DE102005049022B4 - rotary magnet - Google Patents

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Abstract

Drehmagnet mit einem Anker (4) und einem Joch (6), wobei Anker (4) und Joch (6) relativ zueinander um eine gemeinsame Längsachse (X) drehbar sind,
zwischen Anker (4) und Joch (6) zumindest ein erster Arbeitsluftspalt (26) und zumindest ein zweiter Arbeitsluftspalt (28) ausgebildet sind, welche derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass sich bei relativer Drehung zwischen Anker (4) und Joch (6) eine Überlappfläche des einen Arbeitsluftspaltes (26, 28) verkleinert und sich gleichzeitig eine Überlappfläche des anderen Arbeitsluftspaltes (28, 26) vergrößert,
zumindest eine bestrombare Spule (12, 14) sowie ein Permanentmagnet (16) derart angeordnet sind, dass sie bei Bestromung der Spule (12, 14) an einem der Arbeitsluftspalte (26, 28) gleichgerichtete Magnetfelder und an dem anderen Arbeitsluftspalt (28, 26) entgegengesetzt gerichtete Magnetfelder erzeugen und die zumindest eine Spule (12, 14) und der zumindest eine Permanentmagnet (16) in Richtung der Längsachse (X) zwischen den ersten und zweiten Arbeitsluftspalten (26, 28) angeordnet sind.
Rotary magnet with an armature (4) and a yoke (6), wherein armature (4) and yoke (6) are rotatable relative to each other about a common longitudinal axis (X),
between the armature (4) and the yoke (6) at least a first working air gap (26) and at least a second working air gap (28) are formed, which are arranged offset from one another such that when relative rotation between armature (4) and yoke (6) reduces an overlap area of the one working air gap (26, 28) and at the same time increases an overlap area of the other working air gap (28, 26),
at least one energizable coil (12, 14) and a permanent magnet (16) are arranged in such a way that, when the coil (12, 14) is energized, they are rectified at one of the working air gaps (26, 28) and at the other working air gap (28, 26) ) generate oppositely directed magnetic fields and the at least one coil (12, 14) and the at least one permanent magnet (16) in the direction of the longitudinal axis (X) between the first and second working air gaps (26, 28) are arranged.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Drehmagnet.The Invention relates to a rotary magnet.

Aus dem Stand der Technik sind Drehmagnete bekannt, bei welchen durch elektromagnetische Kräfte rotatorische Stellbewegungen realisiert werden. Dies kann zum einen dadurch geschehen, dass durch Kugelumlenkung eine magnetisch erzeugte Linearbewegung in eine Drehbewegung umgesetzt wird. Ferner sind Aktoren mit beweglicher Spule auf Lorenzkraft beruhend, Drehmagnete mit einem beweglichen permanentmagnetischen Anker und ähnliches bekannt. Die bekannten Drehmagnete weisen häufig einen aufwändigen Aufbau auf und sind teuer in der Herstellung. Ferner haben sie häufig nicht den gewünschten Wirkungsgrad und lassen sich nur schwer für spezielle Anwendungen anpassen.Out In the prior art rotary magnets are known in which by electromagnetic forces rotatory adjusting movements can be realized. This can be for one be done by a magnetically generated by ball deflection Linear motion is converted into a rotary motion. Further are Actuators with movable coil based on Lorenz force, rotary magnets with a movable permanent magnetic armature and the like known. The known rotary magnets often have a complex structure on and are expensive to manufacture. Furthermore, they often do not the wished Efficiency and are difficult to adapt for specific applications.

DE 44 09 889 C2 offenbart einen Drehmagneten mit einer oder mit mehreren Spulen und einem drehbeweglichen Anker. Die Spule ist in einem Stator angeordnet, welcher kreissegmentförmige Pole aufweist. Entsprechend sind an dem Anker ebenfalls kreissegmentförmige Pole ausgebildet, so dass mit den Polen des Ankers Polpaare gebildet sind, zwischen welchen ein Arbeitsluftspalt besteht. Dabei sind die Polpaare so ausgebildet, dass je nach Drehung eines der Polpaare in größer werdende Überdeckung und gleichzeitig ein anderes der Polpaare in kleiner werdende Überdeckung gelangt. Ferner ist hier zumindest eine Spule derart mit einem Hartmagneten zusammenwirkend in dem Anker angeordnet, dass je nach Bestromungsrichtung der Spule an einem der Polpaare das Magnetfeld verstärkt und an dem anderen verringert wird. Bei dem aus DE 44 09 889 C2 bekannten Drehmagneten ist die Spule radial außenliegend angeordnet und die Pole des Ankers sind radial weiter innenliegend im Inneren der ringförmigen Spule angeordnet. Die Pole des Ankers wiederum sind weiter radial innenliegend an einer Ankerwelle angeordnet. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass zwingend entweder die Arbeitsluftspalte relativ nah an der Welle liegen oder aber der Gesamtdurchmesser des Drehmagneten sehr groß wird. Je näher der Arbeitsluftspalt an der Welle liegt, umso kleiner wird das von dem Magneten auf die Welle aufbringbare Drehmoment. DE 44 09 889 C2 discloses a rotary magnet having one or more coils and a rotatable armature. The coil is arranged in a stator which has circular-segment-shaped poles. Correspondingly, also circular segment-shaped poles are formed on the armature, so that are formed with the poles of the armature pole pairs, between which there is a working air gap. In this case, the pole pairs are designed so that, depending on the rotation of one of the pole pairs in increasing coverage and at the same time another of the pole pairs gets smaller in coverage. Furthermore, here at least one coil is arranged cooperating with a hard magnet in the armature such that, depending on the current flowing direction of the coil on one of the pole pairs, the magnetic field is amplified and reduced at the other. At the DE 44 09 889 C2 known rotary magnet, the coil is arranged radially outboard and the poles of the armature are arranged radially further inside in the interior of the annular coil. The poles of the armature in turn are further radially inwardly disposed on an armature shaft. This arrangement has the disadvantage that necessarily either the working air gaps are relatively close to the shaft or the total diameter of the rotary magnet is very large. The closer the working air gap is to the shaft, the smaller the torque which can be applied by the magnet to the shaft.

Im Hinblick auf den genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Drehmagneten mit kompaktem Aufbau und höherem Wirkungsgrad bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch einen Drehmagneten mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.in the With regard to the cited prior art, it is the task of Invention, a rotary magnet with a compact design and higher efficiency provide. This task is accomplished by a rotary magnet solved the features specified in claim 1. Preferred embodiments emerge from the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Drehmagnet weist einen Anker sowie ein Joch auf, welche relativ zueinander um eine gemeinsame Längsachse drehbar sind. Dieser Drehmagnet kann so ausgebildet sein, dass das Joch als feststehendes Bauteil vorgesehen ist, während sich der Anker dreht und die gewünschte Stellbewegung ausführt. Alternativ ist es auch möglich, den Anker feststehend auszubilden und das Joch die gewünschte rotatorische Stellbewegung ausführen zu lassen. Auch eine Kombination aus beiden Ausführungen ist möglich.Of the inventive rotary magnet has an armature and a yoke which are relative to each other around a common longitudinal axis are rotatable. This rotary magnet can be designed so that the yoke is provided as a stationary component, while the armature rotates and the desired positioning movement performs. Alternatively, it is also possible to form the anchor fixed and the yoke the desired rotational Perform adjusting movement allow. A combination of both versions is possible.

Wesentlich für die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Drehmagnetes ist, dass zwischen Anker und Joch zumindest ein erster Arbeitsluftspalt und zumindest ein zweiter Arbeitsluftspalt ausgebildet sind. Dabei sind diese Arbeitsluftspalte so ausgebildet, dass sie versetzt zueinander angeordnet sind. Die Arbeitsluftspalte bzw. die Wirkflächen von Joch und Anker sind in ihrer Winkellage bezüglich der gemeinsamen Längsachse von Anker und Joch an unterschiedlichen Winkelpositionen angeordnet. Dies bewirkt, dass sich bei relativer Drehung zwischen Anker und Joch eine Überlappfläche der Wirkflächen an einem Arbeitsluftspalt verkleinert, während sich gleichzeitig die Überlappfläche am anderen Arbeitsluftspalt vergrößert. Beispielsweise sind ein erster Arbeitsluftspalt und ein zweiter Arbeitsluftspalt so angeordnet, dass in einer Endlage des Drehmagneten an einem Arbeitsluftspalt eine maximale Überlapp fläche geschaffen wird, das heißt die diesen Arbeitsluftspalt definierenden Abschnitte bzw. Wirkflächen des Jochs und des Ankers liegen vorzugsweise einander vollständig gegenüber, so dass sie sich weitestmöglich überlappen. Im Extremfall befindet sich in dieser Position der zweite Arbeitsluftspalt in einem Zustand, in welchem die den Arbeitsluftspalt definierenden Wirkflächen von Joch und Anker einander überhaupt nicht gegenüberliegen, das heißt einander gar nicht überlappen. Bei Drehung von Anker und Joch relativ zueinander aus dieser Position wird erreicht, dass in dem Arbeitsluftspalt, in dem anfangs eine maximale Überlappfläche gegeben war, sich die Überlappfläche verringert, während sich in dem anderen Arbeitsluftspalt die Überlappfläche vergrößert, bis hier eine maximale Überlappung erreicht ist, das heißt sich die diesen Arbeitsluftspalt bildenden Wirkflächen an Joch und Anker idealerweise vollständig gegenüberliegen. Das bedeutet, in einer ersten Endlage des Dreh magneten hat der erste Arbeitsluftspalt eine maximale Überlappung, das heißt die den Arbeitsluftspalt definierenden Wirkflächen liegen einander gegenüber, und in einer zweiten Endstellung hat der zweite Arbeitsluftspalt seine maximale Überlappung, das heißt hier liegen die den Arbeitsluftspalt definierenden Wirkflächen einander gegenüber.Essential for the inventive design the rotary magnet is that between the armature and yoke at least one first working air gap and at least a second working air gap are formed. These working air gaps are designed that they are offset from one another. The working air column or the active surfaces of yoke and anchor are in their angular position with respect to the common longitudinal axis arranged by armature and yoke at different angular positions. This causes relative rotation between anchor and Yoke an overlap of the active surfaces reduced at one working air gap, while at the same time the overlap area at the other Working air gap increased. For example are a first working air gap and a second working air gap arranged so that in an end position of the rotary magnet at a working air gap a maximum overlap created area will, that is the working air gap defining sections or active surfaces of the Yoke and the anchor are preferably completely opposite each other, so that they overlap as much as possible. In extreme cases, the second working air gap is located in this position in a state in which the working air gap defining active surfaces of yoke and anchor each other at all not opposite, this means do not overlap each other. When the armature and yoke rotate relative to each other from this position is achieved that in the working air gap, in the beginning of a maximum overlap area given was, the overlap area decreased, while In the other working air gap, the overlap area increases, until here a maximum overlap is achieved, that is the working surfaces forming this working gap at yoke and anchor ideally complete are opposite. This means, in a first end position of the rotary magnet has the first Working air gap a maximum overlap, this means the working surfaces defining the working air gap are opposite each other, and in a second end position, the second working air gap has its maximum overlap, that is called Here are the working air gap defining effective areas each other across from.

