24) angeordnet, wobei das Drehelement (20) mittels wenigstens einer reversibel entlang des ersten Bewegungselements (18) und unabhängig von diesem angeordneten Auslenkvorrichtung, welche dabei mit wenigstens einem Auslenkelement des Drehelements (20) interagiert, während der umlaufenden Bewegung in wenigstens zwei Positionen bewegbar ist, sodass das jeweilige thermoelastische Element (24) partiell verformbar ist und aufgrund der jeweiligen Verformung ein thermoelastischer Effekt benutzerdefiniert einstellbar ist.The invention relates to an energy conversion device for use in a vehicle and a vehicle comprising such an energy conversion device. It is provided that an energy conversion device (10) for use in a vehicle (70) is provided. Such an energy conversion device (10) comprises a movement device (12) with two movement elements (18, 19) and at least one rotary element (20) arranged rotatably on the first movement element (18) with an essentially centrally arranged axis of rotation (30) provided for this purpose. The at least one rotary element (20) can be moved circumferentially in at least two directions by means of the movement device (12). A thermoelastic element (24) is arranged on the rotary element (20), the rotary element (20) by means of at least one deflecting device arranged reversibly along the first movement element (18) and independently of this, which is connected to at least one deflecting element of the rotary element (20). interacts, is movable in at least two positions during the revolving movement, so that the respective thermoelastic element (24) is partially deformable and a thermoelastic effect can be set in a user-defined manner based on the respective deformation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Energiewandelvorrichtung für den Einsatz in einem Fahrzeug sowie ein Fahrzeug umfassend solch eine Energiewandelvorrichtung.The invention relates to an energy conversion device for use in a vehicle and to a vehicle comprising such an energy conversion device.

In Fahrzeugen aller Art werden in verschiedensten Ausführungen Vorrichtungen vorgehalten, um beispielsweise den Fahrzeuginnenraum auf eine gewünschte Temperatur zu heizen oder zu kühlen. So werden beispielsweise Kaltdampf-Wärmepumpen insbesondere in der Elektromobilität zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums eingesetzt. Solche Systeme beziehungsweise Vorrichtungen können dabei darüber hinaus auch zusätzliche oder ergänzende Funktionen und Einsatzbereiche im oder außerhalb des Fahrzeugs umfassen. Beispielsweise kann somit auch ein Thermomanagement von weiteren Komponenten des Fahrzeugs involviert sein. Bei Fahrzeugen, welche teilweise oder ganz der Elektromobilität zuzuordnen sind, sind heutzutage unter anderem auch Kaltdampf-Wärmepumpen zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums vorgesehen. Eine zukünftige Methode zur Wärme- und Kälteerzeugung ist die so genannte Elastokalorik. Hierfür werden beispielsweise Formgedächtnislegierungen verwendet. Dabei wird der Phasenwechsel der inneren Kristallstruktur genutzt. Bei einer Dehnung des Gedächtnismetalls geht die Austenit-Struktur in eine Martensit-Struktur über. Bei diesem Wechsel erwärmt sich das Material, wobei diese Wärme dann beispielsweise an die Luft abgegeben wird und somit zur Wärmeerzeugung genutzt werden kann. Die Formgedächtnislegierung geht nach der Dehnung wieder in seine Ursprungsposition zurück und nimmt dabei Wärme aus der Umgebung auf. Dieser Effekt kann dann zum Kühlen eines Mediums, beispielsweise Luft, genutzt werden. Diese Technologie verspricht dabei einen höheren Wirkungsgrad als eine Kaltdampf-Wärmepumpe.In vehicles of all types, devices are kept available in a wide variety of designs, for example in order to heat or cool the vehicle interior to a desired temperature. For example, cold steam heat pumps are used in particular in electromobility to heat the vehicle interior. Such systems or devices can also include additional or supplementary functions and areas of use inside or outside the vehicle. For example, thermal management of other components of the vehicle can thus also be involved. In vehicles that are partially or wholly assigned to electromobility, nowadays, among other things, cold vapor heat pumps are also provided for heating the vehicle interior. A future method for generating heat and cold is the so-called elastocaloric. Shape memory alloys, for example, are used for this purpose. The phase change of the internal crystal structure is used. When the memory metal expands, the austenite structure changes into a martensite structure. During this change, the material heats up, and this heat is then released into the air, for example, and can thus be used to generate heat. The shape memory alloy returns to its original position after stretching and absorbs heat from the environment. This effect can then be used to cool a medium, for example air. This technology promises a higher degree of efficiency than a cold steam heat pump.

Aus dem Stand der Technik werden nachfolgend Beispiele aufgeführt, welche sich im weitesten Sinne mit dieser Thematik beschäftigen.Examples from the prior art are listed below which deal with this topic in the broadest sense.

So ist aus der Druckschrift DE 10 2016 118 776 A1 ein Energiewandler mit thermoelastischem Montage- und Heiz-/Kühlsystem als bekannt zu entnehmen. Insbesondere wird ein thermoelastischer Energiewandler und eine thermoelastische Heiz/Kühlvorrichtung offenbart, welche zum Einsatz in einem Energiewandlersystem vorgesehen sind. Das Energiewandlersystem umfasst dabei: eine thermoelastische Anordnung mit mindestens einem thermoelastischen Element aus einem thermoelastischen Material, zwei Halteelemente, zwischen denen das mindestens eine thermoelastische Element in Längsrichtung angeordnet ist, ein Befestigungselement zum Halten eines Endes des mindestens einen thermoelastischen Elements, eine Führungseinrichtung, die mit dem Befestigungselement des mindestens einen thermoelastischen Elements gekoppelt ist, um bei einer synchronen Rotation der Halteelemente relativ zu der Führungseinrichtung eine Längenänderung des mindestens einen thermoelastischen Elements in der Längsrichtung zu bewirken, so dass eine zyklische elastische Verformung und Entspannung des mindestens einen thermoelastischen Elements erreicht wird.So is from the pamphlet DE 10 2016 118 776 A1 an energy converter with thermoelastic assembly and heating / cooling system can be seen as known. In particular, a thermoelastic energy converter and a thermoelastic heating / cooling device are disclosed, which are provided for use in an energy converter system. The energy converter system comprises: a thermoelastic arrangement with at least one thermoelastic element made of a thermoelastic material, two holding elements, between which the at least one thermoelastic element is arranged in the longitudinal direction, a fastening element for holding one end of the at least one thermoelastic element, a guide device, which with is coupled to the fastening element of the at least one thermoelastic element in order to bring about a change in length of the at least one thermoelastic element in the longitudinal direction during synchronous rotation of the holding elements relative to the guide device, so that a cyclic elastic deformation and relaxation of the at least one thermoelastic element is achieved.

Aus der Druckschrift US 2012/273158 A1 ist zudem eine thermoelastische Kühlung als bekannt zu entnehmen. Insbesondere ist ein auf thermoelastischem Effekt basierendes Kühlsystem vorgesehen. Das System umfasst einen Kühlkörper, einen Kühlraum und einen Regenerator, der mit dem Kühlraum und dem Kühlkörper gekoppelt ist, um Wärme vom Kühlraum zum Kühlkörper zu pumpen. Der Regenerator umfasst feste thermoelastische Kältemittelmaterialien, die Wärme aufnehmen oder abgeben können.From the pamphlet US 2012/273158 A1 a thermoelastic cooling can also be seen as known. In particular, a cooling system based on a thermoelastic effect is provided. The system includes a heat sink, a cooling space, and a regenerator coupled to the cooling space and the heat sink to pump heat from the cooling space to the heat sink. The regenerator comprises solid, thermoelastic refrigerant materials that can absorb or release heat.

Aus der Druckschrift US 2016/084544 sind zudem Festkörperheiz- oder Kühlsysteme, - Vorrichtungen und zugehörige Verfahren als bekannt zu entnehmen. Insbesondere wird ein System zum Heizen/Kühlen offenbart, welches mehrere thermoelastische Module umfasst. Jedes der Module enthält eine oder mehrere Strukturen aus einer Formgedächtnislegierung, die sich beim Anlegen einer ersten Spannung von Austenit in Martensit umwandelt und latente Wärme aus der Umwandlung abgibt. Während eines ersten Teils eines Heiz-/Kühlzyklus wird ein erstes Modul beansprucht, um eine Umwandlung zu bewirken. Die vom ersten Modul abgegebene latente Wärme wird an einen Kühlkörper abgegeben, während ein zweites Modul ohne Spannung Wärme von einer Wärmequelle aufnimmt. Während eines zweiten Teils des Heiz-/Kühlzyklus werden das erste und das zweite Modul miteinander verbunden, um Wärme zur Wärmerückgewinnung zwischen ihnen zu übertragen. Der Zyklus kann auf unbestimmte Zeit wiederholt werden, wobei das erste und das zweite Modul die Rollen wechseln. Strukturen des thermoelastischen Kühlmaterials und spezifische Anwendungen davon sind ebenfalls offenbart.From the pamphlet US 2016/084544 solid-state heating or cooling systems, devices and associated processes can also be found as known. In particular, a system for heating / cooling is disclosed which comprises a plurality of thermoelastic modules. Each of the modules contains one or more structures made of a shape memory alloy that converts from austenite to martensite when a first voltage is applied and gives off latent heat from the conversion. During a first part of a heating / cooling cycle, a first module is claimed to effect a conversion. The latent heat given off by the first module is given off to a heat sink, while a second module absorbs heat from a heat source without voltage. During a second part of the heating / cooling cycle, the first and second modules are connected together to transfer heat between them for heat recovery. The cycle can be repeated indefinitely, with the first and second modules changing roles. Structures of the thermoelastic cooling material and specific applications thereof are also disclosed.

