DE102019206567A1 - Device for generating electrical energy from vibration energy and use therefor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Erzeugen von elektrischer Energie aus Schwingungsenergie, aufweisend eine Basis (12); eine an der Basis (12) angeordnete Spule (14); einen an der Basis (12) beweglich angeordneten Magneten (16); eine Vorbelastungseinrichtung (18) für den Magneten (16); einen Gleichrichter (22) mit einem Eingang (22-1) und einem Ausgang (22-2), wobei der Eingang (22-1) des Gleichrichters (22) mit der Spule (14) verbunden ist und bei einer Bewegung des Magneten (16) entlang einer Längsachse (A) der Basis (12) mit einer in der Spule (14) induzierten elektrischen Spannung beaufschlagt wird, und wobei am Ausgang (22-2) des Gleichrichters (22) eine entsprechende Gleichspannung bereitgestellt wird; und einen mit dem Ausgang (22-2) des Gleichrichters (22) verbundenen elektrischen Energiespeicher (24). Ferner weist die Vorrichtung (10) eine am Eingang (22-1) des Gleichrichters (22) angeordnete, mit der induzierten Spannung beaufschlagte, oder eine am Ausgang (22-2) des Gleichrichters (22) angeordnete, mit der Gleichspannung beaufschlagte Einrichtung (30) auf, deren differentieller elektrischer Widerstand derart von einer daran anliegenden Spannung abhängt, dass dieser zumindest für eine überhalb einer vorbestimmten Schwelle anliegende Spannung mit zunehmender anliegender Spannung kleiner wird.The invention relates to a device (10) for generating electrical energy from vibration energy, having a base (12); a coil (14) disposed on the base (12); a magnet (16) movably arranged on the base (12); a preload means (18) for the magnet (16); a rectifier (22) with an input (22-1) and an output (22-2), the input (22-1) of the rectifier (22) being connected to the coil (14) and when the magnet is moved ( 16) an electrical voltage induced in the coil (14) is applied along a longitudinal axis (A) of the base (12), and a corresponding DC voltage is provided at the output (22-2) of the rectifier (22); and an electrical energy store (24) connected to the output (22-2) of the rectifier (22). The device (10) also has a device (22) arranged at the input (22-1) of the rectifier (22) and charged with the induced voltage, or a device (22-2) arranged at the output (22-2) of the rectifier (22) and charged with the direct voltage ( 30), the differential electrical resistance of which depends on an applied voltage in such a way that it becomes smaller with increasing applied voltage, at least for a voltage applied above a predetermined threshold.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie aus Schwingungsenergie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung einer derartigen Vorrichtung.The present invention relates to a device for generating electrical energy from vibration energy according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a use of such a device.

Eine derartige Energieerzeugungsvorrichtung ist beispielsweise aus der Veröffentlichung EP 2 493 706 B1 bekannt.Such a power generation device is for example from the publication EP 2 493 706 B1 known.

Diese bekannte Vorrichtung weist ein rohrförmiges Gehäuse mit einer Längsachse auf, die von einem ersten Ende des Gehäuses zu einem gegenüberliegenden zweiten Ende des Gehäuses verläuft. Auf der Außenseite des Gehäuses ist, ortsfest und koaxial zur Längsachse, eine elektrische Wicklung (Spule) angeordnet. Im Inneren des Gehäuses ist entlang der Längsachse des Gehäuses zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende beweglich ein Magnet angeordnet. Der Magnet wird mit wenigstens an einem der beiden Enden angeordneten, Kraft erzeugenden Elementen von dem bzw. den betreffenden Enden weg vorbelastet.This known device has a tubular housing with a longitudinal axis which extends from a first end of the housing to an opposite second end of the housing. An electrical winding (coil) is arranged on the outside of the housing, stationary and coaxial to the longitudinal axis. Inside the housing, a magnet is movably arranged along the longitudinal axis of the housing between the first end and the second end. The magnet is preloaded away from the respective end or ends with force-generating elements arranged at at least one of the two ends.

Gemäß dieses Stands der Technik ist eine Verwendung der Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie in einem Reifen eines Fahrzeuges vorgesehen.According to this prior art, use of the device for generating electrical energy in a tire of a vehicle is provided.

Zu diesem Zweck kann die Vorrichtung beispielweise mit in Radialrichtung des Reifens orientierter Längsachse im Reifen befestigt werden, so dass während der Fahrt des Fahrzeuges am Befestigungsort der Vorrichtung auftretende Beschleunigungen aufgrund der Trägheit des Magneten entsprechende Relativbewegungen zwischen dem Magneten und der Spule bewirken, was wiederum dazu führt, dass in der Spule eine zur Erzeugung elektrischer Energie nutzbare elektrische Spannung induziert wird. Die Veröffentlichung EP 2 493 706 B1 schlägt in diesem Zusammenhang vor, eine Dioden-Gleichrichterbrücke zum Umwandeln eines Wechselstroms in einen Gleichstrom sowie einen Kondensator zum Speichern der elektrischen Energie einzusetzen.For this purpose, the device can be fastened in the tire, for example, with the longitudinal axis oriented in the radial direction of the tire, so that accelerations occurring during the journey of the vehicle at the fastening location of the device due to the inertia of the magnet cause corresponding relative movements between the magnet and the coil, which in turn does so leads to an electrical voltage that can be used to generate electrical energy being induced in the coil. The publication EP 2 493 706 B1 proposes in this context to use a diode rectifier bridge to convert an alternating current into a direct current and a capacitor to store the electrical energy.

Mittels des bzw. der Kraft erzeugenden Elemente kann vorteilhaft ein Arbeitspunkt der Vorrichtung hinsichtlich trägheitsbedingter Schwingungsbewegungen des Magneten eingestellt werden, wobei eine Charakteristik einer derartigen Vorbelastungseinrichtung den in Verwendungssituation der Vorrichtung zu erwartenden Schwingungen bzw. auf die Basis ausgeübten Beschleunigungskräften angepasst werden kann.By means of the force-generating element (s), an operating point of the device can advantageously be set with regard to inertia-induced oscillation movements of the magnet, with a characteristic of such a preloading device being able to be adapted to the vibrations to be expected in the situation in which the device is used or the acceleration forces exerted on the base.

Problematisch ist dies jedoch bei Verwendungen, in denen diese Schwingungen bzw. Beschleunigungen einen relativ großen Dynamikumfang besitzen. Die vorerwähnte Verwendung zum Erzeugen von elektrischer Energie in einem Reifen eines Fahrzeuges ist ein Beispiel einer solchen Verwendung.However, this is problematic in applications in which these vibrations or accelerations have a relatively large dynamic range. The aforementioned use for generating electrical energy in a tire of a vehicle is an example of such a use.

Bei sehr geringen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges, etwa beim Losfahren, schwankt die auf die Vorrichtung wirkende Beschleunigung etwa zwischen den Werten +1 g und -1 g, wobei „g“ die Erdbeschleunigung von 9,81 m/s² bezeichnet. Dieser gravitationsbedingten Schwankung wird eine von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Zentrifugalbeschleunigungskomponente überlagert, welche bereits bei relativ geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten von typischerweise etwa 5 km/h dominierend wird und deren Ausmaß bei mittleren bis hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten (z. B. größer als 60 km/h bzw. größer als 180 km/h) ohne weiteres mehr als 100 g bzw. mehr als 1000 g betragen kann, wobei bei variierender Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der somit variierenden Radumdrehungsgeschwindigkeit auch die Frequenz der Schwingung stark variiert. Ferner ist hinsichtlich der Dynamik der Schwingung zu berücksichtigen, dass der Befestigungsort der Vorrichtung im Reifen während der Fahrt des Fahrzeuges in etwa einer Zykloide folgt, so dass (anders als im Fall einer Kreisbewegung) die Radialbeschleunigung bei jedem Durchgang der Vorrichtung durch den Bereich der so genannten Reifenaufstandsfläche kurzzeitig sehr gering wird (theoretisch auf Null zurückgeht), wobei der genaue Verlauf der Radialbeschleunigung beim Durchgang durch die Reifenaufstandsfläche maßgeblich von den elastischen Eigenschaften des Reifenmaterials abhängt. Diese elastischen Eigenschaften führen beispielsweise zu noch weiteren Variationen der Radialbeschleunigung zu denjenigen Zeitpunkten, zu denen die Vorrichtung in die Reifenaufstandsfläche eintritt („am Boden aufschlägt“) und aus der Reifenaufstandsfläche wieder austritt („vom Boden abhebt“). Bei einer oder mehreren Fahrzeuggeschwindigkeiten kommt es in der Regel zu einer resonanzartigen Überhöhung einer schwingungsförmigen Bewegung des Magneten.At very low vehicle speeds, such as when driving off, the acceleration acting on the device fluctuates between the values +1 g and -1 g, where “g” denotes the acceleration due to gravity of 9.81 m / s ² . A centrifugal acceleration component which is dependent on the vehicle speed is superimposed on this gravitational fluctuation, which already becomes dominant at relatively low vehicle speeds of typically around 5 km / h and its extent at medium to high vehicle speeds (e.g. greater than 60 km / h or greater than 180 km / h) can easily be more than 100 g or more than 1000 g, with the frequency of the oscillation also varying greatly when the vehicle speed varies in accordance with the wheel rotation speed thus varying. Furthermore, with regard to the dynamics of the vibration, it must be taken into account that the fastening location of the device in the tire roughly follows a cycloid while the vehicle is moving, so that (unlike in the case of a circular movement) the radial acceleration occurs with each passage of the device through the area of the above The tire contact area mentioned above becomes very small for a short time (theoretically goes back to zero), the exact course of the radial acceleration when passing through the tire contact area depends largely on the elastic properties of the tire material. These elastic properties lead, for example, to even further variations in the radial acceleration at those times when the device enters the tire contact patch (“hits the ground”) and exits the tire contact patch again (“lifts off the ground”). At one or more vehicle speeds there is usually a resonance-like increase in an oscillatory movement of the magnet.