Ferner weist der erfindungsgemäße Drehmagnet zumindest eine bestrombare Spule sowie einen Permanentmagneten auf. Die bestrombare Spule und der Permanentmagnet sind so angeordnet, dass die erzeugten Magnetfelder einander überlagert sind. Dabei ist die Anordnung so gewählt, dass bei Bestromung der Spule an einem von erstem und zweitem Arbeitsluftspalt ein mit dem Magnetfeld des Permanentmagneten gleichgerichtetes Magnetfeld erzeugt wird und am jeweils anderen Arbeitsluftspalt ein dem Magnetfeld des Permanentmagneten entgegengesetzt gerichtetes Magnetfeld erzeugt wird. Das bedeutet, Spule und Permanentmagnet sind so angeordnet, dass ihre Magnetfelder sich immer an einem Arbeitsluftspalt addieren, während am jeweils anderen Arbeitsluftspalt die Magnetfelder vom Permanentmagneten und Spule subtraktiv wirken, das heißt das von der Spule erzeugte Magnetfeld das Magnetfeld des Permanentmagneten an diesem Arbeitsluftspalt aufhebt oder zumindest verringert. So wird durch Bestromung der Spule an dem einen Arbeitsluftspalt eine Verstärkung der Anziehungskraft erreicht, während an dem anderen Arbeitsluftspalt die Anziehungskraft teilweise aufgehoben bzw, verringert wird.Furthermore, the rotary magnet according to the invention has at least one energizable coil and a permanent magnet. The energizable coil and the permanent magnet are arranged so that the generated magnetic fields are superimposed on each other. The arrangement is chosen so that at Current supply to the coil at one of the first and second working air gap is generated with the magnetic field of the permanent magnet rectified magnetic field and at the other working air gap, a magnetic field of the permanent magnet oppositely directed magnetic field is generated. This means that the coil and the permanent magnet are arranged so that their magnetic fields always add to one working air gap, while at the other working air gap the magnetic fields from the permanent magnet and the coil are subtractive, that is, the magnetic field generated by the coil cancels the magnetic field of the permanent magnet at this working air gap or at least reduced. Thus, by energizing the coil at the one working air gap, an increase in the attractive force is achieved, while at the other working air gap the attraction is partially canceled or reduced.

Bei Bestromung der Spule in umgekehrter Richtung kommt es zu einer Umkehr von Verstärkung und Verringerung der Anziehungskräfte. Dies ermöglicht, durch Umschalten der Bestromungsrichtung der Spule eine relative Drehung zwischen Anker und Joch zu bewirken. Dies geschieht dadurch, dass an dem Arbeitsluftspalt, an dem gerade die minimale Überlappfläche vorhanden ist, das Magnetfeld des Permanentmagneten verstärkt wird und an dem Arbeitsluftspalt, an dem die maximale Überlappfläche vorhanden ist, das Magnetfeld des Permanentmagne ten verringert wird. Dies bewirkt, dass sich Anker und Joch relativ zueinander so drehen, dass an dem Arbeitsluftspalt, an welchem das Magnetfeld des Permanentmagneten verstärkt wird, die maximale Überlappfläche geschaffen wird, während sich an dem anderen Arbeitsluftspalt die Überlappfläche zu dem Minimum hin verringert. Wird die Bestromung wieder umgeschaltet, findet eine entsprechende Drehung zurück in die Ausgangsposition statt.at Applying current to the coil in the opposite direction causes a reversal from reinforcement and Reduction of attractions. This makes possible, by switching the energization direction of the coil a relative To effect rotation between the armature and the yoke. This happens by at the working air gap where the minimum overlap area is present is, the magnetic field of the permanent magnet is amplified and at the working air gap, where the maximum overlap area exists is, the magnetic field of the permanent Magne th is reduced. This causes the armature and yoke to rotate relative to each other, that at the working air gap, at which the magnetic field of the permanent magnet reinforced is created, the maximum overlap area will, while At the other working air gap, the overlap area is reduced to the minimum. If the current is switched again, finds a corresponding Turn back held in the starting position.

Die zumindest eine Spule und der zumindest eine Permanentmagnet sind in Richtung der Längsachse zwischen den ersten und zweiten Arbeitsluftspalten angeordnet. Besonders bevorzugt ist eine Anordnung, bei welcher ein zwischen zwei Spulen bzw. Spulenteilen liegender Permanentmagnetring vorgesehen ist, wobei die Spulen und der Permanentmagnet so zwischen den Arbeitsluftspalten angeordnet sind, dass eine symmetrische Anordnung geschaffen wird. Dabei liegt idealerweise der Permanentmagnetring in der Mitte zwischen erstem und zweitem Arbeitsluftspalt, und die beiden Spulen bzw. Spulenteile sind jeweils gleich weit von der ihnen benachbarten Spule beabstandet. So wird ein bezüglich der Mittelebene durch den Permanentmagnetring symmetrischer Aufbau geschaffen, abgesehen von der winkelmäßig versetzten Anordnung der Arbeitsluftspalte bzw. der diese Arbeitsluftspalte bildenden Wirkflächen an Joch und Anker.The at least one coil and the at least one permanent magnet in the direction of the longitudinal axis arranged between the first and second working air gaps. Especially preferred is an arrangement in which a between two coils or Spool parts lying permanent magnet ring is provided, wherein the coils and the permanent magnet so between the working air gaps are arranged so that a symmetrical arrangement is provided. Ideally, the permanent magnet ring is located in the middle between first and second working air gap, and the two coils or coil parts are each equidistant from their adjacent coil. So is a respect to the Center plane created by the permanent magnet ring symmetrical structure, apart from the angularly offset Arrangement of the working air column or this working air column forming active surfaces at yoke and anchor.

Die Magnetfelder in den Arbeitsluftspalten sind vorzugsweise in radialer Richtung bezüglich der Längsachse oder parallel zu der Längsachse oder in einem Winkel zwischen diesen Extremen gerichtet. Die dadurch auftretenden Axial- bzw. Radialkräfte werden durch eine entsprechende Lagerung zwischen Anker und Joch, beispielsweise ein Wälzlager, aufgenommen.The Magnetic fields in the working air gaps are preferably in radial Direction regarding the longitudinal axis or parallel to the longitudinal axis or directed at an angle between these extremes. The result occurring axial or radial forces are by a corresponding Storage between anchor and yoke, for example, a rolling bearing, added.

Vorzugsweise sind der zumindest eine erste Arbeitsluftspalt und der zumindest eine zweite Arbeitsluftspalt axial in Richtung der Längsachse zueinander versetzt. Besonders bevorzugt ist der zumindest eine erste Arbeitsluftspalt an einem axialen Ende und der zumindest eine zweite Arbeitsluftspalt am entgegengesetzten axialen Ende des Drehmagneten angeordnet.Preferably are the at least one first working air gap and at least a second working air gap axially in the direction of the longitudinal axis to each other added. Particularly preferred is the at least one first working air gap at one axial end and the at least one second working air gap at arranged opposite axial end of the rotary magnet.

Der zumindest eine Permanentmagnet ist vorzugsweise zwischen dem Anker und dem Joch angeordnet. Vorzugsweise umgibt das Joch den Anker ringförmig, das heißt ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Joch und Anker sind so dimensioniert, dass in radialer Richtung zwischen Anker und Joch ein Abstand verbleibt, in welchem der Permanentmagnet angeordnet sein kann.Of the at least one permanent magnet is preferably between the armature and the yoke arranged. Preferably, the yoke surrounds the anchor ring-shaped, this means is formed substantially cylindrical. Yoke and anchor are dimensioned so that in the radial direction between the armature and yoke a distance remains in which the permanent magnet is arranged can be.

Der Permanentmagnet ist weiter bevorzugt in radialer Richtung bezüglich der Längsachse magnetisiert, das heißt er erzeugt ein radial auf den Anker und das Joch wirkendes Magnetfeld.Of the Permanent magnet is more preferably in the radial direction with respect to longitudinal axis magnetized, that is it generates a magnetic field acting radially on the armature and the yoke.

Weiter bevorzugt ist der Permanentmagnet ringförmig ausgebildet und umgibt den Anker umfänglich. Hier kann ein einstückiger ringförmiger Permanentmagnet vorgesehen sein, welcher vorzugsweise in radialer Richtung magnetisiert ist. Ferner kann der ringförmige Permanentmagnet auch aus einzelnen Permanentmagnetsegmenten gebildet sein, welche so zusammengesetzt werden, dass ein in radialer Richtung magnetisierter Ring entsteht. Ferner ist es nicht unbedingt erforderlich, einen vollständig geschlossenen Ring auszubilden, vielmehr können auch mehrere Permanentmagnetsegmente über den Umfang des Ankers verteilt, aber jeweils in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sein.Further Preferably, the permanent magnet is annular and surrounds the anchor circumferentially. Here can be a one-piece annular Permanent magnet be provided, which preferably in the radial Direction is magnetized. Furthermore, the annular permanent magnet can also be formed of individual permanent magnet segments, which are so be composed that a magnetized in the radial direction Ring arises. Furthermore, it is not absolutely necessary to have one Completely Formed closed ring, but also several permanent magnet segments on the Scope of the anchor distributed, but each in the circumferential direction to each other be spaced apart.

Der Permanentmagnet bzw. die Permanentmagnetsegmente sind vorzugsweise entweder mit dem Joch oder mit dem Anker bezüglich der Längsachse drehfest verbunden. Das heißt, der Permanentmagnet ist beispielsweise am Joch fest angebracht, so dass er sich, wenn der An ker sich relativ zu dem Joch dreht, nicht mit diesem mitdreht. Alternativ kann der Permanentmagnet auch am oder im Anker befestigt sein.Of the Permanent magnet or the permanent magnet segments are preferably either rotatably connected to the yoke or the armature with respect to the longitudinal axis. This means, the permanent magnet is firmly attached to the yoke, for example, such that, when the anchor rotates relative to the yoke, not with this rotates. Alternatively, the permanent magnet can also be attached to or in the anchor.