Aus der Druckschrift US 2017/138648 ist zudem ein kompaktes thermoelastisches Kühlsystem als bekannt zu entnehmen. Insbesondere wird ein kompaktes Kühlsystem mit thermoelastischem Effekt bereitgestellt. In einer Ausführungsform umfasst das System ein Paar Rollen, die als Wärmesenke, Belastungsapplikator und Riemenantrieb dienen, einen Kältespeicher und einen festen Kältemittelriemen, der mit dem Kältespeicher und den Wärmesenken gekoppelt ist, um Wärme vom Kältespeicher zum Kühlkörper zu pumpen. Das Kältemittelband umfasst feste thermoelastische Materialien, die thermoelastisch wirken können. Das Kältemittel wird beim Eintritt in den Walzenspalt mechanisch komprimiert und nach dem Durchlauf wieder freigesetzt. Beim Komprimieren wandelt sich das Kältemittel in eine Martensitphase um und gibt Wärme an die Walze und benachbarte Materialien ab. Nach der Freigabe durch die Walzen wandelt sich das Kältemittel wieder in Austenit um und absorbiert Wärme aus der Umgebungsatmosphäre.From the pamphlet US 2017/138648 a compact thermoelastic cooling system can also be seen as known. In particular, a compact cooling system with a thermoelastic effect is provided. In one embodiment, the system includes a pair of rollers that serve as a heat sink, load applicator and belt drive, a cold accumulator and a fixed refrigerant belt coupled to the cold accumulator and the heat sinks to pump heat from the cold accumulator to the heat sink. The refrigerant tape comprises solid thermoelastic materials that can have a thermoelastic effect. The refrigerant is at Entry into the nip mechanically compressed and released again after passing through. When it is compressed, the refrigerant transforms into a martensite phase and releases heat to the roller and neighboring materials. Once released by the rollers, the refrigerant converts back to austenite and absorbs heat from the surrounding atmosphere.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Energiewandelvorrichtung für den Einsatz in einem Fahrzeug bereitzustellen, welche eine besonders einfache und dabei kompakte Bauweise ermöglicht.The invention is now based on the object of providing an energy conversion device for use in a vehicle which enables a particularly simple and at the same time compact design.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Energiewandelvorrichtung für den Einsatz in einem Fahrzeug bereitgestellt wird. Solch eine Energiewandelvorrichtung umfasst dabei eine Bewegungseinrichtung mit zwei senkrecht gegenüberliegenden und parallel zueinander angeordneten Bewegungselementen und zumindest einem drehbar an dem ersten Bewegungselement angeordneten Drehelement mit einer dafür vorgesehenen im Wesentlichen zentral angeordneten Drehachse, wobei das zumindest eine Drehelement mittels der Bewegungseinrichtung umlaufend in wenigstens zwei Richtungen bewegbar ist. An dem zumindest einen Drehelement ist jeweils ein thermoelastisches Element mittels eines ersten Endbereichs dieses jeweiligen Elements angeordnet. Dieses jeweilige Element ist zudem mittels eines zweiten Endbereichs, welches gegenüberliegend des ersten Endbereichs vorgesehen ist, an dem zweiten Bewegungselement angeordnet. Das wenigstens eine Drehelement ist mittels wenigstens einer reversibel entlang des ersten Bewegungselements und unabhängig von diesem angeordneten Auslenkvorrichtung, welche dabei mit wenigstens einem Auslenkelement des Drehelements interagiert, während der umlaufenden Bewegung in wenigstens zwei Positionen bewegbar, sodass das jeweilige thermoelastische Element partiell verformbar ist und aufgrund der jeweiligen Verformung ein thermoelastischer Effekt benutzerdefiniert einstellbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine sehr kompakte Bauweise zu gewährleisten, da beispielsweise der benötigte Bauraum für die jeweiligen Drehelemente gleichermaßen von den jeweiligen vorgesehenen thermoelastischen Elementen genutzt werden kann. Die zuvor genannten Elemente sind derart zueinander angeordnet, so dass hier ein platzsparendes Konzept der vorgestellten Energiewandelvorrichtung besonders gut möglich ist, da die beiden Richtungen im Wesentlichen parallel zueinander vorgesehen werden können, so dass ein mittlerer Raum zwischen diesen beiden Richtungen beabstandet sein kann. Es wird somit ein geringerer Bauraum benötigt als bei anderen vergleichbaren Konzepten. Die wenigstens zwei Richtungen können, wie bereits erläutert, zudem parallel zueinander vorgesehen sein, wobei die Bewegungseinrichtung entsprechend jeweilige Richtungsänderungen bedingen kann. Ein Bewegungsablauf mittels der Bewegungseinrichtung bedingt also nicht nur eine Bewegung der jeweiligen Drehelemente, sondern indirekt auch eine Bewegung der jeweiligen thermoelastischen Elemente. Somit lässt sich mit einem geringeren benötigten Bauraum gegenüber anderen Konzepten eine einfache und effiziente Energiewandelvorrichtung bereitstellen. Dabei kann zudem ein geringerer luftseitiger Druckverlust realisiert werden. Auch kann mit der vorgestellten Energiewandelvorrichtung eine erhöhte Regelgüte erreicht werden.In a preferred embodiment of the invention it is provided that an energy conversion device is provided for use in a vehicle. Such an energy conversion device comprises a movement device with two vertically opposite movement elements arranged parallel to one another and at least one rotary element arranged rotatably on the first movement element with a substantially centrally arranged axis of rotation provided for this purpose, the at least one rotary element being movable circumferentially in at least two directions by means of the movement device is. A thermoelastic element is arranged on each of the at least one rotary element by means of a first end region of this respective element. This respective element is also arranged on the second movement element by means of a second end region which is provided opposite the first end region. The at least one rotary element can be moved in at least two positions during the circumferential movement by means of at least one deflection device arranged reversibly along the first movement element and independently of this, which interacts with at least one deflection element of the rotary element, so that the respective thermoelastic element is partially deformable and due to the respective deformation a thermoelastic effect can be set user-defined. In this way it is possible to ensure a very compact design, since, for example, the space required for the respective rotary elements can be used equally by the respective provided thermoelastic elements. The aforementioned elements are arranged with respect to one another so that a space-saving concept of the energy conversion device presented is particularly well possible here, since the two directions can be provided essentially parallel to one another, so that a central space between these two directions can be spaced apart. This means that less installation space is required than with other comparable concepts. As already explained, the at least two directions can also be provided parallel to one another, the movement device being able to cause respective changes of direction. A movement sequence by means of the movement device therefore not only requires a movement of the respective rotary elements, but indirectly also a movement of the respective thermoelastic elements. In this way, a simple and efficient energy conversion device can be provided with a smaller space requirement compared to other concepts. A lower pressure loss on the air side can also be achieved. An increased control quality can also be achieved with the energy conversion device presented.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Fahrzeug umfassend zumindest eine Energiewandelvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 bereitgestellt wird. Die zuvor genannten Vorteile gelten soweit übertragbar auch für das vorgestellte Fahrzeug.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that a vehicle comprising at least one energy conversion device according to claims 1 to 9 is provided. The aforementioned advantages also apply to the vehicle presented, insofar as they are transferable.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention emerge from the other features mentioned in the subclaims.

So ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das wenigstens eine Drehelement zwei auf gegenüberliegenden Außenbereichen des Drehelements angeordnete Auslenkelemente aufweist und die Energiewandelvorrichtung zudem zwei reversibel entlang des ersten Bewegungselements und unabhängig von diesem angeordnete Auslenkvorrichtungen umfasst, sodass mittels des ersten Auslenkelements in Interaktion mit der ersten Auslenkvorrichtung das wenigstens eine Drehelement in einer ersten Drehrichtung bewegbar ist und anschließend mittels des zweiten Auslenkelements in Interaktion mit der zweiten Auslenkvorrichtung das wenigstens eine Drehelement in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung bewegbar ist, wobei während der ersten Drehrichtung das jeweilige thermoelastische Element in einen partiell verformten Zustand veränderbar ist und während der zweiten Drehrichtung in einen entspannten Zustand rückführbar ist, sodass ein thermoelastischer Effekt benutzerdefiniert einstellbar ist. Das Drehelement kann beispielsweise eine im Wesentlichen runde Scheibe oder eine scheibenähnliche Geometrie aufweisen. Auch kann das Drehelement eine jegliche andere zumindest teilweise rotationssymmetrische Geometrie aufweisen. Die Auslenkvorrichtungen sind dabei leicht zu versetzen, sodass demnach die gewünschten Effekte über einen jeweiligen Abstand der Auslenkvorrichtungen zueinander benutzerdefiniert einstellbar sind.In a further embodiment of the invention, it is provided that the at least one rotary element has two deflection elements arranged on opposite outer regions of the rotary element and the energy conversion device also comprises two deflection devices arranged reversibly along the first movement element and independently of this, so that by means of the first deflection element in interaction with of the first deflection device, the at least one rotary element is movable in a first direction of rotation and then by means of the second deflection element in interaction with the second deflection device, the at least one rotary element is movable in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, the respective thermoelastic element in a partially deformed state can be changed and can be returned to a relaxed state during the second direction of rotation, so that a thermoelastic effect is used is adjustable. The rotary element can, for example, have an essentially round disk or a disk-like geometry. The rotary element can also have any other at least partially rotationally symmetrical geometry. The deflection devices can be easily offset, so that the desired effects can accordingly be set in a user-defined manner via a respective distance between the deflection devices.

Mit anderen Worten können die erste und zweite Auslenkvorrichtung so entlang des ersten Bewegungselements und unabhängig von diesem verstellt werden, sodass eine Einstellung der Bereiche und somit einer Dauer für entsprechend gedehnte elastothermische Elemente möglich ist. Somit lässt sich auf diese Weise eine einfache und kompakte Bauweise realisieren. So können der Beginn der Drehung, das entsprechende Zurückleiten der Drehung und eine Drehhöhe mittels beispielsweise einfacher mechanischer Mittel an der Energiewandelvorrichtung gesteuert werden. Diese versetzbaren Auslenkvorrichtungen sind auch in einem automatisierten Regelkreis denkbar. Auch somit lässt sich dann die Regelgüte steigern. Die Auslenkelemente können beispielsweise Vorsprünge in der Form von Pins sein.In other words, the first and second deflection devices can thus be adjusted along the first movement element and independently of it, so that the areas can be adjusted and thus a duration for appropriately stretched elastothermal elements is possible. A simple and compact design can thus be implemented in this way. Thus, the start of the rotation, the corresponding return of the rotation and a rotation height can be controlled by means of, for example, simple mechanical means on the energy conversion device. These displaceable deflection devices are also conceivable in an automated control loop. The control quality can then also be increased in this way. The deflecting elements can be projections in the form of pins, for example.

Mit anderen Worten kann es sich bei den Auslenkelementen um mit dem Drehelement verbundene herausragende Materialvorsprünge handeln. Diese können stofflich mit dem Drehelement eine Einheit bilden oder reversibel mit dieser verbunden beziehungsweise dort mittels jeglicher Befestigungskonzepte arretiert sein. Die Auslenkvorrichtungen können beispielsweise klotzförmige Aufsätze beziehungsweise Bauteile sein, welche an der Energiewandelvorrichtung so befestigt beziehungsweise angeordnet sind, dass sie mit den jeweiligen Auslenkelementen interagieren. Eine solche Interaktion ist dabei so zu verstehen, dass beispielsweise das erste Auslenkelement physisch auf die erste Auslenkvorrichtung trifft, entsprechend aufgehalten wird und sich somit das an diesem ersten Auslenkelement befestigte Drehelement um die im Wesentlichen zentral angeordnete Drehachse dreht.In other words, the deflecting elements can be protruding material projections connected to the rotating element. These can materially form a unit with the rotary element or be reversibly connected to it or be locked there by means of any fastening concept. The deflection devices can, for example, be block-shaped attachments or components which are fastened or arranged on the energy conversion device in such a way that they interact with the respective deflection elements. Such an interaction is to be understood as meaning that, for example, the first deflection element physically hits the first deflection device, is stopped accordingly and the rotary element attached to this first deflection element thus rotates about the essentially centrally arranged axis of rotation.

Auch ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Auslenkvorrichtung ausgelegt ist, das Drehelement über die Interkation mit dem ersten Auslenkelement von einer Ausgangsposition in eine stabile Ausrichtungsposition zu drehen, sodass das Drehelement während der umlaufenden Bewegung erst mittels der zweiten Auslenkvorrichtung über die Interkation mit dem zweiten Auslenkelement in die Ausgangsposition rückführbar ist.In a further embodiment of the invention it is also provided that the first deflection device is designed to rotate the rotary element from an initial position into a stable alignment position via the interaction with the first deflection element, so that the rotary element only uses the second deflection device during the revolving movement via the Interaction with the second deflection element can be returned to the starting position.

Mit anderen Worten ist die Zuordnung der ersten Auslenkvorrichtung zu dem ersten Auslenkelement ausgelegt, das Drehelement über einen Totpunkt zu bewegen und durch einen Endanschlag in dem Drehelement dann in dieser Position gehalten zu werden. Erst wenn das zweite Auslenkelement entsprechend auf die zweite Auslenkvorrichtung physisch trifft, kehrt sich dieser Vorgang um. Das thermoelastische Element geht zurück über den Totpunkt und zieht sich von allein durch die eigene Spannung zurück bis zum anderen Endanschlag des Drehelements. Somit lässt sich wiederum während der ersten Drehrichtung das jeweilige thermoelastische Element in einen partiell verformten Zustand verändern und während der zweiten Drehrichtung in einen entspannten Zustand zurückführen, sodass ein thermoelastischer Effekt benutzerdefiniert einstellbar ist.In other words, the assignment of the first deflection device to the first deflection element is designed to move the rotary element past a dead center and then to be held in this position by an end stop in the rotary element. Only when the second deflection element physically meets the second deflection device is this process reversed. The thermoelastic element goes back over the dead center and pulls back by itself through its own tension to the other end stop of the rotary element. Thus, the respective thermoelastic element can again be changed to a partially deformed state during the first direction of rotation and returned to a relaxed state during the second direction of rotation, so that a thermoelastic effect can be set in a user-defined manner.

Ferner ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Auslenkelement in Form einer Außengeometrie des Drehelements vorgesehen ist, welche mit der wenigstens einen reversibel entlang des ersten Bewegungselements und unabhängig von diesem angeordneten Auslenkvorrichtung interagiert, sodass das jeweilige thermoelastische Element partiell verformbar ist und aufgrund der jeweiligen Verformung ein thermoelastischer Effekt benutzerdefiniert einstellbar ist, wobei die Außengeometrie einen Hauptabschnitt aufweist, welcher ausgelegt ist, die Verformung des thermoelastischen Elements während einer Interkation der Auslenkvorrichtung mit diesem Hauptabschnitt konstant zu halten. Das Drehelement kann auch in dieser Ausgestaltung eine im Wesentlichen runde Scheibe oder eine scheibenähnliche Geometrie aufweisen, solang die Außengeometrie im Sinne des Auslenkelements so vorgesehen ist, dass die Interaktion mit der Auslenkvorrichtung während der umlaufenden Bewegung möglich ist. Dabei reicht es aus, dass wenigstens ein Teilabschnitt der Außengeometrie im Sinne des Auslenkelements vorgesehen ist. Trifft diese Außengeometrie auf eine Auslenkvorrichtung, so wird das Drehelement mit dem daran befestigten thermoelastischen Element erst nach oben gedrückt, wobei eine leichte Drehbewegung erfolgen kann. Auf diese Weise und aufgrund der durch die Bewegungsrichtung bedingten Vorwärtsbewegung wird letztlich der Hauptabschnitt erreicht, wobei während der Interkation dieses Hauptabschnitts mit der Auslenkvorrichtung eine konstante Dehnung des thermoelastischen Elements beibehalten wird. Sobald das Ende dieses Hauptabschnitts aufgrund der Vorwärtsbewegung erreicht ist, erfolgt eine Rückführung des Drehelements in einen Ausgangszustand, wobei dies auch zu einem gewissen Grad aufgrund der Rückstellkräfte des thermoelastischen Elements erfolgt. Die Auslenkvorrichtung ist dabei leicht zu versetzen, sodass der gewünschte Effekt definiert an einem gewissen Abschnitt vorgesehen sein kann. Auch können zwei oder mehrere solcher Auslenkvorrichtungen vorgesehen sein, sodass demnach die gewünschten Effekte über einen jeweiligen Abstand der Auslenkvorrichtungen zueinander benutzerdefiniert einstellbar sind.Furthermore, it is provided in a further embodiment of the invention that the deflection element is provided in the form of an external geometry of the rotary element which interacts with the at least one deflection device arranged reversibly along the first movement element and independently of this, so that the respective thermoelastic element is partially deformable and due to the respective deformation a thermoelastic effect can be set in a user-defined manner, the outer geometry having a main section which is designed to keep the deformation of the thermoelastic element constant during an interaction of the deflecting device with this main section. The rotary element can also have an essentially round disk or a disk-like geometry in this embodiment, as long as the external geometry in the sense of the deflection element is provided so that the interaction with the deflection device is possible during the rotating movement. It is sufficient that at least a section of the outer geometry is provided in the sense of the deflection element. If this outer geometry encounters a deflection device, the rotary element with the thermoelastic element attached to it is first pressed upwards, with a slight rotary movement being able to take place. In this way and due to the forward movement caused by the direction of movement, the main section is ultimately reached, a constant expansion of the thermoelastic element being maintained during the interaction of this main section with the deflection device. As soon as the end of this main section is reached due to the forward movement, the rotary element is returned to an initial state, this also taking place to a certain extent due to the restoring forces of the thermoelastic element. The deflection device is easy to move so that the desired effect can be provided in a defined manner on a certain section. Two or more such deflection devices can also be provided, so that the desired effects can accordingly be set in a user-defined manner via a respective distance between the deflection devices.

