CH621217A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine dynamoelektrische Maschine mit an relativ zueinander bewegbaren Teilen angeordneten Feld- bzw. Ankerpolen, wobei die an dem einen Teil angeordneten Ankerpole in mindestens drei, entlang der Relativbewegungsrichtung verlaufenden Gruppen angeordnet sind und die Polabstände innerhalb jeder Gruppe, gemessen an der Relativbewegungsrichtung, konstant und in allen Gruppen gleich gross sind, und die mit den in Gruppen angeordneten Ankerpolen zusammenwirkenden, an dem zweiten Teil angeordneten Feldpole in mindestens einer im Winkel zur Relativbewegungsrichtung verlaufenden, sich über die ganze von der Ankerpol-Gruppe abgedeckten Breite erstreckenden Gruppierung angeordnet sind, und wobei die Ankerpole jeder Gruppe der Ankerpole gegenüber den Polen der jeweils in der Polaritäts-Schaltfolge unmittelbar vorangehenden Gruppe von der Winkelrichtung der Feldpol-Gruppierung ausgehend parallel zur Relativbewegungsrichtung gemessen um eine Versetzungsstrecke versetzt sind, die einem Bruchteil der Polteilung des genannten Polabstandes von in der Relativbewegungsrichtung aufeinanderfolgenden Polen innerhalb jeder Gruppe der Ankerpole, mindestens jedoch dem Quotienten aus der Polteilung und der Gesamtzahl der Gruppen entspricht.

Aus der DE-OS 1 958 632 ist bereits eine Antriebsvorrichtung der eingangs erläuterten Art zur Erzeugung einer geradlinigen Bewegung, ein sogenannter Linearmotor, bekannt, bei welchem die Erregung der elektromagnetischen Pole mittels ein- oder dreiphasigem Wechselstrom erfolgt. Bei diesem Aufbau unterliegt die Polarisierung der Elektromagnetpole zwangsweise einem durch die Frequenz des Wechselstroms vorgegebenen Zeitablaufs, unabhängig davon, ob die Relativbewegung der gegeneinander beweglichen Teile der Antriebsvor-richtung mit diesem zweitlichen Ablauf der Polarisierung konform ist Bei diesem bekannten Elektromotor ist die Verwendung eines üblichen, d. h. sinusoidalen Wechselstroms für die Energiezufuhr des Motors erforderlich. Für eine Ausführungsform mit drei Polreihen ist bei dem bekannten Motor ein Dreiphasenwechselstrom vorgeschrieben. Unter Einphasenwechselstrom ist hier in der üblichen Weise ein elektrischer Strom, der seine Grösse und Richtung periodisch mit konstanter Frequenz ändert, zu verstehen; ein Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) besteht aus drei miteinander verketteten, zeitlich gegeneinander verschobenen Wechselströmen, wobei die Phasenverschiebung jeweils 120° (Eindrittelperiode) beträgt. Bei Verwendung eines in seinem zeitlichen Verlauf vorbestimmten Wechsel- oder Drehstroms, wie dies bei dem Motor gemäss der DE-OS 1 958 632 geschieht, ist eine Polarisationssteuerung unabhängig von der vorbestimmten Wechselstromfrequenz, jedoch abhängig von der Relativstellung der sich relativ zueinander bewegten Teile des Elektromotors von vornherein aus prinzipiellen Gründen nicht möglich. Das dem bekannten Motor gemäss der DE-OS 1 958 632 zugrundeliegende Prinzip erfordert eine Stromversorgung mit einem symmetrischen Wechselstrom mit zeitlich festliegender Frequenz. Wenn der Motor gemäss der DE-OS 1 958 632 als drei Ankerpolreihen aufweisender Motor ausgebildet wird, ist die Magnetisierungsschaltung jeder einzelnen Polreihe unabhängig von den anderen Polreihen und durch die Phase des jeweils zur Speisung verwendeten Stroms fixiert. Ein derartiger drei Ankerpolreihen aufweisender Elektromotor gemäss der DE-OS 1958 632 kann daher als eine Zusammensetzung von drei einphasigen Wechselstrommotoren, die jeweils um 120° phasenversetzt sind, angesehen werden. Auch hier ist eine Polarisierungssteuerung der Ankerpole aller Reihen in einer Gesamtkoordination abhängig von der Relativlage zwischen Feldpolen und Ankerpolen nicht möglich und auch nicht vorgesehen. Zur Bewegung des einen Teiles des bekannten Linearmotors relativ zu den Polen des anderen, als Stator fungierenden Teils, sind magnetische Kräfte erforderlich, die von der Masse und der gewünschten Beschleunigung bzw. Geschwindigkeit des bewegten Teiles abhängen. Bei der nach einem allein zeitabhängigen Gesetz gesteuerten Magnetisierung der Pole bei dem bekannten Linearmotor wird bei einer Bewegung des bewegten Teils stets eine örtliche Phasenverschiebung zwischen der maximalen Polarisierung der Magnetpole in einem bestimmten Polaritätssinne und den Statormagnetpolen gegeben sein, und zwar derart,

dass der bewegte Teil mit einem sogenannten «Schlupf», wie er aus Elektromotoren allgemein bekannt ist, nacheilen wird. Mit anderen Worten, bei der Bewegung des bewegten Teils relativ zum Stator tritt in den Polen des bewegten Teils die maximale Polarisierung nicht jeweils dann auf, wenn diese sich in Gegenüberstellung zu den Polen des Stators befinden, sondern an einer örtlich dazu versetzten Stelle. Der «Schlupf» bei der Bewegung des bewegten Teils wird um so grösser, je grösser die erforderlichen Kräfte sind, um den bewegten Teil zu bewegen. Werden die erforderlichen Kräfte zu gross, dann wird auch der Schlupf so gross, dass eine koordinierte magnetische Anziehung zwischen dem Stator und dem bewegten Teil nicht mehr erfolgt, der bewegte Teil wird dann nurmehr unregelmässig und unkontrolliert beschleunigt und nicht mehr in der gewünschten zügigen Bewegung bewegt. Der bekannte Linearmotor ist daher in seinem Operationsbereich eng beschränkt auf einen durch die Gegebenheiten des Motors festgelegten engen Geschwindigkeitsbereich und auf einen sehr engen Leistungsabgabebereich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dynamoelektrische Maschine der eingangs erläuterten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und wirtschaftlicher Herstellung bei Verwendung als Elektromotor einen über einen weiten Geschwindigkeitsbereich und einen weiten Leistungsbereich bariierbaren Antrieb gewährleistet und bei Verwendung als Stromgenerator zur Erzeugung von Strömen mit asymmetrischer Phasenlage geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Strombeaufschlagung der elektromagnetischen Ankerpole innerhalb einer jeden Gruppe gleichzeitig mittels eines in Abhängigkeit von der Relativstellung der eine gleichbleibende Polarität aufweisenden Feldpole und der Ankerpole gesteuerten Schalters umsteuerbar ist, wobei bei einander überdeckendem Feld- und Ankerpol für letzteren bzw. die gesamte Ankerpolgruppe, welcher der betreffende Ankerpol angehört, eine Umschaltung auf gleichnamige Polarität vorgesehen ist, wobei gleichzeitig der den - ausgehend von einer durch den betrachteten Feldpol in Richtung der Feldpol-Gruppierung verlaufenden Linie parallel zur Relativbewegungsrichtung gemessen -geringsten Abstand vom betrachteten Ankerpol bzw. Feldpol aufweisende, in Bewegungsrichtung der Feldpol-Gruppierung gesehen zurückliegende Ankerpol einer anderen Polgruppe die gleiche Polarität wie der betrachtete Ankerpol bzw. Feldpol, und der den - ausgehend von einer durch den betrachteten Feldpol in Richtung der Feldpol-Gruppierung verlaufenden Linie parallel zur Relativbewegungsrichtung gemessen -geringsten Abstand vom betrachteten Ankerpol bzw. Feldpol aufweisende, in Bewegungsrichtung der Feldpol-Gruppierung gesehen vorausliegende Ankerpol einer weiteren Polgruppe eine zur Polarität des betrachteten Anker- bzw. Feldpols entgegengesetzte Polarität bereits aufweist oder einer Umschaltung auf eine solche Polarität unterworfen ist

Die erfindungsgemässe dynamoelektrische Maschine hat

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gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile. Bei der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine erfolgt die Steuerung der Polarität der Pole nicht nach einem festgelegten Zeitablauf unabhängig von der örtlichen Relativstellung der relativ zueinander bewegbaren Teile, sondern ausschliesslich in Abhängigkeit von der Relativstellung der Teile, d. h. genauer der von den Teilen getragenen Pole zueinander. Jedesmal, wenn ein Ankerpol vollständig von einem Feldpol überdeckt ist, wird eine Polaritätsumschaltung bewirkt, um ihre Polarität im Vorzeichen übereinstimmend zu machen, während der in Bewegungsrichtung der Feldpolgruppierung gesehen zurückliegende «nächstbenachbarte» Ankerpol einer anderen Polgruppe die Polarität der übereinstimmenden Vorzeichen beibehält und der in Bewegungsrichtung vorausliegende «nächstbenachbarte» Ankerpol einer dritten Polgruppe eine zur Polarität des betrachteten Ankerpols entgegengesetzte Polarität bereits aufweist oder einer Umschaltung auf eine solche Polarität unterworfen wird. Diese Polaritätssteuerung ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Durch die Aufrechterhaltung einer Polarität gleichen Vorzeichens in dem «nächstbenachbarten» zurückliegenden Pol einer anderen Polgruppe ist sichergestellt, dass eine abstossende magnetische Kraft kontinuierlich auf den betrachteten Feldpol in dessen Bewegungsrichtung wirkt und ihn sogar während des Moments der Polaritätsumschaltung des oder der anderen betrachteten Ankerpole vorwärtstreibt. Deshalb besteht während des Betriebs der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine als Elektromotor zu keinem Zeitpunkt ein Gleichgewicht zwischen anziehenden und abstossenden Magnetkräften (auf den jeweils betrachteten Feldpol) und deshalb ist zu jedem Zeitpunkt eine kontinuierliche Vorwärtsbewegung der Feldpole sichergestellt. Hieraus resultiert die bei der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine, wenn sie als Elektromotor betrieben wird, gegebene stetige Bewegung in jeder Betriebsphase. Bei der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine erfolgt die Steuerung nicht unter Verwendung eines in seinem zeitlichen Wellenverlauf vorbestimmten Steuerstroms, beispielsweise eines Dreiphasenstroms mit regelmässig sinusförmigem Spannungsverlauf in jeder Phase. Es tritt daher bei dem erfindungsgemässen Elektromotor kein «Schlupf» zwischen den relativbewegten Teilen ein. Der erfin-dungsgemässe Elektromotor vermag daher in einem sehr weiten Leistungsbereich Antriebsleistungen bei über den Leistungsbereich gleichbleibendem Wirkungsgrad abzugeben. Die erzeugte Antriebsgeschwindigkeit hängt dabei von der abzugebenden Antriebsleistung und von der Stärke der Strombeaufschlagung, die ihrerseits steuerbar ist, ab. Bei dem erfindungsgemässen Elektromotor wird zur Beaufschlagung der elektromagnetischen Pole kein einphasiger oder mehrphasiger Wechselstrom verwendet, sondern die Magnetpole werden in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Relativstellung mit einem Strom eines bestimmten Vorzeichens beaufschlagt. Dabei ist es beispielsweise möglich, die Steuerung mittels zweier Gleichströme entgegengesetzten Vorzeichens durchzuführen, welche in den durch die Relativstellung der Pole jeweils gegebenen Zeitabschnitten den Magnetpolen abwechselnd zugeführt werden. Der erfindungsgemässe Elektromotor ist einfach aufgebaut und einfach steuerbar und er ermöglicht einen zuverlässigen Antrieb über einen weiten Leistungsbereich und einen weiten Geschwindigkeitsbereich.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine als Elektromotor ist dadurch gegeben, dass die elektromagnetischen Ankerpole innerhalb einer jeden Pol-Gruppe alle zu jedem Zeitpunkt die gleiche Polarität aufweisen und mit Feldpolen zusammenwirken, die innerhalb jeder Pol-Gruppe der Ankerpole die gleiche Polarität aufweisen, und die Umschaltung der elektromagnetischen Ankerpole auf eine der Polarität der damit zusammenwirken621217