Wenn nun in diesem Verwendungsbeispiel einer Energieerzeugungseinrichtung die Vorbelastungseinrichtung für den beweglich angeordneten Magneten hinsichtlich der Charakteristik der Vorbelastung so ausgebildet wird, dass sich bei mittleren oder sogar bereits bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten eine gute Effizienz der Umwandlung von Schwingungsenergie in elektrische Energie ergibt (etwa um dem Umstand Rechnung zu tragen, dass das Fahrzeug möglicherweise längere Zeit nur relativ langsam gefahren wird), so führt dies insbesondere bei sehr hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten dazu, dass der Magnet bzw. eine den Magneten enthaltende bewegliche Magnetbaugruppe mit relativ großer Wucht gegen ein betreffendes Ende der Vorrichtungsbasis (z. B. Gehäuseenden) aufprallt. Dasselbe kann insbesondere auch dann passieren, wenn es zu einer resonanzartig überhöhten Magnetbewegung mit zu großer Amplitude kommt (wohingegen Resonanzen mit kleinerer Amplitude im Rahmen dieser Art von Energieerzeugung durchaus vorteilhaft sein können).If, in this example of use of an energy generating device, the preloading device for the movably arranged magnet is designed with regard to the characteristics of the preloading in such a way that the conversion of vibrational energy into electrical energy is good at medium or even low vehicle speeds (e.g. due to the fact to bear that the vehicle may only be driven relatively slowly for a long time), this leads to the magnet or a movable magnet assembly containing the magnet, particularly at very high vehicle speeds, against a relevant end of the device base (e.g. B. housing ends) impacts. The same can happen, in particular, if there is a resonance-like excessive magnet movement with too large an amplitude (whereas resonances with a smaller amplitude can be quite advantageous in the context of this type of energy generation).

Nachteiligerweise ist ein Aufprallen des Magneten der Langlebigkeit der Vorrichtung abträglich. Falls zur Gewährleistung einer solchen Langlebigkeit eine entsprechend robustere Konstruktion vorgesehen wird, so erhöht dies nachteiligerweise z. B. das Gewicht, den Materialaufwand und die Größe der Vorrichtung.Disadvantageously, the impact of the magnet is detrimental to the longevity of the device. If a correspondingly more robust construction is provided to ensure such a longevity, this disadvantageously increases z. B. the weight, the cost of materials and the size of the device.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erläuterte Problematik bei der Verwendung einer Energieerzeugungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu vermeiden oder zumindest abzumildern, um so insbesondere z. B. eine Energieerzeugungsvorrichtung bereitstellen zu können, die trotz einfach gehaltenem mechanischen Aufbau auch unter rauen Betriebsbedingungen eine vergleichsweise hohe Lebensdauer besitzt.It is an object of the present invention to avoid or at least mitigate the problems explained above when using an energy generating device of the type mentioned at the outset, so as to, in particular, e.g. B. to be able to provide a power generation device which, despite the simple mechanical structure, has a comparatively long service life even under rough operating conditions.

Bei einer Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie aus Schwingungsenergie, aufweisend

• - eine Basis mit einer von einem ersten Ende der Basis zu einem gegenüberliegenden zweiten Ende der Basis verlaufenden Längsachse,
• - eine an der Basis ortsfest angeordnete Spule,
• - einen an der Basis entlang deren Längsachse zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende beweglich angeordneten Magneten,
• - eine Vorbelastungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine den Magneten von dem ersten Ende weg in Richtung eines mittleren Bereichs entlang der Längsachse vorbelastende erste Vorbelastungskraft und/oder eine den Magneten von dem zweiten Ende der Basis weg in Richtung des mittleren Bereichs entlang der Längsachse vorbelastende zweite Vorbelastungskraft auf den Magneten auszuüben,
• - einen Gleichrichter mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang des Gleichrichters mit der Spule verbunden ist und bei einer Bewegung des Magneten entlang der Längsachse der Basis mit einer in der Spule induzierten elektrischen Spannung beaufschlagt wird, und wobei am Ausgang des Gleichrichters eine entsprechende Gleichspannung bereitgestellt wird,
• - einen mit dem Ausgang des Gleichrichters verbundenen und aus der Gleichspannung aufladbaren elektrischen Energiespeicher,

ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung ferner eine am Eingang des Gleichrichters angeordnete, mit der induzierten Spannung beaufschlagte, oder eine am Ausgang des Gleichrichters angeordnete, mit der Gleichspannung beaufschlagte (elektrische) Einrichtung aufweist, deren differentieller elektrischer Widerstand derart von einer daran anliegenden Spannung abhängt, dass dieser zumindest für eine überhalb einer vorbestimmten Schwelle anliegende Spannung mit zunehmender anliegender Spannung kleiner wird.In a device for generating electrical energy from vibration energy, having

• a base with a longitudinal axis extending from a first end of the base to an opposite second end of the base,
• - a stationary coil on the base,
• a magnet movably arranged on the base along its longitudinal axis between the first end and the second end,
• a preloading device which is designed to preload a first preloading force which preloads the magnet away from the first end in the direction of a central region along the longitudinal axis and / or a preloading force which preloads the magnet away from the second end of the base in the direction of the central region along the longitudinal axis apply a second preload force to the magnet,
• A rectifier having an input and an output, the input of the rectifier being connected to the coil and being acted upon by an electrical voltage induced in the coil when the magnet moves along the longitudinal axis of the base, and a corresponding voltage is applied to the output of the rectifier DC voltage is provided,
• - an electrical energy storage device connected to the output of the rectifier and chargeable from the DC voltage,

According to a first aspect of the invention, the device furthermore has an (electrical) device arranged at the input of the rectifier and applied with the induced voltage, or an (electrical) device arranged at the output of the rectifier and applied with the direct voltage, the differential electrical resistance of which of depends on a voltage applied thereto that this becomes smaller with increasing applied voltage at least for a voltage applied above a predetermined threshold.

Die Grundidee der Erfindung besteht somit darin, bei besonders großen Geschwindigkeiten des Magneten entlang der Längsachse der Basis im Betrieb der Energieerzeugungsvorrichtung eine Dämpfung (Abbremsung) der Bewegung des Magneten vorzusehen, deren Realisierung ohne Mehraufwand bei der mechanischen Konstruktion der Vorrichtung auskommt.The basic idea of the invention is therefore to provide a damping (deceleration) of the movement of the magnet at particularly high speeds of the magnet along the longitudinal axis of the base during operation of the energy generating device, which can be implemented without additional effort in the mechanical construction of the device.

Die bei der Erfindung zusätzlich vorgesehene (elektrische) Einrichtung ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform von einem Varistor gebildet oder weist zumindest einen Varistor auf.The (electrical) device additionally provided in the invention is, according to a preferred embodiment, formed by a varistor or has at least one varistor.

Ein Varistor ist ein elektrisches Bauelement, dessen elektrischer Widerstand bis zu einer vorbestimmten Schwelle, auch als Ansprechspannung bezeichnet, relativ hoch ist (z. B. größer als 1 kΩ, insbesondere größer als 10 kΩ), jedoch für eine geringfügig überhalb dieser Schwelle anliegende Spannung (z. B. für eine um 50 mV über der Schwelle liegende Spannung) um mindestens einen Faktor 10 oder sogar mindestens einen Faktor 100 absinkt (z. B. auf weniger als 100 Ω, insbesondere weniger als 10 Ω). Typischerweise gilt dies bei einem Varistor für beide möglichen Polaritäten einer daran angelegten Spannung, wobei sich die oben genannte Schwelle in diesem Fall jeweils auf einen Absolutwert der anliegenden induzierten Spannung bezieht.A varistor is an electrical component whose electrical resistance is relatively high up to a predetermined threshold, also known as the response voltage (e.g. greater than 1 kΩ, in particular greater than 10 kΩ), but for a voltage slightly above this threshold (e.g. for a voltage 50 mV above the threshold) by at least one factor 10 or even at least one factor 100 drops (e.g. to less than 100 Ω, in particular less than 10 Ω). Typically, in the case of a varistor, this applies to both possible polarities of a voltage applied to it, the above-mentioned threshold in this case each relating to an absolute value of the applied induced voltage.

Ein Varistor verhält sich bei angelegten Spannungen bis zur Ansprechspannung typischerweise wie ein hochohmiger elektrischer Widerstand, wobei der differentielle elektrische Widerstand, definiert als das Verhältnis ΔU/ΔI einer kleinen Spannungsänderung ΔU zu einer kleinen zugehörigen Stromänderung ΔI dem elektrischen Widerstand entspricht, wobei der elektrische Widerstand definiert ist als das Verhältnis zwischen der angelegten Spannung U und dem zugehörigen Strom I. Für überhalb der Ansprechspannung anliegende Spannungen wird der differentielle elektrische Widerstand eines Varistors relativ abrupt sehr klein.With applied voltages up to the response voltage, a varistor typically behaves like a high-value electrical resistance, whereby the differential electrical resistance, defined as the ratio ΔU / ΔI of a small voltage change ΔU to a small associated current change ΔI, corresponds to the electrical resistance, where the electrical resistance is defined is as the ratio between the applied voltage U and the associated current I. For voltages above the response voltage, the differential electrical resistance of a varistor becomes relatively abruptly very small.

