DE102007044442B4 - Apparatus and method for translationally moving non-magnetic articles - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum translatorischen Bewegen eines nichtmagnetischen Gegenstandes, der sich auf oder in einem durch Zustandsparameter charakterisierten Ferrofluid befindet dadurch gekennzeichnet, dass sie im Bewegungsbereich des nichtmagnetischen Gegenstandes Mittel zur Erzeugung eines örtlich festen, periodisch zeitlich alternierenden, homogenen magnetischen Primärfeldes und Mittel zur Erzeugung eines örtlich festen, inhomogenen magnetischen Sekundärfeldes aufweist, welches in der Bewegungsrichtung des nichtmagnetischen Gegenstandes nacheinander angeordnete Abschnitte mit abwechselnd entgegengesetzter Polarität aufweist, wobei das magnetische Primär- und das magnetische Sekundärfeld senkrecht zur Bewegungsrichtung des nichtmagnetischen Gegenstandes und parallel zueinander gerichtet sind.Device for translationally moving a non-magnetic object which is located on or in a ferrofluid characterized by state parameter, characterized in that it comprises means for generating a locally fixed, periodically temporally alternating, homogeneous magnetic primary field and means for generating a locally fixed in the range of movement of the non-magnetic object , Inhomogeneous magnetic secondary field having in the direction of movement of the non-magnetic article successively arranged portions of alternating opposite polarity, wherein the magnetic primary and the secondary magnetic field are perpendicular to the direction of movement of the non-magnetic object and parallel to each other.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung einer translatorischen Bewegung mit einem elektromagnetisch angetriebenen System für den Einsatz in der Positioniertechnik.The The invention relates to an apparatus and a method for producing a translatory movement with an electromagnetically driven System for the use in the positioning technology.

Es sind eine Vielzahl von Transportmechanismen, Förderer und dergleichen zum translatorischen Bewegen von Gegenständen bekannt. Nachteile dieser Systeme sind, dass sie aus einer Vielzahl von Bauelementen bestehen und/oder Schmierungsbedarf zwischen den zueinander bewegten verschleißanfälligen Teilen vorhanden ist und/oder dass die Miniaturisierung derartiger Systeme unmöglich oder nur unter enormem Aufwand möglich ist. Diese Nachteile können zumindest teilweise durch den Einsatz von kolloidalen magnetischen Flüssigkeiten überwunden werden. Kolloidale magnetische Flüssigkeiten (im Weiteren auch Ferrofluide genannt) erfahren eine Form-, Lage- und Druckänderung beim Vorhandensein eines Magnetfeldes. Durch Verwendung von Ferrofluiden als Antriebsmedien kann einerseits ein – im Vergleich zu konventionellen Systemen – einfacher Aufbau derartiger Systeme realisiert werden, andererseits ist bei entsprechender Ausgestaltung keine Schmierung zwischen den zueinander bewegten Teilen notwendig.It are a variety of transport mechanisms, conveyors and the like translational moving objects known. Disadvantages of this Systems are that they consist of a variety of components and / or lubrication requirements between the moving parts susceptible to wear is present and / or that the miniaturization of such systems impossible or only possible with enormous effort is. These disadvantages can at least in part by the use of colloidal magnetic Overcome liquids become. Colloidal magnetic fluids (hereinafter also Called ferrofluids) undergo a change of shape, position and pressure in the presence of a magnetic field. By using ferrofluids On the one hand, drive media can be - compared to conventional ones Systems - easier Construction of such systems can be realized, on the other hand is at appropriate design no lubrication between each other Parts necessary.

Aus der Literatur sind mehrere Lösungen bekannt, bei denen ein elektromagnetisches Feld eine Änderung der Oberflächenkontur einer magnetischen Flüssigkeit hervorruft, die zur translatorischen Bewegung (im Weiteren auch Fortbewegung genannt) eines oder mehrerer auf der Fluidoberfläche oder im Fluid liegenden nichtmagnetischen Gegenstandes führt.Out The literature has several solutions known in which an electromagnetic field is a change the surface contour a magnetic fluid causes the translational movement (hereinafter also Called locomotion) of one or more on the fluid surface or in the fluid lying non-magnetic object leads.

Im nächstliegenden Stand der Technik wird ein sich örtlich änderndes elektromagnetisches Feld beispielsweise durch eine zeitlich versetzte Erregung von kaskadiert angeordneten Elektromagneten erzeugt, was eine zeitabhängige Druck-, Form- und Lageänderung des Ferrofluids an unterschiedlichen Stellen bewirkt und dadurch eine wandernde Welle auf der Ferrofluidoberfläche erzeugt. Beispielsweise werden in der DE 41 33 307 C2 und in der Veröffentlichung „New Structure of the Magnetic Fluid Linear Pump” (G. S. Park, S. H. Park, IEEE Transactions an Magnetics, Vol. 36, No. 5, Jahrgang 2000, Seiten 3709–3711) eine Betätigungseinrichtung bzw. ein System zum Fortbewegen eines Gegenstands beschrieben, die auf diese Weise funktionieren.In the closest prior art, a locally changing electromagnetic field is generated for example by a staggered excitation of cascaded electromagnets, which causes a time-dependent pressure, shape and position change of the ferrofluid at different locations, thereby generating a traveling wave on the ferrofluid surface. For example, in the DE 41 33 307 C2 and in the publication "New Structure of the Magnetic Fluid Linear Pump" (GS Park, SH Park, IEEE Transactions an Magnetics, Vol. 36, No. 5, Year 2000, pages 3709-3711) an actuator or system for moving of an object that works this way.