den Feldpole entgegengesetzte Polarität bei einer Stellung dieser Pole zueinander erfolgt, in der sich die Zentren der aufeinander zubewegenden Pole in einem der Versetzungsstrecke zwischen den umschaltbaren Ankerpolen von in der Schaltfolge unmittelbar aufeinanderfolgenden Gruppen entsprechendem Abstand voneinander befinden. Bei dieser Ausgestaltung stellen die einzelnen Pole singulare Pole dar, die bei der Umschaltung der Strombeaufschlagung jeweils ihre Polarität wechseln.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine als Elektromotor ist dadurch gegeben, dass die elektromagnetischen Ankerpole innerhalb einer jeden Pol-Gruppe alle zu jedem Zeitpunkt die gleiche Polarität aufweisen und mit Feldpolen zusammenwirken, die innerhalb von den Ankerpolen zugeordneten Gruppen alternierend entgegengesetzte Polarität aufweisen, und die Umschaltung der elektromagnetischen Ankerpole auf eine der Polarität der damit zusammenwirkenden Feldpole entgegengesetzte Polarität bei einer Stellung dieser Pole zueinander erfolgt, in der sich die aufeinander zubewegenden Pole in einem der Polteilung der Feldpole entsprechenden Abstand vor dem umzuschaltenden Pol befindet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine als Elektromotor wird dadurch erreicht, dass die elektromagnetischen Ankerpole in jeder entlang der Bewegungsrichtung verlaufenden Gruppe alternierend entgegengesetzte Polarität aufweisen und die Umschaltung auf eine der Polarität der damit zusammenwirkenden Feldpole entgegengesetzte Polarität bei einer Stellung dieser Pole zueinander erfolgt, in der sich die Zentren der aufeinander zubewegenden Pole in einem der Polteilung der Ankerpole entsprechenden Abstand voneinander befinden. Bei dieser Ausgestaltung können jeweils zwei aufeinanderfolgende elektromagnetische Ankerpole in jeder Gruppe als Pole eines Magnetdipols ausgebildet sein, beispielsweise als die Schenkel eines U-förmigen Kernes magnetisierbaren Materials der zur Magnetisierung in bekannter Weise mit einer strombeauf-schlagbaren Leiterspule umwickelt ist. Der andere Teil kann dabei als bewegter Teil ausgebildet sein, der eine sich quer zu den Gruppen des ersten Teils erstreckende Gruppierung von Feldpolen konstanter Polarität trägt, wobei entweder alle Feldpole untereinander die gleiche Polarität aufweisen, oder beispielsweise mit jeder Ankerpolgruppe des ersten Teils je eine Polgruppe des zweiten bewegten Teils, die aus zwei Feldpolen entgegengesetzter konstanter Polarität besteht, zusammenwirken. Dabei können jeweils zwei Feldpole entgegengesetzter Polarität die Pole eines Dauermagnet-Dipols, insbesondere eines U-förmig geformten Dauermagnet-Dipols, bilden.

Eine günstige Ausbildung einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine als Elektromotor mit einfachem Aufbau ist dadurch gegeben, dass die Polarität eines Ankerpols, dem sich ein Feldpol nähert, bei einer Anordnung der Pole, bei der jede entlang der Relativbewegungsrichtung verlaufende Gruppe der Anker- und Feldpole als parallel zur Relativbewegungsrichtung verlaufende Pol-Reihe ausgebildet ist und die einzelnen Polreihen nebeneinander angeordnet sind, wobei unmittelbar benachbarte Pole von in der Schaltfolge unmittelbar aufeinanderfolgenden Ankerpol-Gruppen um eine Versetzungsstrecke versetzt sind, gleich der Polarität des sich nähernden Feldpols ist, und dass eine Umschaltung der Ankerpole einer Polgruppe des Ankers auf eine mit dem sich einem Ankerpol annähernden Feldpol ungleiche Polarität bei Erreichung einer Überdeckung der zusammenwirkenden Pole im Ausmass des - als Verhältnis eines derjenigen Flächenbereiche benach- ' barter Pole von in der Schaltfolge aufeinanderfolgenden Pol-Gruppen, die von einem von zur Winkelrichtung der Polgruppierung der Feldpole parallelen Linien begrenzten ideellen Flächenstreifen, überdeckt sind, wobei die eine Linie in Bewe5

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gungsrichtung gesehen, das Ende des zuerst überlaufenden Pols tangiert und die andere Linie in Bewegungsrichtung gesehen den Anfang des danach überlaufenden Pols der in der Schaltfolge folgenden Polreihe tangiert, zur Gesamtfläche eines Pols definierten - Überdeckungsverhältnisses, welches einen Wert von mindestens Vi und von maximal dem Quotienten aus der Zahl der Versetzungsstrecke zur Überbrückung einer Polteilung (Polunterteilungszahl) minus eins und der Polunterteilungszahl ergibt, vorgesehen ist und bei Erreichen der vollen Deckung der Pole eine Polaritätsumschaltung der den vollständig überdeckten Ankerpol enthaltenden Ankerpolgruppen erfolgt.

Eine andere günstige Ausgestaltung einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine als Elektromotor ist dadurch gegeben, dass die Polarität eines Ankerpols, dem sich ein Feldpol nähert, bei einer Anordnung der Pole, bei der jede entlang der Relativbewegungsrichtung verlaufende Gruppe der Anker- und Feldpole als parallel zur Relativbewegungsrichtung verlaufende Pol-Reihe ausgebildet ist, und die einzelnen Polreihen nebeneinander angeordnet sind, wobei unmittelbar benachbarte Pole von in der Schaltfolge unmittelbar aufeinanderfolgenden Ankerpol-Gruppen um eine Versetzungsstrecke versetzt sind, zunächst entgegengesetzt der Polarität des sich nähernden Feldpols ist, und dass die Umschaltung einer Gruppe der elektromagnetischen Ankerpole auf eine mit dem mit einem Ankerpol zusammenwirkenden Feldpol gleiche Polarität jeweils bei einer gegenseitigen Lage der zusammenwirkenden Pole erfolgt, in der der vordere Rand des Feldpols bei einer Bewegung auf den umzuschaltenden Ankerpol zu mit dem in Bewegungsrichtung zunächst liegenden Rand des umzuschaltenden Ankerpols zusammenfällt, und eine weitere Umschaltung des Ankerpols, dem sich ein Feldpol nähert, auf eine der Polarität des damit zusammenwirkenden Feldpols entgegengesetzte Polarität bei einer gegenseitigen Lage der Pole erfolgt, in der der sich nähernde Feldpol den umzuschaltenden Ankerpol um einen Betrag gleich dem - als Verhältnis eines derjenigen Flächenbereiche benachbarter Pole von in der Schaltfolge aufeinanderfolgenden Pol-Gruppen, die von einem von zur Winkelrichtung der Polgruppierung, der Feldpole parallelen Linien begrenzten ideellen Flächenstreifen, überdeckt sind, wobei die eine Linie in Bewegungsrichtung gesehen, das Ende des zuerst überlaufenden Pols tangiert und die andere Linie in Bewegungsrichtung gesehen den Anfang des danach überlaufenden Pols der in der Schaltfolge folgenden Polreihe tangiert, zur Gesamtfläche eines Poles - definierten Überdek-kungsverhältnis, welches einen Wert von mindestens Vi und von maximal dem Quotienten aus der Zahl der Versetzungsstrecken zur Überbrückung einer Polteilung (Polunterteilungszahl) minus eins und der Polunterteilungszahl ergibt überdeckt, wonach bei voller Überdeckung eine nochmalige Polaritätsumschaltung des Ankerpols erfolgt.

Mit Vorteil ist der erfindungsgemässe Elektromotor so ausgebildet, dass alle Pole jeder Ankerpol-Gruppe als singulare Pole ausgebildet sind, in jedem Zeitpunkt untereinander die gleiche Polarität aufweisen, und gleichzeitig in ihrer Polarität umschaltbar sind.

Eine andere günstige Ausbildung des erfindungsgemässen Elektromotors ist dadurch gegeben, dass jeder Pol jeder Ankerpol-Gruppe eine gegenüber dem unmittelbar davorlie-genden Pol der gleichen Pol-Gruppe entgegengesetzte Polarität aufweist, und dass in jeder Pol-Gruppe benachbarte Pole jeweils paarweise zusammengefasst und als Pole eines Ankerdipols ausgebildet sind, wobei alle Ankerdipole in jeder Polgruppe gleichzeitig in ihre Polarität umschaltbar sind.

Eine erfindungsgemässe dynamoelektrische Maschine kann mit Vorteil auch so ausgestaltet sein, dass die sich über die von den Ankerpol-Gruppen des ersten Teils abgedeckte Breite erstreckende Gruppierung von Polen des zweiten Teils aus einzelnen Feldpolen konstanter Polarität besteht, von denen mindestens je einer im Bereich jeder Ankerpol-Gruppe des ersten Teils angeordnet ist.

Es ist jedoch auch möglich, eine erfindungsgemässe dynamoelektrische Maschine so auszugestalten, dass die sich über die von den Ankerpol-Gruppen des ersten Teils abgedeckte Breite erstreckende Gruppierung von Feldpolen des zweiten Teils als ein zusammenhängender, die gesamte Breite überspannender Magnetstreifen konstanter Polarität ausgebildet ist.

Ein besonders übersichtlicher Aufbau des erfindungsgemässen Elektromotors wird dadurch erreicht, dass in der Schaltfolge unmittelbar aufeinanderfolgende Ankerpol-Gruppen unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Polaritätsumschaltung in den einzelnen Gruppen in einem quer zur Relativbewegungsrichtung verlaufenden Sinne.

Ein anderer einfacher Aufbau des erfindungsgemässen Elektromotors ist dadurch gegeben, dass in der Schaltfolge unmittelbar aufeinanderfolgende Ankerpol-Gruppen jeweils abwechselnd zu beiden Seiten einer in Bewegungsrichtung verlaufenden Linie angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Polaritätsumschaltung der einzelnen aufeinanderfolgenden Ankerpol-Gruppen nicht in einem gleichbleibenden quer zur Relativbewegungsrichtung erfolgenden Sinne, sondern die in der Schaltfolge aufeinanderfolgenden Polgruppen sind abwechselnd zu beiden Seiten der Relativbewegungsrichtung angeordnet, so dass ein «Hin- und Herspringen» der Polaritätsumschaltfolge bezüglich der in Bewegungsrichtung verlaufenden Linie erfolgt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die zwischen den Ankerpolen der einzelnen Polgruppen und den damit zusammenwirkenden Feldpolen des anderen Teils wirkenden Abstossungs- bzw. Anziehungskräfte in besonders günstiger Weise etwa symmetrisch zu beiden Seiten der in Bewegungsrichtung verlaufenden Linie verteilt sind und somit ein «seitliches Kippen» des bewegten Teils um eine in Bewegungsrichtung verlaufende Achse während der Bewegung in Abhängigkeit von der Polaritätsschaltfolge besonders weitgehend eliminiert ist.

Zur Erzielung eines besonders einfachen und raumsparenden Aufbaus und zur Ausnutzung der Magnetflächen der Magnetpole ist es vorteilhaft, die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung so auszubilden, dass alle Pole aller Polgruppen gleich grosse, rechteckige, mit zwei Rändern parallel zur Bewegungsrichtung verlaufende Polflächen aufweisen.

Mit Vorteil ist eine dynamoelektrische Maschine gemäss der Erfindung so ausgebildet, dass die Ankerpol-Gruppen des ersten Teils zur Erzeugung einer geradlinigen Antriebsbewegung entlang der gewünschten Bewegungsrichtung auf einem Träger angeordnet sind, und dass der zweite Teil relativ zum ersten Teil in der Bewegungsrichtung bewegbar angeordnet ist.

Eine vorstehend zitierte Ausgestaltung der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine kann dabei so ausgebildet sein, dass die Ankerpol-Gruppen des ersten Teils in einer Ebene auf einem Träger angeordnet sind und der zweite Teil parallel zu der Ebene in geringem Abstand von der Ankerpol-Gruppe des ersten Teils in Bewegungsrichtung bewegbar ist. Eine solche Ausbildung kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die dynamoelektrische Maschine in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung besonders geringe Abmessungen aufweisen soll.

Eine andere günstige Ausbildung der vorstehend zitierten Ausgestaltung der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine wird dadurch erreicht, dass die Ankerpol-Gruppen des ersten Teils an der Innenfläche eines hohlzylindrischen Trägers entlang dessen Mantellinien angeordnet sind und der zweite Teil als koaxialer, im hohlzylindrischen Träger angeordneter Zylinder mit an seinem Aussenumfang angeordneten

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Feldpolen ausgebildet ist, welcher Zylinder relativ zum hohlzylindrischen Träger des ersten Teils koaxial bewegbar ist. Bei dieser Ausgestaltung ergibt sich eine im wesentlichen zylindrische dynamoelektrische Maschine in einer koaxial zum Zylinder verlaufenden Antriebsrichtung.

Mit Vorteil kann eine dynamoelektrische Maschine gemäss der Erfindung so ausgebildet sein, dass die Polgruppen des ersten Teils zur Erzeugung einer Drehbewegung auf konzentrisch zu einer gewünschten ideellen Drehachse verlaufenden Kreisen an einem Träger angeordnet sind, und dass der zweite Teil relativ zum ersten Teil um die gewünschte Drehachse drehbar angeordnet ist.