In einer Ausführungsform weist die Einrichtung wenigstens einen Varistor auf, der insbesondere z. B. als ein im Sinterverfahren gefertigter Widerstand ausgebildet sein kann, z. B. aus Siliziumkarbidmaterial. Alternativ kommt anstelle des Siliziumkarbidmaterials insbesondere z. B. ein Metalloxidmaterial in Betracht, beispielsweise auf Grundlage von Zinkoxid (ZnO).In one embodiment, the device has at least one varistor, which in particular z. B. can be designed as a sintered resistor, z. B. off Silicon carbide material. Alternatively, instead of the silicon carbide material, e.g. B. a metal oxide material into consideration, for example based on zinc oxide (ZnO).

In einer Ausführungsform weist die Einrichtung eine Reihenschaltung mehrerer Varistoren auf.In one embodiment, the device has a number of varistors connected in series.

In einer Ausführungsform weist die Einrichtung eine Parallelschaltung mehrerer Varistoren auf.In one embodiment, the device has a plurality of varistors connected in parallel.

Ferner können auch drei oder mehr Varistoren in einer kombinierten Reihen- und Parallelschaltung eingesetzt werden, um die Einrichtung auszubilden.Furthermore, three or more varistors can also be used in a combined series and parallel connection in order to form the device.

Die vorstehend für Varistoren erläuterten elektrischen Eigenschaften sind im Rahmen der Erfindung von Vorteil, so dass diese Eigenschaften für die Einrichtung auch dann vorgesehen sein können, wenn diese nicht durch einen oder mehrere Varistoren realisiert ist.The electrical properties explained above for varistors are advantageous within the scope of the invention, so that these properties can also be provided for the device if it is not implemented by one or more varistors.

Als Alternative zum Einsatz eines oder mehrerer Varistoren kommt z. B. der Einsatz einer elektronischen Schaltungsanordnung aufweisend ein oder mehrere Halbleiterbauelemente in Betracht, mit denen die elektrischen Eigenschaften der bei der Erfindung benötigten Einrichtung bewerkstelligt sind. Insbesondere können hierfür z. B. mit einer Ansprechspannung designte Halbleiterdioden wie z. B. Zenerdioden, Z-Dioden, Avalanche-Dioden oder so genannte Supressordioden eingesetzt werden.As an alternative to using one or more varistors, e.g. B. the use of an electronic circuit arrangement having one or more semiconductor components into consideration, with which the electrical properties of the device required in the invention are achieved. In particular, z. B. with a response voltage designed semiconductor diodes such. B. Zener diodes, Z diodes, avalanche diodes or so-called suppressor diodes can be used.

Die Funktionsweise der Erfindung beruht darauf, dass zumindest bei relativ großen Geschwindigkeiten des Magneten und dementsprechend relativ großer in der Spule induzierter Spannung mittels der erfindungsgemäß eingesetzten Einrichtung ein relativ niederohmiger Pfad (bzw. Kurzschlusspfad) für den in der Spule induzierten Strom geschaffen ist, so dass der dann durch die Spule fließende größere Induktionsstrom vorteilhaft ein den Magneten abbremsendes Magnetfeld erzeugt (gemäß Lenz'scher Regel).The functioning of the invention is based on the fact that at least at relatively high speeds of the magnet and correspondingly relatively high voltage induced in the coil, a relatively low-resistance path (or short-circuit path) is created for the current induced in the coil by means of the device used according to the invention, so that the greater induction current then flowing through the coil advantageously generates a magnetic field which decelerates the magnet (according to Lenz's rule).

Hierbei ist anzumerken, dass trotz der gemäß der Erfindung vorgesehenen (bedarfsweise aktivierten) höheren Dämpfung durch eine geeignete Ausgestaltung der Erfindung in diesem Fall die Energieübertragung auf den elektrischen Energiespeicher weiterhin erfolgen kann, solange ein kompletter Kurzschluss (Widerstand gleich Null) ausbleibt.It should be noted here that despite the (if necessary activated) higher attenuation provided according to the invention through a suitable embodiment of the invention, the energy transfer to the electrical energy storage device can continue in this case as long as a complete short circuit (resistance equal to zero) does not occur.

Mit der Erfindung kann die Energieerzeugungsvorrichtung somit besonders vorteilhaft insbesondere zum Erzeugen von elektrischer Energie in einem Reifen eines Fahrzeuges verwendet werden, wobei die Vorrichtung mit ihrer Längsrichtung z. B. in Radialrichtung des Reifens orientiert an einer Innenseite einer Lauffläche des Reifens befestigt sein kann.With the invention, the energy generating device can thus be used particularly advantageously in particular for generating electrical energy in a tire of a vehicle, the device with its longitudinal direction z. B. oriented in the radial direction of the tire can be attached to an inside of a tread of the tire.

Alternativ kann die Vorrichtung jedoch auch in einer anderen Orientierung im Reifen (z. B. an einer Innenseite einer Lauffläche des Reifens) befestigt sein, insbesondere z. B. mit in Tangentialrichtung des Reifens orientierter Längsachse.Alternatively, however, the device can also be fastened in a different orientation in the tire (for example on an inside of a tread of the tire), in particular, for. B. with oriented in the tangential direction of the tire longitudinal axis.

Bei der erfindungsgemäßen Energieerzeugungsvorrichtung kann die zur bedarfsweisen (niederohmigen) Stromableitung eingesetzte Einrichtung z. B. am Eingang des Gleichrichters angeordnet sein. In diesem Fall ist bevorzugt, dass die Verkleinerung des differentiellen elektrischen Widerstands für beide Polaritäten der induzierten Spannung vorgesehen ist, was sich z. B. durch wenigstens einen typischerweise ohnehin bidirektional wirkenden Varistor bewerkstelligen lässt, wobei sich die oben genannte Schwelle dabei jeweils auf einen Absolutwert der anliegenden induzierten Spannung bezieht.In the power generation device according to the invention, the device used for (low-resistance) power dissipation as required, for. B. be arranged at the input of the rectifier. In this case, it is preferred that the reduction in the differential electrical resistance is provided for both polarities of the induced voltage, which z. B. can be accomplished by at least one typically bidirectional anyway anyway, the above-mentioned threshold in each case referring to an absolute value of the applied induced voltage.

Alternativ lässt sich dies z. B. durch die oben bereits erwähnte Schaltungsanordnung aufweisend ein oder mehrere Halbleiterbauelemente (z. B. mit einer Ansprechspannung designte Halbleiterdioden) bewerkstelligen. Beispielsweise kann hierbei eine Serienschaltung von antiseriell (entgegengesetzt zueinander orientierten) Zenerdioden oder dergleichen (z. B. Z-Dioden, Avalanche-Dioden oder so genannte Supressordioden) vorgesehen sein.Alternatively, this can be done e.g. B. by the circuit arrangement already mentioned above having one or more semiconductor components (z. B. designed with a response voltage semiconductor diodes) accomplish. For example, a series connection of anti-serial (oppositely oriented) Zener diodes or the like (for example Z diodes, avalanche diodes or so-called suppressor diodes) can be provided.

Alternativ oder zusätzlich kann die Einrichtung jedoch auch am Ausgang des Gleichrichters angeordnet sein.Alternatively or additionally, however, the device can also be arranged at the output of the rectifier.

Da die Einrichtung in diesem Fall stets mit einer Gleichspannung beaufschlagt wird, ist es in diesem Fall ausreichend, wenn die Verkleinerung des differentiellen elektrischen Widerstands lediglich für die Polarität der am Ausgang des Gleichrichters bereitgestellten Gleichspannung vorgesehen ist. Daher kommt insbesondere in diesem Fall als Alternative zum Einsatz eines oder mehrerer Varistoren z. B. der Einsatz von z. B. mit einer Ansprechspannung designten Halbleiterdioden wie z. B. Zenerdioden, Z-Dioden, Avalanche-Dioden oder Supressordioden in Betracht, um die Verkleinerung des differentiellen elektrischen Widerstands für diese eine Polarität einer daran angelegten Spannung vorzusehen. Anstelle einer derartigen Diode kann z. B. eine Parallel- und/oder Reihenschaltung mehrerer derartiger Dioden vorgesehen sein.Since a direct voltage is always applied to the device in this case, it is sufficient in this case if the reduction in the differential electrical resistance is only provided for the polarity of the direct voltage provided at the output of the rectifier. Therefore, especially in this case, as an alternative to the use of one or more varistors z. B. the use of z. B. with a response voltage designed semiconductor diodes such. B. Zener diodes, Z diodes, avalanche diodes or suppressor diodes into consideration in order to provide the reduction of the differential electrical resistance for this one polarity of a voltage applied thereto. Instead of such a diode z. B. a parallel and / or series connection of several such diodes can be provided.

Alternativ kann jedoch auch hier eine Einrichtung eingesetzt werden, bei der die Verkleinerung des differentiellen elektrischen Widerstands für beide Spannungspolaritäten gegeben ist (z. B. realisiert durch einen oder mehrere Varistoren).Alternatively, however, a device can also be used here in which the reduction in the differential electrical resistance is given for both voltage polarities (e.g. implemented by one or more varistors).