Weitere Beispiele, wo ein sich örtlich änderndes elektromagnetisches Feld zum Fortbewegen eines Gegenstandes führt, sind beispielsweise aus DE 102 44 867 B4 , DE 28 32 037 A1 , DE 199 46 820 A1 und JP 56155139 AA bekannt. Bei diesen Lösungen wird ein sich örtlich änderndes elektromagnetisches Feld durch Bewegen von permanent- bzw. elektromagnetischen Funktionselementen erzeugt.Further examples where a locally changing electromagnetic field results in the movement of an object are for example DE 102 44 867 B4 . DE 28 32 037 A1 . DE 199 46 820 A1 and JP 56155139 AA known. In these solutions, a locally changing electromagnetic field is generated by moving permanent or electromagnetic functional elements.

Des Weiteren sind mehrere Lösungen aus der Literatur bekannt, beispielsweise ein Fördersystem aus JP 63123719 AA , bei denen die Führung zwischen zueinander beweglichen Teilen mittels einer unter Einwirkung eines Magnetfeldes stehenden kollodialen magnetischen Flüssigkeit gewährleistet ist. Der Antrieb, der die Bewegung zwischen den zueinander bewegten Teilen hervorruft, basiert jedoch in diesen Lösungen nicht auf eine zeitabhängige Druck-, Form- und Lageänderung des zur Führung eingesetzten Ferrofluids.Furthermore, several solutions from the literature are known, for example a conveyor system JP 63123719 AA in which the guide between mutually movable parts by means of a standing under the action of a magnetic colloidal magnetic fluid is ensured. The drive, which causes the movement between the moving parts, but based in these solutions not on a time-dependent pressure, shape and position change of the ferrofluid used for leadership.

Die genannten Lösungen haben den Nachteil, dass das Erzeugen eines sich örtlich ändernden Magnetfeldes, beispielsweise durch die Verwendung von mehreren Elektromagneten oder durch das Bewegen von permanent- bzw. elektromagnetischen Funktionselementen einen großen Kosten- und Steuerungsaufwand erfordert. Durch die Vielzahl notwendiger Bauelemente ist die Miniaturisierung derartiger Systeme erheblich erschwert. Weiterhin ist für diese Systeme charakteristisch, dass das Ferrofluid nicht lagefixiert ist und dementsprechend diese Systeme nur in waagerechter Position verwendbar sind.The mentioned solutions have the disadvantage that generating a locally changing magnetic field, for example, by the use of multiple electromagnets or by moving permanent or electromagnetic functional elements a big Cost and control effort required. Due to the large number of necessary ones Components is the miniaturization of such systems considerably difficult. Furthermore, for these systems are characteristic that the ferrofluid is not fixed in position and accordingly these systems are only in a horizontal position are usable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum translatorischen Bewegen von nichtmagnetischen Gegenständen anzugeben, mit denen die beschriebenen Nachteile auf einfache und kostengünstige Weise überwunden werden.task Therefore, it is the object of the present invention to provide a device and to provide a method for translationally moving non-magnetic objects, with which overcome the disadvantages described in a simple and cost-effective manner become.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe vorrichtungsseitig durch die Merkmale des ersten Patentanspruches und verfahrensseitig durch die Merkmale des neunten Patentanspruches gelöst.According to the invention this Task device side by the features of the first claim and procedurally by the features of the ninth claim solved.

Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Patentansprüchen zwei bis acht gekennzeichnet, während bevorzugte weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens in den Patentansprüchen zehn bis vierzehn angegeben sind.preferred Further embodiments of the device according to the invention are in the claims two to eight marked while preferred further embodiments of the method according to the invention in the claims ten to fourteen are specified.

Erfindungsgemäß wird die Fortbewegung des nichtmagnetischen Gegenstandes durch ein Ferrofluid hervorgerufen, dessen Oberflächenkontur und Druck (im Weiteren auch Zustandsparameter genannt) periodisch alternierend in der Bewegungsrichtung in mehreren Segmenten gleichzeitig, örtlich sich wiederholend, geändert werden.According to the invention Movement of the non-magnetic article through a ferrofluid caused, the surface contour and Pressure (also called state parameter in the following) periodically alternating in the direction of movement in several segments at the same time, repeating locally, changed become.

Das Ferrofluid ist durch ein inhomogenes, vorzugsweise permanent vorhandenes, örtlich festes Magnetfeld lagegebunden (im Weiteren auch magnetisches Sekundärfeld bzw. dauermagnetische Vorspannung des Ferrofluids genannt), dessen Feldrichtung vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung des nichtmagnetischen Gegenstandes ist. Das magnetische Sekundärfeld weist in der Bewegungsrichtung nacheinander angeordnete Abschnitte mit abwechselnd entgegengesetzter Polarität auf.The ferrofluid is position-bound by an inhomogeneous, preferably permanent, localized magnetic field (hereinafter also referred to as secondary magnetic field or permanently magnetic bias of the ferrofluid), the field of which is tion is preferably perpendicular to the direction of movement of the non-magnetic article. The secondary magnetic field has successively arranged portions of alternately opposite polarity in the direction of movement.

Die Änderung der Zustandsparameter wird durch ein örtlich festes, vorzugsweise homogenes Magnetfeld mit periodisch (zeitlich) alternierend ändernden Betrag und/oder Richtung bewirkt, das im Weiteren auch als magnetisches Primärfeld bzw. Steuergröße U(t), bzw. dessen Wert mit U genannt wird.The change the state parameter is fixed by a local, preferably homogeneous magnetic field with periodically (temporally) alternating changing Amount and / or direction causes the hereinafter also as magnetic primary field or control variable U (t), or whose value is called U.

