DE20311429U1

DE20311429U1 - Assembly for energy generation, storage and application on portable containers, such as briefcases, suitcases, bags etc. with central control module for energy and/or data

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Publication number: DE20311429U1
Application number: DE20311429U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2013-07-25

Abstract

The energy generation, accumulation, and application assembly for portable containers, such as briefcases, suitcases, bags, etc., consists of central control module, controlling also electric energy and/or data extracting groups.Pref. one body motion energy conversion group into electric energy consists of voltage generating groups, responding to mechanical pressure and/or impact, at contact points between handle (6) and portable container.

Description

Einrichtung zur Energiegewinnung, -speicherung und -bereitstellung an Tragebehältnissen, insbesondere Aktenkoffem, Koffern und TaschenDevice for energy generation, storage and provision in carrying containers, in particular briefcases, suitcases and bags

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Energiegewinnung, -speicherung und -bereitstellung an Tragebehältnissen, insbesondere Aktenkoffern, Koffern und Taschen, die eine Umwandlung natürlicher Energiequellen wie Solarenergie, körperlicher Bewegungsenergie und durch Temperaturunterschiede gewonnene Thermoenergie in elektrische Energie vornimmt, die gewonnene Energie speichert und zur Energieversorgung für Verschluss- und Sicherheitseinrichtungen, Bedien- und Anzeigeeinrichtungen sowie externen Energieverbrauchern bereitstellt.The invention relates to a device for generating, storing and providing energy to carrying containers, in particular briefcases, suitcases and bags, which converts natural energy sources such as solar energy, physical kinetic energy and thermal energy obtained through temperature differences into electrical energy, stores the energy obtained and makes it available to supply energy to locking and safety devices, operating and display devices and external energy consumers.

Bekannt sind Transportbehältnisse wie beispielsweise Aktenkoffer und Koffer, die zum Schutz gegen unerlaubtes Öffnen elektronische Sicherheitseinrichtungen aufweisen. Derartige Sicherheitseinrichtungen bestehen unter anderem aus einer im Koffer installierten elektronischen Alarmanlage. Als Energiequelle dient eine Batterie, ein Akku oder eine solarzellengespeiste Energieversorgungseinrichtung. Auch sind Kofferausführungen bekannt, die zur Erreichung von mehr Sicht und Sicherheit auf dunklen Wegen im Tragegriff eingebaute Taschenleuchten aufweisen. Es sind auch Beleuchtungseinrichtungen zur Beleuchtung bei geöffneten Transportbehältnissen bekannt, die ebenfalls aus o.g. Energiequellen gespeist werden. Weiterhin bekannt sind, insbesondere bei Werttransporten, Einrichtungen zur Bestimmung des Standortes des Koffers nach Richtung und Entfernung. Diese Einrichtungen weisen frequenzmodulierte Sender und Empfänger auf. Der Empfänger an derartigen Transportbehältern wird ebenfalls aus o.g. Energiequellen gespeist.
Nachteilig an derartigen Ausführungen von Tragbehältnissen ist, dass die erforderliche Energiebereitstellung mittels solarzellengespeister Energieversorgungseinrichtungen nur teilweise möglich und von vorhandenen Lichtverhältnissen abhängig ist. Eine ausreichende Energieversorgung ist nur in Kombination mit Batterien, Akkus u.a. möglich. Bei der überwiegenden Anzahl von Ausführungsformen kommen ausschliesslich diese konventionellen Energiequellen zur Anwendung. Verbunden ist diese Art der Energieversorgung mit einem hohen Kostenaufwand, einer sich wiederholenden notwendigen Auswechslung der entladenen Batterien und Umweltbelastung bzw. der damit verbundene erforderliche Aufwand bei der Müllbeseitigung.Transport containers such as briefcases and suitcases are known which have electronic security devices to protect against unauthorized opening. Such security devices include an electronic alarm system installed in the suitcase. A battery, a rechargeable battery or a solar cell-powered power supply device serves as the energy source. Case designs are also known which have flashlights built into the handle to achieve better visibility and safety on dark paths. Lighting devices for lighting open transport containers are also known, which are also powered by the above-mentioned energy sources. Also known, particularly for the transport of valuables, are devices for determining the location of the suitcase in terms of direction and distance. These devices have frequency-modulated transmitters and receivers. The receiver on such transport containers is also powered by the above-mentioned energy sources.
The disadvantage of this type of carrying container is that the required energy supply using solar cell-powered energy supply devices is only partially possible and depends on the existing lighting conditions. A sufficient energy supply is only possible in combination with batteries, rechargeable batteries, etc. In the majority of designs, only these conventional energy sources are used. This type of energy supply is associated with high costs, the repeated need to replace discharged batteries and environmental pollution, as well as the associated required effort for waste disposal.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung einer Einrichtung zur elektrischen Energiegewinnung aus natürlichen Energiequellen, zur Energiespeicherung und zur Energiebereitstellung sowie Datengewinnung, die eine von unterschiedlichen Bedingungen bei der Energiegewinnung unabhängige Energiebereitstellung ermöglicht, eine umweltfreundliche Ausführung aufweist und zur Gewinnung und Auswertung von Daten wie beispielsweise zur Bestimmung des zurückgelegten Transportweges, der Transportgeschwindigkeit usw. geeignet ist.The object of the invention is therefore to create a device for generating electrical energy from natural energy sources, for energy storage and for energy provision as well as data acquisition, which enables energy provision independent of different conditions during energy generation, has an environmentally friendly design and is suitable for obtaining and evaluating data such as, for example, for determining the transport route covered, the transport speed, etc.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 beschriebenen technischen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtungen werden mit den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben. Durch die Anordnung von mehreren Baugruppen zur Gewinnung von Energie aus unterschiedlichen natürlichen Energiequellen und der zentralen, gesteuerten Speicherung und Energiebereitstellung werden konventionelle Energiequellen wie Batterien und Akkus überflüssig. Gleichfalls werden die Daten der gewonnenen Energiewerte erfasst, ausgewertet und angezeigt.
Nachfolgend soll die Einrichtung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigtThis object is achieved by the technical features described in claim 1. Advantageous further developments of the devices according to the invention are described in claims 2 to 10. The arrangement of several components for obtaining energy from different natural energy sources and the central, controlled storage and energy supply make conventional energy sources such as batteries and accumulators superfluous. The data of the energy values obtained are also recorded, evaluated and displayed.
The device will be explained in more detail below using an example. The drawing shows

