DE102006040725A1 - Vorrichtung zur Energieumwandlung, insbesondere kapazitiver Mikro-Power-Wandler - Google Patents

Vorrichtung zur Energieumwandlung, insbesondere kapazitiver Mikro-Power-Wandler Download PDF

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung, insbesondere ein Mikrosystem, mit einer Einrichtung zur Energieumwandlung, die eine Elektrodenstruktur (3) zur kapazitiven Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie aufweist, wobei die Elektrodenstruktur (3) eine erste Elektrode (4) und eine zweite Elektrode (5) mit relativ zu der ersten Elektrode (4) veränderbarem Abstand aufweist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner eine Lastschaltung, über welche die erste und die zweite Elektrode (4, 5) elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Ferner ist ein Übertrager (8) mit der zweiten Elektrode (5) gekoppelt, wobei durch eine Bewegung des Übertragers (8) der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (4, 5) veränderbar ist und wobei die Bewegung des Übertragers (8) berührungslos durch Wechselwirkung des Übertragers (8) mit einem sich bewegenden Teil bewirkbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere ein Mikrosystem, mit einer Einrichtung zur Energieumwandlung.
  • In den Bereichen Sensorik, Aktorik oder Datenkommunikation besteht ein zunehmender Bedarf an autarken Mikrosystemen, die von einer externen Stromversorgung unabhängig sind und einen kabellosen und wartungsfreien Betrieb gewährleisten. Übliche autarke Mikrosysteme basieren beispielsweise auf der Nutzung der Solarenergie und weisen Solarzellen zur Umwandlung der Solarenergie in elektrische Energie auf. Aufgrund der Abhängigkeit dieser Systeme von der Sonne oder anderen geeigneten Lichtquellen ist ihr Anwendungsbereich jedoch stark eingeschränkt. Zudem ergeben sich bei derartigen Systemen Schwierigkeiten bei zunehmender Miniaturisierung und bei der Integration in konventionelle CMOS-Technologie.
  • Eine bekannte Vorrichtung zur Wandlung mechanischer Energie in elektrische Energie beruht auf elektrostatischer Induktion und nutzt ein Elektret zur Energiegewinnung. Auf einer ersten Elektrode ist ein Elektretfilm angeordnet, der mit einer elektrischen Ladung versehen ist, wobei die erste Elektrode mit einem Massepotential verbunden ist. Eine zweite Elektrode ist von der ersten Elektrode beabstandet angeordnet und über eine Lastschaltung mit dem Massepotential verbunden. Der Elektretfilm ist zwischen erster und zweiter Elektrode angeordnet. Durch eine Bewegung der zweiten Elektrode entlang einer Richtung parallel zur Hauptoberfläche der ersten Elektrode ändert sich die von erster und zweiter Elektrode überlappte Fläche und dadurch die in der ersten Elektrode induzierte Ladung. Dies führt zu einem Stromfluss von der zweiten Elektrode zu dem Massepotential.
  • Eine weitere der Anmelderin bekannte Vorrichtung zur Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie umfasst eine erste Elektrode aus einem ersten Material, das eine erste Austrittsarbeit für Ladungsträger aufweist, sowie eine zweite Elektrode aus einem zweiten Material, das eine zweite Austrittsarbeit für Ladungsträger aufweist, wobei die zweite Austrittsarbeit von der ersten Austrittsarbeit unterschiedlich ist. Die erste Elektrode und die zweite Elektrode sind über eine Lastschaltung elektrisch leitend miteinander verbunden. Dadurch, dass die zweite Elektrode relativ zur ersten Elektrode mit veränderbarer Beabstandung angeordnet ist, kann durch Zuführung einer Schwingung zur Vorrichtung auf einfache Weise in dem Lastkreis ein schwingender Strom eingeprägt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Vorrichtung, insbesondere für ein Mikrosystem, eine Energieumwandlung, auf einfache, wirksame und kostengünstige Weise bereit zu stellen. Die Vorrichtung soll in herkömmlichen Halbleitertechnologien integrierbar und im Wesentlichen wartungsfrei sein. Weitere Forderungen sind ein kabelloser Betrieb sowie eine optimale Miniaturisierung der Vorrichtung. Die Vorrichtung soll insbesondere als Sensor, als Aktuator und/oder zur Datenübertragung und/oder zur in-situ Diagnose und/oder als Energiequelle bzw. Generator und/oder als Signalgeber verwendbar sein.
  • Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, die in-situ Diagnose von sich bewegenden, insbesondere rotierenden, Bauteilen auf einfache und autarke Weise zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich jeweils in den abhängigen Patentansprüchen.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere ein Mikrosystem, umfasst eine Einrichtung zur Energieumwandlung, die eine Elektrodenstruktur zur kapazitiven Umwandlung von mechani scher Energie in elektrische Energie aufweist, wobei die Elektrodenstruktur eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode mit relativ zu der ersten Elektrode veränderbarem Abstand aufweist. Die Vorrichtung umfasst weiter eine Lastschaltung, über welche die erste und die zweite Elektrode elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Ein Übertrager ist mit der zweiten Elektrode gekoppelt, wobei durch eine Bewegung des Übertragers der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Elektrode veränderbar ist und wobei die Bewegung des Übertragers berührungslos durch Wechselwirkung des Übertragers mit einem sich bewegenden Teil bewirkbar ist.
  • Die Lösung für die Energieumwandlung liegt somit darin, mechanische Energie, insbesondere die Bewegung eines Bauteils, welches benachbart zu der Vorrichtung angeordnet ist, zunächst in ihrer Erscheinungsform zu wandeln und sodann in elektrische Energie zu wandeln. Dies bedeutet, es wird die Bewegungsenergie des Bauteils dazu genutzt, die Elektrodenstruktur der Vorrichtung mechanisch anzuregen und dabei den Abstand zwischen der ersten und der zweiten Elektrode zu variieren. Die Abstandsänderung bewirkt eine Änderung der Kapazität des aus erster und zweiter Elektrode gebildeten Kondensators und führt über die Lastschaltung zu einem Stromfluss zwischen erster und zweiter Elektrode, der mittels der Lastschaltung in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Somit wird mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt.
  • Die Einrichtung zur Energieumwandlung bildet einen Generator aus, der im Wesentlichen ein Feder-Masse-System darstellt, welches in der Lage ist, mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Die elektrische Energie steht somit für ein autarkes Mikrosystem, z.B. für eine in-situ Diagnose, zur Verfügung bzw. sie kann zwischengespeichert werden. Die zu wandelnde mechanische Energie erhält der Generator, indem er an das benachbarte und zu überwachende Bauteil, das während der Überwachung eine Bewegung ausführt, angekoppelt wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Bewegung des Übertragers durch magnetische Wechselwirkung des Übertragers mit dem sich bewegenden und abschnittsweise magnetische Eigenschaften aufweisenden Teil bewirkbar. Die Auslenkung des Übertragers und damit der Elektrodenstruktur erfolgt durch anziehende und/oder abstoßende Kräfte, wobei eine Übertragung der Bewegung berührungslos auf den Übertrager möglich ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass z.B. zur Überwachung des sich bewegenden Bauteils keine oder nur geringfügige baulichen Veränderungen notwendig sind.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Bewegung des Übertragers durch ein sich drehendes Teil hervorgerufen, so dass eine periodische Bewegung oder Schwingung des Übertragers und der Elektrodenstruktur bewirkt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich damit insbesondere zur berührungslosen und damit autarken Überwachung von Rotationsmaschinen, wie z.B. Wellen oder Turbinen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Übertrager permanentmagnetische Eigenschaften auf. Diese können durch eine permanentmagnetische Schicht oder einen Permanentmagneten bereit gestellt sein.
  • Zweckmäßigerweise weisen die erste und die zweite Elektrode vor Beginn einer Abstandsänderung einen Potentialunterschied auf. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der durch die erste und die zweite Elektrode gebildete Kondensator "aufgeladen" ist.