Das Fortbewegen des auf der Ferrofluidoberfläche oder im Ferrofluid liegenden nichtmagnetischen Gegenstands wird infolge der Änderung der Zustandsparameter und zudem dadurch erreicht, dass eine Asymmetrie in der Geometrie des nichtmagnetischen Gegenstandes und/oder im zeitlichen Verlauf der Steuergröße innerhalb einer Periode vorhanden ist.The Moving the lying on the Ferrofluidoberfläche or in the ferrofluid non-magnetic object is due to the change of state parameters and also achieved by having an asymmetry in geometry of the non-magnetic article and / or over time the tax size within a period exists.

Vorzugsweise wird das magnetische Primärfeld mit einem einzigen Elektromagneten und das magnetische Sekundärfeld mit kaskadiert angeordneten Dauermagneten mit in Bewegungsrichtung abwechselnd entgegengesetzter Polarisation erzeugt.Preferably becomes the magnetic primary field with a single electromagnet and the secondary magnetic field with cascaded permanent magnets alternately with in the direction of movement generated opposite polarization.

Das magnetische Primär- und Sekundärfeld sind vorzugsweise zueinander parallel gerichtet. Die jeweiligen Feldrichtungen werden im Späteren auch mit den Zeichen + und – gekennzeichnet.The magnetic primary and secondary field are preferably directed parallel to each other. The respective field directions will be in the later also marked with the characters + and -.

Das Fortbewegen des nichtmagnetischen Gegenstandes wird durch die zeitlich periodisch alternierende Änderung des örtlich festen, vorzugsweise homogenen Magnetfeldes, des magnetischen Primärfeldes bzw. der Steuergröße U(t), erreicht. Im Weiteren wird in der Bezeichnung magnetisches Primärfeld bzw. Steuergröße U(t) auch dessen zeitabhängiges Verhalten berücksichtigt.The Moving the non-magnetic object is by the time periodically alternating change of the local solid, preferably homogeneous magnetic field, the magnetic primary field or the control variable U (t), reached. Furthermore, in the designation magnetic primary field or Control variable U (t) also its time-dependent Behavior taken into account.

Das magnetische Primärfeld bzw. die Steuergröße U(t) wird im Weiteren als symmetrisch bezeichnet, wenn deren zeitlicher Verlauf innerhalb einer Periode mit der Periodendauer T für zwei, zeitlich nacheinander folgende, entgegengesetzte Feldrichtungen, die mit +U(t) und –U(t) bezeichnet werden, gleich ist, und, wenn vorhanden, zwischen +U(t) und –U(t) gleich lange Pausen vorliegen. Abweichende Funktionen für das magnetische Primärfeld bzw. die Steuergröße U(t) werden als asymmetrisch bezeichnet.The magnetic primary field or the control variable U (t) is hereinafter referred to as symmetrical, if their temporal Course within a period with the period T for two, consecutively following, opposite field directions, those with + U (t) and -U (t) are equal, and if present, between + U (t) and -U (t) equally long pauses exist. Different functions for the magnetic primary field or the control variable U (t) are called asymmetric.

Diejenige Zeit innerhalb einer Periode, während der die Feldrichtung des magnetischen Primärfeldes sich nicht ändert (keine Vorzeichenänderung von U(t)), wird als Sequenz, die Lageänderung des nichtmagnetischen Gegenstandes während dieser Zeit als Bewegungssequenz, genannt.the one Time within a period while the field direction of the primary magnetic field does not change (no Sign change from U (t)), is called sequence, the change in position of the non-magnetic Object during this time as a movement sequence, called.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem nachfolgenden Beschreibungsteil zu entnehmen, in dem die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigt:Further Details and advantages of the invention are the following description part in which the invention with reference to the accompanying drawings is explained in more detail. It shows:

1 – eine perspektivische Ansicht sowie zwei Schnittansichten einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 - A perspective view and two sectional views of an embodiment of the device according to the invention

2 – schematische Darstellung der Abhängigkeit der Oberflächenkontur des Ferrofluids von dem Wert U der Steuergröße 2 - Schematic representation of the dependence of the surface contour of the ferrofluid of the value U of the control variable

3 – schematische Darstellung der Abhängigkeit der Oberflächenkontur des Ferrofluids vom Vorzeichen des Wertes U der Steuergröße, Oberflächenkontur des Ferrofluids für mehrere Perioden des magnetischen Primärfeldes 3 - Schematic representation of the dependence of the surface contour of the ferrofluid from the sign of the value U of the control variable, surface contour of the ferrofluid for several periods of the magnetic primary field

4 – drei mögliche Ausführungsbeispiele für den nichtmagnetischen Gegenstand in drei Ansichten 4 - Three possible embodiments of the non-magnetic object in three views

5 – die Lageänderung des nichtmagnetischen Gegenstands für eine Sequenz der Steuergröße 5 The change in position of the non-magnetic article for a sequence of the control variable

6 – Beispiele für mögliche zeitliche Verläufe der Steuergröße U(t) für ein asymmetrisches magnetisches Primärfeld 6 Examples of possible time courses of the control variable U (t) for an asymmetric primary magnetic field

Zunächst werden notwendige Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand eines in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben und die Änderung der Zustandsparameter des Ferrofluids bei Änderung der Steuergröße U(t) in 2 und 3 betrachtet.First, necessary components of the device according to the invention based on a in 1 described embodiment and the change of the state parameters of the ferrofluid upon change of the control variable U (t) in 2 and 3 considered.

Anschließend wird das erfindungsgemäße Verfahren für zwei mögliche Ausführungsformen mit Hilfe der 4 bis 6 als Funktionsprinzip beschrieben, mit welchem auf der Ferrofluidoberfläche oder im Ferrofluid liegende nichtmagnetische Gegenstände fortbewegt werden können.Subsequently, the inventive method for two possible embodiments using the 4 to 6 described as a functional principle with which lying on the ferrofluid surface or in the ferrofluid non-magnetic objects can be moved.