Zudem ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Bewegungseinrichtung zumindest zwei drehbar gelagerte Wellenelemente umfasst, welche an gegenüberliegenden Seitenbereichen der Bewegungseinrichtung angeordnet sind und ausgelegt sind, das zumindest eine Drehelement mittels der zwei umlaufenden Bewegungselemente der Bewegungseinrichtung in die wenigstens zwei Richtungen zu bewegen. Somit können die beiden gewünschten Bewegungsrichtungen besonders gut und platzsparend vorgesehen werden, sodass eine kompakte Bauweise möglich ist. Das Bewegungselement kann beispielsweise zumindest teilweise eine Kette oder ein kettenartiges Element umfassen. Auch kann das Bewegungselement selbst eine Kette oder ein kettenartiges Element sein. Auch ist in diesem Zusammenhang vorstellbar, dass ein Riemen zumindest teilweise oder gänzlich dieses Bewegungselement darstellt. Beispielsweise kann das Bewegungselement so um die drehbar gelagerten Wellenelemente angeordnet sein, dass bereits ein angetriebenes Wellenelement ausreicht, um den gewünschten Bewegungsablauf zu starten. Es können zu diesem Zwecke beide oder lediglich eines der Wellenelemente mittels einer Motorvorrichtung angetrieben werden. Beispielsweise kann die Motorvorrichtung einen Elektromotor umfassen oder selbst darstellen. Je nach benutzerdefinierter Einstellung einer Vortriebsgeschwindigkeit solch eines über die Wellenelemente angetriebenen Bewegungselements, kann entsprechend der elastothermische Effekt benutzerdefiniert eingestellt werden.In addition, a further embodiment of the invention provides that the movement device comprises at least two rotatably mounted shaft elements which are arranged on opposite side areas of the movement device and are designed to move the at least one rotary element in the at least two directions by means of the two rotating movement elements of the movement device . The two desired directions of movement can thus be provided particularly well and in a space-saving manner, so that a compact design is possible. The movement element can, for example, at least partially be a chain or a chain-like one Element include. The movement element itself can also be a chain or a chain-like element. In this context, it is also conceivable that a belt represents this movement element at least partially or entirely. For example, the movement element can be arranged around the rotatably mounted shaft elements in such a way that one driven shaft element is sufficient to start the desired movement sequence. For this purpose, both or only one of the shaft elements can be driven by means of a motor device. For example, the motor device can comprise an electric motor or represent itself. Depending on the user-defined setting of a propulsion speed of such a movement element driven via the shaft elements, the elastothermal effect can be adjusted in a user-defined manner.

Mit anderen Worten kann die zuvor eingestellte Geschwindigkeit, mit welcher die jeweiligen Aufnahmeelemente und somit auch die thermoelastischen Elementen bewegt werden, letztendlich die Geschwindigkeit der Verformung bedingen und somit den zu nutzenden Effekt beschleunigen oder abbremsen.In other words, the previously set speed at which the respective receiving elements and thus also the thermoelastic elements are moved can ultimately determine the speed of the deformation and thus accelerate or decelerate the effect to be used.

Auch ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das zumindest eine thermoelastische Element zumindest teilweise ein thermoelastisches Material und/oder ein Formgedächtnislegierungselement umfasst. Die zuvor genannten Vorteile lassen sich somit noch besser umsetzen. Auf diese Weise ist der gewünschte Effekt mit den vorgesehenen Materialien besonders einfach und gezielt herbeiführbar.In a further embodiment of the invention it is also provided that the at least one thermoelastic element at least partially comprises a thermoelastic material and / or a shape memory alloy element. The advantages mentioned above can thus be implemented even better. In this way, the desired effect can be brought about in a particularly simple and targeted manner with the materials provided.

Ferner ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das thermoelastische Element in Form eines Drahtpakets vorgesehen ist, wobei das Drahtpaket zumindest einen Draht umfasst, wobei der Draht zumindest teilweise ein thermoelastisches Material und/oder ein Formgedächtnislegierungselement umfasst. Die Drähte können in der Dicke und Länge je nach Einsatzzweck variiert werden, so dass somit ebenfalls eine gezielte Beeinflussung des elastothermischen Effekts erreicht werden kann. Auch lässt sich somit eine kompakte Bauweise erreichen, da die Drahtpakete entsprechend Platz sparend um jeweilige Aufnahmeelemente vorgesehen werden können.Furthermore, a further embodiment of the invention provides that the thermoelastic element is provided in the form of a wire package, the wire package comprising at least one wire, the wire at least partially comprising a thermoelastic material and / or a shape memory alloy element. The wires can be varied in thickness and length depending on the intended use, so that the elastothermal effect can also be influenced in a targeted manner. A compact design can also be achieved in this way, since the wire stacks can be provided around respective receiving elements in a correspondingly space-saving manner.

Zudem ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Bewegungseinrichtung in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse zumindest ein Trennelement aufweist, welches derart angeordnet ist, dass wenigstens zwei Volumenbereiche gemäß der wenigstens zwei Richtungen der Bewegungsrichtung in dem Gehäuse definierbar sind. Das Trennelement kann somit dazu dienen, die sich jeweiligen thermischen Effekte im Zusammenhang mit dem elastothermischen Effekt voneinander abzutrennen, sodass ein jeweiliger besserer Wirkungsgrad erreicht werden kann.In addition, a further embodiment of the invention provides that the movement device is arranged in a housing, the housing having at least one separating element which is arranged such that at least two volume areas can be defined in the housing according to the at least two directions of movement. The separating element can thus serve to separate the respective thermal effects in connection with the elastothermal effect from one another, so that a respective better degree of efficiency can be achieved.

Schlussendlich ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass jeder der wenigstens zwei Volumenbereiche jeweils einen eigenen Einlassbereich und einen eigenen Auslassbereich aufweist, sodass ein einströmendes Fluid, insbesondere Luft, je nach Zustand gemäß dem benutzerdefinierten elastothermischen Effekt entweder Wärme aufnehmen oder Wärme abgeben kann. Die jeweiligen Einlassbereiche und Auslassbereiche sind somit als Bestandteil des Gehäuses vorgesehen, sodass eine kompakte Bauweise noch besser erreichbar ist.Finally, in a further embodiment of the invention, it is provided that each of the at least two volume areas has its own inlet area and its own outlet area, so that an inflowing fluid, in particular air, can either absorb heat or give off heat, depending on the state according to the user-defined elastothermal effect. The respective inlet areas and outlet areas are thus provided as part of the housing, so that a compact design can be achieved even more easily.