Die zumindest eine Spule umgibt den Anker vorzugsweise umfänglich bezüglich der Längsachse. Das heißt, besonders bevorzugt erstreckt sich die Längsachse zentrisch durch die Spule hindurch. Dabei kann auch die Spule zwischen Anker und Joch, das heißt in einem umfänglichen Freiraum zwischen Anker und Joch angeordnet sein.The at least one coil preferably surrounds the armature circumferentially with respect to the longitudinal axis. That is, particularly preferably, the longitudinal axis extends centrally through the coil. In this case, the coil between the armature and yoke, that can be arranged in a circumferential space between the armature and yoke.

Auch die zumindest eine Spule ist vorzugsweise drehfest bezüglich der Längsachse mit dem Anker oder dem Joch verbunden, so dass entweder der Anker oder das Joch relativ drehbar zu der Spule ist und das jeweils andere Element von Anker und Joch ortsfest zu der Spule verbleibt. Besonders bevorzugt sind sowohl der Permanentmagnet als auch die Spule an dem Joch, das heißt insbesondere am Innenumfang des Joches, welcher dem Außenumfang des Ankers zugewandt ist, befestigt. Alternativ ist es auch möglich, Spule und Permanentmagnet am Außenumfang des Ankers zu befestigen.Also the at least one coil is preferably non-rotatable with respect to longitudinal axis connected to the anchor or the yoke, so that either the anchor or the yoke is relatively rotatable to the spool and the other, respectively Element of anchor and yoke remains stationary to the coil. Especially Preferably, both the permanent magnet and the coil are on the yoke, that is in particular on the inner circumference of the yoke, which is the outer circumference the anchor faces, attached. Alternatively it is also possible to coil and permanent magnet on the outer circumference to anchor the anchor.

Besonders bevorzugt sind zwei Spulen oder eine geteilte Spule vorgesehen, wobei die beiden Spulen bzw. Spulenteile in Richtung der Längsachse voneinander beabstandet sind und der zumindest eine Permanentmagnet zwischen den beiden Spulen bzw. Spulenteilen angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein symmetrischer Aufbau geschaffen. Die beiden Spulen bzw. Spulenteile sind dabei vorzugsweise elektrisch so miteinander verschaltet, dass sie gleichgerichtete elektromagnetische Felder erzeugen. Das heißt vorzugsweise sind die Spulen bzw. Spulenteile in gleicher Richtung gewickelt und werden in gleicher Richtung bestromt.Especially preferably two coils or a split coil are provided, wherein the two coils or coil parts in the direction of the longitudinal axis from each other are spaced and the at least one permanent magnet between the two coils or coil parts is arranged. This way will created a symmetrical structure. The two coils or coil parts are preferably interconnected electrically so that generate rectified electromagnetic fields. That is preferably the coils or coil parts are wound in the same direction and are energized in the same direction.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die ersten und/oder zweiten Arbeitsluftspalte bezüglich der Längsachse als Sektoren einer Kegelmantelfläche, wobei der Kegelwinkel im Bereich von 0° bis 90° liegt. Wenn der Kegelwinkel im Bereich von 0° liegt, erstrecken sich die Arbeitsluftspalte entlang einer Zylinderfläche um die Längsachse. Wenn im anderen Extrem der Winkel 90° beträgt, erstrecken sich die Arbeitsluftspalte in einer Ebene, welche sich normal zu der Längsachse erstreckt, das heißt in einer scheibenförmigen Ebene. Der Verlauf der Arbeitsluftspalte kann jeden beliebigen Winkel zwischen den beiden Extremen aufweisen.According to one another preferred embodiment the first and / or second working air gaps extend with respect to Longitudinal axis as sectors a conical surface, where the cone angle is in the range of 0 ° to 90 °. When the cone angle is in the range of 0 °, The working air gaps extend along a cylindrical surface about the longitudinal axis. At the other extreme, when the angle is 90 °, the working air gaps extend in a plane which extends normal to the longitudinal axis, that is in one discoid Level. The history of the working air column can be any angle between the two extremes.

Der erste und zweite Arbeitsluftspalt erstrecken sich jeweils vorzugsweise in einem Winkel kleiner als 180° um die Längsachse. Auf diese Weise werden Drehwinkel kleiner als 180° realisiert, da die Drehung zwischen Anker und Polstück immer zwischen den zwei Extremen maximale Überlappfläche am Arbeitsluftspalt und minimale, das heißt idealerweise keine Überlappfläche am Arbeitsluftspalt erfolgt.Of the each first and second working air gap preferably extend at an angle smaller than 180 ° the longitudinal axis. In this way, angles of rotation smaller than 180 ° are realized, since the rotation between anchor and pole piece always between the two Extreme maximum overlap area at the working air gap and minimal, that is ideally no overlap area at the working air gap he follows.

Die Arbeitsluftspalte sind vorzugsweise zwischen einem von dem Anker radial nach außen auskragenden Polstück und dem zugewandten Jochabschnitt bzw. einer zugewandten Wirkfläche des Joches gebildet. Die auskragenden Polstücke können als Stanzteile ausgebildet werden. So können sie als Teil einer flachen Scheibe ausgebildet sein, welche auf das axiale Ende des Ankers aufgesteckt ist. Alternativ können die auskragenden Polstücke auch dadurch gebildet werden, dass in dem Umfangsbereich, in welchem kein Polstück vorhanden sein soll, eine Aussparung in dem Anker ausgebildet ist. Das verbleibende Material bildet dann in dieser Durchmesserebene das Polstück. Die Ausbildung des Polstücks in einem separaten Stanzteil, welches auf den eigentlichen Anker aufgesetzt wird, hat den Vorteil, dass ein modularer Aufbau begünstigt wird, da ein und derselbe Anker mit unterschiedlich ausgebildeten Scheiben verwendet werden kann, um beispielsweise unterschiedliche Anzahlen oder Winkelpositionen der Polstücke und damit der Wirkflächen der ersten oder zweiten Arbeitsluftspalte realisiert werden können.The Working air gaps are preferably between one of the anchors radially outward projecting pole piece and the facing yoke section or a facing active surface of the Yoke formed. The projecting pole pieces can be formed as stamped parts become. So can they are formed as part of a flat disc, which on the axial end of the armature is attached. Alternatively, the cantilever pole pieces also be formed in that in the peripheral region, in which no pole piece should be present, a recess is formed in the armature. The remaining material then forms in this diameter plane the pole piece. The formation of the pole piece in a separate stamped part, which is placed on the actual anchor has the advantage of favoring a modular design, because one and the same anchor used with differently shaped discs can be, for example, different numbers or angular positions the pole pieces and thus the active surfaces the first or second working air column can be realized.

Ferner sind die Arbeitsluftspalte vorzugsweise zwischen einem von dem Joch radial nach innen auskragenden Kern und dem zugewandten Abschnitt bzw. einer zugewandten Wirkfläche des Ankers, zum Beispiel einem zugewandten Polstück des Ankers ausgebildet. Die Kerne bilden vorzugsweise Ringsegmente, welche am Innenumfang eines zylindrischen Joches angeordnet sind. Dabei wird der Arbeitsluftspalt zwischen einer Fläche des Kernes, welcher einer entsprechenden Wirkfläche des Ankers zugewandt ist, gebildet. Diese Flächen können, wie oben beschrieben, umfänglich oder in einer Durchmesserebene normal zur Längsachse oder in jeglicher Winkelposition dazwischen als Sektoren einer Kegelmantelfläche verlaufen. Alternativ kann auch eine Ausgestaltung in Form von Sektoren einer Kugelfläche oder anderen geeigneten gekrümmten Form Verwendung finden. Vorzugsweise sind die Arbeitsluftspalte jeweils zwischen einem Kern und einem zugehörigen Polstück ausgebildet. Wobei in dem Fall, dass in dem Arbeitsluftspalt eine maximale Überlappfläche geschaffen wird, Polstück und Kern einander in Richtung der Feldlinien im Arbeitsluftspalt, das heißt hier radial gegenüberliegen. In dem Fall, dass eine minimale Überlappfläche geschaffen wird, sind Polstück und zugehöriger Kern so gegeneinander verdreht, dass sie einander nicht gegenüberliegen, sondern an unterschiedlichen Winkelpositionen bezüglich der Längsachse angeordnet sind.Further the working air gaps are preferably between one of the yoke radially inwardly projecting core and the facing portion or a facing active surface formed of the armature, for example, a facing pole piece of the armature. The cores preferably form ring segments, which on the inner circumference a cylindrical yoke are arranged. This is the working air gap between a surface the core, which faces a corresponding effective surface of the armature, educated. These surfaces can, as described above, circumferentially or in a diameter plane normal to the longitudinal axis or in any Angle position between them as sectors of a conical surface. Alternatively, an embodiment in the form of sectors of a spherical surface or other suitable curved shape Find use. Preferably, the working air gaps are respectively formed between a core and an associated pole piece. Being in the Case that creates a maximum overlap area in the working air gap will, pole piece and core each other towards the field lines in the working air gap, this means here radially opposite. In the event that created a minimal overlapping area is pole piece and associated Core twisted against each other so that they do not face each other, but at different angular positions with respect to longitudinal axis are arranged.

Mit einer Anordnung, bei welcher ein erster Arbeitsluftspalt und ein zweiter Arbeitsluftspalt vorgesehen sind, welche bzw. deren Wirkflächen jeweils um 180° versetzt bezüglich der Längsachse angeordnet sind, kann ein Drehmagnet geschaffen werden, welcher eine Stellbewegung um 180°, das heißt eine Verdrehung zwischen Joch und Anker von 180° ausführt.With an arrangement in which a first working air gap and a second working air gap are provided, which or their active surfaces in each case 180 ° offset in terms of the longitudinal axis are arranged, a rotary magnet can be created, which an adjustment movement through 180 °, that is one Twist between yoke and armature of 180 ° performs.