In 1/A ist ein Ausführungsbeispiel für eine einachsige Fortbewegung schematisch perspektivisch dargestellt. Im dargestellten Koordinatensystem bezeichnet die x-Achse die Bewegungsrichtung, die y-z-Ebene ist eine Symmetrieebene. In den 1/B und 1/C sind Schnittansichten des Ausführungsbeispiels in der x-y- und in der y-z-Ebene dargestellt.In 1 / A is an embodiment of a uniaxial locomotion shown schematically in perspective. In the illustrated coordinate system, the x-axis denotes the direction of movement, the yz-plane is a plane of symmetry. In the 1 / B and 1 / C are sectional views of the embodiment in the xy and in the yz plane shown.

Die Vorrichtung besteht aus folgenden wesentlichen Elementen:

  • – ein Elektromagnet mit der y-Richtung als Feldrichtung, bestehend aus Spule 1, Spulenkörper 6 und Eisenkern 7, mit welchem das periodisch zeitlich alternierend sich ändernde, im Bewegungsbereich bb annähernd homogene magnetische Primärfeld (Bx≈0, Bz≈0) erzeugt wird;
  • – das inhomogene magnetische Sekundärfeld bildende dauermagnetische Segmente gleicher Polarisation 2, welche in der Bewegungsrichtung mit der Breite b nacheinander entgegengesetzt, abwechselnd in die positive und negative y-Richtung polarisiert, angeordnet werden;
  • – das Ferrofluid 3, dessen Zustandsparameter, bewirkt durch das magnetische Primärfeld, periodisch zeilich alternierend in der Bewegungsrichtung in mehreren Segmenten gleichzeitig, örtlich sich wiederholend, ändern;
  • – nichtmagnetischer Gegenstand 4, welcher infolge der periodisch alternierenden Änderung der Zustandsparameter des Ferrofluids im Bewegungsbereich bb fortbewegt wird;
  • – Führungselemente 5, die ein seitlich geführtes Fortbewegen des nichtmagnetischen Gegenstands ermöglichen.
The device consists of the following essential elements:
  • - An electromagnet with the y-direction as a field direction, consisting of coil 1 , Bobbin 6 and iron core 7 , with which the magnetic primary field (Bx≈0, Bz≈0), which varies in periodically alternating fashion and is approximately homogeneous in the movement region bb, is generated;
  • - The inhomogeneous magnetic secondary field forming permanent magnetic segments of the same polarization 2 which are successively arranged in the direction of movement of width b successively polarized alternately in the positive and negative y-directions;
  • - the ferrofluid 3 whose state parameter, caused by the magnetic primary field, periodically alternately in the direction of movement in several segments at the same time, locally repeated, change;
  • - non-magnetic object 4 which is propagated as a result of the periodically alternating change of the state parameters of the ferrofluid in the movement region bb;
  • - Guide elements 5 which allow lateral movement of the non-magnetic article.

In 2/A ist eine mögliche Steuergröße U(t) mit der Periodendauer T dargestellt. Die 2/B bis 2/I stellen die Oberflächenkontur des Ferrofluids 8 der Vorrichtung schematisch in der x-y-Ebene für unterschiedlich große, aus der 2/A herausgegriffene, Werte U0, U1, U2, U3 – wobei gilt: U4 = –U1, U5 = –U2, U6 = –U3 – der Steuergröße U(t) innerhalb einer Periode für den quasistatischen Fall dar. Die Zustandsparameter des Ferrofluids sind vom Magnetfeld B abhängig, wobei der Druck proportional zum Magnetfeld ist. Das Magnetfeld im Bereich des Ferrofluids setzt sich aus dem magnetischen Primär- und dem magnetischen Sekundärfeld zusammen. Das magnetische Primärfeld U(t) bewirkt einen Wechsel zwischen drei Zuständen (0, I, II) des über den Dauermagneten 2 liegenden Ferrofluids 3.In 2 / A is a possible control variable U (t) shown with the period T. The 2 B to 2 / I represent the surface contour of the ferrofluid 8th the device schematically in the xy plane for different sizes, from the 2 / A selected values U0, U1, U2, U3 - where: U4 = -U1, U5 = -U2, U6 = -U3 -the control variable U (t) within a period for the quasi-static case. The state parameters of the ferrofluid are from Magnetic field B dependent, wherein the pressure is proportional to the magnetic field. The magnetic field in the area of the ferrofluid is composed of the magnetic primary and the secondary magnetic field. The magnetic primary field U (t) causes a change between three states (0, I, II) of the over the permanent magnet 2 lying ferrofluid 3 ,

Der in 2/B dargestellte Zustand 0 ist die Ausgangslage ohne ein Vorhandensein des magnetischen Primärfeldes (U0 = 0). Der Druck und die Oberflächenkontur des Ferrofluids wiederholen sich lageunabhängig in der Bewegungsrichtung mit der Periodizität der Breite b eines dauermagnetischen Segments gleicher Polarisation entsprechend des magnetischen Sekundärfeldes.The in 2 B shown state 0 is the initial position without the presence of the magnetic primary field (U0 = 0). The pressure and the surface contour of the ferrofluid repeats position-independent in the direction of movement with the periodicity of the width b of a permanent-magnetic segment of the same polarization corresponding to the secondary magnetic field.

Beim Vorhandensein eines magnetischen Primärfeldes wird die vertikale Komponente des Magnetfeldes By und somit auch der Betrag des Magnetfeldes B über den Dauermagnetsegmenten abhängig von derer Orientierung und vom Vorzeichen der Steuergröße U(t) abwechselnd stärker bzw. schwächer. Sowohl im Magnetfeld, als auch in den Zustandsparametern des über den Dauermagneten liegenden Ferrofluids tritt in diesem Fall, unabhängig vom Vorzeichen der Steuergröße U(t) in der x-Richtung eine Periodizität der Breite b2 auf.At the Presence of a magnetic primary field becomes the vertical one Component of the magnetic field By and thus also the magnitude of the magnetic field B over dependent on the permanent magnet segments from its orientation and from the sign of the control variable U (t) alternately stronger or weaker. Both in the magnetic field, as well as in the state parameters of the above Permanent magnet lying ferrofluid occurs in this case, regardless of Sign of the control variable U (t) in the x direction a periodicity the width b2.