Die vorgestellte Energiewandelvorrichtung ist dabei in jegliche Fahrzeuge integrierbar. Insbesondere ist die vorgestellte Energiewandelvorrichtung geeignet, mit Vorteil in einem zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeug verwendet zu werden. Die vorgestellte Energiewandelvorrichtung ist ausgelegt, in jegliche Elektrofahrzeuge angeordnet beziehungsweise integriert zu werden. Auch ist die Energiewandelvorrichtung geeignet, in alle elektrifizierte Fahrzeuge eingebaut zu werden, insbesondere in Personenkraftfahrzeuge, Lastkraftfahrzeuge und Busse jeglicher Art. Auch könnte diese vorgestellte Energiewandelvorrichtung außerhalb der Fahrzeugindustrie eingesetzt werden. Insofern ist die Energiewandelvorrichtung allgemein für den Einsatz einer Klimatisierung von Gegenständen oder Räumen beziehungsweis definierten Raumvolumen vorgesehen. Zum Beispiel könnte die Energiewandelvorrichtung in einem Kühlschrank jeglicher Art oder einer Gebäudeheizung eingesetzt werden. Auch eine Gebäudekühlung könnte mittels der Energiewandelvorrichtung zumindest teilweise bereitgestellt werden. Je nach individuellem Einsatzort können die Ausmaße und zu steuernden Effekte entsprechend dimensioniert sein und werden. Auch eine flexible Anpassung im Sinne eines Baukastenprinzips mit beispielsweise austauschbaren Komponenten ist vorstellbar und im Sinne des gewünschten Einsatzbereichs bereitstellbar.The energy conversion device presented can be integrated into any vehicle. In particular, the energy conversion device presented is suitable to be used with advantage in an at least partially electrically operated vehicle. The energy conversion device presented is designed to be arranged or integrated in any electric vehicle. The energy conversion device is also suitable for being installed in all electrified vehicles, in particular in passenger vehicles, trucks and buses of all types. This energy conversion device presented could also be used outside of the vehicle industry. In this respect, the energy conversion device is generally intended for the use of air conditioning of objects or rooms or defined room volumes. For example, the energy conversion device could be used in a refrigerator of any kind or a building heating system. A building cooling could also be provided at least partially by means of the energy conversion device. Depending on the individual location, the dimensions and the effects to be controlled can be and will be dimensioned accordingly. Flexible adaptation in the sense of a modular principle with, for example, interchangeable components is also conceivable and can be provided in terms of the desired area of application.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in the individual case.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

• 1 eine perspektivische, schematische Darstellung einer Energiewandelvorrichtu ng;
• 2 eine schematische Seitenansicht von einer Variante einer Energiewandelvorrichtu ng;
• 3 eine schematische Seitenansicht von einer Variante eines Drehelements;
• 4 eine schematische Funktionsskizze der Energiewandelvorrichtung von 1;
• 5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Energiewandelvorrichtu ng.

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

• 1 a perspective, schematic representation of an energy conversion device;
• 2 a schematic side view of a variant of an energy conversion device;
• 3rd a schematic side view of a variant of a rotary element;
• 4th a schematic functional sketch of the energy conversion device of FIG 1 ;
• 5 a schematic representation of a vehicle with an energy conversion device.

1 zeigt eine perspektivische, schematische Darstellung einer Energiewandelvorrichtung 10. Die Energiewandelvorrichtung 10 ist dabei mit einer Bewegungseinrichtung 12 dargestellt. Die Bewegungseinrichtung 12 weist dabei zwei drehbar gelagerte Wellenelemente 14 auf, wobei jeweilige Bewegungsrichtungspfeile 16 die Drehbewegung der Wellenelemente 14 andeuten. Die Wellenelemente 14 können beispielsweise mittels eines nicht näher dargestellten Motors, insbesondere eines Elektromotors, angetrieben werden. Die Wellenelemente 14 sind mittels eines ersten und eines zweiten Bewegungselements 18, 19 der Bewegungseinrichtung 12 so miteinander verbunden, dass eine jeweilige Bewegung dieser Wellenelemente 14 jeweils eine Bewegung bei dem anderen Wellenelement 14 bedingt. 1 shows a perspective, schematic representation of an energy conversion device 10 . The energy conversion device 10 is with a movement device 12th shown. The movement device 12th has two rotatably mounted shaft elements 14th with respective arrows indicating the direction of movement 16 the rotary motion of the shaft elements 14th imply. The wave elements 14th can be driven, for example, by means of a motor not shown in detail, in particular an electric motor. The wave elements 14th are by means of a first and a second moving element 18th , 19th the movement device 12th so interconnected that a respective movement of these shaft elements 14th one movement in each case with the other shaft element 14th conditionally.

Mit anderen Worten könnte in einer nicht dargestellten Weise ein Wellenelement 14 mittels einer ebenfalls nicht gezeigten Antriebsvorrichtung angetrieben werden und die resultierende Bewegung überträgt sich mittels der Bewegungselemente 18, 19 entsprechend auf das weitere Wellenelement 14. Die Bewegungselemente 18, 19 können beispielsweise ein Kette oder ein Riemen oder Ähnliches sein. An dem ersten Bewegungselement 18 sind Drehelemente 20 befestigt, wobei in 1 nur zwei stellvertretend für alle anderen nicht dargestellten Elemente dargestellt sind. Bezogen auf die Bildebene ist das linke Drehelement 20 in einer ersten Position 21 vor der Drehung und das rechte Drehelement 20 in einer zweiten Position 22 nach einer Drehung dargestellt. Die jeweiligen Drehungen können dabei in die jeweilige Drehrichtung fließend sein, sodass sich ein ständige Veränderungen der jeweiligen Orte der Komponenten einstellt. Mit anderen Worten sind in diesem Beispiel die Positionen 21, 22 lediglich eine Momentaufnahme. An den Drehelementen 20 sind jeweilige thermoelastische Elemente 24 angeordnet. Insbesondere sind die jeweiligen thermoelastischen Elemente 24 mit einem ersten Endbereich 26 an dem jeweiligen Drehelement 20 angeordnet. Mit ihren jeweiligen zweiten Endbereichen 28 sind sie an dem zweiten Bewegungselement 19 angeordnet. Mit anderen Worten sind die jeweiligen thermoelastischen Elemente 24 in Längsrichtung zwischen den zwei Bewegungselementen 18, 19 angeordnet, wobei eine funktionelle Verbindung zu dem ersten Bewegungselement 18 über das jeweilige Drehelement 20 realisiert ist. Die 1 zeigt nur anhand der zwei dargestellten Drehelemente 20 die Funktionsweise. Jedes gezeigte thermoelastische Elemente 24 ist somit gleichermaßen zwischen den zwei Bewegungselementen 18, 19 angeordnet, wobei in dieser 1 noch eine entsprechende Auslenkvorrichtung fehlt, welche den Drehmechanismus in die beiden Drehrichtungen auslöst. An dieser Stelle sei auf die 2 verwiesen, welche diese Details der Erfindung darstellt. Die thermoelastischen Elemente 24 sind dabei in der ersten Position 21 in einer Ausgangslage in einem entspannten Zustand und in der zweiten Position 22 in einem partiell verformten Zustand, sodass ein thermoelastischer Effekt benutzerdefiniert einstellbar ist. Wie bereits erwähnt, stellen diese Positionen 21, 22 eine jeweilige Momentaufnahme dar. Die jeweiligen thermoelastischen Elemente 24 können beispielsweise in Form von Drahtpaketen vorgesehen sein, wobei jedes Drahtpaket zumindest einen Draht umfasst. Das erste Bewegungselement 18, welches über die Wellenelemente 14 angetrieben wird, bewegt sowohl direkt die zwei Bewegungselemente 18, 19 und die jeweiligen Drehelemente 20 als auch die jeweiligen thermoelastischen Elemente 24. Die jeweiligen Drehelemente 20 sind drehbar mittels jeweiliger im Wesentlichen zentraler Drehachsen 30 an dem ersten Bewegungselement 18 angeordnet. Die Wellenelemente 14 sind jeweils an Seitenbereichen der Bewegungseinrichtung 12 vorgesehen, wobei ein erster Richtungspfeil 32 eine erste Richtung anzeigt und ein zweiter Richtungspfeil 33 eine zweite Richtung anzeigt. Die jeweiligen Positionen der Wellenelemente 14 können auch als Umkehrpunktbereiche bezeichnet werden, da in diesem Bereich jeweils ein Richtungswechsel der umlaufend vorgesehenen Elemente 24 stattfindet. Die Bewegungseinrichtung 12 mit den zuvor erläuterten Komponenten ist zudem in einem Gehäuse 34 dargestellt. Das Gehäuse 34 ist lediglich schematisch dargestellt und könnte in weiteren nicht dargestellten Varianten jegliche andere Form aufweisen. Insbesondere könnte das Gehäuse 34 nicht näher dargestellte Mittel aufweisen, welche beispielsweise die Bewegungseinrichtung 12 und die weiteren Komponenten in dem Gehäuse 34 zumindest teilweise derart anordnen, sodass eine jeweilige Funktion dabei unterstützt wird.In other words, a shaft element could in a manner not shown 14th are driven by means of a drive device, also not shown, and the resulting movement is transmitted by means of the movement elements 18th , 19th accordingly on the further shaft element 14th . The movement elements 18th , 19th can for example be a chain or a belt or the like. On the first moving element 18th are rotating elements 20th attached, with in 1 only two are shown as representative of all other elements not shown. The left rotary element is related to the image plane 20th in a first position 21 in front of the rotation and the right rotating element 20th in a second position 22nd shown after rotation. The respective rotations can be flowing in the respective direction of rotation, so that a constant change occurs in the respective locations of the components. In other words, in this example are the positions 21 , 22nd just a snapshot. On the rotating elements 20th are respective thermoelastic elements 24 arranged. In particular, the respective thermoelastic elements 24 with a first end region 26th on the respective rotary element 20th arranged. With their respective second end areas 28 they are on the second moving element 19th arranged. In other words, the respective thermoelastic elements 24 in the longitudinal direction between the two moving elements 18th , 19th arranged, with a functional connection to the first movement element 18th via the respective rotary element 20th is realized. The 1 shows only on the basis of the two rotating elements shown 20th the way it works. Each thermoelastic element shown 24 is thus equally between the two moving elements 18th , 19th arranged, in this 1 a corresponding deflection device is still missing, which triggers the rotating mechanism in both directions of rotation. At this point be on the 2 which sets forth these details of the invention. The thermoelastic elements 24 are in the first position 21 in a starting position in a relaxed state and in the second position 22nd in a partially deformed state, so that a thermoelastic effect can be set in a user-defined manner. As mentioned earlier, these positions represent 21 , 22nd represent a respective snapshot. The respective thermoelastic elements 24 can for example be provided in the form of wire packages, each wire package comprising at least one wire. The first movement element 18th which is about the shaft elements 14th is driven, both moves the two moving elements directly 18th , 19th and the respective rotating elements 20th as well as the respective thermoelastic elements 24 . The respective rotating elements 20th are rotatable by means of respective essentially central axes of rotation 30th on the first moving element 18th arranged. The wave elements 14th are each on the side areas of the movement device 12th provided, with a first directional arrow 32 indicating a first direction and a second directional arrow 33 indicates a second direction. The respective positions of the shaft elements 14th can also be referred to as reversal point areas, since in this area there is a change in direction of the elements provided all around 24 takes place. The movement device 12th with the components explained above is also in one housing 34 shown. The case 34 is only shown schematically and could have any other shape in further variants not shown. In particular, the housing 34 have means, not shown in detail, which, for example, the movement device 12th and the other components in the housing 34 Arrange at least partially in such a way that a respective function is supported.