  • Das Aufladen der Elektrodenstruktur kann durch ein Elektret, einen Ladekondensator oder unter Ausnutzung einer Differenz der Austrittsarbeiten der Materialien der ersten und der zweiten Elektrode bewirkt sein. Im letzteren Fall sind die erste und die zweite Elektrode aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Austrittsarbeiten gebildet, so dass der Kondensator eine integrierte Vorspannung aufweist. Durch die Vorspannung und das Vorsehen einer elektrisch lei tenden Verbindung zwischen erster und zweiter Elektrode fließt dann ein Strom zwischen erster und zweiter Elektrode entsprechend der Potentialdifferenz von erster und zweiter Elektrode. Die elektrische Verbindung zwischen erster und zweiter Elektrode erfolgt, wie oben bereits erläutert, unter Zwischenschaltung einer Lastschaltung. Diese ist dazu ausgebildet, den zwischen erster und zweiter Elektrode fließenden Strom in elektrische Energie umzuwandeln. Bevorzugt wählt man die Materialien der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode derart, dass die Differenz zwischen der Austrittsarbeit der ersten Elektrode und der zweiten Austrittsarbeit der zweiten Elektrode möglichst groß ist. Beispielsweise kann die erste Elektrode Silizium aufweisen und die zweite Elektrode Platin, Titan oder Palladium. Es können jedoch auch andere Materialien zur Bildung der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode verwendet werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Elektrode auf einer federnd gelagerten Zusatzmasse angeordnet und der Übertrager an der Zusatzmasse vorgesehen. Durch das Anbringen der zweiten Elektrode an der federnd gelagerten Zusatzmasse kann das Schwingungsverhalten zwischen erster und zweiter Elektrode gezielt beeinflusst werden.
  • Die zweite Elektrode und der Übertrager sind gemäß einer weiteren Ausführungsform auf gegenüber liegenden Oberflächen der Zusatzmasse angeordnet. Hierdurch kann insbesondere der Übertrager optimal zu dem sich bewegenden Teil angeordnet werden. Darüber hinaus werden die Eigenschaften des Kondensators durch den Übertrager nicht beeinflusst.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die federnd gelagerte Zusatzmasse in einem ersten Wafer ausgebildet, wobei auf einer ersten Oberfläche des ersten Wafers ein zweiter Wafer aufgebracht ist, an dem, der zweiten Elektrode auf der Zusatzmasse zugewandt, die erste Elektrode beabstandet zu der zweiten Elektrode angeordnet ist. Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, auf einer zweiten Oberfläche des ersten Wafers, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, einen dritten Wafer anzuordnen, so dass die Zusatzmasse mit der zweiten Elektrode und dem Übertrager in einem gekapselten Hohlraum schwingen kann. Hierdurch wird die Einrichtung zur Energieumwandlung einerseits vor mechanischen Belastungen geschützt. Andererseits können die Reibungsverluste bei der Schwingung der Zusatzmasse mit der zweiten Elektrode und dem Übertrager verringert werden, indem der Hohlraum evakuiert wird.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Elektrodenstruktur als Feder-Masse-System mit einer Resonanzfrequenz derart bereit gestellt, dass diese innerhalb eines Frequenzbandes einer Bewegung des mit dem Übertrager wechselwirkenden Teils gelegen ist. Der Betrieb der Elektrodenstruktur mit Resonanzfrequenz ermöglicht eine maximierte Energieausbeute.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Resonanzfrequenz der Elektrodenstruktur insbesondere durch Variation der Masse und/oder Federsteifigkeit einstellbar.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Einrichtung zur Energieumwandlung als Sensor, als Aktuator, für die Datenkommunikation als auch im Bereich der Automobil- und Automationstechnik und/oder als Energiequelle und/oder als Signalgeber und/oder als Diagnosemittel ausgebildet.
  • Die Erfindung stellt weiter ein System mit einem sich bewegenden Bauteil und einer Vorrichtung, insbesondere einem Mikrosystem, zur Energiewandlung bereit, wobei durch die Bewegung des Bauteils berührungslos eine mechanische Bewegung des Übertragers der Vorrichtung durch Wechselwirkung mit dem Bauteil erzeugbar ist, wobei die mechanische Bewegung des Übertragers durch die Vorrichtung in elektrische Energie wandelbar ist. Die dabei zum Einsatz kommende Vorrichtung ist wie vorstehend beschrieben ausgebildet. Das System weist die gleichen Vorteile auf, wie sie bereits in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben wurden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das sich bewegende Bauteil eine Rotationsmaschine, wie z.B. eine Welle, eine Turbine oder ein Schaufelrad. Die zur Anregung der Elektrodenstruktur notwendige Energie kann jedoch auch bei einem Bauteil gewonnen werden, das eine lineare Bewegung vollführt.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist an dem sich bewegenden Bauteil in regelmäßigen Abständen ein den Übertrager berührungslos auslenkendes zweites Übertragungsmittel vorgesehen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das zweite übertragungsmittel durch ein ferro-magnetisches Material, insbesondere Eisen, Kobalt oder Nickel, oder einen Permanentmagneten, gebildet.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das zweite übertragungsmittel durch die Rotationsmaschine selbst gebildet, z.B. die Schaufeln einer Turbine, sofern diese aus einem ferro-magnetischen Material gefertigt ist, oder an dieser, z.B. den Turbinenschaufeln, angeordnet ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Wandlung von Energie und ein mit dieser berührungslos gekoppeltes, sich bewegendes Bauteil.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird eine Einrichtung 100 zur Energieumwandlung als Energiequelle in Form eines kapazitiven Mikro-Power-Generators verwendet.