Eine solche Anordnung kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, dass am Anker zwei Polstücke vorhanden sind, welche um 180° versetzt bezüglich der Längsachse angeordnet sind. Die zugehörigen Kerne am Joch sind in derselben Winkelposition zueinander jeweils in der Durchmesserebene eines der Polstücke angeordnet. Auf diese Weise wird eine Anordnung geschaffen, bei welcher immer eines der Pol stücke einem der Kerne gegenüberliegt und gleichzeitig das andere Polstück von dem anderen Kern maximal, das heißt um einen Winkel von 180° beabstandet ist. Alternativ ist es auch möglich, beide Polstücke an derselben Winkelposition und die beiden zugehörigen Kerne um 180° versetzt anzuordnen. Wesentlich dabei ist, dass die Wirkflächenpaare, welche den ersten Arbeitsluftspalt bilden, und die Wirkflächenpaare, welche den zweiten Arbeitsluftspalt bilden, so angeordnet sind, dass sich bei einer Stellbewegung des Ankers relativ zu dem Joch die Überlappflächen an beiden Arbeitsluftspalten gegensinnig ändern.A such arrangement can be created, for example, by that at anchor two pole pieces are present, which offset by 180 ° with respect to longitudinal axis are arranged. The associated Cores on the yoke are in the same angular position relative to each other arranged in the diameter plane of one of the pole pieces. This way will created an arrangement in which always one of the pole pieces a facing the cores and at the same time the other pole piece from the other core maximum, that is spaced by an angle of 180 ° is. Alternatively, it is also possible, both pole pieces at the same angular position and the two associated cores offset by 180 ° to arrange. It is essential that the effective area pairs, which form the first working air gap, and the active surface pairs, which form the second working air gap, are arranged that at an actuating movement of the armature relative to the yoke, the overlapping surfaces Change both working air gaps in opposite directions.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform können zwei erste und zwei zweite Arbeitsluftspalte vorgesehen werden, wobei die beiden ersten Arbeitsluftspalte zu den beiden zweiten Arbeitsluftspalten um denselben Winkel bezüglich der Längsachse versetzt angeordnet sind. Dadurch, dass jeweils zwei erste und zwei zweite Arbeitsluftspalte geschaffen werden, wird ein höheres Drehmoment erreicht. Das heißt, hier haben immer gleich zwei Arbeitsluftspalte eine zunehmende Überlappfläche, während gleichzeitig bei der Drehung die beiden anderen Arbeitsluftspalte eine abnehmende Überlappfläche aufweisen. Durch diese Anordnung wird gleichzeitig ein kleinerer Drehwinkel erreicht, da die zweiten Arbeitsluftspalte beide um einen Winkel versetzt zu den ersten Arbeitsluftspalten angeordnet sein sollen.According to one alternative embodiment may be two first and two second working air gaps are provided, wherein the first two working air gaps to the two second working air gaps the same angle the longitudinal axis are arranged offset. Thereby, that in each case two first and two second working air gaps are created, a higher torque reached. This means, Here, two working air gaps always have an increasing overlap area, while at the same time during rotation, the two other working air gaps have a decreasing overlap area. By this arrangement is simultaneously a smaller angle of rotation achieved because the second working air column both at an angle should be arranged offset to the first working air gaps.

Besonders bevorzugt sind die beiden ersten Arbeitsluftspalte um 180° versetzt zueinander und die beiden zweiten Arbeitsluftspalte ebenfalls um 180° versetzt zueinander angeordnet, wobei die ersten und zweiten Arbeitsluftspalte zueinander um 90° versetzt angeordnet sind. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Wirkflächen für den ersten Arbeitsluftspalt am Joch, das heißt vorzugsweise die diese definierenden Kerne an diametral entgegengesetzten Positionen angeordnet sind, wobei die Wirkflächen für den ersten und zweiten Arbeitsluftspalt jeweils an derselben Winkelposition, vorzugsweise lediglich in Richtung der Längsachse versetzt angeordnet sind. Am Anker hingegen sind die Polstücke vorzugsweise so angeordnet, dass für die ersten Arbeitsluftspalte zwei Polstücke vorgesehen sind, welche diametral entgegengesetzt am Anker angeordnet sind und für die zweiten Arbeitsluftspalte ebenfalls zwei Polstücke vorgesehen sind, welche auch zueinander diametral entgegengesetzt, aber um 90° versetzt zu den Polstücken für den ersten Arbeitsluftspalt angeordnet sind. Auf diese Weise wird er reicht, dass zum Beispiel zunächst die Wirkflächen der ersten Arbeitsluftspalte an Anker und Joch, welche vorzugsweise von Polstücken und Kernen gebildet werden, einander zugewandt und gleichzeitig die Wirkflächen der zweiten Arbeitsluftspalte an Anker und Joch voneinander beabstandet bzw. um 90° verdreht gelagert sind. Durch entsprechende Bestromung kommt es zu einer Verdrehung, so dass die Wirkflächen, das heiß Polstück und Kern der zweiten Arbeitsluftspalte einander zugewandt sind und eine maximale Überlappfläche schaffen und entsprechend die Wirkflächen der ersten Arbeitsluftspalte voneinander entfernt sind und eine minimale bzw. nicht vorhandene Überlappfläche erzeugen.Especially Preferably, the first two working air gaps are offset by 180 ° to each other and the two second working air column also offset by 180 ° arranged to each other, wherein the first and second working air column offset by 90 ° to each other are arranged. This can be achieved, for example, by that the active surfaces for the first working air gap at the yoke, that is preferably the defining this Cores are arranged at diametrically opposite positions, wherein the active surfaces for the first and second working air gap each at the same angular position, preferably only offset in the direction of the longitudinal axis are arranged. At the anchor, however, the pole pieces are preferably arranged so that for the first working air column two pole pieces are provided, which are arranged diametrically opposite to the anchor and for the second Working air column also provided two pole pieces, which also diametrically opposed to each other, but offset by 90 ° to the pole pieces for the first working air gap are arranged. That's how he becomes that suffices, for example, first the active surfaces the first working air gap at anchor and yoke, which preferably of pole pieces and nuclei are formed, facing each other and simultaneously the active surfaces the second working air gap at anchor and yoke spaced from each other or rotated by 90 ° are stored. By appropriate energization, it comes to a Twisting, so that the active surfaces, the hot pole piece and core the second working air column face each other and create a maximum overlap area and according to the active surfaces the first working air gaps are distant from each other and one create minimum or nonexistent overlap area.

Die Arbeitsluftspalte sind vorzugsweise besonders klein ausgebildet, um einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Das heißt, die Arbeitsluftspalte weisen vorzugsweise in radialer Richtung bzw. in Richtung der Feldlinien, welche sie durchkreuzen, eine möglichst geringe Breite auf. Dabei ist ein radialer Spalt bei einer sich in Umfangsrichtung, das heißt als Abstand einer Zylindermantelfläche erstreckenden Arbeitsluftspalte besonders gut auf ein definiertes Maß einstellbar.The Working air gaps are preferably designed to be particularly small to achieve high efficiency. That is, point the working air column preferably in the radial direction or in the direction of the field lines, which they cross, one possible small width. Here is a radial gap at a in the circumferential direction, that is as Distance between a cylindrical surface extending working air gap particularly well to a defined Dimension adjustable.

Ferner hat der erfindungsgemäße Drehmagnet den Vorteil, dass er einen modularen Aufbau begünstigt, das heist es können aus Standardkomponenten sehr leicht Drehmagnete für verschiedene Anwendungen zusammengesetzt werden. So können durch veränderte Anordnung der Kerne und Polstücke unterschiedliche Drehwinkel und Drehmomente erzeugt werden. Hierfür müssen nur wenige Bauteile geändert oder ausgetauscht werden. Spulen, Permanentmagnete, stirnseitige Abdeckscheiben, Lagerungen etc. können als Gleichteile vorgesehen werden. Ferner ist es möglich, Drehmagnete aufzubauen, welche aus mehreren axial aneinander gereihten Drehmagneten bestehen, wodurch größere Dreh- bzw. Stellmomente erreicht werden können.Further has the rotary magnet according to the invention the advantage that it favors a modular structure, which means it can Standard components very light rotary magnets for different applications be assembled. So can through changed Arrangement of the cores and pole pieces different angles of rotation and torques are generated. For this only have to few components changed or exchanged. Coils, permanent magnets, frontal Cover discs, bearings, etc. can be provided as equal parts. It is also possible To build rotary magnets, which consists of several axially juxtaposed Rotary magnet exist, resulting in greater rotational or actuating moments can be achieved.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigtfollowing the invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings described. In these shows

1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Drehmagneten, 1 a sectional view of a rotary magnet according to the invention,

2 eine perspektivische Ansicht der Spule des Drehmagneten gemäß 1, 2 a perspective view of the coil of the rotary magnet according to 1 .

3 eine perspektivische Ansicht des Jochs des Drehmagneten gemäß 1, 3 a perspective view of the yoke of the rotary magnet according to 1 .

4 eine perspektivische Ansicht des Ankers des Drehmagneten gemäß 1, 4 a perspective view of the armature of the rotary magnet according to 1 .

5 das Joch eines Drehmagneten mit kleinerem Stellwinkel und 5 the yoke of a rotary magnet with a smaller angle and

6 eine perspektivische Ansicht eines zu dem Joch gemäß 5 passenden Ankers. 6 a perspective view of the yoke according to 5 matching anchor.

Anhand der schematischen Schnittdarstellung in 1 wird der grundsätzliche Aufbau des erfindungsgemäßen Drehmagneten erläutert. Der Drehmagnet besteht aus einer vorzugsweise nicht magnetischen Welle 2, welche sich in Richtung der Längsachse X zentral durch den Anker 4 erstreckt. Der Anker 4 ist umfänglich und zentrisch zu der Längsachse X von einem zylindrischen Joch 6 umgeben. Den Axialseiten des Ankers 4 zugewandt, sind die offenen Stirnseiten des Joches 6, durch Abdeckscheiben 8 verschlossen. In den Abdeckscheiben 8 können hier nicht gezeigte Lager für die Welle 2, beispielsweise in Form von Wälzlagern angeordnet werden. Im hier gezeigten Beispiel erstreckt sich die Welle 2 an einem axialen Ende durch die Abdeckscheibe 8 hinaus und bildet ein freies Wellenende, welches die Abtriebswelle zur Verbindung mit anzutreibenden Bauteilen bildet. Alternativ ist es auch möglich, die Welle am entgegengesetzten Ende weiter zu verlängern, so dass ein Abtrieb an beiden Stirnseiten des Drehmagneten möglich ist.Based on the schematic sectional view in 1 the basic structure of the rotary magnet according to the invention will be explained. The rotary magnet consists of a preferably non-magnetic shaft 2 extending in the direction of the longitudinal axis X centrally through the anchor 4 extends. The anchor 4 is circumferential and concentric with the longitudinal axis X of a cylindrical yoke 6 surround. The axial sides of the anchor 4 facing, are the open end faces of the yoke 6 , through cover discs 8th locked. In the cover discs 8th can not be shown bearings for the shaft 2 be arranged, for example in the form of rolling bearings. In the example shown here, the shaft extends 2 at an axial end through the cover plate 8th and forms a free shaft end, which forms the output shaft for connection with components to be driven. Alternatively, it is also possible to further extend the shaft at the opposite end, so that an output at both end faces of the rotary magnet is possible.