Die Zustände I in 2/E und II in 2/I bezeichnen die Zustandsparameter des Ferrofluids für die maximalen Steuergrößen U3 und U6 = –U3 in 2/A. In den 2/C und 2/D ist die Oberflächenkontur des Ferrofluids für die Erregungen U1, U2, bzw. in den 2/G und 2/H für U4 und U5 (s. 2/A) dargestellt.The states I in 2 / E and II in 2 / I denote the state parameters of the ferrofluid for the maximum control variables U3 and U6 = -U3 in 2 / A , In the 2 / C and 2 / D is the surface contour of the ferrofluid for the excitations U1, U2, and in the 2 / G and 2 / H for U4 and U5 (s. 2 / A ).

Aufgrund der zueinander abwechselnden Polarisation der Dauermagnetsegmente mit dem Abstand b in der Bewegungsrichtung ist b2 = 2·b und die Versetzung zwischen den Zuständen I und II b3 = b (s. vergrößerte schematische Darstellung der Ferrofluidkontur in der x-y-Ebene für U = 0, U3 und U6 in 3/A). In 3/B ist die periodische zeitlich alternierende Änderung der Oberflächenkontur des Ferrofluids für 2 Perioden von U(t) dargestellt.Because of the alternating polarization of the permanent magnet segments with the distance b in the direction of movement, b2 = 2 * b and the offset between the states I and II b3 = b (see enlarged schematic representation of the ferrofluid contour in the xy plane for U = 0, U3 and U6 in 3 / A ). In 3 / B is the periodic alternating change of the surface contour of the ferrofluid for 2 periods of U (t).

Nach einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Fortbewegung des nichtmagnetischen Gegenstands durch seine nichtsymmetrische geometrische Form und durch das vorzugsweise symmetrische magnetische Primärfeld des unter dauermagnetischer Vorspannung stehenden Ferrofluids definiert. Die Merkmale des Funktionsprinzips nach diesem Verfahren sind:

  • – dass ein symmetrisches Primärfeld hinreichend zur Bewegung des nichtmagnetischen Gegenstandes ist,
  • – dass benachbarte Dauermagnetsegmente in der Bewegungsrichtung abwechselnd entgegengesetzt polarisiert angeordnet sind und die gleiche Breite in der Bewegungsrichtung aufweisen,
  • – dass eine, in der Bewegungsrichtung geführte, Fortbewegung realisiert wird,
  • – dass eine geometrische Asymmetrie des nichtmagnetischen Gegenstands am Kontaktbereich zwischen Ferrofluid und dem nichtmagnetischen Gegenstand zu dessen Fortbewegung zwingend erforderlich ist,
  • – dass die Geometrie des bewegten Gegenstands zur konstanten Breite b der Dauermagnetsegmente in Bewegungsrichtung angepasst wird.
According to a first embodiment of the method according to the invention, the movement of the non-magnetic object is defined by its non-symmetrical geometric shape and by the preferably symmetrical primary magnetic field of the ferrofluid under permanent magnetic bias. The features of the principle of operation according to this method are:
  • That a symmetrical primary field is sufficient for the movement of the non-magnetic object,
  • - That adjacent permanent magnet segments are arranged alternately polarized in the direction of movement and have the same width in the direction of movement,
  • That a, guided in the direction of movement, locomotion is realized,
  • That a geometrical asymmetry of the non-magnetic object is absolutely necessary at the contact area between the ferrofluid and the non-magnetic object for its movement,
  • - That the geometry of the moving object is adapted to the constant width b of the permanent magnet segments in the direction of movement.

In 4 sind drei mögliche Ausführungsbeispiele für die Geometrie des nichtmagnetischen Gegenstands zur Bewegung nach dieser ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Der Kontaktbereich zwischen bewegtem nichtmagnetischen Gegenstand und dem Ferrofluid wird mit 10 bezeichnet. Im Beispiel in 4/A ist die notwendige geometrische Asymmetrie durch schräg angeordnete Borsten 9 mit dem Winkel a, im Beispiel in 4/B durch nichtsymmetrische Werkstoffabtragung, wobei a2 > a, auf der Seite des Ferrofluids, im Beispiel in 4/C durch Borsten mit variablem Anstellwinkel a gewährleistet, wobei a durch ein schematisch dargestelltes Stellglied 11 variiert werden kann.In 4 three possible embodiments of the geometry of the non-magnetic article for movement according to this first embodiment of the method according to the invention are shown. The contact area between the moving non-magnetic object and the ferrofluid is with 10 designated. In the example in 4 / A is the necessary geometric asymmetry through obliquely arranged bristles 9 with the angle a, in the example in 4 / B by non-symmetrical material removal, where a2> a, on the side of the ferrofluid, in the example in 4 / C ensured by bristles with a variable angle of attack a, where a by a schematically illustrated actuator 11 be varied can.

Bedingt durch die vorhandene geometrische Asymmetrie der Ausführungsbeispiele nach 4/A und 4/B ist eine Bewegung in einer Richtung br möglich, die durch den Winkel a definiert wird. Die Ausführungsvariante in 4/C erlaubt eine translatorische Bewegung in zwei entgegengesetzten Richtungen, wobei die Richtung mit dem Anstellwinkel a durch das Stellglied 11 eingestellt wird. Bei a < 90° wird eine Fortbewegung in die positive x-Richtung, bei a > 90° in die negative x-Richtung realisiert.Due to the existing geometric asymmetry of the embodiments according to 4 / A and 4 / B is a movement in a br direction possible, which is defined by the angle a. The variant in 4 / C allows a translational movement in two opposite directions, the direction with the angle of attack a through the actuator 11 is set. When a <90 °, a movement in the positive x-direction, at a> 90 ° in the negative x-direction is realized.