Fig. 1: die schematische Draufsicht auf den Aktenkoffer, Fig. 1: the schematic top view of the briefcase,

Fig. 2: den schematischen Aufbau des piezoelektrischen Generators Fig. 2: the schematic structure of the piezoelectric generator

bei Drehbewegungen des Tragegriffes und
Fig. 3: den schematischen Aufbau des piezoelektrischen Generatorswhen rotating the handle and
Fig. 3: the schematic structure of the piezoelectric generator

für Bewegungen des Tragegriffes bei der Überwindung der Schwerkraft.for movements of the carrying handle when overcoming gravity.

Die Darstellung in der Figur 1 zeigt die schematische Draufsicht auf einen mit der Einrichtung versehenen Aktenkoffer.The illustration in Figure 1 shows the schematic top view of a briefcase equipped with the device.

Als Energiegewinnungsbaugruppe für die Umwandlung der Solarenergie in elektrische Energie ist am dargestellten Aktenkoffer eine Solarzellenfolie 1 auf der Oberfläche des Mittelteiles 2 aufgebracht. Die Solarzellenfolie 1 ist zur Weiterleitung und Speicherung der umgewandelten Energie mit der zentralen Baugruppe verbunden. Eine derartige zentrale Baugruppe wird in der Gebrauchsmusterschrift DE 202 20 148 U1 &ldquor;Mobile Energiespeicher- und Energieversorgungseinrichtung" beschrieben. Diese zentrale Baugruppe ist im Inneren des Aktenkoffers lösbar angeordnet und weist eine USB-Schnittstelle 7 auf. Diese USB-Schnittstelle 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel so im Mittelteil 2 eingesetzt, dass sie eine Verbindung externer Baugruppen von aussen ermöglicht. Neben der Möglichkeit des Anschlusses von Handys, Notebooks usw. können durch den Anschluss einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung Daten wie beispielsweise der zurückgelegte Transportweg, die Transportgeschwindigkeit, der zeitliche Temperaturverlauf und der Zustand der Energiespeicherbaugruppen angezeigt werden.
Zur Umwandlung der durch die unterschiedlichen Temperaturen im (eventl. gekühlten) Teil des Innenraumes des Aktenkoffers und der Aussentemperatur bzw. durch das Auftreffen von direkter Sonnenstrahlung auf die Oberfläche des Mittelteiles 2 dient das im Mittelteil 2 eingesetzte Thermoelement 3. Dabei erfasst eine Temperaturerfassungsfläche des Thermoelementes 3 dieAs an energy generation module for converting solar energy into electrical energy, a solar cell film 1 is applied to the surface of the middle part 2 of the briefcase shown. The solar cell film 1 is connected to the central module for transmitting and storing the converted energy. A central module of this type is described in the utility model DE 202 20 148 U1 "Mobile energy storage and energy supply device". This central module is detachably arranged inside the briefcase and has a USB interface 7. In the exemplary embodiment shown, this USB interface 7 is inserted in the middle part 2 in such a way that it enables external modules to be connected from the outside. In addition to the possibility of connecting cell phones, notebooks, etc., data such as the transport route covered, the transport speed, the temperature profile over time and the status of the energy storage modules can be displayed by connecting an appropriate display device.
The thermocouple 3 inserted in the middle part 2 is used to convert the temperature caused by the different temperatures in the (possibly cooled) part of the interior of the briefcase and the outside temperature or by direct sunlight hitting the surface of the middle part 2. A temperature detection surface of the thermocouple 3 records the