2 zeigt eine schematische Seitenansicht von einer Variante einer Energiewandelvorrichtung 10. In dieser stark vereinfachten 2 sind die zwei Bewegungselemente 18, 19 lediglich als jeweilige bezogen auf die Bildebene senkrecht zueinander parallel ausgerichtete Striche dargestellt. Es könnten beispielsweise, wie bereits erwähnt, entsprechende Antriebsketten sein. Diese Bewegungselemente 18, 19 sind dabei Bestandteile von einer Bewegungseinrichtung 12. An dem ersten Bewegungselement 18 ist bezogen auf die Bildebene links ein Drehelement 20 in einer ersten Position 21 dargestellt. Das Drehelement 20 ist beispielsweise in einer im Wesentlichen dreieckigen Form dargestellt, wobei eine Drehachse 30 im Wesentlichen zentral angeordnet ist. Das gleiche Drehelement 20 ist in der 2 in jeweiligen aufeinanderfolgenden Zuständen dargestellt, wobei jeweilige Nummern eins bis fünf an den dargestellten Drehelementen 20 einen jeweiligen Zustand kennzeichnen. 2 shows a schematic side view of a variant of an energy conversion device 10 . In this oversimplified 2 are the two elements of movement 18th , 19th shown only as lines aligned perpendicular to one another in relation to the image plane. For example, as already mentioned, it could be corresponding drive chains. These movement elements 18th , 19th are components of a movement device 12th . On the first moving element 18th is a rotating element in relation to the image plane on the left 20th in a first position 21 shown. The rotating element 20th is shown, for example, in a substantially triangular shape, with an axis of rotation 30th is arranged essentially centrally. The same rotary element 20th is in the 2 in respective successive states shown, with respective numbers one to five on the rotating elements shown 20th mark a respective state.

An dem Drehelement 20 ist ein thermoelastisches Element 24 mit einem ersten Endbereich 26 angeordnet. Der zweite Endbereich 28 des thermoelastischen Elements 24 ist an dem zweiten Bewegungselement 19 angeordnet. Bewegungspfeile 41 deuten in dieser 2 jeweilige Bewegungsrichtungen an. Auf dem Drehelement 20 sind zwei Auslenkelemente 36, 38 angeordnet. Dabei sind die zwei Auslenkelemente 36, 38 auf gegenüberliegenden Außenbereichen des Drehelementes 20 angeordnet. Diese zwei Auslenkelemente 36, 38 können beispielsweise in Form von Pins hervorstehend an dem Drehelement 20 mittels jeglicher Befestigungskonzepte angeordnet sein. Auch können sie stofflich eine Einheit mit dem Drehelement 20 darstellen. In dem Zustand mit der Nummer zwei trifft das erste Auslenkelement 36 auf eine erste Auslenkvorrichtung 40, sodass das Drehelement 20 entsprechend in einer ersten Drehbewegung gedreht wird, wodurch das thermoelastische Element 24 sich beginnt zu dehnen. In dem Zustand mit der Nummer drei ist dieser Vorgang schon weit fortgeschritten und das erste Auslenkelement 36 verlässt den Wirkungsbereich von der ersten Auslenkvorrichtung 40. Mit fortlaufender Bewegung nach rechts, bezogen auf die Bildebene, trifft das zweite Auslenkelement 38 auf eine zweite Auslenkvorrichtung 42. Dieser Zustand ist mit der Nummer vier gekennzeichnet. Folglich wird das Drehelement 20 in entgegengesetzter Drehrichtung zur ersten Drehrichtung zurückgedreht, wobei sich das thermoelastische Element 24 anfängt zu entspannen beziehungsweise fließend in den Ausgangszustand, welcher mit der Nummer eins gekennzeichnet ist, zurückgeführt wird. Anschließend kann während der umlaufenden Bewegung ein erneuter Zyklus mit weiteren platzierten Auslenkvorrichtungen starten oder erst bei der nächsten Runde erfolgt eine entsprechende Wiederholung.On the rotating element 20th is a thermoelastic element 24 with a first end region 26th arranged. The second end area 28 of the thermoelastic element 24 is on the second moving element 19th arranged. Movement arrows 41 interpret in this 2 respective directions of movement. On the rotating element 20th are two deflection elements 36 , 38 arranged. There are two deflection elements 36 , 38 on opposite outer areas of the rotary element 20th arranged. These two deflection elements 36 , 38 can for example in the form of pins protruding on the rotating element 20th be arranged by means of any fastening concepts. They can also materially form a unit with the rotating element 20th represent. In the state with the number two, the first deflection element hits 36 on a first deflection device 40 so that the rotating element 20th is rotated accordingly in a first rotational movement, whereby the thermoelastic element 24 begins to stretch. In the state with the number three, this process is already well advanced and the first deflection element 36 leaves the area of action of the first deflection device 40 . With continuous movement to the right, based on the image plane, the second deflection element hits 38 on a second deflection device 42 . This condition is marked with the number four. Consequently, the rotating element becomes 20th rotated back in the opposite direction of rotation to the first direction of rotation, whereby the thermoelastic element 24 begins to relax or is fluidly returned to the initial state, which is marked with the number one. Subsequently, a new cycle with further positioned deflection devices can start during the revolving movement or a corresponding repetition only takes place during the next round.

3 zeigt eine schematische Seitenansicht von einer Variante eines Drehelements 20. 3rd shows a schematic side view of a variant of a rotary element 20th .