  • Diese umfasst eine Elektrodeneinrichtung 3 mit einer ersten Elektrode 4 und einer zweiten Elektrode 5. Die erste Elektrode 4 und die zweite Elektrode 5 sind mit veränderbarem Abstand zueinander angeordnet. Hierzu ist die zweite Elektrode 5 an einer federnd gelagerten Zusatzmasse 7 eines ersten Wafers 1 angeordnet. Der erste Wafer 1 kann beispielsweise aus Silizium bestehen. Die Zusatzmasse 7 ist über beispielhaft vier Stege 9 an dem Wafer 1 angebunden. Die Erzeugung der Zusatzmasse 7 kann durch das Aufbringen der zweiten Elektrode 5 von einer ersten Oberfläche des ersten Wafers 1 her und einen bzw. mehrere anschließende Ätzvorgänge von einer zweiten Oberfläche her, welche der ersten Oberfläche des Wafers 1 gegenüberliegt, erfolgen. Die erste Elektrode 4 ist an einem zweiten Wafer 2, z.B. aus Silizium oder SiO2, angeordnet. Der erste und zweite Wafer 1, 2 sind derart miteinander verbunden, dass die erste Elektrode 4 und die zweite Elektrode 5 gegenüberliegend zum Liegen kommen. Während die erste Elektrode 4 ortsfest angeordnet ist, ist die zweite Elektrode 5 in Pfeilrichtung beweglich angeordnet. Die erste und die zweite Elektrode 4, 5 können beispielsweise aus Platin, Titan und/oder Platin-Titanium bestehen oder auch aus Gold gebildet sein.
  • Auf der zweiten Oberfläche des Wafers 1 ist ferner ein dritter Wafer 6 angeordnet, der ebenfalls aus Si oder SiO2 besteht. Die Zusatzmasse 7 mit der Elektrodenstruktur 3 liegt damit in dem zwischen dem zweiten Wafer 2 und dem dritten Wafer 6 sowie dem ersten Wafer 1 gebildeten Hohlraum, der evakuiert sein kann, um Reibungsverluste bei der Bewegung der Zusatzmasse 7 zu minimieren. Hierdurch kann der Wirkungsgrad der Einrichtung zur Energieumwandlung erhöht werden.
  • Die erste Elektrode 4 und die zweite Elektrode 5 sind über eine, in der Figur nicht gezeigte, Lastschaltung elektrisch leitend miteinander verbunden. Ferner weisen die erste und die zweite Elektrode 4, 5 vor Beginn einer Abstandsänderung einen Potentialunterschied auf, der von der elektrischen Verbindung der ersten und zweiten Elektrode über die Lastschaltung verursacht ist und auf die Angleichung der Fermi-Niveaus der ersten und zweiten Elektrode zurückzuführen ist. Der Potentialunterschied kann durch das Aufladen der Elektrodenstruktur 3 durch ein Elektret, einen Ladekondensator oder un ter Ausnutzung einer Differenz der Austrittsarbeiten der Materialien der ersten und der zweiten Elektrode bewirkt sein. Damit weist ein aus erster Elektrode 4 und zweiter Elektrode 5 gebildeter Kondensator eine integrierte Vorspannung auf. Aufgrund der elektrisch leitenden Verbindung über die Lastschaltung zwischen erster Elektrode 4 und zweiter Elektrode 5 fließt ein Strom entsprechend der Potentialdifferenz von erster Elektrode 4 und zweiter Elektrode 5. Eine Veränderung des Abstandes der zweiten Elektrode 5 gegenüber der ersten Elektrode 4 bewirkt eine Änderung der Kapazität des Kondensators und führt zu einem Stromfluss zwischen den beiden Elektroden, welcher mittels der nicht gezeigten Lastschaltung in elektrische Energie umgewandelt werden kann.