In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Verwendung der hier beschriebenen Energieerzeugungsvorrichtung als eine so genannte „Energieerntevorrichtung“ (engl. „Energy Harvester“) vorgesehen, wie dies beispielsweise bei der bereits beschriebenen Verwendung zur Energieerzeugung in einem Reifen eines Fahrzeuges der Fall ist.In a preferred embodiment, use of the energy generating device described here is provided as a so-called “energy harvesting device”, as is the case, for example, with the already described use for generating energy in a tire of a vehicle.

Insbesondere kann bei dieser Verwendung die elektrische Versorgung eines elektronischen Sensormoduls mit Energie aus dem elektrischen Energiespeicher der Energieerzeugungsvorrichtung vorgesehen sein. Derartige Sensormodule sind in vielfältigen Ausführungen bekannt, z. B. als Reifendrucksensormodule.In particular, with this use, the electrical supply of an electronic sensor module with energy from the electrical energy store of the energy generating device can be provided. Such sensor modules are known in various designs, for. B. as tire pressure sensor modules.

In dieser Verwendung kann mit der Erfindung ein selbst-einstellendes Dämpfungssystem für ein aus einem Reifen und einer Energieerzeugungsvorrichtung gebildetes System realisiert werden.In this application, the invention can be used to implement a self-adjusting damping system for a system formed from a tire and an energy generating device.

Die Erfindung besitzt eine Vielzahl von Vorteilen:

• - Die Vorrichtung adaptiert gewissermaßen während des Betriebs eine Dämpfung der Bewegung des Magneten. Bei Einsatz der Vorrichtung in einem Reifen eines Fahrzeuges bestimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit die induzierte Spannung, wobei zumindest überhalb einer bestimmten Spannung (z. B. entsprechend einer Ansprechspannung der Einrichtung) die Einrichtung leitfähig wird und somit eine elektromagnetische Dämpfung der Magnetbewegung zunimmt.
• - Der Adaptionsvorgang zeichnet sich durch Einfachheit aus. Die Änderung der Dämpfung kann durch einen passiven Schaltkreis (elektrische Einrichtung) gesteuert werden, ohne dass es einer Veränderung im mechanischen Aufbau der Vorrichtung bedarf.
• - Der Einsatz der Erfindung benötigt keine externe Energie, um die genannte Dämpfung der Magnetbewegung einzustellen.
• - Trotz der erhöhten Dämpfung kann weiterhin mechanische in elektrische Energie umgewandelt werden.
• - Die Dämpfung ist etwa proportional bzw. abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und reduziert vorteilhaft die Kraft, die bei einem Aufprall des Magneten gegen ein betreffendes Ende der Basis (z. B. Gehäusestruktur) wirkt.
• - Die Vorrichtung wird robuster. Durch eine höhere Robustheit ist die Vorrichtung entweder langlebiger beim Betrieb innerhalb desselben Geschwindigkeitsbereichs, oder kann bei konstanten Anforderungen an die Lebensdauer, für die sie ausgelegt ist, bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten eingesetzt werden.

The invention has a number of advantages:

• The device adapts to a certain extent a damping of the movement of the magnet during operation. When the device is used in a tire of a vehicle, the vehicle speed determines the induced voltage, with the device becoming conductive at least above a certain voltage (e.g. corresponding to a response voltage of the device) and thus increasing electromagnetic damping of the magnet movement.
• - The adaptation process is characterized by its simplicity. The change in damping can be controlled by a passive circuit (electrical device) without the need to change the mechanical structure of the device.
• The use of the invention does not require any external energy in order to set the said damping of the magnet movement.
• - Despite the increased damping, mechanical energy can still be converted into electrical energy.
• The damping is approximately proportional or dependent on the vehicle speed and advantageously reduces the force that acts when the magnet hits a relevant end of the base (e.g. housing structure).
• - The device becomes more robust. As a result of its greater robustness, the device is either more durable when operated within the same speed range, or can be used at higher vehicle speeds with constant demands on the service life for which it is designed.

Durch eine Ausgestaltung, bei der die am Gleichrichter und am Energiespeicher anliegenden Spannungen einen jeweiligen Grenzwert nicht überschreiten können, sind weniger Randbedingungen bei der Auslegung der Systemteile (Gleichrichter, Energiespeicher etc.) zu erfüllen.A configuration in which the voltages applied to the rectifier and the energy store cannot exceed a respective limit value means that fewer boundary conditions have to be met when designing the system parts (rectifier, energy store, etc.).

Die bei der Erfindung vorgesehene Art der spannungsgesteuerten Dämpfung der Magnetbewegung ist prinzipiell nicht auf Verwendungen der Vorrichtung in einem Reifen eines Fahrzeuges beschränkt, sondern kann überall dort besonders vorteilhaft eingesetzt werden, wo mittlere oder große Dynamikbereiche hinsichtlich der zu nutzenden mechanischen Schwingungen bzw. Beschleunigungen auftreten.The type of voltage-controlled damping of the magnetic movement provided in the invention is in principle not restricted to uses of the device in a vehicle tire, but can be used particularly advantageously wherever medium or large dynamic ranges occur with regard to the mechanical vibrations or accelerations to be used.

In einer Ausführungsform weist die Basis der Vorrichtung ein rohrförmiges, entlang der Längsachse der Basis orientiertes Gehäuse auf oder ist von einem solchen Gehäuse gebildet. Ein solches Gehäuse kann z. B. einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, und die beiden Enden eines solchen Gehäuses können verschlossen sein, z. B. um damit den Bewegungsbereich des Magneten zu begrenzen.In one embodiment, the base of the device has a tubular housing oriented along the longitudinal axis of the base or is formed by such a housing. Such a housing can, for. B. have a circular cross-section, and the two ends of such a housing can be closed, e.g. B. to limit the range of motion of the magnet.

Die Spule kann außerhalb eines derartigen Gehäuses, insbesondere z. B. koaxial zur Längsachse, und beispielsweise in Längsrichtung betrachtet außermittig angeordnet sein.The coil can outside of such a housing, in particular, for. B. be arranged coaxially to the longitudinal axis, and for example, viewed in the longitudinal direction eccentrically.

Die Spule kann auch aus mehreren (z. B. zwei) mit gegenseitigem axialen Abstand zueinander angeordneten Einzelspulen zusammengesetzt sein, die in Antireihenschaltung elektrisch zusammengeschaltet sind.The coil can also be composed of several (for example two) individual coils which are arranged at a mutual axial distance from one another and which are electrically connected together in anti-series connection.

Die Basis kann ferner eine Magnetflusseinrichtung zur Bündelung des von dem Magneten erzeugten magnetischen Flusses aufweisen, z. B. aus einem ferromagnetischen Material, und z. B. in Form eines rohrförmigen Mantels außerhalb der Spule und koaxial zu einer Achse der Spule.The base can furthermore have a magnetic flux device for focusing the magnetic flux generated by the magnet, e.g. B. of a ferromagnetic material, and z. B. in the form of a tubular jacket outside the coil and coaxial with an axis of the coil.

Innerhalb des rohrförmigen Gehäuses, das z. B. einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, kann der Magnet oder eine den wenigstens einen Magneten beinhaltende Magnetanordnung beispielsweise formschlüssig gefangen und hierbei entlang der Längsachse geführt im Gehäuse angeordnet sein. Eine Magnetfeldachse des Magneten kann z. B. koaxial zur Längsachse der Basis bzw. eines rohrförmigen Gehäuses orientiert sein.Within the tubular housing, e.g. B. has a circular cross-section, the magnet or a magnet arrangement containing the at least one magnet can, for example, be positively captured and guided along the longitudinal axis in the housing. A magnetic field axis of the magnet can e.g. B. be oriented coaxially to the longitudinal axis of the base or a tubular housing.

Die Vorbelastungseinrichtung kann z. B. wenigstens eine Vorbelastungsfeder und/oder wenigstens einen Vorbelastungsmagneten aufweisen.The biasing device may e.g. B. have at least one preload spring and / or at least one preload magnet.

Eine Vorbelastungsfeder kann z. B. als Spiralfeder ausgebildet und z. B. mit einem Ende der Feder an einem Ende der Basis (z. B. auf der Innenseite eines verschlossenen Endes eines die Basis ausbildenden Gehäuses) befestigt sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche Vorbelastungsfeder mit einem dem betreffenden Basisende abgewandten Ende der Feder auch am Magneten bzw. einer Magnetbaugruppe befestigt sein.A preload spring can e.g. B. designed as a spiral spring and z. B. with one end of the spring at one end of the base (z. B. on the inside of a closed end of a housing forming the base). As an alternative or in addition, such a preload spring can also be attached to the magnet or a magnet assembly with an end of the spring facing away from the relevant base end.

Alternativ oder zusätzlich zur Anordnung einer Vorbelastungsfeder zwischen einem Ende der Basis und dem Magneten kommt in Betracht, einen Vorbelastungsmagneten am betreffenden Basisende derart zu befestigen, dass dieser eine abstoßende Kraft auf den beweglich an der Basis (z. B. in einem Gehäuse) angeordneten Magneten ausübt.Alternatively or in addition to the arrangement of a preload spring between one end of the base and the magnet, it is possible to attach a preload magnet to the relevant base end in such a way that it exerts a repulsive force on the magnet movably arranged on the base (e.g. in a housing) exercises.

Die Vorbelastungseinrichtung kann alternativ oder zusätzlich auch wenigstens einen elastischen Puffer (z. B. aus massivem Kunststoffmaterial) aufweisen, der am betreffenden Ende der Basis (z. B. an einer Innenseite einer Stirnfläche eines rohrförmigen Gehäuses) angeordnet sein kann.The preloading device can alternatively or additionally also have at least one elastic buffer (e.g. made of solid plastic material), which can be arranged at the relevant end of the base (e.g. on an inside of an end face of a tubular housing).