Der Anker 4 und das Joch 6 sind so angeordnet, dass zwischen dem Außenumfang des Ankers 4 und dem Innenumfang des Joches 6 ein ringförmiger Freiraum 10 gebildet ist. In diesem ist ein Spulenpaar bestehend aus ringförmigen Spulen 12 und 14 angeordnet, welche die Längsachse X zentrisch umgeben und an der Innenwandung des Joches 6 festgelegt sind. Die Spulen 12 und 14 sind in Richtung der Längsachse X voneinander beabstandet, so dass zwischen ihnen ein ringförmiger Freiraum gebildet wird, in welchem ein ringförmiger Permanentmagnet 16 angeordnet ist. Die Spulen 12 und 14 sind derart ausgebildet, dass sie in gleicher Richtung gewickelt und elektrisch so miteinander verschaltet sind, dass sie immer in gleicher Richtung bestromt wer den, das heißt die Spulen 12 und 14 bilden eine geteilte Spule, in deren Mitte der ringförmige Permanentmagnet 16 angeordnet ist. Die Spulen 12 und 14 sowie der Permanentmagnet 16 sind symmetrisch angeordnet, so dass die Mittelebene des Permanentmagnetes 16 im Wesentlichen in der Mitte des Drehmagneten in Richtung der Längsachse X liegt.The anchor 4 and the yoke 6 are arranged so that between the outer circumference of the anchor 4 and the inner circumference of the yoke 6 an annular space 10 is formed. In this is a pair of coils consisting of annular coils 12 and 14 arranged, which surround the longitudinal axis X centric and on the inner wall of the yoke 6 are fixed. The spools 12 and 14 are spaced apart in the direction of the longitudinal axis X, so that between them an annular clearance is formed, in which an annular permanent magnet 16 is arranged. The spools 12 and 14 are formed such that they are wound in the same direction and electrically interconnected so that they always energized in the same direction who the, that is, the coils 12 and 14 form a split coil, in the middle of which the annular permanent magnet 16 is arranged. The spools 12 and 14 as well as the permanent magnet 16 are arranged symmetrically, so that the center plane of the permanent magnet 16 is located substantially in the center of the rotary magnet in the direction of the longitudinal axis X.

Axialseitig der Spulen 12 und 14, das heißt den Abdeckscheiben 8 zugewandt, sind am Anker 4 zwei bogenförmige Polstücke 18 und 20 ausgebildet, welche um 180° versetzt bezüglich der Längsachse X zueinander angeordnet sind. Das heißt, die Polstücke 18 und 20 sind in radialer Richtung entgegengesetzt gerichtet. Die Polstücke 18 und 20 sind ferner an axial entgegengesetzten Enden des Ankers 4 ausgebildet und kragen von dessen Umfangsfläche radial nach außen vor. Den Polstücken 18 und 20 zugewandt sind am Innenumfang des Joches 6 bogenförmige Kerne 22 und 24 angeordnet. Dabei bilden die Kerne jeweils keine vollständigen Ringe, sondern im Wesentlichen halbkreisförmige Bogensegmente, wie anhand von 3 beschrieben werden wird. Der Kern 22 liegt dabei in einer Ebene, das heißt an derselben axialen Position in Richtung der Längsachse X wie das Polstück 18. Entsprechend liegt der Kern 24 in derselben Durchmesserebene bzw. an derselben axialen Position in Richtung der Längsachse X wie das Polstück 20. Zwischen dem Polstück 18 und dem Kern 22 wird ein erster Arbeitsluftspalt 26 und zwischen dem Polstück 20 und dem Kern 24 ein zweiter Arbeitsluftspalt 28 gebildet. Die Arbeitsluftspalte erstrecken sich als Sektoren einer Zylindermantelfläche. Alternativ ist es auch möglich, die die Arbeitsluftspalte 26 und 28 definierenden Flächen der Kerne 22, 24 und Polstücke 18, 20 schräg bzw. als Sektoren einer Kegelmantelfläche, das heißt schräg zur Längsachse X auszubilden. Ferner ist es auch möglich, eine Anordnung zu schaffen, in welcher die Kerne 22, 24 die zugehörigen Polstücke 18, 20 in axialer Richtung überlappen, so dass ein Arbeitsluftspalt geschaffen wird, welcher sich in einer Durchmesserebene normal zur Längsachse X erstreckt.Axial side of the coils 12 and 14 that is the cover discs 8th facing, are at anchor 4 two arched pole pieces 18 and 20 formed, which are offset by 180 ° with respect to the longitudinal axis X to each other. That is, the pole pieces 18 and 20 are directed in the opposite direction in the radial direction. The pole pieces 18 and 20 are also at axially opposite ends of the armature 4 formed and collar of its peripheral surface radially outward. The pole pieces 18 and 20 are facing the inner circumference of the yoke 6 arched cores 22 and 24 arranged. The cores do not form complete rings, but essentially semicircular arc segments, as based on 3 will be described. The core 22 lies in a plane, that is at the same axial position in the direction of the longitudinal axis X as the pole piece 18 , Accordingly, the core lies 24 in the same diameter plane or at the same axial position in the direction of the longitudinal axis X as the pole piece 20 , Between the pole piece 18 and the core 22 becomes a first working air gap 26 and between the pole piece 20 and the core 24 a second working air gap 28 educated. The working air gaps extend as sectors of a cylinder jacket surface. Alternatively, it is also possible that the working air column 26 and 28 defining areas of the cores 22 . 24 and pole pieces 18 . 20 obliquely or as sectors of a conical surface, that is oblique to the longitudinal axis X form. Furthermore, it is also possible to provide an arrangement in which the cores 22 . 24 the associated pole pieces 18 . 20 overlap in the axial direction, so that a working air gap is created, which extends in a diameter plane normal to the longitudinal axis X.

2 zeigt eine perspektivische Detailansicht der Spulenanordnung, wobei die beiden Spulen 12 und 14, beabstandet zueinander gehalten, gemeinsam mit dem Permanentmagneten 16 in einem Trägerelement 30 vormontiert sind. Das Trägerelement 30 kann beispielsweise als Kunststoffbauteil ausgebildet sein. Der Permanentmagnet 16 ist ringförmig ausgebildet und im Wesentlichen in radialer Richtung bezüglich der Längsachse X magnetisiert. Dazu kann der Permanentmagnet 16 aus einzelnen Ringsegmenten zusammengesetzt sein. Die in 2 gezeigte Anordnung aus Spulen 12 und 14 sowie Permanentmagnet 16 kann eine vorgefertigte Baueinheit bilden, welche mit verschieden ausgebildeten Ankern 4 und Jochen 6 verwendet werden kann, so dass sehr leicht unterschiedliche Drehmagneten gefertigt werden können mit einer minimierten Anzahl unterschiedlicher Einzelteile. 2 shows a perspective detail view of the coil assembly, wherein the two coils 12 and 14 , held spaced from each other, together with the permanent magnet 16 in a carrier element 30 are pre-assembled. The carrier element 30 can be formed for example as a plastic component. The permanent magnet 16 is annular and magnetized substantially in the radial direction with respect to the longitudinal axis X. For this purpose, the permanent magnet 16 be composed of individual ring segments. In the 2 shown arrangement of coils 12 and 14 as well as permanent magnet 16 can form a prefabricated unit, which with differently shaped anchors 4 and yokes 6 can be used so that very easily different rotary magnets can be manufactured with a minimized number of different items.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Joches 6 gemäß 1. Es ist zu erkennen, dass das Joch 6 als rylindrisches bzw. rohrförmiges Element ausgestaltet ist, an dessen Innenumfang die beiden bogenförmigen Kerne 22 und 24 ausgebildet sind. Das Joch 6 und die Kerne 22 und 24 sind vorzugsweise als Eisenteile, gegebenenfalls als Blechpakete aus gestapelten Blechen, ausgebildet. Die Kerne 22 und 24 können beispielsweise kraft- oder formschlüssig mit dem Joch 6 verbunden oder auch einstückig mit diesem ausgebildet sein. In 3 ist zu erkennen, dass die Kerne 22 und 24 jeweils im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet sind und sich in derselben Winkellage bezüglich der Längsachse X am Innenumfang des Joches 6 erstrecken. Dabei sind die Kerne 22 und 24 in Richtung der Längsachse X beabstandet an entgegengesetzten axialen Enden des Joches 6 angeordnet. Die Kerne kragen in radialer Richtung von der Innenwandung des Joches 6 aus, so dass die Innenflächen 32 und 34 der Kerne näher zu dem Anker 4 hin gelegen sind als die Innenumfangsfläche des Joches 6. Die Innenflächen 32 und 34 bilden die Wirkflächen in den Arbeitsluftspalten 26 und 28. 3 shows a perspective view of the yoke 6 according to 1 , It can be seen that the yoke 6 is designed as a cylindrical or tubular element, on the inner circumference of the two arcuate cores 22 and 24 are formed. The yoke 6 and the cores 22 and 24 are preferably designed as iron parts, optionally as laminated cores made of stacked sheets. The cores 22 and 24 For example, they can be positive or positive with the yoke 6 connected or integrally formed with this. In 3 it can be seen that the cores 22 and 24 are each substantially semicircular and formed in the same angular position with respect to the longitudinal axis X on the inner circumference of the yoke 6 extend. Here are the cores 22 and 24 spaced apart in the direction of the longitudinal axis X at opposite axial ends of the yoke 6 arranged. The cores collar in the radial direction from the inner wall of the yoke 6 out, leaving the inside surfaces 32 and 34 the cores closer to the anchor 4 are located as the inner peripheral surface of the yoke 6 , The inner surfaces 32 and 34 form the active surfaces in the working air gaps 26 and 28 ,