Folgend aus dem Funktionsprinzip nach dieser ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Kontaktbereiche 10 des bewegten nichtmagnetischen Gegenstandes mit dem Ferrofluid in der Bewegungsrichtung br vorzugsweise in doppelt so großen Abständen bzw. deren Mehrfachen (n ist eine gerade Zahl) angeordnet, wie die Breite b eines Dauermagnetsegments gleicher Polarisation in der Bewegungsrichtung ist (br = n·b). Damit wird gewährleistet, dass die aus dem Ferrofluiddruck stammende resultierende Kraft an allen Kontaktbereichen mit und ohne elektromagnetische Erregung des Ferrofluids in ihrer Größe und Richtung gleich ist. Wird diese geometrische Bedingung hingegen nicht erfüllt, wirken auf die einzelnen Kontaktbereiche 10 in ihrer Größe und Richtung unterschiedliche resultierende Kräfte, die sich in ihrer Wirkung aufheben können, und somit kein Fortbewegen des auf der Ferrofluidoberfläche oder im Ferrofluid liegenden nichtmagnetischen Gegenstands hervorrufen. Mit der Anzahl und der Ausgestaltung, wie beispielsweise der Anstellwinkel a, der Kontaktbereiche 10 zwischen Ferrofluid und nichtmagnetischen Gegenstand kann die Größe der vom Ferrofluid auf diesen Gegenstand ausgeübten resultierenden Kraft festgelegt werden.Following from the principle of operation according to this first embodiment of the method according to the invention are the contact areas 10 of the moving nonmagnetic article with the ferrofluid in the direction of movement br, preferably at twice the spacing or its multiple (n is an even number), as the width b of a permanent magnet segment having the same polarization in the direction of movement (br = n · b). This ensures that the resultant of the ferrofluid pressure resulting force at all contact areas with and without electromagnetic excitation of the ferrofluid in their size and direction is the same. On the other hand, if this geometric condition is not fulfilled, it affects the individual contact areas 10 in their size and direction different resulting forces that can cancel out in their effect, and thus cause no movement of lying on the Ferrofluidoberfläche or in the ferrofluid non-magnetic object. With the number and the design, such as the angle of attack a, the contact areas 10 between ferrofluid and non-magnetic article, the magnitude of the resulting force exerted by the ferrofluid on this article can be determined.

Zur Erklärung der translatorischen Bewegung eines nichtmagnetischen Gegenstands nach dieser ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine periodische rechteckförmige zweipolige elektromagnetische Erregung U(t) mit der Periodendauer T, wie in 5/A dargestellt, betrachtet. U(t) ist symmetrisch, d. h. sie ist betragsmäßig für beide Feldrichtungen gleich. Die Dauer der Erregung je Polung und Periode ist T/2. Die Symmetrie in der Funktion von U(t) sowie die Anordnung der Dauermagnete in der Vorrichtung erlauben, dass die Fortbewegung anhand nur einer Sequenz der Dauer T/2, bei konstantem magnetischem Primärfeld beschrieben wird. Das Bewegungsverhalten des nichtmagnetischen Gegenstands ist unabhängig von der Feldrichtung des magnetischen Primärfeldes.To explain the translational motion of a non-magnetic article according to this first embodiment of the method according to the invention is a periodic rectangular bipolar electromagnetic excitation U (t) with the period T, as in 5 / A represented, considered. U (t) is symmetrical, ie it is equal in magnitude for both field directions. Duration of arousal per polarity and period is T / 2. The symmetry in the function of U (t) as well as the arrangement of the permanent magnets in the device allow the movement to be described by means of only one sequence of duration T / 2, with a constant primary magnetic field. The movement behavior of the non-magnetic object is independent of the field direction of the magnetic primary field.

In Sicht der Fortbewegung sind drei Phasen (I, II und III) zu unterscheiden. Zur Beschreibung der translatorischen Bewegung des nichtmagnetischen Gegenstandes werden aus 5/A fünf Zeitpunkte t0 bis t4 herausgegriffen und für diese die Lagen dieses Gegenstandes in den 5/C bis 5/G schematisch in der x-y-Ebene dargestellt. In 5/B ist die Funktion u(t) für die Verschiebung des nichtmagnetischen Gegenstandes in der Bewegungsrichtung dargestellt.In terms of locomotion, three phases (I, II and III) can be distinguished. To describe the translational movement of the non-magnetic object are out 5 / A picked out five times t0 to t4 and for this the positions of this object in the 5 / C to 5 / G shown schematically in the xy plane. In 5 / B the function u (t) for the displacement of the non-magnetic object in the direction of movement is shown.