Eine vorstehend zitierte Ausgestaltung der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine zur Erzeugung einer Drehbewegung kann vorteilhaft so ausgebildet sein, dass die Ankerpol-Gruppen des ersten Teils in konzentrischen Kreisen auf einem als Kreisscheibe, deren Mittelpunkt in der ideellen Drehachse liegt, und die senkrecht zur ideellen Drehachse verläuft, ausgebildeten Träger angeordnet sind, und dass der zweite Teil ebenfalls einen als Kreisscheibe ausgebildeten Träger aufweist, der um die Drehachse relativ zum Träger des ersten Teils drehbar ist und auf den die Feldpole konstanter Polarität im vom Zentrum nach aussen verlaufenden Gruppierungen angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung bilden die beiden relativ zueinander bewegbaren Teile der dynamoelektrischen Maschine zwei mit ihren Stirnflächen einander zugewandte koaxiale Scheiben, die sich infolge des Zusammenwirkens der an ihnen angeordneten, einander zugewandten Pole relativ zueinander drehen. Eine solche Ausgestaltung kann in Axialrichtung sehr kurz gehalten werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung einer zur Erzeugung einer Drehbewegung ausgestalteten erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine wird dadurch erreicht, dass die Ankerpol-Gruppen des ersten Teils an der Innenfläche eines hohlkreiszylindrischen Trägers, dessen Achse mit der Drehachse zusammenfällt, entlang von in Achsrichtung nebeneinanderliegenden Innenumfangskreisen angeordnet sind, und der zweite Teil als koaxialer, im hohlzylindrischen Träger angeordneter Zylinder mit an seinem Aussenumfang entsprechend angeordneten Feldpolen ausgebildet ist, welcher Zylinder um seine in der Drehachse liegende Achse relativ zum ersten Teil drehbar gelagert ist. Bei dieser Ausgestaltung ergibt sich eine im wesentlichen zylindrische dynamoelektrische Maschine mit einer in der Zylinderachse liegenden Antriebsachse.

Die erfindungsgemässe dynamoelektrische Maschine kann durch geeignete Anordnung der Pole der relativ zueinander bewegbaren Teile so ausgebildet werden, dass sie eine Antriebskraft entlang jedes gewünschten Richtungsverlaufs erzeugt. Eine zur Erzeugung einer schraubenförmigen Antriebsbewegung geeignete Ausbildung der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine wird beispielsweise mit Vorteil dadurch erreicht, dass die Ankerpol-Gruppen des ersten Teils zur Erzeugung einer aus einer geradlinigen Bewegungskomponente und einer Drehbewegungskomponente bestehenden Schraubbewegung an dem Aussenumfang eines kreiszylindrischen Trägers entlang von in der gewünschten Bewegungsrichtung verlaufenden Schraubenlinien um die Zylinderachse angeordnet sind, und dass der zweite Teil einen konzentrisch den kreiszylindrischen Träger des ersten Teils umschliessenden, als Hohlzylinder ausgebildeten Träger aufweist, der an seinem Innenumfang entsprechend der Anordnung der Ankerpol-Gruppen des ersten Teils angeordnete Feldpole konstanter Polarität trägt und relativ zum ersten Teil sowohl axial als auch drehbar bewegbar ist.

Ein besonders einfacher, robuster und leicht zu wartender Aufbau der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine wird dadurch erreicht, dass einer der beiden Teile mit einem Steuerkontaktträger verbunden ist, welcher Gleit621217

kontakte aufweist, die mit den umzuschaltenden Ankerpolen verbunden sind, und dass der andere der beiden Teile mit einem Gleitkontaktfinger-Träger verbunden ist, der Kontaktfinger aufweist, die bei der Relativbewegung der beiden Teile über Gleitkontakte des Steuerkontaktträgers gleiten und somit bei jeder Relativposition der Teile eine Strombeaufschlagung von bestimmter Polarität der zu steuernden Ankerpole ergeben.

Die erfindungsgemässe dynamoelektrische Maschine kann sowohl so ausgebildet sein, dass sie als Elektromotor eine geradlinige Antriebsbewegung erzeugt, als auch so, dass sie als Elektromotor eine Drehbewegung erzeugt. Dabei ist die erfindungsgemässe dynamoelektrische Maschine keineswegs auf die Erzeugung einer Antriebsbewegung in einem gleichbleibenden Richtungssinne beschränkt, sondern sie kann so ausgebildet sein, dass eine hin- und hergehende geradlinige oder drehende Bewegung erzeugt wird. Zur Erzeugung einer solchen hin- und hergehenden Bewegung ist die dynamoelektrische Maschine so ausgebildet, dass die Ankerpol-Gruppen des einen, vorzugsweise einen Stator bildenden Teils in ihrer Länge begrenzt sind und jeweils einen Anfangs- und einen Endpol aufweisen, und dass die Steuerung so ausgebildet ist, dass bei Erreichen der Endpole der Ankerpol-Gruppen durch die damit zusammenwirkenden Feldpole des anderen, bewegten Teils, eine Umsteuerung in dem Sinne erfolgt, dass die jeweils vorhergehenden Pole der Ankerpol-Gruppen des ersten Teils so pola-ritätsbeaufschlagt werden, als ob sie die nachfolgenden Pole der Endpole wären. Auf diese Weise erfolgt in den Bereichen der Anfangs- und Endpole jeweils eine einfache Richtungsumsteuerung, die dazu führt, dass der bewegte Teil seine Bewegungsrichtung umkehrt und über die Ankerpol-Gruppen des ersten Teils in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung wieder zurückläuft. Eine solche Steuerung kann sowohl bei einem für eine geradlinige Antriebsbewegung ausgebildeten erfindungsgemässen Elektromotor als auch bei einem für Drehbewegung ausgebildeten erfindungsgemässen Elektromotor vorgesehen sein.

Die Polaritätssteuerung der elektromagnetischen Ankerpole der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine in Abhängigkeit der Relativstellung der gegeneinanderbewegten Pole kann auf eine Vielzahl von Arten erfolgen, beispielsweise mit an sich bekannten Mitteln. In diesem Zusammenhang seien beispielsweise Feedback-Schaltungen, die durch Schalter be-einflusst werden, die an den zu beaufschlagenden elektromagnetischen Polen angeordnet sind und von dem bewegten Teil der Vorrichtung am Erreichen bestimmter Stellungen betätigt werden, erwähnt. Anstelle von Schaltern an den Orten der einzelnen elektromagnetischen Ankerpole können auch andere Sensoren Verwendung finden, beispielsweise elektrische Spulen, Halleffektsensoren oder optische Einrichtungen, mittels derer die jeweilige Position des bewegten Teils relativ zum ersten Teil des erfindungsgemässen Elektromotors ermittelt und zur Steuerung der Strombeaufschlagung herangezogen werden kann.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Elektromotors in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein zur Erzeugung einer linearen Bewegung geeignetes erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine,

Fig. 2 ein zur Erzeugung einer linearen Bewegung geeignetes zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Definition des Überdeckungsverhältnisses von Polen von in der Schaltfolge unmittelbar aufeinanderfolgenden Ankerpol-Gruppen,

Fig. 4 ein drittes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit drei Ankerpol-Gruppen,

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Fig. 5 ein viertes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit vier Ankerpol-Gruppen,

Fig. 6 ein fünftes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen 5 dynamoelektrischen Maschine mit vier Ankerpol-Gruppen

Fig. 7 ein sechstes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit drei Ankerpol-Gruppen,

Fig. 8 ein siebentes, zur Erzeugung einer Linearbewegung 10 geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit sechs Ankerpol-Gruppen,

Fig. 9 ein achtes Ausführungsbeispiel, bei dem ein Paar von dynamoelektrischen Maschinen gemäss der Erfindung mit jeweils drei Ankerpol-Gruppen symmetrisch zu beiden Seiten 15 einer in Bewegungsrichtung verlaufenden Symmetrielinie angeordnet sind.

Fig. 10 ein neuntes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit sechs Ankerpol-Gruppen, 20

Fig. 11 ein zehntes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit neun Ankerpol-Gruppen,

Fig. 12 ein elftes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dyna- 25 moelektrischen Maschine mit neun Ankerpol-Gruppen,

Fig. 13 ein zwölftes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit neun Ankerpol-Gruppen,

Fig. 14 ein dreizehntes, zur Erzeugung einer Linearbewe- 30 gung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit neun Ankerpol-Gruppen,

Fig. 15 ein vierzehntes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäs- 35 sen dynamoelektrischen Maschine mit neun Ankerpol-Gruppen,

Fig. 16 ein fünfzehntes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit vier Ankerpol-Gruppen 40 mit in der Polarität alternierenden Ankerpolen in jeder Pol-gruppe,

Fig. 17 ein sechzehntes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit sechs Ankerpol-Grup- 45 pen mit in der Polarität alternierenden Ankerpolen in jeder Polgrupe,

Fig. 18 ein siebzehntes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit sechs Ankerpol-Grup-pen mit in der Polarität alternierenden Ankerpolen in jeder Polgruppe,

Fig. 19 ein achtzehntes, zur Erzeugung einer Linearbewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit acht Ankerpol-Gruppen 55 mit in der Polarität alternierenden Ankerpolen in jeder Polgruppe,

Fig. 20 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine zum Antrieb eines Luft-Kolbenkompressors in Seitenansicht, im Schnitt, ao

Fig. 21 eine Ansicht der dynamoelektrischen Maschine gemäss Fig. 20, teilweise im Schnitt entsprechend der Schnittlinie XXI-XXI in Fig. 20,

Fig. 22 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer zur Erzeugung einer Drehbewegung geeigneten erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine mit vier Ankerpol-Gruppen und Ankerpolen alternierender Polarität in jeder Polgruppe, Fig. 23 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungs-

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gemässen dynamoelektrischen Maschine, welche zur Erzeugung einer Drehbewegung geeignet ist, in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 24 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 23, entsprechend der Schnittlinie XXIV-XXIV in Fig. 23,

Fig. 25 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine, mittels welcher eine schraubenförmige Bewegung erzeugbar ist,

Fig. 26 ein weiteres, zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung geeignetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine in Anwendung als Kolbenpumpenantrieb,

Fig. 27,28 und 29 drei Ansichten eines Ausführungsbeispiels für eine Polaritätssteuerung der elektromagnetischen Ankerpole einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine schematisch dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind an einem als Stator ausgebildeten Teil drei Ankerpol-Gruppen a, b, c parallel zueinander und zu der gewünschten Bewegungsrichtung angeordnet. Alle Pole weisen die gleiche Polfläche auf. Die Polabstände sind in jeder als geradlinige Polreihe ausgebildeten Polgruppe gleich und auch die Polabstände der einzelnen Polreihen sind untereinander gleich. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen weiterhin die Ankerpole innerhalb jeder Polreihe alle zu jedem Zeitpunkt die gleiche Polarität auf. Die Polreihe b ist der Polreihe a nicht nur unmittelbar benachbart, sondern folgt in der Polaritätsumsteuerschaltfolge auch unmittelbar der Polaritätsumsteuerung der Polreihe a. In gleicher Weise folgt die Polreihe c in ihrer Schaltfolge der unmittelbar benachbarten Polreihe b. Mit dem die Polreihen a, b, c tragenden Statorteil wirkt ein relativ zu diesen in der Bewegungsrichtung R bewegbares Teil zusammen, welches in der Bewegungsrichtung R bewegbar ist und eine Gruppierung von dauermagnetischen, im vorliegenden Beispiel positiven Feldpolen D trägt, welche Gruppierung sich über die ganze von den Polreihen a, b, c des ersten Teils abgedeckte Breite erstreckt und senkrecht zur Bewegungsrichtung verläuft. Die Ankerpole jeder Polreihe a, b, c des ersten Teils sind gegenüber den Ankerpolen der jeweils in der Polaritätsschaltfolge unmittelbar vorausgehenden Polgruppe a bzw. b von der Polgruppierung der Feldpole D des zweiten Teils ausgehend parallel zur Relativbewegungsrichtung R gemessen um eine Versetzungsstrecke v versetzt, die einem Bruchteil des Polabstandes von in der Relativbewegungsrichtung aufeinanderfolgenden Polen innerhalb jeder Polgruppe (Polteilung P) entspricht. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Versetzungsstrecke ein Drittel der Polteilung. In Fig. 1 sind sechs Phasen der Relativbewegung des bewegbaren Teils mit den Dauermagnet-Feldpolen D relativ zu den Ankerpolen der Polreihen a, b, c des ersten, feststehenden Teils der Vorrichtung dargestellt. Aus der Darstellung geht ohne weiteres hervor, dass die Strombeaufschlagung jedes elektromagnetischen Ankerpols des feststehenden Teils so gesteuert ist, dass eine Polaritätsumschaltung auf die gleiche Polarität wie bei einem damit zusammenwirkenden Feldpol D konstanter Polarität des bewegbaren Teils jeweils dann erfolgt, wenn der Feldpol D nach einer Bewegung auf den umzusteuernden Ankerpol zu in die Gegenüberstellung kommt. Eine Polaritätsumschaltung auf eine der Polarität der damit zusammenwirkenden Feldpole D konstanter Polarität des bewegbaren Teils entgegengesetzte Polarität erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1, bei dem in jeder Polreihe des feststehenden Teil alle Ankerpole zu jedem Zeitpunkt die gleiche Polarität aufweisen, zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Zentrum des auf den umzuschaltenden elektromagnetischen Ankerpol zubewegten Feldpols D konstanter Polarität in einem der Versetzungsstrecke v zwischen