4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ankers 4 auf der Welle 2 des Drehmagneten gemäß 1. Der hier gezeigte Anker 4 ist aus zwei identischen Ankerteilen 35 ausgebildet, welche entgegengesetzt gerichtet zueinander in axialer Richtung aneinandergesetzt sind, so dass die Polstücke 18 und 20 an entgegengesetzten Axialseiten des Ankers 4 angeordnet sind. Die Polstücke 18 und 20 sind im hier gezeigten Beispiel einstückig mit den Ankerteilen 35 bzw. dem Anker 4 ausgebildet. Die Polstücke 18 und 20 kragen in radialer Richtung nach außen über die Außenumfangsfläche des Ankers 4 vor, so dass die Umfangsflächen 36 und 38 im eingesetzten Zustand näher zu dem Joch 6 gelegen sind als die übrige Außenumfangsfläche des Ankers 4. 4 shows a perspective view of the anchor 4 on the wave 2 of the rotary magnet according to 1 , The anchor shown here 4 is made of two identical anchor parts 35 formed, which are opposed to each other in the axial direction juxtaposed, so that the pole pieces 18 and 20 on opposite axial sides of the armature 4 are arranged. The pole pieces 18 and 20 are in the example shown here in one piece with the anchor parts 35 or the anchor 4 educated. The pole pieces 18 and 20 collar in the radial outward direction over the outer peripheral surface of the armature 4 before, so that the peripheral surfaces 36 and 38 in the inserted state closer to the yoke 6 are located as the remaining outer peripheral surface of the anchor 4 ,

Die Polstücke 18 und 20 erstrecken sich in einem Winkel von annähernd 180° bezüglich der Längsachse X um den Anker 4, wobei die Polstücke 18 und 20 um 180° versetzt zueinander, das heißt diametral entgegengesetzt gerichtet angeordnet sind. Dabei sind die Polstücke 18 und 20 in axialer Richtung X genauso weit voneinander beabstandet wie die Kerne 22 und 24 in dem Joch 6, so dass das Polstück 18 gemeinsam mit dem Kern 22 den ersten Arbeitsluftspalt 26 und das Polstück 20 gemeinsam mit dem Kern 24 den zweiten Arbeitsluftspalt 28 bilden kann. Die Umfangsflächen 36 und 38 bilden dabei Wirkflächen, welche mit den Innenflächen 32 und 34 der Kerne 22 und 24 zusammenwirken.The pole pieces 18 and 20 extend at an angle of approximately 180 ° with respect to the longitudinal axis X about the armature 4 , where the pole pieces 18 and 20 offset by 180 ° to each other, that is, are arranged diametrically opposite direction. Here are the pole pieces 18 and 20 in the axial direction X as far apart from each other as the cores 22 and 24 in the yoke 6 so that the pole piece 18 together with the core 22 the first working air gap 26 and the pole piece 20 together with the core 24 the second working air gap 28 can form. The peripheral surfaces 36 and 38 form effective surfaces, which with the inner surfaces 32 and 34 the cores 22 and 24 interact.

Die Ankerteile 35 und die Polstücke 18 und 20 sind vorzugsweise aus Eisen, gegebenenfalls als geschichtete Blechpakete ausgebildet. Anstatt die Polstücke 18 und 20 einstückig mit dem Anker 4 auszubilden, können diese auch als Stanzteile ausgebildet sein, welche in der gewünschte Winkelposition an das Axialende des Ankers 4 angesetzt werden. So ist es einfacher möglich, unterschiedlich geformte und angeordnete Polstücke 18 und 20 mit einem standardisierten Anker 4 zu verbinden, wodurch ein modularer Aufbau des Drehmagneten erreicht wird.The anchor parts 35 and the pole pieces 18 and 20 are preferably made of iron, optionally formed as layered laminated cores. Instead of the pole pieces 18 and 20 integral with the anchor 4 form, they can also be formed as stamped parts, which in the desired angular position to the axial end of the armature 4 be set. So it is easier possible, differently shaped and arranged pole pieces 18 and 20 with a standardized anchor 4 connect, whereby a modular structure of the rotary magnet is achieved.

Aufgrund der Anordnung der Kerne 22 und 24 an derselben Winkelposition und der Anordnung der Polstücke 18 und 20 an unterschiedlichen Winkelpositionen wird erreicht, dass immer lediglich in einem der Arbeitsluftspalte 26 und 28 der jeweilige Kern 22, 24 mit seiner Innenfläche 32, 34 dem zugehörigen Polstück 18, 20 mit seiner Umfangsfläche 36, 38 gegenüberliegt. Auf diese Weise werden zwei Endlagen geschaffen. In der ersten Endstellung bzw. Endlage des Drehmagneten liegt die Umfangsfläche 36 des Polstückes 18 der Innenfläche 32 des Kernes 22 gegenüber, das heißt in dem Arbeitsluftspalt 26 wird eine maximale Überlappfläche der Wirkflächen geschaffen. In dieser Stellung liegt die Umfangsfläche 38 nicht der Innenfläche 34 des Kernes 24 gegenüber, sondern ist dieser abgewandt, das heißt das Polstück 20 befindet sich bezüglich der Längsachse X zu dem Kern 24 in einer diametral entgegengesetzten Position. So wird in dem Arbeitsluftspalt 28 gleichzeitig eine minimale Überlappung der Wirkflächen erreicht. Der Anker 4 nimmt diese Position ein, wenn die Spulen 12 und 14 so bestromt werden, dass das von ihnen im Anker 4 erzeugte Magnetfeld das vom Permanentmagneten 16 erzeugte Magnetfeld so überlagert, dass sich die in gleicher radialer Richtung gerichteten Feldlinien im Arbeitsluftspalt 26 addieren, das heißt das elektromagnetische Feld der Spulen 12 und 14 verstärkt am Arbeitsluftspalt 26 das Magnetfeld, welches vom Pemanentmagneten erzeugt wird. Gleichzeitig findet am Arbeitsluftspalt 28 eine Subtraktion der Magnetfelder von Permanentmagnet 16 und Spulen 12 und 14 statt, da hier die Feldlinien entgegengesetzt gerichtet sind. Auf diese Weise wird die Anziehung zwischen Polstück 20 und Kern 24 verringert.Due to the arrangement of the cores 22 and 24 at the same angular position and the arrangement of the pole pieces 18 and 20 At different angular positions is achieved that always only in one of the working air column 26 and 28 the respective core 22 . 24 with its inner surface 32 . 34 the associated pole piece 18 . 20 with its peripheral surface 36 . 38 opposite. In this way, two end positions are created. In the first end position or end position of the rotary magnet is the peripheral surface 36 of the pole piece 18 the inner surface 32 of the core 22 opposite, that is in the working air gap 26 a maximum overlap area of the active surfaces is created. In this position, the peripheral surface is located 38 not the inner surface 34 of the core 24 opposite, but this is turned away, that is, the pole piece 20 is located with respect to the longitudinal axis X to the core 24 in a diametrically opposite position. So is in the working air gap 28 achieved at the same time a minimal overlap of the active surfaces. The anchor 4 takes this position when the coils 12 and 14 so energized that of them in the anchor 4 generated magnetic field from the permanent magnet 16 superimposed magnetic field so superimposed that the directed in the same radial direction field lines in the working air gap 26 add, that is the electromagnetic field of the coils 12 and 14 reinforced at the working air gap 26 the magnetic field, which is generated by the Pemanentmagneten. At the same time takes place at the working air gap 28 a subtraction of the magnetic fields of permanent magnet 16 and coils 12 and 14 instead, because here the field lines are directed opposite. In this way, the attraction between pole piece 20 and core 24 reduced.

Diese Effekt entsteht dadurch, dass das magnetische Feld, welches von den gleich bestromten Spulen 12 und 14 erzeugt wird, sich durch den gesamten Anker von einem axialen Ende zum anderen axialen Ende erstreckt, wobei der magnetische Fluss über das Joch 6 geschlossen wird. Aufgrund der zentralen Anordnung des Permanentmagneten 16 erzeugt dieser ausgehend von der axialen Mitte des Ankers 4 in entgegngesetzten Richtungen, das heißt zu beiden axialen Enden hin gerichtete Feldlinien in dem Anker 4. So bildet der Permanentmagnet 16 über den Anker 4 und das Joch 6 zwei magnetische Wirkkreise, was dazu führt, dass die Feldlinien, welche vom Permanentmagneten erzeugt werden, an den beiden axialen Enden des Ankers 4 über die Polstücke 18 und 20 zu den Kernen 22 und 24 in derselben radialen Richtung gerichtet sind, während an dieser Stelle die von den Spulen 12 und 14 erzeugten magnetischen Feldlinien in entgegengesetzten radialen Richtungen gerichtet sind. Das heißt beispielsweise, dass der vom Permanentmagneten 16 erzeugte magnetische Fluss sowohl zwischen Polstück 20 und Kern 24 als auch zwischen Polstück 18 und Kern 26 radial nach außen oder an beiden Stellen radial nach innen gerichtet ist. Der von den Spulen 12 und 14 erzeugte magnetische Fluss verläuft jedoch so, dass er zwischen Polstück 18 und Kern 22 beispielsweise radial nach außen und dann gleichzeitig zwischen Kern 24 und Polstück 20 radial nach innen gerichtet oder aber bei umgekehrter Bestromung der Spule zwischen Kern 22 und Polstück 18 radial nach innen gerichtet und zwischen Pol stück 20 und Kern 24 radial nach außen gerichtet ist. Auf diese Weise findet immer an einem axialen Ende des Ankers eine Verstärkung der Anziehungskraft und am jeweils entgegengesetzten Ende eine Verringerung der Anziehungskraft in den Arbeitsluftspalten statt.This effect arises from the fact that the magnetic field, which of the same energized coils 12 and 14 is generated, extends through the entire armature from one axial end to the other axial end, wherein the magnetic flux through the yoke 6 is closed. Due to the central arrangement of the permanent magnet 16 this generates starting from the axial center of the armature 4 in opposite directions, ie towards both axial ends directed field lines in the armature 4 , This is how the permanent magnet forms 16 over the anchor 4 and the yoke 6 two magnetic active circuits, which causes the field lines, which are generated by the permanent magnet, at the two axial ends of the armature 4 over the pole pieces 18 and 20 to the cores 22 and 24 are directed in the same radial direction, while at this point from the coils 12 and 14 generated magnetic field lines are directed in opposite radial directions. This means, for example, that of the permanent magnet 16 generated magnetic flux both between pole piece 20 and core 24 as well as between pole piece 18 and core 26 directed radially outwards or in both places radially inward. The one from the coils 12 and 14 However, magnetic flux generated runs between pole piece 18 and core 22 for example, radially outward and then simultaneously between the core 24 and pole piece 20 radially inward directed or in reverse energization of the coil between the core 22 and pole piece 18 directed radially inward and piece between pole 20 and core 24 directed radially outwards. In this way, there is always an increase in the attractive force at one axial end of the armature and a reduction in the attractive force in the working air gaps at the opposite end.