  • An der der zweiten Elektrode 5 gegenüberliegenden zweiten Oberfläche der Zusatzmasse 7 ist ein Übertrager 8 angeordnet. Der Übertrager 8 ist durch eine permanentmagnetische Schicht oder einen Permanentmagneten gebildet. Der Übertrager kann beispielsweise aus Nd-Fe-B oder Fe-Co-V gebildet sein. Der Übertrager 8 steht in magnetischer Wechselwirkung mit einem weiteren Übertrager, der an einer Rotationsmaschine 10 angeordnet ist. Die Rotationsmaschine 10 ist im Ausführungsbeispiel als Turbinenläufer ausgebildet, welche eine Vielzahl an Schaufeln 11 aufweist, die an einer Welle 12 montiert sind. Der weitere Übertrager kann beispielsweise durch das Material der Schaufeln selbst gebildet sein, welches üblicherweise aus einem ferro-magnetischen Material gefertigt wird. Häufig werden Fe, Co oder Ni hierfür verwendet. Sind die Schaufeln 11 nicht aus einem ferro-magnetischen Material gebildet, so könnten an deren, von der Welle 12 abgewandten Enden Permanentmagnete angeordnet sein, welche die Funktion des weiteren Übertragers übernehmen.
  • Die Einrichtung 100 zur Wandlung von Energie ist beispielsweise in einem Gehäuse in einer Rotationsebene des Turbinenläufers angeordnet, das den rotierenden Turbinenläufer umgibt. Dabei ist der Übertrager 8 dem Turbinenläufer zugewandt. Die Drehung des Turbinenläufers führt zu einer berüh rungslosen magnetischen Wechselwirkung mit dem Übertrager 8, wobei die bei diesem erzwungene Bewegung eine Bewegung der mit dem Übertrager gekoppelten Zusatzmasse 7 und damit der zweiten Elektrode 5 verursacht, wodurch die Abstandsänderung zu der ersten Elektrode 4 bewirkt ist. Durch die Drehung des Turbinenläufers wird die Zusatzmasse 7 deshalb periodisch ausgelenkt, so dass die daraus resultierende Schwingung der Zusatzmasse zu einer periodischen Änderung des Abstands zwischen erster und zweiter Elektrode 4, 5 führt. Der zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 4, 5 über die Lastschaltung fließende Strom kann dann zur Energiegewinnung genutzt werden.
  • Der weitere Übertrager könnte auch an bzw. im Bereich der Welle 12 der Rotationsmaschine 10 angeordnet sein. Über den Umfang der Welle 12 sind dann periodisch die weiteren Übertrager aus einem ferro-magnetischen Material oder in Form von Permanentmagneten angeordnet. Dies führt zu einer periodischen Auslenkung bzw. Schwingung der Zusatzmasse 7 und damit der zweiten Elektrode 5.
  • Der kapazitive Generator bietet den Vorteil der autarken Energieversorgung eines Mikrosystems für den Einsatz in Rotationsmaschinen. Der Energiewandler ermöglicht den Aufbau eines Diagnosewerkzeugs, das im Wesentlichen keine bauliche Veränderung an der eigentlichen Rotationsmaschine erfordert. Das Mikrosystem ermöglicht eine Erledigung der spezifischen Aufgaben direkt am gewünschten Ort zu einer gewünschten Zeit.
  • Der kapazitive Energiewandler lässt sich in CMOS-Technik auf Waferebene realisieren und kann direkt in ein Mikrosystem "on-chip" integriert werden.
  • Der kapazitive Generator stellt im Wesentlichen ein Feder-Masse-System dar, welches in der Lage ist, die mechanische Energie der bewegten Teile der Rotationsmaschine berührungslos in elektrische Energie zu wandeln. Die elektrische Energie steht für das autarke Mikrosystem zur Verfügung bzw. sie kann zwischengespeichert werden. Die zu wandelnde mechanische Energie wird berührungslos mittels magnetischer Wechselwirkung in eine periodische Auslenkung des Feder-Masse-Systems umgesetzt. Voraussetzung für die Erzeugung der Abstandsänderung der Elektroden des Energiewandlers ist die Kopplung einer permanentmagnetischen Schicht oder eines Permanentmagneten an einer der Elektroden bzw. der mit der Elektrodenstruktur verbundenen Zusatzmasse. Um die magnetische Wechselwirkung zwischen der Rotationsmaschine und dem eigentlichen Energiewandler zu gewährleisten, ist auch an der Rotationsmaschine ein ferro-magnetisches Material oder ein Permanentmagnet vorgesehen.