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den umschaltbaren Ankerpolen entsprechenden Abstand vor jeder Polgruppe alternierend entgegengesetzte Polarität auf-

dem Zentrum des umzuschaltenden Pols befindet. In Fig. 1 ist weisen, ist die Strombeaufschlagung weiter so gesteuert, dass diagrammatisch auch der Stromverlauf in den Ankerpolen der eine Polaritätsumschaltung auf eine der Polarität der damit einzelnen Polreihen a, b, c dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, zusammenwirkenden Feldpole konstanter Polarität des beweg-

dass der Stromverlauf des jeweiligen Beaufschlagungsstroms 5 ten Teils entgegengesetzte Polarität jeweils zu dem Zeitpunkt hinsichtlich des Vorzeichens asymmetrisch ist, d. h., dass län- erfolgt, zu dem sich das Zentrum des auf den umzuschaltenden gere Stromphasen in einem Vorzeichen von kürzeren Strom- elektromagnetischen Ankerpol zubewegten Feldpols konstan-

phasen des anderen Vorzeichens gefolgt sind. Hieraus wird ter Polarität in einem der Polteilung P der Ankerpole umschalt-

bereits deutlich, dass es sich bei dem Beaufschlagungsstrom barer Polarität entsprechenden Abstand vor dem Zentrum des nicht um einen üblichen symmetrischen einphasigen oder drei- io umzuschaltenden Ankerpols befindet Auch bei diesem Ausfüh-

phasen Wechselstrom handelt. Die Beaufschlagung der Anker- rungsbeispiel lässt sich eine lineare Bewegung des bewegten pole der Polreihen a, b, c mit Strom erfolgt über eine Steuervor- Teils relativ zum feststehenden Teil sowohl in einer fortschrei-richtung in Abhängigkeit von der Relativstellung des bewegten tenden Richtung erzeugen, wobei in jeder Polgruppe des fest-

Teils mit den Feldpolen D zu den Ankerpolen des feststehen- stehenden Teils die Zahl der Ankerpole beliebig verlängert den Teils. Eine derartige Steuervorrichtung wird als Ausfüh- 15 werden kann. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch rungsbeispiel später erläutert werden. Es sei hier jedoch die Erzeugung einer Hin- und Herbewegung möglich, wobei betont, dass eine Vielzahl von an sich bekannten Steuerungs- analog der in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel gemäss möglichkeiten verwendbar ist, bei denen Fühler, beispielsweise Fig. 1 beschriebenen Steuerung auch hier jeweils eine

Schalter, elektrooptische Elemente oder Induktionsspulen die Umsteuerung der Strombeaufschlagung der elektromagneti-

jeweilige Stellung des bewegten Teils abtasten und Ströme mit 20 sehen Ankerpole zu dem Zeitpunkt erfolgen muss, zu dem der der Stellung entsprechenden Vorzeichen in die elektromagneti- bewegte Teil in einer seiner Bewegungsrichtungen den letzten sehen Ankerpole der Reihen a, b, c des feststehenden Teils lei- Pol des feststehenden Teils in Überdeckungsstellung erreicht ten. Mit dem Elektromotor gemäss Fig. 1 lässt sich eine geradli- hat. In Fig. 2 ist wiederum schematisch der Stromverlauf in nige Bewegung des bewegten Teils mit den Feldpolen D in der den Ankerpolen der einzelnen Polgruppen in Abhängigkeit von

Bewegungsrichtung R erzeugen. Dabei kann diese Bewegung 25 der Position des bewegten Teils dargestellt.

entweder nur in einer Richtung erfolgen, wobei die Zahl der in den Fig. 4 und folgende sind Ausführungsbeispiele des Ankerpole in jeder Polreihe a, b, c beliebig fortgesetzt gedacht erfindungsgemässen Elektromotors dargestellt, welche so werden kann, oder es lässt sich auch eine Hin- und Herbewe- gestaltet sind, dass die gegenseitigen Anziehungskräfte und gung bewerkstelligen. Hierzu ist es nur erforderlich, zu dem Abstossungskräfte der relativ zueinander bewegten Teile in Zeitpunkt, zu dem das bewegte Teil nach Bewegung in einer m einer senkrecht zur Bewegungsrichtung verlaufenden Rich-Bewegungsrichtung den letzten Ankerpolen des feststehenden tung so kompensiert sind, dass stets ein geringfügiger Abstand Teils in Überdeckungsstellung erreicht hat, eine Stromum- zwischen den aneinandervorbeibewegten Polen der beiden Steuerung so vorzunehmen, dass die Strombeaufschlagung der Teile bestehen bleibt und ein Inkontaktkommen dieser Pole Ankerpole nunmehr im umgekehrten Richtungssinn abläuft, so verhindert ist, ohne dass spezielle, die Anziehungs- und Abstos-dass der bewegte Teil nunmehr in der umgekehrten Richtung 35 sungskräfte aufnehmende Führungslager für die relativ zuein-wieder über die Ankerpole der Polreihen a, b, c des feststehen- anderbewegten Teile vorgesehen sein müssten. Um eine solche den Teils zurückbewegt wird. «selbsttragende» oder «selbstführende» Ausgestaltung zu In Fig. 2 ist ein weiteres, zur Erzeugung einer linearen erreichen, ist es erforderlich, dass die elektromagnetischen Bewegung geeignetes Ausführungsbeispiel der erfindungsge- Ankerpole in jeder Polgruppe in bestimmter Weise versetzt mässen dynamoelektrischen Maschine dargestellt. Gegenüber 40 zueinander angeordnet sind. Um diese Anordnung erläutern zu dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 besteht ein Unterschied können, ist es zunächst erforderlich, einen nachstehend in die-darin, dass zwar wieder drei Ankerpolreihen am feststehenden Sem Zusammenhang verwendeten Begriff, den Begriff des Teil parallel zueinander und in der Bewegungsrichtung verlau- «Überdeckungsverhältnisses» zu definieren. In Fig. 3 sind die in fend vorgesehen sind, dass jedoch in jeder Ankerpolreihe die Betracht zu ziehenden geometrischen Verhältnisse in speziel-Ankerpole alternativ entgegengesetzte Polarität aufweisen. In 451er Anwendung auf elektromagnetische Ankerpole mit Recht-jeder Polreihe sind jeweils zwei benachbarte Ankerpole entge- eckfläche und einer sich in einer senkrecht zur Bewegungsrich-gengesetzter Polarität als die Enden eines Magnetdipols ausge- tung verlaufenden Winkelrichtung erstreckenden Polgruppie-bildet, der beispielsweise aus einem U-förmigen Kern magneti- rung des bewegten Teils dargestellt. Grundsätzlich ist es sierbaren Materials und einer darumgewickelten elektrischen jedoch möglich, die Polgruppierung des bewegten Teils auch in Leiterspule bestehen kann. Die Schenkel des U-förmigen Kerns 50 einer im spitzen Winkel zur Bewegungsrichtung des bewegten bilden dann die eigentlichen Ankerpole. Relativ zum festste- Teils verlaufenden Winkelrichtung anzuordnen, und es ist nicht henden Teil ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein beweg- unbedingt erforderlich, dass die Ankerpole Rechteckflächen barer Teil in der gewünschten Bewegungsrichtung R beweg- aufweisen. Die Darstellung in Fig. 3 ist jedoch, auch wenn sie bar, wobei der bewegbare Teil ähnlich dem Ausführungsbei- nur einen speziellen Fall erfasst, übersichtlich und soll daher spiel in Fig. 1 eine Polgruppierung von Feldpolen D konstanter 55 nunmehr zur Erläuterung der Definition des Begriffs «Über-Polarität,.hier positiver Polarität, trägt, wobei sich die Polgrup- deckungsverhältnis» herangezogen werden. Im folgenden soll pierung über die von den Polreihen abgedeckte Breite unter «Überdeckungsverhältnis» das Verhältnis eines derjeni-erstreckt. In Fig. 2 sind sechs aufeinanderfolgende Bewegungs- gen Flächenbereiche Fi benachbarter Pole Pa und Pb von in der Phasen des bewegbaren Teils relativ zum feststehenden Teil Schaltfolge aufeinanderfolgenden Polgruppen a und b, die von dargestellt. Aus diesen Phasendarstellungen geht hervor, dass w einem zur Winkelrichtung W der Polgruppierung des zweiten die Strombeaufschlagung jedes elektromagnetischen Anker- Teils parallelen Linien Li und Li begrenzten ideellen Flächenpols des feststehenden Teils so gesteuert ist, dass eine Polari- streifen F überdeckt werden - wobei die eine Linie Li in Bewe-tätsumschaltung auf die gleiche Polarität wie bei einem damit gungsrichtung R gesehen, das Ende des zuerst überlaufenen zusammenwirkenden Feldpol konstanter Polarität des anderen Pols Pa tangiert und die andere Linie L2 in Bewegungsrichtung Teils jeweils in dem Zeitpunkt erfolgt, in dem dieser Feldpol m R gesehen den Anfang des danach überlaufenen Pols Pb tan-nach einer Bewegung auf den umzusteuernden Ankerpol zu in giert - zur Gesamtfläche eines Pols Pa oder Pb verstanden wer-die Gegenüberstellung kommt. Bei dem Ausführungsbeispiel den.

gemäss Fig. 2, bei dem die elektromagnetischen Ankerpole in Um eine Ausbildung eines erfindungsgemässen Elektromo-

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tors als «selbsttragende» oder «selbstführende» Vorrichtung bewegbar, der nicht dargestellte Feldpole in einer Gruppierung zu erreichen, muss das vorstehend definierte Überdeckungs- quer zu der von den Ankerpolgruppen des feststehenden Teils

Verhältnis mindestens Vi betragen und maximal einem Betrag überdeckten Breite aufweist. In Fig. 7 sind vier Bewegungspha-

entsprechen, welcher gegeben ist durch den Quotienten aus sen des bewegten Teils relativ zum feststehenden Teil darge-

der Zahl Z der Versetzungsstrecken v zur Überbrückung einer s stellt und es ist auch die Strombeaufschlagung der einzelnen

Polteilung P, welche auch als Polunterteilungszahl Z bezeich- Ankerpolgruppen in Abhängigkeit von der Stellung des beweg-

net wird, minus 1 und der Polunterteilungszahl gebildet ist. In ten Teils dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die in

Formeln lässt sich die Bedingung für das Überdeckungsverhält- der Schaltfolge aufeinanderfolgenden Ankerpolgruppen nicht nis Ü zur Erzielung einer selbsttragenden Antriebsvorrichtung notwendigerweise unmittelbar benachbart, sondern örtlich ver-

wie folgt darstellen: io tauscht angeordnet, so dass die Ankerpolgruppe c zwischen den Ankerpolgruppen a und b kommt. Bei diesem Ausführungs-

Vt ^ Ü < Z-l , wobei Z = P/V beispiel beträgt das Überdeckungsverhältnis zwischen den