Innentemperatur und eine andere Temperaturerfassungsfläche die Temperatur des umgebenden Aussenbereiches des Aktenkoffers.internal temperature and another temperature sensing surface measures the temperature of the surrounding external area of the briefcase.

Die Energiegewinnung durch Umwandlung der durch den Transportvorgang des Aktenkoffers freigesetzten Bewegungsenergie wird von an sich bekannten piezoelektrischen Generatoren 4,5 vorgenommen. Ein solcher piezoelektrischer Generator 4,5 besteht gewöhnlich aus zwei Ambossteilen 9,10 und einem zwischen diesen angeordneten piezoelektrischem Kristall 11. Angeordnet sind diese piezoelektrischen Generatoren 4,5 im beweglichen Verbindungsbereich zwischen Tragegriff 6 und Aktenkoffer. Bei den Bewegungen des Tragegriffes 6 unterscheidet man im wesentlichen zwischen einer durch seitliches Verschwenken des Aktenkoffers während des Tragens hervorgerufenen Drehbewegung und einer während des Anhebens des Aktenkoffers erfolgten Bewegung des Tragegriffes 6 zur Überwindung der Schwerkraft. Während des Tragens laufen diese Bewegungsvorgänge wiederholt und im unterschiedlichen Maße ab.The energy is generated by converting the kinetic energy released during the transport of the briefcase by known piezoelectric generators 4,5. Such a piezoelectric generator 4,5 usually consists of two anvil parts 9,10 and a piezoelectric crystal 11 arranged between them. These piezoelectric generators 4,5 are arranged in the movable connection area between the handle 6 and the briefcase. When it comes to the movements of the handle 6, a distinction is essentially made between a rotary movement caused by the briefcase being swiveled sideways during carrying and a movement of the handle 6 to overcome gravity during lifting of the briefcase. During carrying, these movements occur repeatedly and to varying degrees.

In der Figur 2 ist ein möglicher Aufbau des piezoelektrischen Generators 4, 5 zur Umwandlung der Drehbewegung des Tragegriffes 6 in elektrische Energie schematisch wiedergegeben. Innerhalb des Tragegriffes 6 ist im beweglichen Verbindungsbereich zum Aktenkoffer hin ein Formkörper eingesetzt, der in einer kreisförmigen Anordnung um die Bewegungsachse mit ansteigenden Ebenen versehen ist. Mittels dieses Formkörpers wird während einer Drehbewegung durch Verschwenkung des Aktenkoffers ein ansteigender mechanischer Druck über eine Feder 8 auf das Ambossteil 9 ausgeübt. Das Ambossteil 9 leitet den Druck auf das piezoelektrische Kristall 11 weiter und bewirkt die Entstehung eines elektrischen Feldes, das an den Ambossteilen 9 und 10 zu einer elektrischen Spannung führt. Die elektrische Spannung wird über eine elektrische Verbindung zum zentralen Baustein geleitet und dort über ein hier nicht näher dargestelltes Widerstandsnetzwerk zur Ladung der Energiespeicherbaugruppen des zentralen Bausteines genutzt.Figure 2 shows a possible structure of the piezoelectric generator 4, 5 for converting the rotary motion of the handle 6 into electrical energy. Inside the handle 6, in the movable connection area to the briefcase, a molded body is inserted, which is provided with rising planes in a circular arrangement around the axis of movement. By means of this molded body, an increasing mechanical pressure is exerted on the anvil part 9 via a spring 8 during a rotary motion by pivoting the briefcase. The anvil part 9 transfers the pressure to the piezoelectric crystal 11 and causes an electrical field to be created, which leads to an electrical voltage at the anvil parts 9 and 10. The electrical voltage is conducted to the central component via an electrical connection and used there via a resistor network (not shown in detail here) to charge the energy storage components of the central component.