Der Gleichrichter kann besonders einfach aus lediglich einer Diode gebildet sein, um damit jeweils nur eine von zwei Halbwellen einer in der Spule induzierten Wechselspannung als Gleichspannung bereitzustellen. Diese Diode ist hierfür in einer der beiden spannungsführenden Leitungen, welche einen Energieübertragungspfad von der Spule zum Energiespeicher bilden, in geeigneter Orientierung einzufügen.The rectifier can be formed in a particularly simple manner from just one diode in order to provide only one of two half-waves of an alternating voltage induced in the coil as direct voltage. For this purpose, this diode is to be inserted in a suitable orientation in one of the two voltage-carrying lines which form an energy transmission path from the coil to the energy store.

Alternativ können, ebenfalls zur Gleichrichtung von jeweils nur einer Halbwelle einer in der Spule induzierten Wechselspannung, auch zwei Dioden vorgesehen sein, deren Diodenanschlüsse jeweils einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss des Eingangs bzw. des Ausgangs des Gleichrichters bilden. Die Dioden sind hierfür in jeweils einer der beiden spannungsführenden Leitungen einzufügen, welche den vorgenannten Energieübertragungspfad von der Spule zum Energiespeicher bilden.Alternatively, also for rectifying only one half-wave of an alternating voltage induced in the coil, two diodes can also be provided, the diode connections of which each form an input connection and an output connection of the input or output of the rectifier. For this purpose, the diodes are to be inserted into one of the two live lines that form the aforementioned energy transmission path from the coil to the energy store.

In einer anderen Ausführungsform ist der Gleichrichter von einem Brückengleichrichter aus vier in Brückenschaltung angeordneten Dioden („Vollbrücke“) gebildet, so dass vorteilhaft beide Halbwellen einer in der Spule induzierten Wechselspannung gleichgerichtet am Ausgang des Gleichrichters bereitgestellt werden können.In another embodiment, the rectifier is formed by a bridge rectifier made up of four diodes (“full bridge”) arranged in a bridge circuit, so that advantageously both half-waves of an alternating voltage induced in the coil can be provided rectified at the output of the rectifier.

In einer Ausführungsform ist der Gleichrichter von einem Spannungswandler, z. B. einem Spannungsvervielfacher, gebildet, der sowohl eine Gleichrichtung als auch eine Spannungswandlung vorsieht. Insbesondere kann z. B. ein Spannungsverdoppler (z. B. „Villard-Schaltung“, „Greinacher-Schaltung“, „Delon-Schaltung“ oder dergleichen) oder z. B. ein Spannungsverdreifacher eingesetzt werden.In one embodiment the rectifier is from a voltage converter, e.g. B. a voltage multiplier, which provides both rectification and voltage conversion. In particular, z. B. a voltage doubler (z. B. "Villard circuit", "Greinacher circuit", "Delon circuit" or the like) or z. B. a voltage tripler can be used.

Vorteilhaft kann mit dieser Ausführungsform ein Spannungsniveau (bzw. Spannungsbereich) der Gleichspannung am Ausgang des Gleichrichters an ein Spannungsniveau (bzw. einen Spannungsbereich) angepasst werden, das (der) für den Betrieb des elektrischen Energiespeichers vorgesehen ist bzw. benötigt wird. With this embodiment, a voltage level (or voltage range) of the direct voltage at the output of the rectifier can advantageously be adapted to a voltage level (or voltage range) that is provided or required for the operation of the electrical energy store.

Diese Ausführungsform besitzt auch Vorteile im Zusammenhang mit einer Aufrechterhaltung der Energieübertragung auf den elektrischen Energiespeicher in zeitlichen Phasen, in denen gemäß der Erfindung die erhöhte Dämpfung aktiviert ist.This embodiment also has advantages in connection with maintaining the energy transfer to the electrical energy store in time phases in which the increased damping is activated according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen jeweils schematisch dar:

• 1 eine Energieerzeugungsvorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels,
• 2 eine Energieerzeugungsvorrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels,
• 3 eine Energieerzeugungsvorrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels,
• 4 eine Energieerzeugungsvorrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels,
• 5 eine Energieerzeugungsvorrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels,
• 6 eine Energieerzeugungsvorrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels,
• 7 ein Schaltbild eines bei einer Energieerzeugungsvorrichtung verwendbaren Gleichrichters gemäß eines Ausführungsbeispiels,
• 8 ein Schaltbild eines Gleichrichters gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels,
• 9 ein Schaltbild einer bei der Energieerzeugungsvorrichtung verwendbaren elektrischen Dämpfungseinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels, und
• 10 ein Schaltbild einer elektrischen Dämpfungseinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels.

The invention is described further below on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. They each show schematically:

• 1 an energy generating device according to an embodiment,
• 2 an energy generating device according to a further embodiment,
• 3 an energy generating device according to a further embodiment,
• 4th an energy generating device according to a further embodiment,
• 5 an energy generating device according to a further embodiment,
• 6th an energy generating device according to a further embodiment,
• 7th a circuit diagram of a rectifier that can be used in a power generation device according to an exemplary embodiment,
• 8th a circuit diagram of a rectifier according to a further embodiment,
• 9 a circuit diagram of an electrical damping device that can be used in the energy generating device according to an exemplary embodiment, and
• 10 a circuit diagram of an electrical damping device according to a further embodiment.

1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Erzeugen von elektrischer Energie aus Schwingungsenergie, welche auch als Energieerzeugungsvorrichtung bezeichnet wird, gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. 1 shows a device 10 for generating electrical energy from vibration energy, which is also called an energy generating device is referred to, according to a first embodiment.

Die Vorrichtung 10 weist eine Basis in Form eines Gehäuses 12 mit einer von einem ersten Ende 12-1 des Gehäuses 12 zu einem gegenüberliegenden zweiten Ende 12-2 des Gehäuses verlaufender Längsachse A auf.The device 10 has a base in the form of a housing 12 with one of a first ending 12-1 of the housing 12 to an opposite second end 12-2 of the housing extending longitudinal axis A. on.

Im dargestellten Beispiel ist das Gehäuse 12 rohrförmig und mit geradlinig verlaufender Längsachse A ausgebildet, wobei in diesem Beispiel ein kreisförmiger Querschnitt des Gehäuses 12 vorgesehen ist und die Enden 12-1, 12-2 von das Gehäuse 12 verschließenden Stirnseiten des Gehäuses 12 gebildet sind.In the example shown is the housing 12 tubular and with a straight longitudinal axis A. formed, in this example a circular cross-section of the housing 12 is provided and the ends 12-1 , 12-2 of the housing 12 closing end faces of the housing 12 are formed.

Die Vorrichtung 10 weist ferner eine an dem Gehäuse 12 ortsfest angeordnete Spule 14 auf, die in diesem Beispiel auf der Außenseite des Gehäuses 12 koaxial zur Längsachse A angeordnet ist. Abweichend von der schematischen Darstellung besitzt die Spule 14 bevorzugt mehr als 50, insbesondere mehr als 100 Windungen, die insbesondere z. B. als elektrische Wicklung eines mit Isolierlack versehenen Kupferdrahtes gebildet sein können. Bevorzugt ist bei der Erfindung der elektrische Widerstand der Spule kleiner als 100 Ω, insbesondere kleiner als 10 Ω.The device 10 also has one on the housing 12 stationary coil 14th on that in this example on the outside of the case 12 coaxial to the longitudinal axis A. is arranged. Deviating from the schematic representation, the coil has 14th preferably more than 50, in particular more than 100 turns, which in particular z. B. can be formed as an electrical winding of a copper wire provided with insulating varnish. In the invention, the electrical resistance of the coil is preferably less than 100 Ω, in particular less than 10 Ω.

Die Vorrichtung 10 weist ferner einen im Beispiel im Inneren des Gehäuses 12 entlang der Längsachse A zwischen den Enden 12-1 und 12-2 beweglich angeordneten Magneten 16 auf. Im dargestellten Beispiel besitzt der Magnet 16 eine zylindrische Form in Anpassung an die Form des Gehäuses 12, so dass der Magnet 16 im Gehäuse 12 formschlüssig angeordnet und hinsichtlich dessen Beweglichkeit geführt ist. Zur Verminderung von Reibung kann der Magnet 16 auch als Komponente einer Magnetbaugruppe vorgesehen sein, die des Weiteren z. B. eine an der Innenseite einer Wandung des Gehäuses 12 geführte Gleitbuchse aufweisen kann.The device 10 also has one in the example inside the housing 12 along the longitudinal axis A. between the ends 12-1 and 12-2 movably arranged magnets 16 on. In the example shown, the magnet has 16 a cylindrical shape to match the shape of the housing 12 so that the magnet 16 in the housing 12 Is arranged positively and guided with regard to its mobility. The magnet can reduce friction 16 can also be provided as a component of a magnet assembly, which further z. B. one on the inside of a wall of the housing 12 may have guided sliding bush.