Dabei ist eine Außengeometrie 44 des Drehelements 20 derart vorgesehen, sodass diese die Funktion eines Auslenkelements aufweist. An dem Drehelement 20 ist ein thermoelastisches Element 24 mit einem ersten Endbereich 26 angeordnet, wobei der gegenüberliegende zweite Endbereich 28 an einem zweiten Bewegungselement 19 befestigt ist. Die Außengeometrie 44 ist in der 3 dabei als separates Bauteil vorgesehen, welche auf dem Drehelement 20 fest angeordnet ist und sich somit ebenfalls mit dreht, wenn sich das Drehelement 20 um eine dargestellte Drehachse 30 dreht. Eine Grundform des Drehelements 20 ist hier als Scheibe dargestellt mit der im Wesentlichen zentralen Drehachse 30. Es sind andere Grundformen vorstellbar. Auch ist vorstellbar, dass anstelle eines separaten Bauteils die Außengeometrie 44 stofflich mit dem Drehelement 20 eine Einheit bildet. Auch könnte dann vorgesehen sein, dass die Außengeometrie 44 mit einer dafür angepassten Grundform des Drehelements 20 identisch ist. In der 3 befindet sich das Drehelement 20 in einer zweiten Position 22, wobei das thermoelastische Element 24 entsprechend gedehnt ist. Zuvor ist ein erster Teilabschnitt 46 von der Außengeometrie 44 auf eine erste Auslenkvorrichtung 40 gestoßen. Der erste Teilabschnitt 46 ist dabei leicht schräg ausgebildet, sodass über eine Interaktion mit der ersten Auslenkvorrichtung 40 das Drehelement 20 bezogen auf die Bildebene nach oben gedrückt wird und sich dabei leicht im Uhrzeigersinn verdreht. Aufgrund einer allgemeinen Vorwärtsrichtung im Sinne des gezeigten Richtungspfeils 32 wird das Drehelement 20 schließlich in den gezeigten Zustand bewegt, wobei die erste Auslenkvorrichtung 40 nunmehr einen Hauptabschnitt 48 von der Außengeometrie 44 erreicht, welcher ausgelegt ist, die Verformung des thermoelastischen Elements 24 während einer Interkation mit der Auslenkvorrichtung 40 konstant zu halten. Ein zweiter Teilabschnitt 50 stoppt diesen Zustand und schlägt zunächst an die Auslenkvorrichtung 40, um so eine Rückführung des Drehelements 20 und eine Entspannung des thermoelastischen Elements 24 herbeizuführen.There is an outer geometry 44 of the rotating element 20th provided in such a way that it has the function of a deflection element. On the rotating element 20th is a thermoelastic element 24 with a first end region 26th arranged, the opposite second end region 28 on a second moving element 19th is attached. The external geometry 44 is in the 3rd provided as a separate component, which is on the rotary element 20th is fixed and thus also rotates when the rotary element rotates 20th around an axis of rotation shown 30th turns. A basic form of the rotating element 20th is shown here as a disk with the essentially central axis of rotation 30th . Other basic forms are conceivable. It is also conceivable that, instead of a separate component, the external geometry 44 materially with the rotating element 20th forms a unit. It could then also be provided that the external geometry 44 with an adapted basic shape of the rotary element 20th is identical. In the 3rd is the rotary element 20th in a second position 22nd , wherein the thermoelastic element 24 is stretched accordingly. Before that is a first section 46 from the external geometry 44 on a first deflection device 40 encountered. The first part 46 is designed to be slightly inclined, so that it interacts with the first deflection device 40 the rotating element 20th is pressed upwards in relation to the image plane and is twisted slightly clockwise in the process. Due to a general forward direction in the sense of the direction arrow shown 32 becomes the rotating element 20th finally moved into the state shown, the first deflection device 40 now a main section 48 from the external geometry 44 achieved, which is designed, the deformation of the thermoelastic element 24 during an interaction with the deflecting device 40 keep constant. A second section 50 stops this state and first hits the deflection device 40 so as to return the rotary element 20th and relaxation of the thermoelastic element 24 bring about.

4 zeigt eine schematische Funktionsskizze der Energiewandelvorrichtung 10 von 1. Dabei ist die Energiewandelvorrichtung 10 in einer Draufsicht dargestellt, wobei stark vereinfacht lediglich das Gehäuse 34 dargestellt ist. Das Gehäuse 34 weist zudem ein Trennelement 52 auf, welches im Wesentlichen mittig des Gehäuses 34 lediglich als Strich dargestellt ist. Es sind jegliche Varianten von verschiedenen Formen des Gehäuses 34 und des Trennelementes 52 vorstellbar. Das Trennelement 52 kann beispielsweise eine dichtende Funktion beziehungsweise eine abdichtende Funktion aufweisen. Insbesondere könnten beispielsweise Bestandteile des Gehäuses 34 selbst derart vorgesehen sein, sodass somit das Trennelement 52 oder sogar mehrere Trennelemente 52 bereitgestellt werden. Die Richtungspfeile 32, 33 sind ebenfalls gemäß 1 in der gezeigten 4 dargestellt, sodass somit die Funktionsweisen der nicht näher dargestellten Komponenten der Energiewandelvorrichtung 10 angedeutet sind. In einem ersten Einlassbereich 54 des Gehäuses 34 kann zumindest eine Öffnung vorgesehen sein, durch welche Luft in das Innere des Gehäuses 34 strömen kann und an einem ersten Auslassbereich 56 des Gehäuses 34 aus diesem wiederum ausströmen kann. Ein erster Luftstrompfeil 58 zeigt den Weg an, welchen diese Luft vollzieht, wobei sich die Luft aufgrund des elastothermischen Effekts, welcher sich während des Betreibens der Energiewandelvorrichtung 10 einstellt, in diesem ersten Volumenbereich 60 des Gehäuses 34 während des Weges beziehungsweise während des Durchströmens erwärmt. Getrennt durch das Trennelement 52 ist ein zweiter Volumenbereich 62 des Gehäuses 34 zu erkennen. In einem zweiten Einlassbereich 64 des Gehäuses 34 kann zumindest eine Öffnung vorgesehen sein, durch welche Luft in das Innere des Gehäuses 34 strömen kann und an einem zweiten Auslassbereich 66 des Gehäuses 34 aus diesem wiederum ausströmen kann. Ein zweiter Luftstrompfeil 68 zeigt den Weg an, welchen diese Luft vollzieht. Während dieses Weges beziehungsweise während der Durchströmung von Luft entlang des zweiten Luftstrompfeils 68 kann Wärme von der Luft an die Komponenten, beispielsweise die thermoelastischen Elemente 24, abgegeben werden. 4th shows a schematic functional sketch of the energy conversion device 10 of 1 . Here is the energy conversion device 10 shown in a plan view, with greatly simplified only the housing 34 is shown. The case 34 also has a separating element 52 on, which is essentially in the middle of the housing 34 is shown only as a line. There are all variants of different forms of the housing 34 and the separating element 52 imaginable. The separator 52 can for example have a sealing function or a sealing function. In particular, components of the housing could, for example 34 itself be provided in such a way that thus the separating element 52 or even several dividers 52 to be provided. The direction arrows 32 , 33 are also in accordance with 1 in the shown 4th shown, so that the modes of operation of the components of the energy conversion device, not shown in detail 10 are indicated. In a first inlet area 54 of the housing 34 At least one opening can be provided through which air into the interior of the housing 34 can flow and at a first outlet area 56 of the housing 34 can flow out of this in turn. A first air flow arrow 58 indicates the path that this air takes, the air moving due to the elastothermal effect that occurs during operation of the Energy conversion device 10 adjusts in this first volume range 60 of the housing 34 heated during the way or while flowing through. Separated by the separator 52 is a second volume area 62 of the housing 34 to recognize. In a second inlet area 64 of the housing 34 At least one opening can be provided through which air into the interior of the housing 34 can flow and at a second outlet area 66 of the housing 34 can flow out of this in turn. A second airflow arrow 68 indicates the path that this air takes. During this path or during the flow of air along the second air flow arrow 68 can heat from the air to the components, for example the thermoelastic elements 24 , be submitted.

5 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 70 mit einer Energiewandelvorrichtung 10. 5 shows a schematic representation of a vehicle 70 with an energy conversion device 10 .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010

EnergiewandelvorrichtungEnergy conversion device

1212th

BewegungseinrichtungMovement device

1414th

WellenelementWave element

1616

BewegungsrichtungspfeilDirection of movement arrow

1818th

erstes Bewegungselementfirst moving element

1919th

zweites Bewegungselementsecond movement element

2020th

DrehelementRotary element

2121

erste Positionfirst position

2222nd

zweite Positionsecond position

2424

thermoelastischen Elementethermoelastic elements

2626th

erster Endbereichfirst end area

2828

zweiter Endbereichsecond end area

3030th

DrehachseAxis of rotation

3232

erster Richtungspfeilfirst direction arrow

3333

zweiter Richtungspfeilsecond direction arrow

3434

Gehäusecasing

3636

erstes Auslenkelementfirst deflection element

3838

zweites Auslenkelementsecond deflection element

4040

erste Auslenkvorrichtungfirst deflection device

4141

BewegungspfeilMovement arrow

4242

zweite Auslenkvorrichtungsecond deflection device

4444

AußengeometrieExternal geometry

4646

erster Teilabschnittfirst section

4848

HauptabschnittMain section

5050

zweiter Teilabschnittsecond section

5252

TrennelementSeparator

5454

erster Einlassbereichfirst entry area

5656

erster Auslassbereichfirst outlet area

5858

erster Luftstrompfeilfirst airflow arrow

6060

ersten Volumenbereichfirst volume area

6262

zweiter Volumenbereichsecond volume area

6464

zweiten Einlassbereichsecond inlet area

6666

zweiten Auslassbereichsecond outlet area

6868

zweiter Luftstrompfeilsecond air flow arrow

7070

Fahrzeugvehicle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• DE 102016118776 A1 [0004]DE 102016118776 A1 [0004]
• US 2012273158 A1 [0005]US 2012273158 A1 [0005]
• US 2016084544 [0006]US 2016084544 [0006]
• US 2017138648 [0007]US 2017138648 [0007]

Claims (10)