Bei der Darstellung in der Figur 3 ist ein möglicher Aufbau des piezoelektrischen Generators 4, 5 für Bewegungen des Tragegriffes 6 bei der Überwindung der Schwerkraft während des Transportvorganges des Aktenkoffers schematisch wiedergegeben. Durch das Anheben des Aktenkoffers bis zur gewünschten Traghöhe muß zur Überwindung der Schwerkraft Bewegungsenergie aufgewandt werden. Diese Bewegungsenergie wird durch Spannen der Feder 8 in mechanische Energie gewandelt und durch die Verbindung der Feder 8 mit dem Ambossteil 9 auf das piezoelektrische Kristall 11 übertragen, das wie bei der obigen Ausführung die dabei entstehende elektrische Spannung an den Ambossteilen 9 und 10 zur zentralen Baugruppe leitet.The illustration in Figure 3 shows a possible structure of the piezoelectric generator 4, 5 for movements of the handle 6 when overcoming gravity during the transport process of the briefcase. By lifting the briefcase to the desired carrying height, kinetic energy must be used to overcome gravity. This kinetic energy is converted into mechanical energy by tensioning the spring 8 and transferred to the piezoelectric crystal 11 by connecting the spring 8 to the anvil part 9, which, as in the above embodiment, conducts the resulting electrical voltage at the anvil parts 9 and 10 to the central assembly.

SolarzellenfolieSolar cell film BezugszeichenReference symbol >> # · · · · ·# · · · · · ···· ·· ·&diams;·· ·&diams; rr MittelteilMiddle part ■■ ···· ThermoelementThermocouple 11 piezoelektrischer Generatorpiezoelectric generator 22 piezoelektrischer Generatorpiezoelectric generator 33 TragegriffCarrying handle 44 USB-SchnittstelleUSB interface 55 FederFeather 66 AmbossteilAnvil part 77 AmbossteilAnvil part 88th piezoelektrischer Kristallpiezoelectric crystal 99 TastaturKeyboard 1010 1111 1212

Claims

1. Device for generating electrical energy from natural energy sources, for storing energy and for providing energy to carrying containers, in particular to briefcases, suitcases and bags, characterized in that the device attached to the carrying containers consists of a central assembly controlling the energy generation, storage and provision and electrical energy and/or data generation assemblies controlled by this.

2. Device according to claim 1, characterized in that an energy generation assembly serving to convert the physical kinetic energy into electrical energy consists of assemblies arranged at the contact points between the carrying handles ( 6 ) and the carrying containers and generating an electrical voltage by mechanical pressure and/or impact.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the components generating an electrical voltage by mechanical pressure and/or impact are designed as piezoelectric generators ( 4 ; 5 ).

4. Device according to claim 1, characterized in that an energy generation assembly serving to convert the physical kinetic energy into electrical energy consists of a self-winding mechanical spring mechanism arranged on the movable connecting elements between the carrying handles ( 6 ) and the carrying container and a miniaturized generator connected to the latter.

5. Device according to claim 1, characterized in that an energy generation assembly serving to convert solar energy into electrical energy consists of a solar cell film ( 1 ) attached to the surface of the support body, which is electrically connected to the central assembly.

6. Device according to claim 1, characterized in that an energy generation assembly serving to convert the energy generated by temperature differences into electrical energy consists of at least one thermocouple ( 3 ), one temperature detection surface of which is assigned to the interior of the carrying container and another temperature detection surface of which is assigned to the surrounding exterior area of the carrying container.

7. Device according to claims 1 to 3, characterized in that an anvil part ( 9 ) of at least one of the piezoelectric generators ( 4 ; 5 ) is connected to the movable connecting part of the carrying handle ( 6 ) via a threaded guide.

8. Device according to claim 1, characterized in that the central assembly is attached to the wall in the interior of the carrying container via a detachable connection.

9. Device according to claims 1 and 8, characterized in that the central module has a USB interface ( 7 ) for forwarding the electrical energy and the recorded and evaluated data to external modules.

10. Device according to claim 1, characterized in that the locking system of the briefcase consists of electromechanical locks, to which a touch-sensitive keyboard ( 12 ) is assigned for entering the security code and for displaying the temperature and the time, and that the keyboard ( 12 ) is connected to the central assembly.