Z Ankerpolen in der Schaltfolge aufeinanderfolgender Polgruppen 5/s.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsge- i s In Fig. 8 sind zwei Ausgestaltungen eines Ausführungsbei-mässe dynamoelektrische Maschine zur Erzeugung einer linea- spiels mit jeweils sechs parallelen Ankerpolreihen am festste-ren Bewegung schematisch dargestellt. Bei diesem Ausfüh- henden Teil dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss rungsbeispiel ist das Überdeckungsverhältnis Ü = Vi. Es sind Fig. 8b sind in der Schaltfolge unmittelbar benachbarte Ankerdrei parallele Polreihen von elektromagnetischen Ankerpolen polreihen auch örtlich unmittelbar nebeneinander angeordnet, an einem feststehenden Teil vorgesehen. Relativ zu diesen 20 Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 8c sind in der Schalt-Ankerpolreihen ist ein in gestrichelten Linien angedeuteter folge unmittelbar aufeinanderfolgende Ankerpolreihen zweiter Teil bewegbar. Fig. 4 zeigt vier aufeinanderfolgende abwechselnd zu beiden Seiten einer parallel zur gewünschten Bewegungsphasen des bewegten Teils. Der bewegte Teil trägt Bewegungsrichtung verlaufenden ideellen Linie angeordnet, im einzelnen nicht dargestellte dauermagnetische Ankerpole Durch eine solche Anordnung ergibt sich eine besonders gün-konstanter Polarität, von denen jeder im Bereich je einer über- 25 stige Kompensation von anziehenden und abstossenden Kräf-laufenen Ankerpolreihe liegt. Im vorliegenden Beispiel sind ten zwischen den Polen des feststehenden und des bewegten diese Feldpole des bewegten Teils positive Pole. Bei diesem Teils zur Erzielung einer selbsttragenden Vorrichtung ohne Ausführungsbeispiel erfolgt die Steuerung der elektromagneti- zusätzliche Führungslager. Die Ausgestaltung gemäss Fig. 8c sehen Ankerpole des feststehenden Teils derart, dass eine Pola- kann auch als Vorrichtung aufgefasst werden, die aus zwei ritätsumschaltung auf die gleiche Polarität wie bei einem damit 30 Seite an Seite angeordneten Elektromotoren mit jeweils drei zusammenwirkenden Feldpol konstanter Polarität des beweg- Ankerpolgruppen zusammengesetzt ist, wobei allerdings diese ten Teils jeweils dann erfolgt, wenn dieser Pol nach einer Bewe- beiden Elektromotoren mit jeweils drei Ankerpolgruppen um gung auf den umzusteuernden Pol zu in die Gegenüberstellung einen im Überdeckungsgrad der in der Schaltfolge aufeinan-kommt. Insoweit ist die Steuerung analog der Steuerung bei derfolgenden Ankerpole der gesamten Vorrichtung entspre-den Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. 1 und 2. Bei dem 35 chenden Abstand in der Bewegungsrichtung versetzt sind. Das selbsttragenden Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 erfolgt Überdeckungsverhältnis beträgt sowohl bei der Ausgestaltung jedoch eine Polaritätsumschaltung des umzusteuernden ange- gemäss Fig. 8b als auch bei der Ausgestaltung gemäss Fig. 8c V2. näherten Ankerpols auf eine der Polarität des damit zusam- In Fig. 8a ist der Stromverlauf in den einzelnen Ankerpolgrup-menwirkenden Feldpols konstanter Polarität entgegengesetzte pen in Abhängigkeit von der Position des bewegten Teils dar-Polarität zu einem Zeitpunkt, wenn der zubewegte Feldpol 40 gestellt. Bei den Ausgestaltungen gemäss den Fig. 8b und 8c ist konstanter Polarität den umzusteuernden Ankerpol um einen hervorzuheben, dass der bewegte Teil hier aus einer Feldpol-Betrag gleich dem Überdeckungsverhältnis Ü überdeckt. gruppierung besteht, welche über jeder Ankerpolgruppe des

In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer dynamoelektri- feststehenden Teils jeweils eine Feldpolgruppe aus zwei im sehen Maschine zur Erzeugung einer linearen Bewegung mit Abstand einer halben Polteilung aufeinanderfolgenden Feldpo-vier parallelen Polgruppen elektromagnetischer Ankerpole an « Ien konstanter Polarität aufweist. Beim bewegten Teil sind die einem feststehenden Teil und einem relativ dazu bewegbaren Feldpole konstanter Polarität zu zwei sich quer zur Gesamt-Teil mit einer sich quer zur Breite der Polgruppen erstrecken- breite der Vorrichtung erstreckenden Feldpolriegeln konstanden Polgruppierung nicht dargestellter Feldpole konstanter ter Polarität zusammengefasst, um einen konstruktiv einfachen (positiver) Polarität schematisch dargestellt. Dabei zeigt Fig. 5b Aufbau zu erhalten.

eine Ausgestaltung, bei der die in der Schaltfolge aufeinander- 50 In Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel einer dynamoelektri-

folgenden Ankerpolgruppen auch örtlich unmittelbar benach- sehen Maschine zur Erzeugung einer linearen Bewegung dar-

bart sind. Demgegenüber zeigt Fig. 5c eine Ausgestaltung, bei gestellt, welches ebenso wie die Ausführungsbeispiele gemäss der in der Schaltfolge aufeinanderfolgenden Ankerpolgruppen Fig. 8 sechs parallele Ankerpolreihen am feststehenden Teil alternierend zu beiden Seiten einer parallel zur gedachten aufweist. Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 kann als Vor-

Bewegungsrichtung verlaufenden Linien angeordnet sind. Bei 55 richtung angesehen werden, die aus zwei zu einer parallel zur beiden in den Fig. 5b und 5c dargestellten Ausgestaltungen Bewegungsrichtung verlaufenden Linie spiegelbildlich beträgt das Überdeckungsverhältnis von in der Schaltfolge auf- angeordneten Elektromotoren mit jeweils drei Ankerpolgrup-

einanderfolgenden Ankerpolen V2. Der Stromverlauf in den ein- pen zusammengesetzt ist Der bewegte Teil besteht hier aus zelnen Ankerpolgruppen ist in Abhängigkeit von der Position einem über die gesamte Breite der Vorrichtung erstreckenden des bewegten Teils schematisch in Fig. 5a dargestellt. m Magnetriegel konstanter Polarität. Bei dieser spiegelsymmetri-

Die in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiele ähneln sehen Ausgestaltung ist eine exakte Ausbalancierung der weitgehend den in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispielen, abstossenden und anziehenden Kräfte der relativ zueinander jedoch ist das Überdeckungsverhältnis bei den Ausführungs- bewegten Magnetpole in einer Richtung senkrecht zur Bewe-

beispielen gemäss Fig. 6 Vi. gungsrichtung erreicht. Damit ist die Notwendigkeit von Füh-

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel des Elektromotors zur ^ rungslagern zum Aufnehmen von Magnetkräften senkrecht zur

Erzeugung einer linearen Bewegung dargestellt, bei dem am Bewegungsrichtung zur Aufrechterhaltung eines Spalts zwi-

feststehenden Teil drei parallele Ankerpolgruppen a, b, c vor- sehen den Magneten der relativ zueinander bewegten Teile gesehen sind. Relativ zum feststehenden Teil ist ein zweiter Teil völlig eliminiert

In Fig. 10 sind zwei weitere Ausgestaltungen von zur Erzeugung linearer Bewegung geeigneten dynamoelektrischen Maschinen mit jeweils sechs parallelen Ankerpolreihen dargestellt. Die Anordnung der Polreihen in den Fig. 10b und 10c ist analog der Anordnung der Ankerpolreihen bei den Ausgestaltungen gemäss den Fig. 8b und 8c, jedoch weisen die Maschinen gemäss Fig. 10 ein Überdeckungsverhältnis von 3A auf. Der bewegte Teil bei den Ausgestaltungen gemäss Fig. 10 trägt eine Feldpolgruppierung von Feldpolen konstanter Polarität, von denen je einer über je einer Ankerpolreihe des feststehenden Teils liegt. In Fig. 10a ist wieder der Stromverlauf in den einzelnen Ankerpolreihen in Abhängigkeit von der Position des bewegten Teils dargestellt.

In Fig. 11 ist ein Ausführungsbeispiel der dynamoelektrischen Maschine gezeigt, bei dem neun parallele Ankerpolreihen fnit Ankerpolen von in ihrer Reihe untereinander gleicher Polarität vorgesehen sind. Das Überdeckungsverhältnis bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt Vi. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein bewegter Teil Verwendung finden, der eine Feldpolgruppierung aus Feldpolen konstanter Polarität aufweist, wobei jeder Ankerpolreihe von Ankerpolen umschaltbarer Polarität des feststehenden Teils jeweils eine Feldpolgruppe von drei oder auch mehr Feldpolen konstanter Polarität, die in einem Abstand von einem Dreifachen der Versetzung der Ankerpole benachbarter Polreihen liegen, zugeordnet sein können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Feldpole der Feldpolgruppen jeweils zu über die gesamte Breite der Vorrichtung verlaufenden Magnetriegeln konstanter Polarität zur Vereinfachung der Konstruktion zusammengefasst. Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 11 kann auch als Vorrichtung aufgefasst werden, die aus drei dynamoelektrischen Maschinen, bestehend aus jeweils drei Ankerpolreihen, zusammengesetzt ist, wobei jede der drei dynamoelektrischen Maschinen gegenüber der benachbarten um eine der Versetzung der Ankerpole benachbarten Ankerpolreihen untereinander entsprechende Versetzung versetzt ist.

In den Fig. 12 und 13 sind zwei Ausführungsbeispiele von dynamoelektrischen Maschinen zur Erzeugung linearer Bewegungen mit jeweils neun parallelen Ankerpolreihen, bei denen die Ankerpole in jeder Reihe gleiche Polarität haben, dargestellt. Die Anordnung der Ankerpolreihe bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 12 entspricht im wesentlichen der Anordnung der Polreihen bei den Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. 10b und 8b, während die Anordnung der Ankerpolreihen bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 13 im wesentlichen der Anordnung der Ankerpolreihen bei den Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. 10c und 8c entspricht. Das Überdek-kungsverhältnis bei den Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. 12 und 13 beträgt 3A.

In den Fig. 14 und 15 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele von dynamoelektrischen Maschinen mit jeweils neun Ankerpolreihen dargestellt, die in der Polreihenanordnung im wesentlichen der Ankerpolreihenanordnung in den Beispielen gemäss den Fig. 12 bzw. 13 entsprechen. Das Überdeckungsverhältnis bei den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 14 und 15 beträgt jeweils %.

Die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele gemäss den Fig. 4 bis 15 weisen eine Polaritätssteuerung der elektromagnetischen Ankerpole auf, die anhand des Ausführungsbeispiels gemäss der Fig. 4 beschrieben wurde.

Im folgenden werden anhand der Fig. 16 bis 19 Ausführungsbeispiele des Elektromotors beschrieben, von denen jedes einen feststehenden Teil mit einer Anzahl von parallelen Ankerpolreihen aufweist, wobei die Ankerpole in jeder Polreihe in jedem Zeitpunkt alternierende Polarität aufweisen. Dabei können in jeder Polreihe jeweils zwei aufeinanderfolgende Ankerpole entgegengesetzter Polarität als Pole eines Magnetdipols, beispielsweise eines aus einem U-förmigen Kern

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magnetisierbaren Materials, der mit einer elektrischen Leiterspule umwickelt ist, gebildeten Magnetdipols ausgestaltet sein.

In Fig. 16 ist ein Ausführungsbeispiel einer dynamoelektrischen Maschine mit vier parallelen Ankerpolreihen elektromagnetischer Ankerpole im feststehenden Teil dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die in der Schaltfolge aufeinanderfolgenden Ankerpolreihen nicht unmittelbar benachbart, sondern abwechselnd zu beiden Seiten an einer in der Bewegungslinie verlaufenden gedachten Linie angeordnet. Das Überdeckungsverhältnis von Ankerpolen von in der Schaltfolge aufeinanderfolgenden Polreihen beträgt in diesem Ausführungsbeispiel Vi. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist als bewegter Teil ein Teil vorgesehen, welcher eine sich quer zur Breite der Vorrichtung erstreckende Dauermagnetleiste von positiver Polarität und in einem dem Abstand der Ankerpole in den Ankerpolreihen des feststehenden Teils entsprechenden Abstand eine Dauermagnetleiste negativer Polarität trägt. Der bewegte Teil weist somit eine Feldpolgruppierung auf, welche sich über die Breite der Vorrichtung erstreckt und welche im Bahnbereich jeder Ankerpolreihe des feststehenden Teils eine Feldpolgruppe aus einem positiven und einem negativen Dauermagnet-Feldpol aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Strombeaufschlagung jedes elektromagnetischen Ankerpols des feststehenden Teils so gesteuert, dass eine Polaritätsumschaltung auf die gleiche Polarität wie bei einem damit zusammenwirkenden Feldpol konstanter Polarität des beweglichen Teils dann erfolgt, wenn dieser Feldpol nach einer Bewegung auf den umzusteuernden Ankerpol zu in die Gegenüberstellung kommt. Insoweit stimmt die Steuerung mit den Steuerungen der vorher dargestellten Ausführungsbeispiele überein. Infolge des Aufbaus des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 16 mit Polreihen mit Ankerpolen alternierender Polarität im feststehenden Teil ergibt sich bei einer Relativbewegung des bewegten Teils zum feststehenden Teil, dass die Polarität eines von einem Feldpol konstanter Polarität angenäherten umzuschaltenden Ankerpoles zunächst entgegengesetzter Polarität des zubewegten Feldpoles konstanter Polarität ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 16 sind daher die elektromagnetischen Ankerpole des feststehenden Teils so gesteuert, dass weiter eine Polaritätsumschaltung auf die gleiche Polarität wie bei einem damit zusammenwirkenden Feldpol konstanter Polarität des anderen Teils jeweils dann erfolgt, wenn der vordere Rand dieses Feldpols konstanter Polarität nach einer Bewegung auf den umzusteuernden Ankerpol zu mit dem in Bewegungsrichtung zunächst liegenden Rand des umzuschaltenden Ankerpoles zusammenfällt. Weiterhin erfolgt eine Polaritätsumschaltung des angenäherten umzusteuernden Ankerpols auf eine Polarität des damit zusammenwirkenden Feldpols konstanter Polarität entgegengesetzter Polarität dann zu einem Zeitpunkt, wenn der zubewegte Feldpol konstanter Polarität den umzusteuernden Ankerpol um einen Betrag gleich dem Überdeckungsverhältnis überdeckt. In Fig. 16 ist die Polarisierung der einzelnen Ankerpole in acht Bewegungsphasen des bewegten Teils relativ zum feststehenden Teil dargestellt. Schematisch ist auch der Stromverlauf in den einzelnen Ankerpolen in den acht gezeigten Bewegungsphasen dargestellt.