Die Vorrichtung 10 weist ferner eine Vorbelastungseinrichtung 18 auf, mittels welcher eine den Magneten 16 von dem ersten Ende 12-1 weg in Richtung eines mittleren Bereichs entlang der Längsachse A vorbelastende erste Vorbelastungskraft auf den Magneten 16 ausgeübt wird. Im gezeigten Beispiel ist die Vorbelastungseinrichtung 18 von einer Vorbelastungsfeder gebildet, die mit einem Ende am ersten Ende 12-1 des Gehäuses 12 befestigt ist und somit bei Annäherung des Magneten 16 an das erste Ende 12-1 den Magneten 16 von diesem ersten Ende 12-1 weg (in 1 nach rechts) belastet. Die Vorbelastungseinrichtung 18 kann alternativ oder zusätzlich (anstelle oder zusätzlich zur dargestellten Feder) z. B. auch wenigstens einen elastischen Puffer (nicht dargestellt) aus z. B. massivem elastischem Kunststoffmaterial aufweisen, der am ersten Ende 12-1 der Basis angeordnet ist (und ggf. auch am zweiten Ende 12-2).The device 10 further comprises a preload device 18th on, by means of which one the magnet 16 from the first end 12-1 away towards a central region along the longitudinal axis A. pre-loading first pre-loading force on the magnet 16 is exercised. In the example shown is the preload device 18th formed by a preload spring that has one end at the first end 12-1 of the housing 12 is attached and thus when the magnet approaches 16 to the first end 12-1 the magnet 16 from that first end 12-1 away (in 1 to the right). The preload device 18th can alternatively or additionally (instead of or in addition to the illustrated spring) z. B. also at least one elastic buffer (not shown) made of z. B. solid elastic plastic material, which at the first end 12-1 the base (and possibly also at the second end 12-2 ).

Die Vorrichtung 10 weist ferner eine wie dargestellt mit der Spule 14 elektrisch verbundene Schaltungsanordnung 20 auf, die dazu ausgebildet ist, aus einer elektrischen Spannung, die bei einer Bewegung des Magneten 16 entlang der Längsachse A (und relativ zur Spule 14) in der Spule 14 induziert wird, elektrische Energie zu empfangen und zu speichern.The device 10 also has one as shown with the coil 14th electrically connected circuitry 20th on, which is designed to generate an electrical voltage generated when the magnet moves 16 along the longitudinal axis A. (and relative to the coil 14th ) in the coil 14th is induced to receive and store electrical energy.

5 zeigt eine erste beispielhafte Ausführung einer derartigen Schaltungsanordnung 20, bei der es sich insbesondere z. B. um die in 1 gezeigte Schaltungsanordnung 20 handeln kann oder z. B. um eine der in den 2 bis 4 gezeigten Schaltungsanordnungen 20. 5 shows a first exemplary embodiment of such a circuit arrangement 20th , which is particularly z. B. to the in 1 Circuit arrangement shown 20th can act or z. B. to one of the in the 2 to 4th circuit arrangements shown 20th .

Im linken Teil der 5 sind nochmals symbolisiert zusammengefasst die bereits beschriebenen Komponenten 12, 14, 16, 18 einer Vorrichtung 10 zum Erzeugen von elektrischer Energie aus Schwingungsenergie gezeigt, und im rechten Teil der 5 sind in einem Blockschaltbild elektrische Komponenten 22, 24 und 30 gezeigt, aus denen die Schaltungsanordnung 20 gebildet ist.In the left part of the 5 the components already described are again symbolized together 12 , 14th , 16 , 18th a device 10 for generating electrical energy from vibration energy shown, and in the right part of the 5 are electrical components in a block diagram 22nd , 24 and 30th shown making up the circuit arrangement 20th is formed.

Die Bezugszahl 22 bezeichnet einen Gleichrichter mit einem Eingang 22-1 und einem Ausgang 22-2, wobei der Eingang 22-1 (über die Komponente 30) mit der Spule 14 verbunden ist und somit bei einer Bewegung des Magneten 16 mit der in der Spule 14 induzierten elektrischen Spannung beaufschlagt wird, und wobei am Ausgang 22-2 des Gleichrichters 22 eine entsprechende Gleichspannung bereitgestellt wird.The reference number 22nd refers to a rectifier with one input 22-1 and an exit 22-2 , being the entrance 22-1 (via the component 30th ) with the coil 14th is connected and thus when the magnet moves 16 with the one in the coil 14th induced electrical voltage is applied, and at the output 22-2 of the rectifier 22nd a corresponding DC voltage is provided.

Die Bezugszahl 24 bezeichnet einen aus der vom Gleichrichter 22 bereitgestellten Gleichspannung aufladbaren elektrischen Energiespeicher, der beispielsweise als ein Kondensator (z. B. mit einer Kapazität von mindestens 1 µF) ausgebildet sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Energiespeicher 24 jedoch auch von einer elektrochemischen Zelle oder einer elektrisch miteinander verschalteten Mehrzahl von elektrochemischen Zellen gebildet sein (z. B. Lithium-Ionen-Akkumulator). Im Beispiel von 5 ist der Energiespeicher 24 direkt mit dem Ausgang 22-2 verbunden.The reference number 24 denotes one of the rectifiers 22nd provided DC voltage chargeable electrical energy store, which can be designed for example as a capacitor (z. B. with a capacity of at least 1 µF). Alternatively or additionally, the electrical energy store 24 however, it can also be formed by an electrochemical cell or a plurality of electrochemical cells that are electrically interconnected with one another (e.g. lithium-ion accumulator). In the example of 5 is the energy store 24 directly to the exit 22-2 connected.

Die Bezugszahl 30 bezeichnet eine im gezeigten Beispiel am Eingang 22-1 des Gleichrichters 22 angeordnete und somit direkt mit der induzierten Spannung beaufschlagte Einrichtung, deren differentieller elektrischer Widerstand derart von einer daran anliegenden Spannung abhängt, dass dieser differentielle elektrische Widerstand zumindest für eine überhalb einer vorbestimmten Schwelle anliegende Spannung mit zunehmender anliegender Spannung kleiner wird.The reference number 30th denotes one at the entrance in the example shown 22-1 of the rectifier 22nd arranged and thus directly acted upon by the induced voltage, the differential electrical resistance of which depends on a voltage applied to it in such a way that this differential electrical resistance is present for at least one above a predetermined threshold The voltage becomes smaller with increasing applied voltage.

Insbesondere im Beispiel von 5, bei dem im Betrieb der Vorrichtung 10 das Vorzeichen der induzierten Spannung wechselt (Wechselspannung), kann die genannte Schwelle sich auf einen Absolutwert der anliegenden induzierten Spannung beziehen. Beispielsweise kann bei einem überhalb einer vorbestimmten Ansprechspannung liegenden Absolutwert der induzierten Spannung ein elektrischer Widerstand der Einrichtung 30 vorgesehen sein, der sich bei steigendem Absolutwert der induzierten Spannung stark verringert.Especially in the example of 5 , in which during operation of the device 10 the sign of the induced voltage changes (alternating voltage), said threshold can relate to an absolute value of the applied induced voltage. For example, if the absolute value of the induced voltage is above a predetermined response voltage, an electrical resistance of the device can be used 30th be provided, which decreases sharply with increasing absolute value of the induced voltage.

Im Allgemeinen (unabhängig von den Beispielen gemäß der 5 und 6) bevorzugt ist es, wenn die Einrichtung 30 einen elektrischen Widerstandswert besitzt, der bis zu einer vorbestimmten Ansprechschwelle der angelegten Spannung (zwischen den zwei spannungsführenden Leitungen in einem Energieübertragungspfad von der Spule 14 zum Energiespeicher 24) relativ hoch ist, z. B. größer als 1 kΩ, insbesondere größer als 10 kΩ, wohingegen für geringfügig (z. B. um 50 mV) oder mehr überhalb dieser Schwelle anliegende Spannungen der Widerstandswert um mindestens einen Faktor 10 oder sogar mindestens einen Faktor 100 absinkt und/oder weniger als 100 Ω, insbesondere weniger als 10 Ω beträgt.In general (regardless of the examples according to the 5 and 6th ) It is preferred if the facility 30th has an electrical resistance value that is up to a predetermined response threshold of the applied voltage (between the two live lines in an energy transmission path from the coil 14th to energy storage 24 ) is relatively high, e.g. B. greater than 1 kΩ, in particular greater than 10 kΩ, whereas for voltages that are slightly (e.g. by 50 mV) or more above this threshold, the resistance value by at least one factor 10 or even at least one factor 100 drops and / or is less than 100 Ω, in particular less than 10 Ω.

9 zeigt eine beispielhafte Ausführung einer derartigen elektrischen Einrichtung 30, nämlich einen wie in 9 dargestellt die beiden spannungsführenden Leitungen verbindend angeordneten Varistor V. 9 shows an exemplary embodiment of such an electrical device 30th , namely one like in 9 shown connecting the two voltage-carrying lines arranged varistor V .

Die in 5 dargestellte Einrichtung 30 kann insofern als eine Dämpfungseinrichtung bezeichnet werden, als diese bei besonders großen in der Spule induzierten Spannungen und dementsprechend relativ großen Bewegungsgeschwindigkeiten des Magneten 16 die Bewegung des Magneten 16 abbremst bzw. dämpft.In the 5 illustrated facility 30th can be referred to as a damping device insofar as it is used in the case of particularly large voltages induced in the coil and correspondingly relatively high speeds of movement of the magnet 16 the movement of the magnet 16 decelerates or dampens.

Vorteilhaft ist damit eine den mechanischen Aufbau der Vorrichtung 10 nicht verkomplizierende und in einfacher Weise auf elektrischer Ebene realisierte Dämpfung ausgebildet, welche die Wucht, mit der der Magnet 16 das Gehäuse 12 belastet, vermindert.The mechanical structure of the device is therefore advantageous 10 non-complicating and in a simple way realized at the electrical level damping formed, which the force with which the magnet 16 the case 12 burdened, diminished.

