AT521863A1 - Reluktanzkolbenmotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reluktanzkolbenmotor wobei er mittels Primärelektromagnet (8) am oberen und Sekundärelektromagnet (16) am unteren Totpunkt, denn Kolbenkern (2) im Hubkanal (15) in Bewegung versetzt, der Kolbenkern (2) mechanisch über Kolbenschuh (3), Kolbensicherungsschraube (4), Pleuelstange (11), Pleueldeckel (14), und Pleuelschrauben (7) mit einer Kurbelwelle (1) in einem Gehäuse (6) verbunden sind, von der die mechanisch Energie Endnomen werden kann, die dabei entstehende Abwärme wird über das E.R.S. in Elektrischen Strom umgewandelt.

Description

Beschreibungseinleitung/Stand der Technik

Der Reluktanzkolbenmotor wandelt Elektrische Energie in mechanische Energie um. Er ist ein Elektromotor , der mittels Elektromagneten am oberen und unteren Totpunkt , Permanentmagnete in Bewegung versetzt die mechanisch mit einer Kurbelwelle verbunden sind von der die mechanisch Energie Endnomen werden kann ‚, die dabei entstehende Abwärme wird über das E.R.S. in Elektrischen Strom umgewandelt

Aus dem Stand der Technik ergeben sich vom Einzylinder Motor ‚Reihenmotor bis zum Sternmotor mehr Reihensternmotoren Verbrennungsmotor , oder solenoid engines in den unterschiedlichsten variationen Ähnlichkeiten. Da ich so eine Maschine weder kannte , nicht in meinen Recherchen fand und , ich sie mir aber vorstellen konnte , produzierte ich einen Prototyp , um die Funktionsfähigkeit des Reluktanzkolbenmotors zu verifizieren.

Figuren Aufzählung

Kurbelwelle (1) = FIG. 10, Kolbenkern (2) = FIG. 5, Kolbenschuh (3) = FIG. 3, Gehäuse(6) = FIG. 8, Primärelektromagnet (8) = FIG. 4, TEG Schicht(10) = 7.2, Pleuelstange(11) = FIG. 9, Kühlrippe(12) = FIG. 7.1, Hubkanal(15) = FIG. 6, Sekundärelektromagnet(16) = FIG. 2 .

Figuren Erklärung

In sämtlichen Figuren wird bewusst auf die Darstellung von Gewinden , Schrauben , Spulen , Kabeln verzichtet , da dies für den Fachmann naheliegend und aus dem Stand der Technik entnommen werden kann.

Sämtliche Figuren befinden sich im Anhang mit dem Namen: Figuren Katalog

FIG. 1 zeigt eine Übersicht folgender Teile ,‚ Kurbelwelle (1) = FIG. 10, Kolbenkern (2) = FIG. 5, Kolbenschuh (3) = FIG. 3, Gehäuse(6) = FIG. 8, Primärelektromagnet (8) = FIG. 4, TEG Schicht(10) = 7.2, Pleuelstange(11) = FIG. 9, Kühlrippe(12) = FIG. 7.1, Hubkanal(15) = FIG. 6, Sekundärelektromagnet(16) = FIG. 2 .

Fig.2 zeigt denn Magnetkern des Sekundärelektromagnet(16) , zeigt bei FIG. 2.1 Materialaussparungen die für die Pleuelstange(11) vorgesehen sind , zeigt bei FIG. 2.2 die Fläche auf der sich die Spule des Sekundärelektromagnet(16) befindet , zeigt bei FIG. 2.3 die Kontaktfläche zum Hubkanal(15) zeigt bei FIG. 2.4 die mögliche Kontaktfläche zu Kurbelwelle(1).

FIG. 3 zeigt bei FIG. 3.1 die Kontaktfläche Zwischen Kolbenschuh(3) und Hubkanal(15) , zeigt bei FIG. 3.2 die Aufnahme der Kolbensicherungsschraube() , zeigt bei FIG. 3.3 die Kontaktfläche vom Kolbenschuh (3) zum Kolbenkern(2).

FIG. 4 zeigt bei FIG 4.1 den Magnetkern des Primärelektromagnet (8) , zeigt bei FIG. 4.2 Denn Mantel , zeigt bei FIG. 4.3 die Kontaktfläche mit der TEG Schicht(10).