Da die Polstücke 18 und 20 um 180° versetzt angeordnet sind, führt dies dazu, dass dort, wo die Magnetfelder sich verstärken, immer das Polstück 18 bzw. 20 an den zugehörigen Kern 22 bzw. 24 angezogen wird. Bei umgekehrter Bestromung wird dann das jeweils andere Polstück 20 bzw. 18 an den zugehörigen anderen Kern 24 bzw. 22 angezogen, wobei es zu einer Drehung des Ankers 4 mit der Welle 2 um 180° kommt. Dabei verringert sich die Überlappfläche zwischen dem Polstück 18 bzw. 20 und dem Kern 22 bzw. 24, welche einander zunächst zugewandt waren bzw. in dem von diesen gebildeten ersten Arbeitsluftspalt 26 bzw. 28. Gleichzeitig vergrößert sich die Überlappfläche in dem zweiten Arbeitsluftspalt 28 bzw. 26, welcher von dem Polstück 20 bzw. 18 und dem zugehörigen Kern 24 bzw. 22 gebildet wird, welche einander zunächst abgewandt waren.Because the pole pieces 18 and 20 arranged offset by 180 °, this means that where the magnetic fields amplify, always the pole piece 18 respectively. 20 to the associated core 22 respectively. 24 is attracted. With reverse energization then the other pole piece 20 respectively. 18 to the associated other core 24 respectively. 22 attracted, causing a rotation of the armature 4 with the wave 2 comes to 180 °. This reduces the overlap area between the pole piece 18 respectively. 20 and the core 22 respectively. 24 , which were initially facing each other or in the first working air gap formed by these 26 respectively. 28 , At the same time, the overlap area in the second working air gap increases 28 respectively. 26 which of the pole piece 20 respectively. 18 and the associated core 24 respectively. 22 is formed, which were initially facing away from each other.

5 und 6 zeigen ein Joch 6 bzw. einen Anker 4 gemäß einer Variante des Drehmagneten gemäß 1. Es werden nachfolgend nur die Unterschiede beschrieben. Die Variante besteht darin, dass an dem Joch 6 jeweils zwei erste Kerne 22 und zwei zweite Kerne 24 an axial entgegengesetzten Längsenden angeordnet sind. Entsprechend sind an dem Anker 4 jeweils zwei erste Polstücke 18 und zwei zweite Polstücke 20 an entgegengesetzten Längsenden angeordnet. Die Polstücke 18 und 20 sowie Kerne 22 und 24 erstrecken sich jeweils im Wesentlichen über einen Viertelkreis. Dabei sind die Kerne 22 so angeordnet, dass sie bezüglich der Längsachse X diametral entgegengesetzt, das heißt um 180° versetzt zueinander angeordnet sind. Entsprechend sind auch die Kerne 24 diametral entgegengesetzt um 180° versetzt angeordnet. Die Kerne 22 und 24 liegen an denselben Winkelpositionen bezüglich der Längs achse X, das heißt die Kerne 22 liegen in einer Projektion entlang der Längsachse X deckungsgleich über den Kernen 24. 5 and 6 show a yoke 6 or an anchor 4 according to a variant of the rotary magnet according to 1 , Only the differences are described below. The variant is that at the yoke 6 two first cores each 22 and two second cores 24 are arranged at axially opposite longitudinal ends. Accordingly, at the anchor 4 two first pole pieces each 18 and two second pole pieces 20 arranged at opposite longitudinal ends. The pole pieces 18 and 20 as well as cores 22 and 24 each extend essentially over a quarter circle. Here are the cores 22 arranged so that they are diametrically opposed with respect to the longitudinal axis X, that is offset by 180 ° to each other. Corresponding are also the cores 24 arranged diametrically opposite offset by 180 °. The cores 22 and 24 lie at the same angular positions with respect to the longitudinal axis X, that is, the cores 22 lie in a projection along the longitudinal axis X congruent over the cores 24 ,

6 zeigt einen Anker zur Verwendung in dem Joch 6 gemäß 5, bei welchem die Polstücke 18 und 20 um 90° versetzt zueinander angeordnet sind. Dabei sind die ersten Polstücke 18 am ersten axialen Ende des Ankers 4 so angeordnet, dass sie diametral entgegengesetzt von der Umfangsfläche des Ankers 4 auskragen. Entsprechend sind auch die beiden Polstücke 20 am entgegengesetzten Längsende so angeordnet, dass sie von diametral entgegengesetzten Seiten radial nach außen vorkragen. Das heißt, auch die ersten Polstücke 18 und die zweiten Polstücke 20 sind jeweils um 180° versetzt zueinander angeordnet. 6 shows an anchor for use in the yoke 6 according to 5 in which the pole pieces 18 and 20 offset by 90 ° to each other. Here are the first pole pieces 18 at the first axial end of the armature 4 arranged so that they are diametrically opposite from the peripheral surface of the anchor 4 protrude. Corresponding are also the two pole pieces 20 arranged at the opposite longitudinal end, that they project radially outwardly from diametrically opposite sides. That means, also the first pole pieces 18 and the second pole pieces 20 are each offset by 180 ° to each other.

Anstelle einer versetzten Anordnung der Polstücke an dem Anker und einer deckungsgleichen Anordnung der Kerne am Joch ist es auch möglich, die Polstücke am Anker an beiden axialen Enden jeweils deckungsgleich in derselben Winkelposition anzuordnen und stattdessen die Kerne an den axialen Enden in unterschiedlichen Winkelpositionen anzuordnen.Instead of an offset arrangement of the pole pieces on the armature and a congruent arrangement of the cores on the yoke, it is also possible, the pole pieces at the anchor at both axial ends each congruent in the same Angular position to arrange and instead the cores at the axial ends to arrange in different angular positions.

Mit der Anordnung von jeweils zwei Polstücken 18 bzw. 20 und einer entsprechenden Anordnung von jeweils zwei Kernen 22 bzw. 24 wird ein Drehmagnet geschaffen, welcher eine Stellbewegung von im Wesentlichen 90° ausführt. Dabei wird gleichzeitig ein höheres Dreh- bzw. Stellmoment realisiert.With the arrangement of two pole pieces 18 respectively. 20 and a corresponding arrangement of two cores each 22 respectively. 24 a rotary magnet is created, which performs an actuating movement of substantially 90 °. At the same time a higher turning or adjusting torque is realized.

Auch hier ist die Funktion derart, dass beispielsweise zunächst die Polstücke 18 den Kernen 22 gegenüberliegen, so dass die zwischen ihnen gebildeten ersten Arbeitsluftspalte eine maximale Überlappfläche der Wirkflächen, das heißt eine maximale Überlappung der Umfangsflächen 36 der Polstücke 18 und der Innenflächen 32 der Kerne 22 aufweisen. In dieser Position überlappen sich zunächst die Umfangsflächen 38 der zweiten Polstücke 20 nicht mit den Innenflächen 34 der zweiten Kerne 24. Somit wird in den zweiten Arbeitsluftspalten 28 zunächst eine minimale Überlappfläche erreicht. In diesem Zustand erfolgt der magnetische Fluss, welcher von den Spulen 12 und 14 erzeugt wird, so, dass er den magnetischen Fluss, welcher vom Permanentmagneten 16 erzeugt wird, zwischen den Polstücken 18 und den Kernen 22 verstärkt. Gleichzeitig wird der magnetische Fluss des Permanentmagneten 16 am entgegengesetzten Axialende, das heißt im Bereich der Polstücke 20 und Kerne 24 verringert.Again, the function is such that, for example, first the pole pieces 18 the cores 22 opposite, so that the first working air gaps formed between them a maximum overlap area of the active surfaces, that is, a maximum overlap of the peripheral surfaces 36 the pole pieces 18 and the inner surfaces 32 the cores 22 exhibit. In this position, initially overlap the peripheral surfaces 38 the second pole pieces 20 not with the inner surfaces 34 the second nuclei 24 , Thus, in the second working air columns 28 initially achieved a minimum overlap area. In this state, the magnetic flux, which is from the coils 12 and 14 is generated, so that it the magnetic flux, which from the permanent magnet 16 is generated between the pole pieces 18 and the cores 22 strengthened. At the same time, the magnetic flux of the permanent magnet 16 at the opposite axial end, that is in the region of the pole pieces 20 and cores 24 reduced.

Wird nun die Bestromung der Spule umgepolt, kehrt sich der magnetische Fluss, welcher von den Spulen 12 und 14 erzeugt wird, um und es kommt zu einer Subtraktion der Magnetfelder im Bereich der Kerne 22 und Polstücke 18, während es zu einer Addition zwischen den Polstücken 20 und Kernen 24 kommt. Das heißt, zwischen den Polstücken 20 und Kernen 24 wird das vom Permanentmagneten erzeugte magnetische Feld durch das magnetische Feld, welches von den Spulen 12 und 14 erzeugt wird, verstärkt. Dies führt zu einer Drehung des Ankers 4 um die Achse X relativ zu dem Joch 6, wobei die Polstücke 20 derart zu den Kernen 24 bewegt werden, dass die Überlappung der Umfangsflächen 38 mit den Innenflächen 34 in den zweiten Arbeitsluftspalten 28 zunimmt, während gleichzeitig die Überlappung der Umfangsflächen 36 mit den Innenflächen 32 in den ersten Arbeitsluftspalten 26 abnimmt. Am Ende dieser Drehbewegung erreicht der Anker 4 relativ zu dem Joch 6 eine zweite Endposition, an welcher die Umfangsflächen 38 den Innenflächen 34 vollständig überlappend gegenüberliegen, so dass in den zweiten Arbeitsluftspalten 28 eine maximale Überlappung erreicht wird.If the polarity of the coil is reversed, the magnetic flux, which comes from the coils, reverses 12 and 14 is generated, and there is a subtraction of the magnetic fields in the region of the nuclei 22 and pole pieces 18 while adding to it between the pole pieces 20 and nuclei 24 comes. That is, between the pole pieces 20 and nuclei 24 is the magnetic field generated by the permanent magnet by the magnetic field, which of the coils 12 and 14 is generated, amplified. This leads to a rotation of the armature 4 about the axis X relative to the yoke 6 , where the pole pieces 20 so to the cores 24 be moved, that the overlap of the peripheral surfaces 38 with the inner surfaces 34 in the second working air gaps 28 increases, while at the same time the overlap of the peripheral surfaces 36 with the inner surfaces 32 in the first working air gaps 26 from takes. At the end of this rotation, the anchor reaches 4 relative to the yoke 6 a second end position, at which the peripheral surfaces 38 the inner surfaces 34 completely overlapping, so that in the second working air gaps 28 a maximum overlap is achieved.