Claims (19)

  1. Vorrichtung, insbesondere Mikrosystem, mit – einer Einrichtung zur Energieumwandlung, die eine Elektrodenstruktur (3) zur kapazitiven Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie aufweist, wobei die Elektrodenstruktur (3) eine erste Elektrode (4) und eine zweite Elektrode (5) mit relativ zu der ersten Elektrode (4) veränderbarem Abstand aufweist, – einer Lastschaltung, über welche die erste und die zweite Elektrode (4, 5) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, und – einem Übertrager (8), der mit der zweiten Elektrode (5) gekoppelt ist, wobei durch eine Bewegung des Übertragers (8) der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (4, 5) veränderbar ist und wobei die Bewegung des Übertragers (8) berührungslos durch Wechselwirkung des Übertragers (8) mit einem sich bewegenden Teil bewirkbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bewegung des Übertragers (8) durch magnetische Wechselwirkung des Übertragers (8) mit dem sich bewegenden und abschnittsweise magnetische Eigenschaften aufweisenden Teil bewirkbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Bewegung des Übertragers (8) durch ein sich drehendes Teil hervorgerufen ist, so dass eine periodische Bewegung oder Schwingung des Übertragers (8) bewirkt ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Übertrager (8) permanentmagnetische Eigenschaften aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Übertrager (8) durch eine permanentmagnetische Schicht oder einen Permanentmagneten gebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die erste und die zweite Elektrode (4, 5) vor dem Beginn einer Abstandsänderung einen Potentialunterschied aufweisen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Aufladen der Elektrodenstruktur (3) durch ein Elektret, einen Ladekondensator oder unter Ausnutzung einer Differenz der Austrittsarbeiten der Materialien der ersten und der zweiten Elektrode (4, 5) bewirkt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die zweite Elektrode (5) auf einer federnd gelagerten Zusatzmasse (7) angeordnet ist und der Übertrager (8) an der Zusatzmasse (7) vorgesehen ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die zweite Elektrode (5) und der Übertrager (8) auf gegenüberliegenden Oberflächen der Zusatzmasse (7) angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die federnd gelagerte Zusatzmasse (7) in einem ersten Wafer (1) ausgebildet ist, wobei auf einer ersten Oberfläche des ersten Wafers (1) ein zweiter Wafer (2) aufgebracht ist, an dem, der zweiten Elektrode (5) auf der Zusatzmasse (7) zugewandt, die erste Elektrode (4) beabstandet zu der zweiten Elektrode (5) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der auf einer zweiten Oberfläche des ersten Wafers (1), die der ersten Oberfläche gegenüber liegt, ein dritter Wafer (6) angeordnet ist, so dass die Zusatzmasse (7) mit der zweiten Elektrode (5) und dem Übertrager (8) in einem gekapselten Hohlraum schwingen kann.
  12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Elektrodenstruktur (3) als Feder-Masse-System mit einer Resonanzfrequenz derart bereit gestellt ist, dass diese in nerhalb eines Frequenzbandes einer Bewegung des mit dem Übertrager (8) wechselwirkenden Teils gelegen ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Resonanzfrequenz der Elektrodenstruktur (3) insbesondere durch Variation der Masse und/oder Federsteifigkeit einstellbar ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Einrichtung zur Energieumwandlung als Sensor, als Aktuator, für die Datenkommunikation und/oder im Bereich der Automobil- und Automationstechnik und/oder als Energiequelle und/oder als Signalgeber und/oder als Diagnosemittel ausgebildet ist.
  15. System mit einem sich bewegenden Bauteil und einer Vorrichtung, insbesondere einem Mikrosystem, zur Energiewandlung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei durch die Bewegung des Bauteils berührungslos eine mechanische Bewegung des Übertragers der Vorrichtung durch Wechselwirkung mit dem Bauteil erzeugbar ist, wobei die mechanische Bewegung des Übertragers durch die Vorrichtung in elektrische Energie wandelbar ist.
  16. System nach Anspruch 15, bei dem das sich bewegende Bauteil eine Rotationsmaschine ist.
  17. System nach Anspruch 15 oder 16, bei dem an dem sich bewegenden Bauteil in regelmäßigen Abständen ein den Übertrager (8) berührungslos auslenkendes zweites Übertragungsmittel vorgesehen ist.
  18. System nach Anspruch 17, bei dem das zweite Übertragungsmittel durch ein ferro-magnetisches Material, insbesondere Eisen, Kobalt oder Nickel, oder einen Permanentmagneten, gebildet ist.
  19. System nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das zweite Übertragungsmittel durch die Rotationsmaschine selbst gebildet ist oder an dieser angeordnet ist.
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