FIG. 6 zeigt bei FIG 6.1 den führungs Kanal des Korbschuh(3) und bei FIG. 6.2 die Kontaktfläche zu Primärelektromagnet (8).

FIG. 7 beinhaltet Kühlrippe(12) und TEG Schicht(10).

FIG. 8 zeigt bei FIG. 8.1 den Sitz der Kurbelwelle(1).

Einzelteile

Kurbelwelle (1), Kolbenkern (2), Kolbenschuh (3), Kolbensicherungsschraube (4), Gehäuse(6), Pleuelschrauben (7), Pleueldeckel(14), Anschlussterminal(5), Primärelektromagnet (8), TEG Schicht(10), Pleuelstange(11), Kühlrippe(12), Hallgeber (13), Hubkanal(15), Sekundärelektromagnet(16)

Beschreibung

Der Reluktanzkolbenmotor arbeitet in zwei Takten ,

Takt 1. Der Obere Totpunkt ist überschritten ‚der Kolbenkern(2) bewegt sich vom Primerelektromagnet(8) weg, dabei muss der Primerelektromagnet(8) unter Elektrischer Spannung stehen und ein Magnetfeld produzieren , größer des dem Permanentmagneten , im weiteren Kolbenkern(2) genannt , dabei Stoßen sich beide Magnetfelder gegeneinander ab , zeitgleich ist der Sekundärelektromagnet(16) unter spannung und zieht den Kolbenkern nach unten , und der Kolben bewegt sich in Richtung Kurbelwelle(1) die sich simultan dazu dreht.

Bei Takt 2. hat der Kolbenkern(2) den unteren Totpunkt passiert , wird die Polarität des Primerelektromagnet(8) und Sekundärelektromagnet(16) geändert , der Kolbenkern(2) bewegt sich von der Kurbelwelle weg.

Bei einer Art Economie Konfiguration wird bei Takt 1. der Sekundärelektromagnet(16) sowie bei Takt 2. der Primerelektromagnet(8) nicht unter Spannung versetzt , dadurch kann Reluktanzkraft genutzt werden um den Reluktanzkolbenmotor möglichst Effizient zu betreiben.

Am Anschlussterminal(5) muss für den betrieb des Reluktanzkolbenmotor ein Steuergerät angeschlossen werden das die Primerelektromagnet(8) , Sekundärelektromagnet(16) mit Strom versorgt und das Signal des Halgebers(13) verarbeiten kann.

Der nötige Strom für die Elektromagneten gelangt über Kabel vom Anschlussterminal(5) das im Grunde eine Wasserdichte Abzweigdose ist in den Reluktanzkolbenmotor. Der Kolbenkern(2) besteht aus einem oder mehreren Neodym-Eisen-Bor Magneten mit einer Remanenzflussdichte größer 1,3 T , bei mehreren Neodym-Eisen-Bor Magneten im Kolbenkern(2) als Halbach-Array angeordnet. Die Vorteil bei einer Anordnung von Permanentmagnete in der Halbach-Array Konfiguration ist , eine Erhöhung der magnetischen Flussdichte oder Bei gleicher Remanenzflussdichte eine Reduzierung der Masse der Permanentmagneten. Beim Kolbenschuh(3)