Ein Vorzeichenwechsel der Steuergröße U(t) bzw. die Umkehr der Feldrichtung des magnetischen Primärfeldes zwischen t0 und t1 bewirkt eine Änderung des Magnetfeldes im Bereich des Ferrofluids. Es findet eine Umverteilung und Änderung des Druckes im Ferrofluid statt, die auch die Änderung der Oberflächenkontur des Ferrofluids zur Folge hat. Wenn die nichtsymmetrischen Teile des Gegenstands, wie beispielsweise schräg angeordnete Borsten, über solchen dauermagnetischen Segmenten im Ferrofluid liegen, in denen die Umkehr der Feldrichtung U(t) eine Druckerhöhung im Ferrofluid bewirkt, wird vom Ferrofluid eine solche resultierende Kraft auf die Borsten und somit auf den Gegenstand ausgeübt, wonach in Phase I eine Verschiebung des nichtmagnetischen Gegenstandes aus der in 5/C gezeigten Ausgangslage überwiegend in die positive y-Richtung erfolgt, wie in 5/D bei t1 dargestellt. Anschließend erfolgt in Phase II eine Verschiebung des Gegenstands in die negative y-Richtung und auch in die Bewegungsrichtung, die positive x-Richtung, wie in 5/E und 5/F für t2 und t3 gezeigt. Am Ende dieser Phase ist die Verschiebung des Gegenstands u(t4) gleich der Breite b eines dauermagnetischen Segmentes gleicher Polarisation.A sign change of the control variable U (t) or the reversal of the field direction of the magnetic primary field between t0 and t1 causes a change in the magnetic field in the region of the ferrofluid. There is a redistribution and change of pressure in the ferrofluid, which also results in the change of the surface contour of the ferrofluid. If the nonsymmetrical parts of the article, such as obliquely arranged bristles, lie over such permanent magnetic segments in the ferrofluid in which the reversal of the field direction U (t) causes a pressure increase in the ferrofluid, ferrofluid causes such a resultant force on the bristles and thus exercised the object, according to which in phase I, a displacement of the non-magnetic object from the in 5 / C shown starting position predominantly in the positive y-direction, as in 5 / D shown at t1. Subsequently, in phase II, a displacement of the object in the negative y-direction and also in the direction of movement, the positive x-direction, as in 5 / E and 5 / F shown for t2 and t3. At the end of this phase, the displacement of the object u (t4) is equal to the width b of a permanent magnetic segment of the same polarization.

An dieser Lage weist das Magnetfeld und der Druck im Ferrofluid ein lokales Minimum auf, somit ist die vom Ferrofluid auf den Gegenstand ausgeübte resultierende Kraft an dieser Position am kleinsten. Nach dieser Phase erfolgt deshalb in Phase III bei weiterhin konstant bleibendem magnetischen Primärfeld keine weitere Fortbewegung des nichtmagnetischen Gegenstandes. Er bleibt auch nach dem Einstellen des magnetischen Primärfeldes an der gleichen Position, weil das Magnetfeld, der Ferrofluiddruck und somit auch die vom Ferrofluid auf den Gegenstand ausgeübte resultierende Kraft an dieser Position auch ohne elektromagnetische Erregung ein lokales Minimum aufweist. Eine Fortbewegung des nichtmagnetischen Gegenstandes aus dieser Lage in die gleiche horizontale Richtung kann mit einem Vorzeichenwechsel der Steuergröße U(t), nach dem gleichen Schema wie oben beschrieben, erreicht werden. Zur translatorischen Bewegung des nichtmagnetischen Gegenstandes ist nach jeder Bewegungssequenz eine Umkehr in der Feldrichtung des magnetischen Primärfeldes notwendig.At this position includes the magnetic field and the pressure in the ferrofluid local minimum, so that is the ferrofluid on the object exercised resulting Force at this position smallest. After this phase takes place therefore in phase III with magnetic constant remaining primary field no further movement of the non-magnetic object. He remains even after setting the magnetic primary field in the same position, because the magnetic field, the ferrofluid pressure and thus also the ferrofluid exerted on the article resulting Force at this position even without electromagnetic excitation a local Minimum. A locomotion of the non-magnetic object from this position in the same horizontal direction can with a Sign change of the control variable U (t), according to the same scheme as described above. For the translational movement of the non-magnetic object is a reversal in the field direction after each motion sequence of the magnetic primary field necessary.

Die wichtigsten aufeinander abzustimmenden Einflussfaktoren aus Sicht der Fortbewegung sind: Art und Menge des Ferrofluids, Breite b eines dauermagnetischen Segments gleicher Polarisation in der Bewegungsrichtung, Geometrie und Masse des bewegten Gegenstands, Reibung zwischen bewegtem Gegenstand und seitlichen Führungselementen, Homogenität des magnetischen Primärfeldes, zeitlicher Verlauf der Steuergröße U(t), Größe des magnetischen Sekundärfeldes, Verhältnis zwischen dem magnetischen Primär- und dem magnetischen Sekundärfeld. Durch diese Faktoren kann die Fortbewegung, bzw. die mittlere Geschwindigkeit der Fortbewegung des nichtmagnetischen Gegenstandes beeinflusst werden.The most important interacting factors from the perspective of locomotion are: type and quantity of ferrofluid, width b of one Permanent magnetic segment of the same polarization in the direction of movement, geometry and mass of the moving object, friction between the moving object and lateral guide elements, homogeneity of the magnetic primary field, time course of the control variable U (t), size of the magnetic secondary field, ratio between the primary magnetic and the secondary magnetic field. By these factors, the locomotion, or the average speed of locomotion of the non-magnetic object can be influenced.

Nach einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bewegung des nichtmagnetischen Gegenstandes durch ein auf das unter dauermagnetischer Vorspannung stehenden Ferrofluids einwirkendes asymmetrisches magnetisches Primärfeld definiert.To a second embodiment the method according to the invention is the movement of the non-magnetic object by a on the acting under permanent magnet biasing ferrofluid asymmetric magnetic primary field Are defined.

Im Unterschied zur ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bei dieser Ausführungsform das asymmetrische magnetische Primärfeld zum Fortbewegen des nichtmagnetischen Gegenstandes zwingend notwendig und der Kontaktbereich zwischen nichtmagnetischem Gegenstand und Ferrofluid vorzugsweise geometrisch symmetrisch, beispielsweise eine ebene Fläche. Die Dauermagnetsegmente unterschiedlicher Polarisation sind bei dieser Ausführungsform zueinander geneigt angeordnet.in the Difference to the first embodiment of the inventive method is in this embodiment the asymmetric primary magnetic field for advancing the non-magnetic article imperative and the contact area between non-magnetic Object and ferrofluid preferably geometrically symmetric, For example, a flat surface. The permanent magnet segments of different polarization are at this embodiment arranged inclined to each other.