In Fig. 17 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, welches in seinem grundsätzlichen Aufbau dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 16 weitgehend entspricht, bei dem jedoch im feststehenden Teil sechs Ankerpolreihen mit in jeder Reihe alternierenden elektromagnetischen Ankerpolen vorgesehen sind. Das Überdeckungsverhältnis bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 17 beträgt %.

In Fig. 18 sind zwei Ausgestaltungen von dynamoelektrischen Maschinen mit Ankerpolreihen mit alternierender Polarität in aufeinanderfolgenden Ankerpolen gezeigt. In beiden Ausgestaltungen beträgt das Überdeckungsverhältnis Vi. Im

11

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

bö

bS

621217 12

Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 18b sind die in der Schaltfolge In Fig. 22 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäs-aufeinanderfolgenden Ankerpolreihen örtlich unmittelbar sen dynamoelektrischen Maschine schematisch dargestellt, benachbart welches zur Erzeugung einer Drehbewegung dienen kann. Bei Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 18c sind die in der diesem Ausführungsbeispiel sind die Ankerpolgruppen a, b, c, d Schaltfolge aufeinanderfolgenden Ankerpolreihen ebenso wie 5 des ersten Teils in konzentrischen Kreisen auf einem als Kreis-bei den Ausführungsbeispielen gemäss den Fig. 16 und 17 Scheibe, deren Mittelpunkt in der ideellen Drehachse 9 liegt abwechselnd zu beiden Seiten einer in der Bewegungsrichtung und senkrecht zur ideellen Drehachse verläuft, ausgebildeten verlaufenden gedachten Linie angeordnet. Der Aufbau des Träger 10 angeordnet. Der zweite, relativ zum ersten Teil 10 bewegten Teils in den Ausführungsbeispielen gemäss den bewegbare Teil des Elektromotors weist ebenfalls einen als Fig. 18b und 18c entspricht im wesentlichen dem Aufbau des i o Kreisscheibe ausgebildeten, in Fig. 22 aus Übersichtlichkeitsbewegten Teils im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 16. gründen nicht dargestellten Träger auf, der um die Drehachse 9

Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 19 entspricht in sei- relativ zum Träger 10 des ersten Teils drehbar ist und auf dem nem Aufbau weitgehend dem Ausführungsbeispiel gemäss Feldpole D und E konstanter Polarität positiven bzw. negativen Fig. 18b, es weist jedoch im feststehenden Teil acht parallele Vorzeichens in vom Zentrum nach aussen verlaufenden Grup-Ankerpolreihen mit in der Polarität alternierenden Ankerpolen 15 pierungen angeordnet sind. Die Umfangslänge der Pole nimmt auf. Das Überdeckungsverhältnis beträgt hier 3A. entsprechend der radialen Lage der jeweiligen Polreihe vom Anhand der Fig. 4 bis 19 wurden Ausführungsbeispiele von Mittelpunkt nach aussen proportional zum Radius zu. Bei den als Elektromotoren wirkenden dynamoelektrischen Maschinen dargestellten Ausführungsbeispielen weisen in jeder Ankerpol-gezeigt, bei denen die Anziehungs- und Abstossungskräfte der reihe a, b, c, d aufeinanderfolgende Pole entgegengesetzte Pole der relativ gegeneinander bewegbaren Teile weitgehend 20 Polarität auf und sind nach Massgabe einer Steuerung in ihrer bzw. vollständig ausbalanciert sind, so dass auf Lager zur Polarität umschaltbar, Aufbau und Steuerung entsprechen prin-gegenseitigen Führung der Teile entweder weitgehend oder zipiell dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5b, wobei die vollständig verzichtet werden kann. Die auf diese Weise erziel- Drehbewegungsrichtung des bewegten Teils bei dem Ausfüllten selbsttragenden oder selbstführenden Elektromotore sind rungsbeispiel gemäss Fig. 22 entgegengesetzt dem Uhrzeigerin vielen Anwendungsgebieten anwendbar, beispielsweise auch 25 sinn anzunehmen ist. Durch die Ausgestaltung gemäss Fig. 22 in Anwendungsgebieten, so hin- und hergehende Bewegungen ergibt sich ein in Richtung der Drehachse 9 gemessen sehr kurerforderlich sind. In den Fig. 20 und 21 ist ein Ausführungsbei- zer, im wesentlichen scheibenförmiger Elektromotor zur spiel einer erfindungsgemässen, selbsttragend ausgebildeten Erzeugung eines Drehmoments um die Achse 9. Die beiden dynamoelektrischen Maschine als Elektromotor zum Antrieb relativ zueinander drehbaren Scheiben dieses Motors unterlie-eines Luftkompressors dargestellt. Wie aus den Figuren 30 gen einer zwischen gegeneinander zugewandten Flächen der erkennbar ist, weist der von dem Elektromotor angetriebene Scheibe wirkenden auseinanderdrückenden Kraft, die von den Kolbenluftverdichter nur einen Zylinder 1 und einen darin hin- Magnetkräften der relativ zueinander bewegten Pole herrührt, und herbewegbaren Kolben 2 auf. Die bei üblichen Verdichtern Dieser Effekt kann zur Erzeugung eines variierbaren Drehmo-erforderlichen Teile Kurbelgehäuse, Kurbel, Pleuelstange und ments ausgenutzt werden, indem der Luftspalt zwischen den Schwungrad sowie Lager und Zapfen können bei der Verwen- 35 relativ zueinander bewegten Scheiben wahlweise variiert wird, dung eines erfindungsgemässen Elektromotors zur Hin- und Wenn zwei der Elektromotoren gemäss Fig. 22 auf eine Herbewegung des Kolbens 2 vollständig entfallen. Ein einfa- gemeinsame Achse arbeiten, d. h. beispielsweise so angeordnet eher Aufbau von Luftverdichtern ist zwar auch bei Schwimm- sind, dass die bewegten Scheiben der beiden Elektromotore an membranluftpumpen möglich, doch haben diese den Nachteil, gegenüberliegenden Enden einer gemeinsamen Drehachse dass der Kolbenhub zu kurz ist. Demgegenüber sind bei Ver- 40 befestigt sind, dann ergibt sich ein Elektromotor, in dem alle wendung eines Elektromotors gemäss der Erfindung dem Kol- Axialkräfte zwischen den relativ zueinander bewegten Teilen benhub keinerlei Grenzen gesetzt. Der Kolben 2 ist über eine kompensiert sind und der daher ohne spezielle Lager zur Auf-Verbindungsstange mit einem bewegten Teil 3 des Elektromo- nähme von Axialkräften auskommt. Auf diese Weise ergibt sich tors verbunden. In dem Träger sind quer zur Bewegungsrich- ein selbsttragender, lagerfreier Motor, in dem alle magneti-tung verlaufend Dauer-Feldmagnete 4 in einer im einzelnen 45 sehen Flächen als Motor arbeiten und in dem jede Möglichkeit nicht dargestellten Gruppierung, die beispielsweise der in Fig. 9 von Wirbelströmen zur Verlangsamung des Motors ausge-dargestellten Gruppierung quer zur Bewegungsbahn entspre- schaltet ist. Ein solcher Antrieb kann insbesondere dort ange-chen kann, wobei jedoch in Bewegungsrichtung mehrere quer- wendet werden, wo hohe Präzision bei der Bewegung schwerer verlaufende Gruppierungen vorgesehen sind, angeordnet. Zu Lasten erforderlich ist.

beiden Seiten des bewegten Teils 3 ist ein feststehender Teil 5 50 In den Fig. 23 und 24 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel angeordnet, der sechs parallel zur Bewegungsrichtung verlau- einer dynamoelektrischen Maschine zur Erzeugung einer fende Ankerpolreihen auf jeder Seite des Trägers 3 aufweist Drehbewegung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel Jeweils Polreihen von zu beiden Seiten des Teils 3 gegenüber- sind die Ankerpolgruppen a bis h eines feststehenden Teils an liegenden Ankerpolen können dabei entgegengesetzte Polari- der Innenfläche eines hohlkreiszylindrischen Trägers 11, des-tät haben und gleichzeitig umgeschaltet werden. Die Dauer- 5 j sen Achse mit der Drehachse 12 zusammenfällt, entlang von in magnete 4 im Teil 3 haben entsprechend an den beiden Seiten Achsrichtung nebeneinanderliegenden Innenumfangskreisen des Teils 3 an den jeweiligen, elektromagnetischen Ankerpolen angeordnet. Ein zweiter Teil der Vorrichtung ist als koaxialer, des Teils 5 zugewandte Flächen entgegengesetzte Polarität. im hohlzylindrischen Träger 11 angeordneter Zylinder 13 mit Die magnetischen Ankerpole 6 des Teils 5 sind als aus magneti- an seinem Aussenumfang entsprechend angeordneten Feldpo-sierbaren Blechen 7 gebildete Kerne mit darumgewickelten w> len 14 bzw. 15 konstanter Polarität ausgebildet, welcher Zylin-elektrischen Leiterspulen 8 ausgebildet Die Strombeaufschla- der 13 um seine in der Drehachse 12 liegende Achse relativ gung der elektromagnetischen Ankerpole 6 kann in der anhand zum ersten Teil 11 drehbar gelagert ist. Im dargestellten Aus-der dynamoelektrischen Maschine gemäss Fig. 9 beschriebe- führungsbeispiel sind im feststehenden Teil acht Ankerpolrei-nen Weise erfolgen. Die in den Fig. 20 und 21 dargestellte Kom- hen mit elektromagnetischen umschaltbaren Ankerpolen vor-pressoranordnung, getrieben von einer erfindungsgemässen 65 gesehen, wobei in jeder Polreihe aufeinanderfolgende Ankerdynamoelektrischen Maschine kann beispielsweise als in sich pole entgegengesetzte Polarität aufweisen. Die Ankerpole völlig abgeschlossene und abgedichtete Einheit ausgebildet bestehen aus Kernen magnetisierbaren Materials 16, beispiels-sind und in Kühlkreisläufen verwendet werden. weise aus magnetisierbarem Blech, und darum gewickelten