Das Gehäuse(6), Kurbelwelle (1), Pleuelstange(11), Kolbensicherungsschraube(4), Hubkanal(15), werden aus Materialien , mit einer Magnetischen Permeabilität kleiner 300 £r gefertigt zum beispiel: Edelstahl WNr. 1.4301 , Polyethylen , Zinn ‚oder Aluminium, der Vorteil der durch so eine Material Auswahl entsteht ist vielfältig, Reibungswiderstände werden miniert , die Beeinflussung der Beweglichen Teile durch die Kolbenkerne(2) wird minimiert , was zu einem Effizienteren und Wartungsärmeren Reluktanzkolbenmotor führt. Durch diese Vorgänge im Betrieb der Maschine werden die Magnetfelder im Eisenkern des Elektromagneten(8) häufig geändert was zur folge hat das sich die Elektromagneten Erwärmen. Ein ERS Energie Recovery System kommt zum Einsatz , dabei wird die Abwärme der Elektromagneten in Gleichstrom umgewandelt. Der Reluktanzkolbenmotor ist dadurch besonders Energieeffizient. Eine TEG Schicht(10) ‚TEG ist die abkürzung für Thermoelektrischer Generator , weisen seine zwei Kontaktflächen eine Unterschiedliche Temperatur auf produzieren TEG Elemente Gleichstrom. Auf der TEG Schicht(10) ist die Kühlrippe(12) , die aus Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als 67W/ (m : K) gefertigt ist , der im betrieb Produzierte Gleichstrom wird über Kabel an das Anschlussterminal(5) übertragen. Bei Permanent erregten Reluktanzkolbenmotor müssen mindestens drei Zylinder zusammenarbeiten um Frei Anlaufen zu können , bei weniger als drei Zylinder wird eine Anlaufhilfe empfohlen. Der Permanent erregten Reluktanzkolbenmotor kann in einem Geschlossenen Gehäuse(6) funktionieren was ihn für die Nutzung , in anspruchsvollen Einsatzgebieten gefragt macht zum Beispiel unter Wasser , je nach Bauweise des Permanent erregten Reluktanzkolbenmotor , zum beispiel im Doppelsternsystem , ist mit hohem Drehmoment zu rechnen , was zum Beispiel in der Regelung von Ventilen in der Wasserkraft eine roll spielt. Wodurch aufwendige und wartungsintensive Hydraulische Systeme , durch Systeme die mit Permanent erregten Reluktanzkolbenmotor Arbeiten ersetzt werden. Auch ist vorstellbar das sein Hauptanwendungsfeld die Elektrifizierten antriebe sind.

Claims (8)

1. Der Reluktanzkolbenmotor ist dadurch gekennzeichnet dass , er mittels Primärelektromagnet(8) am oberen und Sekundärelektromagnet(16) am unteren Totpunkt , denn Kolbenkern(2) im Hubkanal(15) in Bewegung versetzt , der Kolbenkern(2) mechanisch über Kolbenschuh(3) , Kolbensicherungsschraube(4), Pleuelstange(11), Pleueldeckel(14), und Pleuel schrauben(7) mit einer Kurbelwelle(1) in einem Gehäuse(6) verbunden sind , von der die mechanisch Energie Endnomen werden kann ‚, die dabei entstehende Abwärme wird über das E.R.S. in Elektrischen Strom umgewandelt.

2. Der Reluktanzkolbenmotor nach Anspruch 1. ist dadurch gekennzeichnet, das die Führung des Kolbenschuh(3) im Hubkanal(15) und die Kontaktfläche des Kolbenschuh(3) zum Hubkanal(15) , Geometrisch unterschiedliche formen sind.

3. Der Reluktanzkolbenmotor nach Anspruch 1. ist dadurch gekennzeichnet , das Gehäuse(6), Kurbelwelle(1), Hubkanal(15), Kolbensicherungsschraube(4) Pleuelstange(11), Pleueldeckel(14) und Pleuelschrauben(7) aus Materialien , mit einer Magnetischen Permeabilität kleiner 300 ur gefertigt werden.

4. Der Reluktanzkolbenmotor nach Anspruch 1. ist dadurch gekennzeichnet, das beim Kolbenschuh(3), ein Material mit einer Magnetischen Permeabilität größer 15000 ur verwendet wird.

5. Der Reluktanzkolbenmotor nach Anspruch 1. ist dadurch gekennzeichnet dass ein teil des Kolbenkerns(2) die Materialeigenschaft einer Remanenzflussdichte größer 1,3 T besitzt.

6. Der Reluktanzkolbenmotor nach Anspruch 1. ist dadurch gekennzeichnet, dass , Der Kern des Sekundärelektromagnet (16) innen hohl ist , und an denn möglichen Kontaktflächen zu Pleuelstange(11) und Kurbelwelle(1) Material abgetragen wurde.

7. Das E.R.S. nach Anspruch 1. ist dadurch gekennzeichnet , das es eine TEG Schicht(10), und eine Kühlrippe(12), beinhaltet.

8. Das E.R.S. nach Anspruch 7. Ist dadurch gekennzeichnet das die Kühlrippe(12) , aus Material mit

einer höheren Wärmeleitfähigkeit als 67W/(m - K) gefertigt ist.