7 zeigt eine beispielhafte erste Ausführung eines Gleichrichters 22, bei dem es sich insbesondere z. B. um den in 5 gezeigten Gleichrichter 22 handeln kann. Der Gleichrichter 22 ist in 7 von zwei antiparallel in den spannungsführenden Leitungen angeordneten Dioden gebildet. 7th shows an exemplary first embodiment of a rectifier 22nd , which is particularly z. B. to the in 5 shown rectifier 22nd can act. The rectifier 22nd is in 7th formed by two diodes arranged in anti-parallel in the live lines.

8 zeigt eine beispielhafte zweite Ausführung eines Gleichrichters 22, der ebenfalls insbesondere z. B. den in 5 gezeigten Gleichrichter 22 bilden kann. 8th shows an exemplary second embodiment of a rectifier 22nd who is also particularly z. B. the in 5 shown rectifier 22nd can form.

Der Gleichrichter 22 ist in 8 als ein Brückengleichrichter („Vollbrücke“) aus vier entsprechend verschalteten Dioden gebildet, so dass vorteilhaft beide Halbwellen einer am Eingang 22-1 anliegenden Wechselspannung zur Bildung der am Ausgang 22-2 bereitgestellten Gleichspannung genutzt werden.The rectifier 22nd is in 8th formed as a bridge rectifier (“full bridge”) from four appropriately connected diodes, so that both half-waves of one at the input are advantageous 22-1 AC voltage present to form the output 22-2 provided DC voltage can be used.

Abweichend von den Beispielen der 7 und 8 kann bei der Erfindung vorteilhaft auch ein spannungswandelnder Gleichrichter 22 eingesetzt werden, der sowohl eine Gleichrichtung als auch eine Spannungswandlung vorsieht. Hierzu kann zum Beispiel ein Spannungsverdoppler oder Spannungsverdreifacher eingesetzt werden, der z. B. durch eine „Villard-Schaltung“ bzw. deren zur Verdreifachung erweiterte Variante realisiert sein kann.Deviating from the examples of 7th and 8th In the invention, a voltage-converting rectifier can also advantageously be used 22nd be used, which provides both a rectification and a voltage conversion. For this purpose, for example, a voltage doubler or voltage tripler can be used, the z. B. can be realized by a "Villard circuit" or its extended to tripling variant.

6 zeigt eine beispielhafte zweite Ausführung einer Schaltungsanordnung 20, bei der es sich insbesondere z. B. um die in 1 gezeigte Schaltungsanordnung 20 oder z. B. um eine der in den 2 bis 4 gezeigten Schaltungsanordnungen 20 handeln kann. 6th shows an exemplary second embodiment of a circuit arrangement 20th , which is particularly z. B. to the in 1 Circuit arrangement shown 20th or z. B. to one of the in the 2 to 4th circuit arrangements shown 20th can act.

Die in 6 als Blockschaltbild dargestellte Schaltungsanordnung 20 unterscheidet sich von derjenigen der 5 in der Reihenfolge der Anordnung eines Gleichrichters 22 und der Einrichtung 30 im Verlauf eines Energieübertragungspfades ausgehend von der Spule 14 bis hin zum elektrischen Energiespeicher 24.In the 6th Circuit arrangement shown as a block diagram 20th differs from that of the 5 in the order of placement of a rectifier 22nd and the facility 30th in the course of an energy transmission path starting from the coil 14th up to electrical energy storage 24 .

Während in 5 in diesem Pfadverlauf zunächst die Einrichtung 30 und nachfolgend der Gleichrichter 22 angeordnet ist, ist in 6 zunächst der Gleichrichter 22 und nachfolgend die Einrichtung 30 vorgesehen.While in 5 in this path, first the facility 30th and then the rectifier 22nd is arranged is in 6th first the rectifier 22nd and then the facility 30th intended.

Mit anderen Worten ist bei der Ausführung von 6 vorgesehen, dass der Eingang 22-1 des Gleichrichters 22 direkt (und nicht über die Einrichtung 30) mit der Spule 14 verbunden ist, und dass die Einrichtung 30 am Ausgang 22-2 (und nicht am Eingang 22-1) des Gleichrichters 22 angeordnet ist und somit mit der vom Gleichrichter 22 bereitgestellten Gleichspannung (und nicht mit der in der Spule 14 induzierten Spannung) beaufschlagt wird.In other words, when executing 6th provided that the entrance 22-1 of the rectifier 22nd directly (and not through the facility 30th ) with the coil 14th connected and that the facility 30th at the exit 22-2 (and not at the entrance 22-1 ) of the rectifier 22nd is arranged and thus with that of the rectifier 22nd provided DC voltage (and not with that in the coil 14th induced voltage) is applied.

Bei der Ausführung von 6 kann der Gleichrichter 22 wieder z. B. so ausgebildet sein, wie dies in 7 oder in 8 dargestellt ist, und kann die Einrichtung 30 wieder z. B. so ausgebildet sein, wie dies in 9 dargestellt ist.When running 6th can the rectifier 22nd again z. B. be designed as shown in 7th or in 8th is shown, and can the facility 30th again z. B. be designed as shown in 9 is shown.

Bei der Ausführung von 6 kann die Einrichtung 30 jedoch z. B. auch so ausgebildet sein, wie dies in 10 dargestellt ist.When running 6th can the establishment 30th however z. B. also be designed as shown in 10 is shown.

10 zeigt eine beispielhafte Ausführung einer bei der Vorrichtung von 6 einsetzbaren Einrichtung 30, bei welcher im Unterschied zu 9 anstelle eines Varistors eine Zener-Diode D angeordnet ist, die in Sperrrichtung orientiert mit der Gleichspannung beaufschlagt wird. 10 FIG. 13 shows an exemplary embodiment of one in the device of FIG 6th usable facility 30th at which in contrast to 9 a Zener diode instead of a varistor D. is arranged, which is oriented in the reverse direction applied to the DC voltage.

Auch die in 6 gezeigte Konfiguration der Vorrichtung 10 besitzt den mit Bezug auf 5 bereits erläuterten Vorteil.The in 6th Configuration of the device shown 10 owns the referring to 5 advantage already explained.

Insbesondere im Beispiel von 6, bei dem im Betrieb der Vorrichtung 10 das Vorzeichen der an der Einrichtung 30 anliegenden Spannung ohnehin nicht wechselt, genügt es, wenn die bei der Erfindung vorgesehene Schwelle der Einrichtung 30 nur eine Polarität (der Gleichspannung) berücksichtigt.Especially in the example of 6th , in which during operation of the device 10 the sign of the at the facility 30th applied voltage does not change anyway, it is sufficient if the threshold of the device provided in the invention 30th only one polarity (the direct voltage) is taken into account.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Art und Weise der Nutzung einer in der Spule 14 einer Vorrichtung 10 induzierten Spannung. Für den mechanischen Aufbau der Vorrichtung 10 gibt es hierbei vielfältige Möglichkeiten der Ausgestaltung.An essential feature of the invention is the way of using one in the coil 14th a device 10 induced voltage. For the mechanical structure of the device 10 there are many options for designing this.

Die 2 bis 4 zeigen beispielhafte weitere Ausführungen einer Vorrichtung 10, die gegenüber der bereits beschriebenen Ausführung von 1 modifiziert sind.The 2 to 4th show exemplary further embodiments of a device 10 that compared to the already described version of 1 are modified.

2 zeigt eine Vorrichtung 10, deren Modifikation gegenüber der Vorrichtung 10 von 1 darin besteht, dass eine Vorbelastungseinrichtung 18 dazu ausgebildet ist, einen Magneten 16 sowohl von einem ersten Ende 12-1 eines Gehäuses 12 weg als auch von einem zweiten Ende 12-2 des Gehäuses 12 weg in Richtung eines mittleren Bereichs des Gehäuses 12 vorzubelasten. 2 shows a device 10 , their modification compared to the device 10 from 1 is that a preload device 18th is designed to use a magnet 16 both from a first end 12-1 a housing 12 away as well as from a second end 12-2 of the housing 12 away towards a central area of the housing 12 preload.

Im Beispiel von 2 weist die Vorbelastungseinrichtung 18 hierzu eine erste Vorbelastungsfeder 18-1 zwischen dem ersten Ende 12-1 und dem Magneten 16 sowie eine zweite Vorbelastungsfeder 18-2 zwischen dem Magneten und dem zweiten Ende 12-2 auf.In the example of 2 instructs the preload device 18th a first preload spring for this purpose 18-1 between the first end 12-1 and the magnet 16 and a second preload spring 18-2 between the magnet and the second end 12-2 on.

3 zeigt eine Vorrichtung 10, deren Modifikation gegenüber der Vorrichtung 10 von 1 darin besteht, dass eine Vorbelastungseinrichtung 18' nicht von einer Vorbelastungsfeder sondern von einem Vorbelastungsmagneten gebildet ist, der an einem ersten Ende 12-1 eines Gehäuses 12 derart angeordnet ist, dass dieser den Magneten 16 abstößt. 3 shows a device 10 , their modification compared to the device 10 from 1 is that a preload device 18 ' is not formed by a preload spring but by a preload magnet attached to a first end 12-1 a housing 12 is arranged so that this is the magnet 16 repels.

4 zeigt eine Vorrichtung 10, die gegenüber der Vorrichtung 10 von 3 dadurch modifiziert ist, dass eine Vorbelastungseinrichtung von zwei Vorbelastungsmagneten 18'-1 und 18'-2 gebildet ist, die an einem ersten Ende 12-1 bzw. an einem zweiten Ende 12-2 eines Gehäuses 12 angeordnet sind und jeweils eine abstoßende Kraft auf den Magneten 16 ausüben. 4th shows a device 10 facing the device 10 from 3 is modified by having a preloading device of two preloading magnets 18'-1 and 18'-2 is formed at a first end 12-1 or at a second end 12-2 a housing 12 are arranged and each have a repulsive force on the magnet 16 exercise.