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elektrischen Leiterspulen 17. Der Aufbau des Elektromotors gen zum Abfühlen der Relativstellung und entsprechender gemäss Fig. 23 entspricht prinzipiell dem Aufbau des Ausfüh- Zuführung von Strom erfolgen. Als Fühler zum Abfühlen der rungsbeispiels gemäss Fig. 19. Die Feldpole des als Zylinder 13 Relativstellung der zueinander bewegbaren Teile des Elektro-ausgebildeten inneren Teils sind als Dauermagnetpole ausgebil- motors wurden bereits elektrooptische Mittel, wie beispiels-det An beiden Enden des Elektromotors sind auf der Dreh- 5 weise Fotoelemente, Induktionsspulen, Kontaktschalter, Hallachse 12 Dauermagnetringe 18 vorgesehen, denen Dauer- effektsensoren erwähnt. Im folgenden wird anhand der Fig. 27 magnetringe 19 entgegengesetzter Polarität, die am feststehen- bis 29 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Steuern den Teil 11 befestigt sind, axial gegenüberliegen, so dass axiale der Strombeaufschlagung der elektromagnetischen Ankerpole Bewegungen des als Läufer ausgebildeten Teils 13 verhindert bei einer erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine sind. Weiterhin sind Abstützringe 20 im Gehäuse angeordnet, i o beschrieben, bei welcher zur Steuerung Gleitkontakte verwen-die dazu dienen, den Läufer 13 abzustützen, wenn der Strom det werden. Fig. 27 stellt einen Querschnitt durch die Vorrich-abgeschaltet ist. Sobald der Strom eingeschaltet wird, setzt sich tung entsprechend der Schnittlinie XXVII-XXVII in Fig. 28 der Läufer 13 unter der Wirkung der Maghnetkräfte automa- dar. Bei dem Ausführungsbeispiel besteht der Elektromotor aus tisch von den Abstützringen ab und läuft dann, abgestützt von einem um eine Drehachse 26 drehbaren Läufer 27, der an seiden Magnetkräften, ohne mechanische Lagerung und damit 15 nem Aussenumfang in konzentrischen, axial beabstandeten praktisch reibungslos. Die elektrische Steuerung der Vorrich- Kreisen Ankerpolreihen mit Polen M bzw. N bzw. O aufweist, tung gemäss Fig. 23 kann in der anhand des Ausführungsbei- wobei in jeder Ankerpolreihe alle Ankerpole untereinander zu spiels gemäss Fig. 19 beschriebenen Weise erfolgen. jedem Zeitpunkt die gleiche Polarität aufweisen. Der Stator ist In Fig. 25 ist ein Ausführungsbeispiel einer dynamoelektri- bei diesem Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder 28 ausgestal-schen Maschine dargestellt, mittels welchem eine aus einer 20 tet, der an seiner Innenfläche in Mantellinienrichtung verlau-geradlinigen Bewegungskomponente und einer Drehbewe- fende Feldpolgruppierungen von Dauermagneten D aufweist, gungskomponente bestehende Schraubbewegung erzeugt Der prinzipielle Aufbau der dynamoelektrischen Maschine entwird. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind elektromagnetische, spricht somit dem Aufbau des Ausführungsbeispiels gemäss in ihrer Polarität umsteuerbare Ankerpolgruppen a, b, c, d an Fig. 4, wobei hier nicht der die Dauermagnet-Feldpole tragende dem Aussenumfang eines kreiszylindrischen Trägers 20' ent- 25 Teil relativ zum die elektromagnetischen Ankerpole tragenden lang von in der gewünschten Bewegungsrichtung verlaufenden Teil bewegbar ist, sondern der die elektromagnetischen Anker-Schraubenlinien um die Zylinderachse angeordnet. Ein zweiter, pole tragende Läufer 27 relativ zum Dauermagnet-Feldpole relativ zum kreiszylindrischen Träger 20' bewegbarer Teil ist tragenden Stator 28. An dem Läufer 27 ist koaxial an einem als konzentrisch den kreiszylindrischen Träger 20' umschlies- Ende ein Kreiszylinder 29 befestigt, der an seinem Aussenum-sender, als Hohlzylinder ausgebildeter Träger 21 gestaltet, der 30 fang Kontaktflächen aufweist, die in bestimmter Weise elek-an seinem Innenumfang entsprechend der Anordnung der trisch miteinander verbunden sind. Die elektrische Verbindung Ankerpolgruppen a bis d des feststehenden Zylinders 20' der Kontaktflächen ist in Fig. 29 in einer Abwicklung des Ausangeordnete Feldpole D konstanter Polarität trägt und relativ senumfangs des Zylinders 29 dargestellt. Am Innenumfang des zum feststehenden Teil 20' sowohl axial als auch drehend Stators 28 sind Kontakte Q, R, S, T, U und V angeordnet. Die bewegbar ist. Durch die Anordnung der Ankerpolgruppen a bis 35 Kontaktbürsten Q und R leiten Strom in die Ankerpolreihe M. d an dem feststehenden Teil 20' und die damit zusammenwir- Die Kontaktbürsten S und T leiten Strom in die Ankerpolreihe kenden Feldpole konstanter Polarität an dem bewegbaren Teil N. Die Kontaktbürsten U und V leiten Strom in die Ankerpol-21 kann eine Schraubbewegung des Teils 21 erzeugt werden. reihe O. In Fig. 29 ist die Stromsequenz und Stromrichtungsse-Der prinzipielle Aufbau des Elektromotors gemäss Fig. 25 ent- quenz, die in dem Zylinder 29 auf diese Weise erhalten und den spricht dem in Fig. 5b dargestellten Aufbau eines Elektromo- 40 Ankerpolen zugeführt wird, schematisch dargestellt. Immer tors. wenn ein Ankerpol M einen Dauermagnet D überläuft, begin-In Fig. 26 ist ein Ausführungsbeispiel der dynamoelektri- nen die Kontakte Q und R die Kollektorkontakte X zu berüh-schen Maschine als Elektromotor zur Erzeugung einer linearen ren. Immer wenn ein Ankerpol N einen Dauermagnetpol D Hin- und Herbewegung dargestellt, und dieses Ausführungsbei- überläuft, beginnen die Bürsten S und T einen Kollektorkontakt spiel kann beispielsweise zum Antrieb des Kolbens eines Luft- 45 Y zu berühren. Immer wenn ein Ankerpol O einen Dauerkompressors dienen. Der feststehende Teil ist als hohlzylindri- magnetpol D überläuft, beginnen die Bürsten U und V einen scher Träger 22 ausgebildet, an dessen Innenfläche entlang von Kollektorkontakt Z zu berühren. Die Dauer einer Polaritätsbe-Mantellinien Ankerpolgruppen angeordnet sind. Im vorliegen- aufschlagung und der Polaritätswechsel sind schematisch in den Beispiel weisen in jeder Polgruppe aufeinanderfolgende Fig. 29 zusammen mit der gestaffelten Anordnung der beauf-Ankerpole entgegengesetzte Polarität auf. Einen relativ zum 50 schlagten Ankerpole M, N und O dargestellt.

feststehenden Teil 22 in axialer Richtung hin- und herbewegba- Eine Steuervorrichtung des in den Fig. 27 bis 29 dargestell-ren zweiter Teil ist als koaxialer, im hohlzylindrischen Träger ten Aufbaus kann sinngemäss auch zur Steuerung aller anderen angeordneter Teil 23 ausgestaltet, der zwei Magnetscheiben Ausführungsbeispiele, wie vorstehend diskutiert worden, ausentgegengesetzter konstanter Polarität 24 bzw. 25 in einem der gestaltet und angewendet werden.

Polteilung entsprechenden axialen Abstand trägt. Aus Über- 55 Die Polaritätssteuerung kann beispielsweise auch so ausge-sichtlichkeitsgründen sind bei den elektromagnetischen Anker- bildet sein, dass zur Feststellung der Relativstellung des bewegpolen des feststehenden Trägers 22 die die Magnetisierung ten Teils zum feststehenden Teil nur ein einziger Fühler verbewirkenden elektrischen Leiterspulen, die U-förmige Kerne wendet wird und mittels einer Feedback-Schaltung eine geeig-magnetisierbaren Materials umschliessen, weggelassen. Der nete elektronische Schaltung getriggert wird, um auf diese prinzipielle Aufbau und die Steuerung der dynamoelektrischen w. Weise die Stromzuführung zu allen Ankerpolgruppen elektro-Maschine gemäss Fig. 26 entspricht dem Ausführungsbeispiel magnetischer Ankerpole zu steuern.

gemäss Fig. 18b. Die Erfindung ist nicht auf die ausgeführten Beispiele

Bei allen vorstehend diskutierten Ausführungsbeispielen beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, die Polgruppen elek-

der erfindungsgemässen dynamoelektrischen Maschine kann tromagnetischer Ankerpole als zickzackförmig verlaufende die Steuerung der Strombeaufschlagung und Polarisierung der 65 Folgen elektromagnetischer Ankerpole auszubilden und die elektromagnetischen Ankerpole in Abhängigkeit von der Rela- einzelnen Zickzackfolgen ineinander zu verschachteln. Es ist tivstellung des bewegten Teils zum feststehenden Teil des Elek- auch möglich, sowohl den feststehenden Teil des Antriebs als tromotors mittels einer Vielzahl an sich bekannter Einrichtun- auch den relativ dazu beweglichen Teil mit elektromagneti-

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sehen Ankerpolen, die jeweils für sich gesteuert werden, zu ver- Strom normaler symmetrischer Phasenlage zu speisen. Die sehen. Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung als

Generator ermöglicht es auch, andere Antriebsbewegungen Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch als Strom- anstelle von Drehbewegungen unmittelbar zur Stromerzeu-generator zur Erzeugung von Strömen mit asymmetrischer 5 gung auszunutzen, die bis jetzt nicht in normalen Generatoren Phasenlage verwendet werden. Diese Ströme können beispiels- ausgenutzt werden konnten, um Energie ohne die bisher erfor-weise in ein Leitungsnetz gespeist werden, das eine Vielzahl derliche mechanische Umwandlung in eine Drehbewegung zu unabhängiger synchroner selbsttragender Elektromotore spei- erzeugen. Beispielsweise können Hin- und Herbewegungen, sen kann. Auf diese Weise können die elektrischen Einrichtun- Spiralbewegungen und Auf- und Abbewegungen (beispiels-gen vermieden werden, die erforderlich wären, um selbsttra- io weise von Meereswellen) unmittelbar verwendet werden zur gende Elektromotore der vorstehend geschilderten Art mit Erzeugung elektrischer Energie.

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25 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

1. 621217 2

   PATENTANSPRÜCHE pole auf eine der Polarität der damit zusammenwirkenden

   1. Dynamoelektrische Maschine mit an relativ zueinander Feldpole entgegengesetzte Polarität bei einer Stellung dieser bewegbaren Teilen angeordneten Feld- bzw. Ankerpolen, Pole zueinander erfolgt, in der sich die aufeinander zubewegen-wobei die an dem einen Teil angeordneten Ankerpole in minde- den Pole in einem der Polteilung der Feldpole entsprechenden stens drei, entlang der Relativbewegungsrichtung verlaufenden 5 Abstand vor dem umzuschaltenden Pol befindet

   Gruppen (a, b, c, d) angeordnet sind und die Polabstände inner- 4- Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch halb jeder Gruppe, gemessen in der Relativbewegungsrich- gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Ankerpole in tung, konstant und in allen Gruppen gleich gross sind, und die jeder entlang der Bewegungsrichtung verlaufenden Gruppe (a, mit den in Gruppen angeordneten Ankerpolen zusammenwir- b, c) alternierend entgegengesetzte Polarität aufweisen und die kenden, an dem zweiten Teil angeordneten Feldpole in minde- 10 Umschaltung auf eine der Polarität der damit zusammenwir-stens einer im Winkel zur Relativbewegungsrichtung verlau- kenden Feldpole (D) entgegengesetzte Polarität bei einer Steifenden, sich über die ganze von den Ankerpol-Gruppen abge- lung dieser Pole zueinander erfolgt, in der sich die Zentren der deckten Breite erstreckenden Gruppierung angeordnet sind, aufeinander zubewegenden Pole in einem der Polteilung der und wobei die Ankerpole jeder Gruppe (b bzw. c bzw. d bzw. a) Ankerpole entsprechenden Abstand voneinander befinden, der Ankerpole gegenüber den Polen der jeweils in der Polari- 15 5. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3 täts-Schaltfolge unmittelbar vorangehenden Gruppe (a bzw. b oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarität eines Ankerbzw. c bzw. d) von der Winkelrichtung der Feldpol-Gruppie- Pols, dem sich ein Feldpol nähert - bei einer Anordnung der rung ausgehend parallel zur Relativbewegungsbewegungsrich- Pole, bei der jede entlang der Relativbewegungsrichtung ver-tung gemessen um eine Versetzungsstrecke (V) versetzt sind, laufende Gruppe der Anker- und Feldpole als parallel zur Rela-die einem Bruchteil der Polteilung des genannten Polabstandes 20 tivbewegungsrichtung verlaufende Pol-Reihe ausgebildet ist von in der Relativbewegungsrichtung aufeinanderfolgenden und die einzelnen Polreihen nebeneinander angeordnet sind, Polen innerhalb jeder Gruppe der Ankerpole mindestens wobei unmittelbar benachbarte Pole von in der Schaltfolge jedoch dem Quotienten aus der Polteilung und der Gesamtzahl unmittelbar aufeinanderfolgenden Ankerpol-Gruppen um eine der Gruppen entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Versetzungsstrecke (V) versetzt sind - gleich der Polarität des Strombeaufschlagung der elektromagnetischen Ankerpole 25 sieh nähernden Feldpols ist, und dass eine Umschaltung der innerhalb einer jeden Gruppe (a, b, c, d) gleichzeitig mittels Ankerpole einer Polgruppe (a, b, c, d,...) des Ankers auf eine mit eines in Abhängigkeit von der Relativstellung der eine gleich- dem sich einem Ankerpol annähernden Feldpol (D) ungleiche bleibende Polarität aufweisenden Feldpole und der Ankerpole Polarität bei Erreichung einer Überdeckung der zusammenwir-gesteuerten Schalters umsteuerbar ist, wobei bei einander kenden Pole im Ausmass des - als Verhältnis eines derjenigen überdeckendem Feld- und Ankerpol für letzteren bzw. die so Flächenbereiche (Fi) benachbarter Pole von in der Schaltfolge gesamte Ankerpolgruppe (z. B. a), welcher der betreffende aufeinanderfolgenden Pol-Gruppen (a, b), die von einem von Ankerpol angehört, eine Umschaltung auf gleichnamige Polari- zur Winkelrichtung (w) der Polgruppierung (D, D) der Feldpole tät vorgesehen ist, wobei gleichzeitig der den - ausgehend von parallelen Linien (Li, L2) begrenzten ideellen Flächenstreichen einer durch den betrachteten Feldpol in Richtung der Feldpol- (F), überdeckt sind, wobei die eine Linie (Li) in Bewegungsrich-Gruppierung verlaufenden Linie parallel zur Relativbewe- 35 tung (R) gesehen, das Ende des zuerst überlaufenden Pols (Pa) gungsrichtung gemessen - geringsten Abstand vom betrachte- tangiert und die andere Linie (L2) in Bewegungsrichtung gese-ten Ankerpol bzw. Feldpol aufweisende, in Bewegungsrichtung hen den Anfang des danach überlaufenden Pols der in der der Feldpol-Gruppierung gesehen zurückliegende Ankerpol Schaltfolge folgenden Polreihe tangiert, zur Gesamtfläche einer anderen Polgruppe die gleiche Polarität wie der betrach- eines Pols definierten - Überdeckungsverhältnisses, welches tete Ankerpol bzw. Feldpol, und der den - ausgehend von einer « einen Wert von mindestens Vi und von maximal dem Quotien-durch den betrachteten Feldpol in Richtung der Feldpol-Grup- ten aus der Zahl Z der Versetzungsstrecke (v) zur Überbrük-pierung verlaufenden Linie parallel zur Relativbewegungsrich- kung einer Polteilung (P), d. h. der Polunterteilungszahl Z,