Energiewandelvorrichtung (10) für den Einsatz in einem Fahrzeug (70) umfassend eine Bewegungseinrichtung (12) mit zwei senkrecht gegenüberliegenden und parallel zueinander angeordneten Bewegungselementen (18, 19) und zumindest einem drehbar an dem ersten Bewegungselement (18) angeordneten Drehelement (20) mit einer dafür vorgesehenen im Wesentlichen zentral angeordneten Drehachse (30), wobei das zumindest eine Drehelement (20) mittels der Bewegungseinrichtung (12) umlaufend in wenigstens zwei Richtungen bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zumindest einen Drehelement (20) jeweils ein thermoelastisches Element (24) mittels eines ersten Endbereichs (26) dieses jeweiligen Elements (24) angeordnet ist und dieses jeweilige Element (24) mittels eines zweiten Endbereichs (28), welches gegenüberliegend des ersten Endbereichs (26) vorgesehen ist, an dem zweiten Bewegungselement (19) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Drehelement (20) mittels wenigstens einer reversibel entlang des ersten Bewegungselements (18) und unabhängig von diesem angeordneten Auslenkvorrichtung, welche dabei mit wenigstens einem Auslenkelement des Drehelements (20) interagiert, während der umlaufenden Bewegung in wenigstens zwei Positionen bewegbar ist, sodass das jeweilige thermoelastische Element (24) partiell verformbar ist und aufgrund der jeweiligen Verformung ein thermoelastischer Effekt benutzerdefiniert einstellbar ist.Energy conversion device (10) for use in a vehicle (70) comprising a movement device (12) with two perpendicularly opposite movement elements (18, 19) arranged parallel to one another and at least one rotary element (20) arranged rotatably on the first movement element (18) an essentially centrally arranged axis of rotation (30) provided for this purpose, the at least one rotary element (20) being movable circumferentially in at least two directions by means of the movement device (12), characterized in that on each of the at least one rotary element (20) a thermoelastic element (24) is arranged by means of a first end region (26) of this respective element (24) and this respective element (24) is arranged on the second movement element (19) by means of a second end region (28) which is provided opposite the first end region (26) ) is arranged, wherein the at least one rotary element (20) by means of at least one reversible entl ang of the first movement element (18) and independently of this arranged deflection device, which interacts with at least one deflection element of the rotary element (20), is movable in at least two positions during the circumferential movement, so that the respective thermoelastic element (24) is partially deformable and a thermoelastic effect can be set in a user-defined manner due to the respective deformation. Energiewandelvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Drehelement (20) zwei auf gegenüberliegenden Außenbereichen des Drehelements (20) angeordnete Auslenkelemente (36, 38) aufweist und die Energiewandelvorrichtung (10) zudem zwei reversibel entlang des ersten Bewegungselements (18) und unabhängig von diesem angeordnete Auslenkvorrichtungen (40, 42) umfasst, sodass mittels des ersten Auslenkelements (36) in Interaktion mit der ersten Auslenkvorrichtung (40) das wenigstens eine Drehelement (20) in einer ersten Drehrichtung bewegbar ist und sodass anschließend mittels des zweiten Auslenkelements (38) in Interaktion mit der zweiten Auslenkvorrichtung (42) das wenigstens eine Drehelement (20) in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweiten Drehrichtung bewegbar ist, wobei während der ersten Drehrichtung das jeweilige thermoelastische Element (24) in einen partiell verformten Zustand veränderbar ist und während der zweiten Position in einen entspannten Zustand rückführbar ist, sodass ein thermoelastischer Effekt benutzerdefiniert einstellbar ist.Energy conversion device (10) according to Claim 1 , wherein the at least one rotary element (20) has two deflection elements (36, 38) arranged on opposite outer regions of the rotary element (20) and the energy conversion device (10) also has two deflection devices (40) arranged reversibly along the first movement element (18) and independently of this , 42), so that by means of the first deflection element (36) in interaction with the first deflection device (40) the at least one rotary element (20) can be moved in a first direction of rotation and so that subsequently by means of the second deflection element (38) in interaction with the second Deflection device (42) the at least one rotary element (20) can be moved in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, the respective thermoelastic element (24) being changeable to a partially deformed state during the first direction of rotation and to a relaxed state during the second position is traceable, so that a thermoelastic Effect is user-adjustable. Energiewandelvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die erste Auslenkvorrichtung (40) ausgelegt ist, das Drehelement (20) über die Interkation mit dem ersten Auslenkelement (36) von einer Ausgangsposition in eine stabile Ausrichtungsposition zu drehen, sodass das Drehelement (20) während der umlaufenden Bewegung erst mittels der zweiten Auslenkvorrichtung (42) über die Interkation mit dem zweiten Auslenkelement (38) in die Ausgangsposition rückführbar ist.Energy conversion device (10) according to Claim 2 , wherein the first deflection device (40) is designed to rotate the rotary element (20) via the interaction with the first deflection element (36) from a starting position into a stable alignment position, so that the rotary element (20) during the revolving movement only by means of the second The deflection device (42) can be returned to the starting position via the interaction with the second deflection element (38). Energiewandelvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Auslenkelement in Form einer Außengeometrie (44) des Drehelements (20) vorgesehen ist, welche mit der wenigstens einen reversibel entlang des ersten Bewegungselements (18) und unabhängig von diesem angeordneten Auslenkvorrichtung (40) interagiert, sodass das jeweilige thermoelastische Element (24) partiell verformbar ist und aufgrund der jeweiligen Verformung ein thermoelastischer Effekt benutzerdefiniert einstellbar ist, wobei die Außengeometrie (44) einen Hauptabschnitt (48) aufweist, welcher ausgelegt ist, die Verformung des thermoelastischen Elements (24) während einer Interkation der Auslenkvorrichtung (40) mit diesem Hauptabschnitt (24) konstant zu halten.Energy conversion device (10) according to Claim 1 , wherein the deflection element is provided in the form of an outer geometry (44) of the rotary element (20) which interacts with the at least one deflection device (40) arranged reversibly along the first movement element (18) and independently of this, so that the respective thermoelastic element (24 ) is partially deformable and due to the respective deformation a thermoelastic effect can be set in a user-defined manner, the outer geometry (44) having a main section (48) which is designed to accommodate the deformation of the thermoelastic element (24) during an interaction of the deflection device (40) to keep this main section (24) constant. Energiewandelvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bewegungseinrichtung (12) zumindest zwei drehbar gelagerte Wellenelemente (14) umfasst, welche an gegenüberliegenden Seitenbereichen der Bewegungseinrichtung angeordnet sind und ausgelegt sind, das zumindest eine Drehelement (20) mittels der zwei umlaufenden Bewegungselemente der Bewegungseinrichtung (12) in die wenigstens zwei Richtungen zu bewegen.Energy conversion device (10) according to one of the preceding claims, wherein the movement device (12) comprises at least two rotatably mounted shaft elements (14) which are arranged on opposite side regions of the movement device and are designed, the at least one rotary element (20) by means of the two rotating movement elements to move the moving device (12) in the at least two directions. Energiewandelvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine thermoelastische Element (24) zumindest teilweise ein thermoelastisches Material und/oder ein Formgedächtnislegierungselement umfasst.Energy conversion device (10) according to one of the preceding claims, wherein the at least one thermoelastic element (24) at least partially comprises a thermoelastic material and / or a shape memory alloy element. Energiewandelvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das thermoelastische Element (24) in Form eines Drahtpakets vorgesehen ist, wobei das Drahtpaket zumindest einen Draht umfasst, wobei der Draht zumindest teilweise ein thermoelastisches Material und/oder ein Formgedächtnislegierungselement umfasst.Energy conversion device (10) according to one of the preceding claims, wherein the thermoelastic element (24) is provided in the form of a wire package, wherein the wire package comprises at least one wire, wherein the wire at least partially comprises a thermoelastic material and / or a shape memory alloy element. Energiewandelvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bewegungseinrichtung (12) in einem Gehäuse (34) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (34) zumindest ein Trennelement (52) aufweist, welches derart angeordnet ist, sodass wenigstens zwei Volumenbereiche (60, 62) gemäß der wenigstens zwei Richtungen der Bewegungsrichtung in dem Gehäuse (34) definierbar sind.Energy conversion device (10) according to one of the preceding claims, wherein the movement device (12) is arranged in a housing (34), the housing (34) having at least one separating element (52) which is arranged such that at least two volume areas (60 , 62) can be defined according to the at least two directions of the direction of movement in the housing (34). Energiewandelvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei jeder der wenigstens zwei Volumenbereiche (60, 62) jeweils einen eigenen Einlassbereich (54, 64) und einen eigenen Auslassbereich (56, 66) aufweist, so dass ein einströmendes Fluid, insbesondere Luft, je nach Zustand gemäß dem benutzerdefinierten elastothermischen Effekt entweder Wärme aufnehmen oder Wärme abgeben kann.Energy conversion device (10) according to one of the preceding claims, wherein each of the at least two volume areas (60, 62) has its own inlet area (54, 64) and its own Having outlet region (56, 66), so that an inflowing fluid, in particular air, depending on the state according to the user-defined elastothermal effect, can either absorb heat or give off heat. Fahrzeug (70) umfassend zumindest eine Energiewandelvorrichtung (10) gemäß den Ansprüchen 1 bis 9.Vehicle (70) comprising at least one energy conversion device (10) according to FIGS Claims 1 to 9 .

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