Die beispielhaft beschriebenen Vorrichtungen 10 können besonders vorteilhaft z. B. als „Energieerntevorrichtung“ zum Erzeugen von elektrischer Energie in einer Umgebung verwendet werden, in der mit zur Energieerzeugung nutzbaren Beschleunigungskräften bzw. mechanischen Schwingungen zu rechnen ist.The devices described by way of example 10 can be particularly advantageous z. B. can be used as an “energy harvesting device” for generating electrical energy in an environment in which acceleration forces or mechanical vibrations that can be used for generating energy are to be expected.

Besonders bevorzugt ist die Verwendung in einem Fahrzeug und insbesondere in einem Reifen eines Fahrzeuges, wobei die Vorrichtung 10 im Reifen, insbesondere an einer Innenseite einer Lauffläche des Reifens befestigt sein kann, und wobei die Längsachse A der Vorrichtung 10 insbesondere z. B. in Radialrichtung oder in Tangentialrichtung des Reifens orientiert sein kann.Use in a vehicle and in particular in a tire of a vehicle is particularly preferred, with the device 10 can be fastened in the tire, in particular on an inside of a tread of the tire, and wherein the longitudinal axis A. the device 10 especially z. B. can be oriented in the radial direction or in the tangential direction of the tire.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010

Vorrichtungcontraption

1212

Gehäusecasing

12-112-1

erstes Endefirst end

12-212-2

zweites Endesecond end

AA.

LängsachseLongitudinal axis

1414th

SpuleKitchen sink

1616

Magnetmagnet

1818th

VorbelastungseinrichtungPreload device

18-118-1

erste Vorbelastungsfederfirst preload spring

18-218-2

zweite Vorbelastungsfedersecond preload spring

18'18 '

VorbelastungseinrichtungPreload device

18'-118'-1

erster Vorbelastungsmagnetfirst preload magnet

18'-218'-2

zweiter Vorbelastungsmagnetsecond preload magnet

2020th

SchaltungsanordnungCircuit arrangement

2222nd

GleichrichterRectifier

22-122-1

Eingangentrance

22-222-2

Ausgangoutput

D1-D4D1-D4

DiodenDiodes

2424

elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage

3030th

(elektrische) Einrichtung(electrical) facility

VV

VaristorVaristor

DD.

ZenerdiodeZener diode

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• EP 2493706 B1 [0002, 0005]EP 2493706 B1 [0002, 0005]

Claims (10)

Vorrichtung (10) zum Erzeugen von elektrischer Energie aus Schwingungsenergie, aufweisend - eine Basis (12) mit einer von einem ersten Ende (12-1) der Basis (12) zu einem gegenüberliegenden zweiten Ende (12-2) der Basis (12) verlaufenden Längsachse (A), - eine an der Basis (12) ortsfest angeordnete Spule (14), - einen an der Basis (12) entlang deren Längsachse (A) zwischen dem ersten Ende (12-1) und dem zweiten Ende (12-2) beweglich angeordneten Magneten (16), - eine Vorbelastungseinrichtung (18), die dazu ausgebildet ist, eine den Magneten (16) von dem ersten Ende (12-1) weg in Richtung eines mittleren Bereichs entlang der Längsachse (A) vorbelastende erste Vorbelastungskraft und/oder eine den Magneten (16) von dem zweiten Ende (12-2) der Basis (12) weg in Richtung des mittleren Bereichs entlang der Längsachse (A) vorbelastende zweite Vorbelastungskraft auf den Magneten (16) auszuüben, - einen Gleichrichter (22) mit einem Eingang (22-1) und einem Ausgang (22-2), wobei der Eingang (22-1) des Gleichrichters (22) mit der Spule (14) verbunden ist und bei einer Bewegung des Magneten (16) entlang der Längsachse (A) der Basis (12) mit einer in der Spule (14) induzierten elektrischen Spannung beaufschlagt wird, und wobei am Ausgang (22-2) des Gleichrichters (22) eine entsprechende Gleichspannung bereitgestellt wird, - einen mit dem Ausgang (22-2) des Gleichrichters (22) verbundenen und aus der Gleichspannung aufladbaren elektrischen Energiespeicher (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ferner eine am Eingang (22-1) des Gleichrichters (22) angeordnete, mit der induzierten Spannung beaufschlagte, oder eine am Ausgang (22-2) des Gleichrichters (22) angeordnete, mit der Gleichspannung beaufschlagte Einrichtung (30) aufweist, deren differentieller elektrischer Widerstand derart von einer daran anliegenden Spannung abhängt, dass dieser zumindest für eine überhalb einer vorbestimmten Schwelle anliegende Spannung mit zunehmender anliegender Spannung kleiner wird.Device (10) for generating electrical energy from vibration energy, comprising - a base (12) with one of a first end (12-1) of the base (12) to an opposite second end (12-2) of the base (12) extending longitudinal axis (A), - a coil (14) fixedly arranged on the base (12), - one on the base (12) along its longitudinal axis (A) between the first end (12-1) and the second end (12 -2) movably arranged magnets (16), - a preloading device (18) which is designed to preload the magnet (16) away from the first end (12-1) in the direction of a central region along the longitudinal axis (A) to exert a first preload force and / or a second preload force on the magnet (16) that preloads the magnet (16) away from the second end (12-2) of the base (12) in the direction of the central region along the longitudinal axis (A), - a Rectifier (22) with an input (22-1) and an output (22-2), the input (22- 1) of the rectifier (22) is connected to the coil (14) and, when the magnet (16) moves along the longitudinal axis (A) of the base (12), an electrical voltage induced in the coil (14) is applied, and a corresponding direct voltage being provided at the output (22-2) of the rectifier (22), - an electrical energy store (24) connected to the output (22-2) of the rectifier (22) and chargeable from the direct voltage, characterized in that the device (10) also has a device (30) arranged at the input (22-1) of the rectifier (22) and charged with the induced voltage, or a device (30) arranged at the output (22-2) of the rectifier (22) and charged with the direct voltage ), the differential electrical resistance of which depends on a voltage applied to it in such a way that it becomes smaller with increasing applied voltage at least for a voltage applied above a predetermined threshold . Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Basis (12) ein rohrförmiges, entlang der Längsachse (A) der Basis (12) orientiertes Gehäuse (12) aufweist, wobei die Spule (14) außerhalb des Gehäuses (12) koaxial zur Längsachse (A) angeordnet ist, und wobei der Magnet (16) innerhalb des Gehäuses (12) entlang der Längsachse (A) geführt angeordnet ist.Device (10) after Claim 1 wherein the base (12) has a tubular housing (12) oriented along the longitudinal axis (A) of the base (12), the coil (14) being arranged outside the housing (12) coaxially to the longitudinal axis (A), and wherein the magnet (16) is arranged within the housing (12) guided along the longitudinal axis (A). Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorbelastungseinrichtung (18) eine Vorbelastungsfeder und/oder einen Vorbelastungsmagneten aufweist.Device (10) according to one of the preceding claims, wherein the pre-loading device (18) has a pre-loading spring and / or a pre-loading magnet. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gleichrichter (22) von einem Brückengleichrichter (D1-D4) gebildet ist.Device (10) according to one of the preceding claims, wherein the rectifier (22) is formed by a bridge rectifier (D1-D4). Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (30) am Eingang (22-1) des Gleichrichters (22) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die Verkleinerung des differentiellen elektrischen Widerstands für beide Polaritäten der induzierten Spannung vorzusehen.Device (10) according to one of the preceding claims, wherein the device (30) is arranged at the input (22-1) of the rectifier (22) and is designed to provide the reduction in the differential electrical resistance for both polarities of the induced voltage. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (30) am Ausgang (22-2) des Gleichrichters (22) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die Verkleinerung des differentiellen elektrischen Widerstands zumindest für die Polarität der am Ausgang (22-2) des Gleichrichters (22) bereitgestellten Gleichspannung vorzusehen.Device (10) according to one of the preceding claims, wherein the device (30) is arranged at the output (22-2) of the rectifier (22) and is designed to reduce the differential electrical resistance at least for the polarity of the output (22 -2) of the rectifier (22) provided DC voltage. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (30) einen Varistor (V) aufweist.Device (10) according to one of the preceding claims, wherein the device (30) has a varistor (V). Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (30) eine mit einer Ansprechspannung ausgelegte Halbleiterdiode (D) wie z. B. eine Zenerdiode, eine Z-Diode, eine Avalanche-Diode oder eine Supressordiode aufweist.Device (10) according to one of the preceding claims, wherein the device (30) is a designed with a response voltage semiconductor diode (D) such. B. has a Zener diode, a Zener diode, an avalanche diode or a suppressor diode. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gleichrichter (30) als ein Spannungswandler, insbesondere Spannungsverdoppler, ausgebildet ist.Device (10) according to one of the preceding claims, wherein the rectifier (30) is designed as a voltage converter, in particular a voltage doubler. Verwendung einer Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Erzeugen von elektrischer Energie in einem Reifen eines Fahrzeuges, wobei die Vorrichtung (10) an einer Innenseite einer Lauffläche des Reifens befestigt ist.Use of a device (10) according to one of the preceding claims for generating electrical energy in a tire of a vehicle, the device (10) being attached to an inside of a tread of the tire.

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