   tung gemessen - geringsten Abstand vom betrachteten Anker- minus eins und der Polunterteilungszahl Z ergibt, vorgesehen pol bzw. Feldpol aufweisende, in Bewegungsrichtung der Feld- ist und bei Erreichen der vollen Deckung der Pole eine Polari-

   pol-Gruppierung gesehen vorausliegende Ankerpol einer wei- 45 tätsumschaltung der den vollständig überdeckten Ankerpol teren Polgruppe eine zur Polarität des betrachteten Anker- enthaltenden Ankerpolgruppe (a, b, c, d,...) erfolgt (Fig. 3,4).

   bzw. Feldpols entgegengesetzte Polarität bereits aufweist oder Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3

   einer Umschaltung auf eine solche Polarität unterworfen ist. oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarität eines Anker-
2. 2. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch P°'s' dem sieh ein Feldpol nähert, bei einer Anordnung der gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Ankerpole » Pole, bei der jede entlang der Relativbewegungsrichtung ver-innerhalb einer jeden Pol-Gruppe (a, b, c) alle zu jedem Zeit- laufende Gruppe der Anker- und Feldpole als parallel zur Rela-punkt die gleiche Polarität aufweisen und mit Feldpolen (D) tivbewegungsrichtung verlaufende Pol-Reihe ausgebildet ist, zusammenwirken, die innerhalb jeder Pol-Gruppe der Anker- und die einzelnen Polreihen nebeneinander angeordnet sind, pole die gleiche Polarität aufweisen, und die Umschaltung der wobei unmittelbar benachbarte Pole von in der Schaltfolge elektromagnetischen Ankerpole auf eine der Polarität der 55 unmittelbar aufeinanderfolgenden Ankerpol-Gruppen um eine damit zusammenwirkenden Feldpole entgegengesetzte Polari- Versetzungsstrecke (v) versetzt sind, zunächst entgegengesetzt tät bei einer Stellung dieser Pole zueinander erfolgt, in der sich der Polarität des sich nähernden Feldpols (D) ist, und dass die die Zentren der aufeinander zubewegenden Pole in einem der Umschaltung einer Gruppe der elektromagnetischen Anker-Versetzungsstrecke (v) zwischen den umschaltbaren Ankerpo- pole auf eine mit dem mit einem Ankerpol zusammenwirken-len von in der Schaltfolge unmittelbar aufeinanderfolgenden b0 den Feldpol gleiche Polarität jeweils bei einer gegenseitigen Gruppen entsprechendem Abstand voneinander befinden. Lage der zusammenwirkenden Pole erfolgt, in der der vordere
3. 3. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch Rand des Feldpols bei einer Bewegung auf den umzuschalten-gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Ankerpole den Ankerpol zu mit dem in Bewegungsrichtung zunächst lie-innerhalb einer jeden Pol-Gruppe (a, b, c) alle zu jedem Zeit- genden Rand des umzuschaltenden Ankerpols zusammenfällt, punkt die gleiche Polarität aufweisen und mit Feldpolen zusam- M und eine weitere Umschaltung des Ankerpols, dem sich ein menwirken, die innerhalb von den Ankerpolen (a, b, c) zugeord- Feldpol nähert, auf eine der Polarität des damit zusammenwir-neten Gruppen alternierend entgegengesetzte Polarität auf- kenden Feldpols entgegengesetzte Polarität bei einer gegensei-weisen, und die Umschaltung der elektromagnetischen Anker- tigen Lage der Pole erfolgt, in der der sich nähernde Feldpol

   den umzuschaltenden Ankerpol um einen Betrag gleich dem -als Verhältnis eines derjenigen Flächenbereiche (Fi) benachbarter Pole von in der Schaltfolge aufeinanderfolgenden Pol-Gruppen (a, b), die von einem von zur Winkelrichtung (w) der Polgruppierung (D, D) der Feldpole parallelen Linien (Li, L2) begrenzten ideellen Flächenstreifen (F), überdeckt sind, wobei die eine Linie (Li) in Bewegungsrichtung (R) gesehen, das Ende des zuerst überlaufenden Pols (Pa) tangiert und die andere Linie (L2) in Bewegungsrichtung gesehen den Anfang des danach überlaufenden Pols der in der Schaltfolge folgenden Polreihe tangiert, zur Gesamtfläche eines Poles definierten - Überdek-kungsverhältnis, welches einen Wert von mindestens Vi und von maximal dem Quotienten aus der Zahl Z der Versetzungsstrecken (v) zur Überbrückung einer Polteilung (P), d. h. der Polunterteilungszahl Z, minus eins und der Polunterteilungs-. zahl Z ergibt, überdeckt, wonach bei voller Überdeckung eine nochmalige Polaritätsumschaltung des Ankerpols erfolgt (Fig. 21).
4. 7. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Pole jeder Ankerpol-Gruppe als singulare Pole ausgebildet sind, in jedem Zeitpunkt untereinander die gleiche Polarität aufweisen, und gleichzeitig in ihrer Polarität umschaltbar sind (Fig. 1,4).
5. 8. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Pol jeder Ankerpol-Gruppe (a, b, c, d,...) eine gegenüber dem unmittelbar davorlie-genden Pol der gleichen Pol-Gruppe entgegengesetzte Polarität aufweist, und dass in jeder Pol-Gruppe benachbarte Pole jeweils paarweise zusammengefasst und als Pole eines Ankerdipols ausgebildet sind, wobei alle Ankerdipole in jeder Polgruppe gleichzeitig in ihre Polarität umschaltbar sind (Fig. 2,

   21).
6. 9. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die sich über die von den Ankerpol-Gruppen des ersten Teils abgedeckte Breite erstrek-kende Gruppierung von Feldpolen des zweiten Teils aus einzelnen Polen konstanter Polarität besteht, von denen mindestens je einer im Bereich jeder Ankerpol-Gruppe des ersten Teils angeordnet ist.
7. 10. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die sich über die von den Ankerpol-Gruppen des ersten Teils abgedeckte Breite erstreckende Gruppierung von Feldpolen des zweiten Teils als ein zusammenhängender, die gesamte Breite überspannender Magnetstreifen konstanter Polarität ausgebildet ist.
8. 11. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schaltfolge unmittelbar aufeinanderfolgende Ankerpol-Gruppen (a, b, c, d) unmittelbar nebeneinander angeordnet sind (Fig. 1,2,

   5b).
9. 12. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schaltfolge unmittelbar aufeinanderfolgende Ankerpol-Gruppen (a, b, c, d,...) jeweils abwechselnd zu beiden Seiten einer in Bewegungsrichtung verlaufenden Linie angeordnet sind (Fig. 5c, 6c, 8c).
10. 13. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass alle Pole aller Polgruppen gleich grosse, rechteckige, mit zwei Rändern parallel zur Bewegungsrichtung verlaufende Polflächen aufweisen.
11. 14. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpol-Gruppen des ersten Teils zur Erzeugung einer geradlinigen Antriebsbewegung entlang der gewünschten Bewegungsrichtung auf einem Träger (5) angeordnet sind, und dass der zweite Teil (3) relativ zum ersten Teil in der Bewegungsrichtung

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    bewegbar angeordnet ist.
12. 15. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpol-Gruppen des ersten Teils (5) in einer Ebene auf einem Träger angeordnet sind und der zweite Teil (3) parallel zu der Ebene in geringem Abstand von der Ankerpol-Gruppe des ersten Teils in Bewegungsrichtung bewegbar ist.
13. 16. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpol-Gruppen des ersten Teils (22) an der Innenfläche eines hohlzylindrischen Trägers entlang dessen Mantellinie angeordnet sind und der zweite Teil (23) als koaxialer, im hohlzylindrischen Träger angeordneter Zylinder mit an seinem Aussenumfang angeordneten Feldpolen (24,25) ausgebildet ist, welcher Zylinder relativ zum hohlzylindrischen Träger des ersten Teils (22) koaxial bewegbar ist (Fig. 26).
14. 17. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpol-Gruppen des ersten Teils zur Erzeugung einer Drehbewegung auf konzentrisch zu einer gewünschten ideellen Drehachse verlaufenden Kreisen an einem Träger angeordnet sind, und dass der zweite Teil relativ zum ersten Teil um die gewünschte Drehachse drehbar angeordnet ist.
15. 18. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpol-Gruppen (a, b, c, d) des ersten Teils in konzentrischen Kreisen auf einem als Kreisscheibe, deren Mittelpunkt in der ideellen Drehachse (9) liegt und die senkrecht zur ideellen Drehachse verläuft, ausgebildeten Träger (10) angeordnet sind, und dass der zweite Teil ebenfalls einen als Kreisscheibe ausgebildeten Träger aufweist, der um die Drehachse (9) relativ zum Träger (10) des ersten Teils drehbar ist und auf dem die Feldpole (D bzw. e) konstanter Polarität in vom Zentrum nach aussen verlaufenden Gruppierungen angeordnet sind (Fig. 22).
16. 19. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpol-Gruppen (a bis d) des ersten Teils an der Innenfläche eines hohlkreiszylindri-schen Trägers, dessen Achse mit der Drehachse (12) zusammenfällt, entlang von in Achsrichtung nebeneinanderliegenden Innenumfangskreisen angeordnet sind, und der zweite Teil als koaxialer, im hohlzylindrischen Träger angeordneter Zylinder (13) mit an seinem Aussenumfang entsprechend angeordneten Polen (14 bzw. 15) ausgebildet ist, welcher Zylinder um seine in der Drehachse liegenden Achse relativ zum ersten Teil drehbar gelagert ist (Fig. 23,24).
17. 20. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anker-pol-Gruppen (a bis d) des ersten Teils zur Erzeugung einer aus einer geradlinigen Bewegungskomponente und einer Drehbewegungskomponente bestehenden Schraubbewegung an dem Aussenumfang eines kreiszylindrischen Trägers (20) entlang von in der gewünschten Bewegungsrichtung verlaufenden Schraubenlinien um die Zylinderachse angeordnet sind, und dass der zweite Teil einen konzentrisch den kreiszylindrischen Träger des ersten Teils umschliessenden, als Hohlzylinder ausgebildeten Träger (21) aufweist, der an seinem Innenumfang entsprechend der Anordnung der Ankerpol-Gruppen (a bis d) des ersten Teils angeordnete Feldpole (D) konstanter Polarität trägt und relativ zum ersten Teil sowohl axial als auch drehend bewegbar ist (Fig. 25).
18. 21. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Teile mit einem Steuerkontaktträger (29) verbunden ist, welcher Gleitkontakte aufweist, die mit den umzuschaltenden Ankerpolen verbunden sind, und dass der andere der beiden Träger mit einem Gleit-kontaktfinger-Träger (28) verbunden ist, der Kontaktfinger (Q, R, S, T, U, V) aufweist, die bei der Relativbewegung der beiden Teile über Gleitkontakte des Steuerkontaktträgers gleiten und

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    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    bO

    b5

    621217

    somit bei jeder Relativposition der Teile eine entsprechende Strombeaufschlagung bestimmter Polarität der zu steuernden Ankerpole (M, N, O) ergeben (Fig. 27,28,29).