Durch andere umfängliche Verteilung der Polstücke 18, 20 bzw. Kerne 22, 24 oder andere Anzahlen von Kernen und Polstücken können größere oder kleinere Drehwinkel erreicht werden als bei den beschriebenen Beispielen. Wichtig ist lediglich, dass eine Gruppe von ersten Arbeitsluftspalten und eine Gruppe von zweiten Arbeitsluftspalten vorhanden ist, wobei immer in einer Gruppe eine große Überlappung der Wirkflächen und in der anderen Gruppe gleichzeitig eine minimale Überlappung der Wirkflächen gegeben ist, so dass durch Umkehrung der Bestromung der Spule eine Umkehr der Überlappung damit eine Drehung des Ankers 4 relativ zu dem Joch 6 erreicht wird.By other extensive distribution of pole pieces 18 . 20 or cores 22 . 24 or other numbers of cores and pole pieces larger or smaller angles of rotation can be achieved than in the examples described. It is only important that there is a group of first working air gaps and a group of second working air gaps, whereby there is always a large overlap of the active surfaces in one group and a minimum overlap of the active surfaces in the other group at the same time, so that by reversing the energization of the Coil a reversal of the overlap thus turning the anchor 4 relative to the yoke 6 is reached.

22
Wellewave
44
Ankeranchor
66
Jochyoke
88th
Abdeckscheibencover plates
1010
Freiraumfree space
12, 1412 14
SpulenDo the washing up
1616
Permanentmagnetpermanent magnet
18, 2018 20
Polstückepole pieces
22, 2422 24
Kernecores
2626
erster Arbeitsluftspaltfirst Working air gap
2828
zweiter Arbeitsluftspaltsecond Working air gap
3030
Trägerelementsupport element
32, 3432 34
Innenflächeninner surfaces
3535
Ankerteileanchor parts
36, 3836 38
Umfangsflächenperipheral surfaces
XX
Längsachselongitudinal axis

Claims (15)

Drehmagnet mit einem Anker (4) und einem Joch (6), wobei Anker (4) und Joch (6) relativ zueinander um eine gemeinsame Längsachse (X) drehbar sind, zwischen Anker (4) und Joch (6) zumindest ein erster Arbeitsluftspalt (26) und zumindest ein zweiter Arbeitsluftspalt (28) ausgebildet sind, welche derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass sich bei relativer Drehung zwischen Anker (4) und Joch (6) eine Überlappfläche des einen Arbeitsluftspaltes (26, 28) verkleinert und sich gleichzeitig eine Überlappfläche des anderen Arbeitsluftspaltes (28, 26) vergrößert, zumindest eine bestrombare Spule (12, 14) sowie ein Permanentmagnet (16) derart angeordnet sind, dass sie bei Bestromung der Spule (12, 14) an einem der Arbeitsluftspalte (26, 28) gleichgerichtete Magnetfelder und an dem anderen Arbeitsluftspalt (28, 26) entgegengesetzt gerichtete Magnetfelder erzeugen und die zumindest eine Spule (12, 14) und der zumindest eine Permanentmagnet (16) in Richtung der Längsachse (X) zwischen den ersten und zweiten Arbeitsluftspalten (26, 28) angeordnet sind.Rotary magnet with an armature ( 4 ) and a yoke ( 6 ), where anchor ( 4 ) and yoke ( 6 ) are rotatable relative to each other about a common longitudinal axis (X), between anchors ( 4 ) and yoke ( 6 ) at least one first working air gap ( 26 ) and at least a second working air gap ( 28 ) are formed, which are arranged offset from one another such that when relative rotation between armature ( 4 ) and yoke ( 6 ) an overlap surface of the one working air gap ( 26 . 28 ) and at the same time an overlap area of the other working air gap ( 28 . 26 ), at least one energizable coil ( 12 . 14 ) as well as a permanent magnet ( 16 ) are arranged such that they when energizing the coil ( 12 . 14 ) at one of the working air column ( 26 . 28 ) rectified magnetic fields and at the other working air gap ( 28 . 26 ) generate oppositely directed magnetic fields and the at least one coil ( 12 . 14 ) and the at least one permanent magnet ( 16 ) in the direction of the longitudinal axis (X) between the first and second working air gaps ( 26 . 28 ) are arranged. Drehmagnet nach Anspruch 1, bei welchem der zumindest eine erste Arbeitsluftspalt (26) und der zumindest eine zweite Arbeitsluftspalt (28) axial in Richtung der Längsachse (X) zueinander versetzt sind.A rotary magnet according to claim 1, wherein the at least one first working air gap ( 26 ) and the at least one second working air gap ( 28 ) are axially offset in the direction of the longitudinal axis (X) to each other. Drehmagnet nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der zumindest eine Permanentmagnet (16) zwischen dem Anker (4) und dem Joch (6) angeordnet ist.A rotary magnet according to claim 1 or 2, wherein the at least one permanent magnet ( 16 ) between the anchor ( 4 ) and the yoke ( 6 ) is arranged. Drehmagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Permanentmagnet (16) in radialer Richtung bezüglich der Längsachse (X) magnetisiert ist.A rotary magnet according to any one of claims 1 to 3, wherein the permanent magnet ( 16 ) is magnetized in the radial direction with respect to the longitudinal axis (X). Drehmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Permanentmagnet (16) ringförmig ausgebildet ist und den Anker (4) umfänglich umgibt.Rotary magnet according to one of the preceding claims, in which the permanent magnet ( 16 ) is annular and the armature ( 4 ) surrounds circumferentially. Drehmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der Permanentmagnet (16) mit dem Joch (6) oder dem Anker (4) drehfest bezüglich der Längsachse (X) verbunden ist.Rotary magnet according to one of the preceding claims, in which the permanent magnet ( 16 ) with the yoke ( 6 ) or the anchor ( 4 ) rotationally fixed with respect to the longitudinal axis (X) is connected. Drehmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die zumindest eine Spule (12, 14) den Anker (4) umfänglich bezüglich der Längsachse (X) umgibt.Rotary magnet according to one of the preceding claims, in which the at least one coil ( 12 . 14 ) the anchor ( 4 ) circumferentially with respect to the longitudinal axis (X) surrounds. Drehmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die zumindest eine Spule (12, 14) drehfest bezüglich der Längsachse (X) mit dem Anker (4) oder dem Joch (6) verbunden ist.Rotary magnet according to one of the preceding claims, in which the at least one coil ( 12 . 14 ) rotationally fixed with respect to the longitudinal axis (X) with the armature ( 4 ) or the yoke ( 6 ) connected is. Drehmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem zwei Spulen (12, 14) vorgesehen sind, welche in Richtung der Längsachse (X) voneinander beabstandet sind, und der zumindest eine Permanentmagnet (16) zwischen den beiden Spulen (12, 14) angeordnet ist.Rotary magnet according to one of the preceding claims, in which two coils ( 12 . 14 ) are provided, which are spaced apart in the direction of the longitudinal axis (X), and the at least one permanent magnet ( 16 ) between the two coils ( 12 . 14 ) is arranged. Drehmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem sich die ersten und/oder zweiten Arbeitsluftspalte (26, 28) bezüglich der Längsachse (X) als Sektoren einer Kegelmantelflä che erstrecken, wobei der Kegelwinkel im Bereich von 0 bis 90 Grad liegt.Rotary magnet according to one of the preceding claims, in which the first and / or second working air gaps ( 26 . 28 ) with respect to the longitudinal axis (X) as sectors of a Kegelmantelflä surface, wherein the cone angle is in the range of 0 to 90 degrees. Drehmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem sich der erste und zweite Arbeitsluftspalt (26, 28) jeweils in einem Winkel kleiner 180 Grad um die Längsachse (X) erstrecken.A rotary magnet according to any one of the preceding claims, wherein the first and second working air gaps ( 26 . 28 ) each at an angle klei ner 180 degrees about the longitudinal axis (X) extend. Drehmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Arbeitsluftspalte (26, 28) zwischen einem von dem Anker (4) radial nach außen auskragenden Polstück (18, 20) und dem zugewandten Jochabschnitt ausgebildet sind.Rotary magnet according to one of the preceding claims, in which the working air gaps ( 26 . 28 ) between one of the anchors ( 4 ) radially outwardly projecting pole piece ( 18 . 20 ) and the facing yoke portion are formed. Drehmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Arbeitsluftspalte (26, 28) zwischen einem von dem Joch (6) radial nach innen auskragenden Kern (22, 24) und dem zugewandten Abschnitt des Ankers (4), vorzugsweise einem zugewandten Polstück (18, 20) des Ankers (4) ausgebildet sind.Rotary magnet according to one of the preceding claims, in which the working air gaps ( 26 . 28 ) between one of the yoke ( 6 ) radially inwardly projecting core ( 22 . 24 ) and the facing portion of the anchor ( 4 ), preferably a facing pole piece ( 18 . 20 ) of the anchor ( 4 ) are formed. Drehmagnet nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem zwei erste und zwei zweite Arbeitsluftspalte (26, 28) vorgesehen sind, wobei die beiden ersten Arbeitsluftspalte (26) zu den beiden zweiten Arbeitsluftspalten (28) um denselben Winkel bezüglich der Längsachse (X) versetzt angeordnet sind.A rotary magnet according to one of the preceding claims, in which two first and two second working air gaps ( 26 . 28 ), the first two working air gaps ( 26 ) to the two second working air gaps ( 28 ) are offset by the same angle with respect to the longitudinal axis (X). Drehmagnet nach Anspruch 14, bei welchem die beiden ersten Arbeitsluftspalte (26) um 180 Grad versetzt zueinander, die beiden zweiten Arbeitsluftspalte (28) ebenfalls um 180 Grad versetzt zueinander und die ersten und zweiten Arbeitsluftspalte (26, 28) um 90 Grad versetzt zueinander angeordnet sind.A rotary magnet according to claim 14, wherein the first two working air gaps ( 26 ) offset by 180 degrees to each other, the two second working air column ( 28 ) also offset by 180 degrees to one another and the first and second working air gaps ( 26 . 28 ) are arranged offset by 90 degrees to each other.
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EP3671784A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-24 ABB Schweiz AG Hybrid flux motor for a medium voltage circuit breaker

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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