Die Lageänderung des nichtmagnetischen Gegenstandes pro Erregungsperiode steht bei dieser Ausführungsform nicht im unmittelbaren Zusammenhang mit der Breite b der Dauermagnetsegmenten, so dass eine in Bewegungsrichtung ungeführte Bewegung realisiert wird.The change of position of the non-magnetic article per excitation period is attached this embodiment not directly related to the width b of the permanent magnet segments, so that an unguided movement in the direction of movement is realized.

Resultierend aus dem asymmetrischen magnetischen Primärfeld und aus der zueinander geneigten Anordnung der Dauermagnetsegmente ist die vom Ferrofluid ausgeübte resultierende Kraft auf den bewegten nichtmagnetischen Gegenstand im dynamischen Fall für beide Feldrichtungen unterschiedlich groß. Dieser Kraftunterschied bewirkt das Fortbewegen des nichtmagnetischen Gegenstandes, wenn das asymmetrische magnetische Primärfeld, das zeitabhängige Verhalten des Ferrofluids sowie die Trägheit dieses Gegenstandes aufeinander entsprechend abgestimmt werden. Die Fortbewegungsgeschwindigkeit des nichtmagnetischen Gegenstandes kann mit der Frequenz des magnetischen Primärfeldes beeinflusst werden.resultant from the asymmetric primary magnetic field and from each other inclined arrangement of the permanent magnet segments is that of ferrofluid practiced resulting force on the moving non-magnetic object in the dynamic case for both field directions vary in size. This difference in power causes the moving of the non-magnetic object when the asymmetric magnetic primary field, the time-dependent behavior of the ferrofluid as well as the inertia this object be coordinated with each other. The speed of movement of the non-magnetic object can be influenced by the frequency of the primary magnetic field.

Für diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man zwischen zwei Varianten unterschieden. Bei einer ersten Variante wird die Fortbewegung des nichtmagnetischen Gegenstands durch ein asymmetrisches Primärfeld realisiert, das zwei entgegengesetzte Feldrichtungen aufweist. In diesem Fall kann eine Richtungsänderung in der translatorischen Bewegung des nichtmagnetischen Gegenstandes allein durch eine entsprechende Änderung des magnetischen Primärfeldes realisiert werden. Vorzugsweise soll in diesem Fall die Massenverteilung des nichtmagnetischen Gegenstandes über dem Kontaktbereich gleichmäßig sein.For this embodiment the method according to the invention one can distinguish between two variants. At a first Variant becomes the locomotion of the non-magnetic object through an asymmetric primary field realized that has two opposite field directions. In This case may be a change of direction in the translational movement of the non-magnetic object solely by a corresponding change of the magnetic primary field will be realized. Preferably, in this case, the mass distribution of the non-magnetic article should be uniform over the contact area.

Die zweite Variante der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt einen Sonderfall dar, bei dem das magnetische Primärfeld nur eine Feldrichtung aufweist.The second variant of the second embodiment the method according to the invention represents a special case in which the magnetic primary field only has a field direction.

6 zeigt ausgewählte Beispiele für ein asymmetrisches Primärfeld U(t) und somit für die Asymmetrie im in Stärke und Polung periodisch wechselnden Magnetfeld für die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 6 shows selected examples of an asymmetric primary field U (t) and thus for the asymmetry in the periodically changing in strength and polarity magnetic field for the second embodiment of the method according to the invention.

Hierbei kennzeichnen Umax bzw. –Umax jeweils die maximalen Größen des magnetischen Primärfeldes für die jeweiligen Feldrichtungen, t bezeichnet die Zeit.in this connection indicate Umax or -Umax each the maximum sizes of magnetic primary field for the respective field directions, t denotes the time.

In 6/A ist die Asymmetrie durch unterschiedliche Verläufe für beide Feldrichtungen mit gleicher maximaler Amplitude, in 6/B durch qualitativ gleiche Verläufe für beide Feldrichtungen mit unterschiedlich großer maximaler Amplitude, in 6/C durch qualitativ gleiche Verläufe mit gleicher maximaler Amplitude, jedoch mit unterschiedlich langen Zeiten (t1 ≠ t2) beider Feldrichtungen und in 6/D durch Pausen t3 zwischen den Perioden gezeigt.In 6. / A is the asymmetry due to different courses for both field directions with the same maximum amplitude, in 6 / B by qualitatively equal courses for both field directions with different sized maximum amplitude, in 6 / C by qualitatively identical courses with the same maximum amplitude, but with different times (t1 ≠ t2) of both field directions and in 6 / D shown by pauses t3 between periods.

In den 6/E und 6/F sind zwei mögliche Beispiele für das asymmetrische magnetische Primärfeld U(t) für die zweite Variante der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. In 6/E wird das asymmetrische Primärfeld durch Pausen zwischen den Perioden der einen Feldrichtung und in 6/F durch die Differenz zwischen Auf- und Abstieg im Verlauf von U(t) erzeugt.In the 6 / E and 6 / F two possible examples of the asymmetric magnetic primary field U (t) for the second variant of the second embodiment of the method according to the invention are shown. In 6 / E is the asymmetric primary field by pauses between the periods of a field direction and in 6 / F generated by the difference between ascending and descending in the course of U (t).

11
SpuleKitchen sink
22
Dauermagnetsegment gleicher PolarisationPermanent magnet segment same polarization
33
Ferrofluidferrofluid
44
nichtmagnetischer Gegenstandnonmagnetic object
55
Führungselementguide element
66
Spulenkörperbobbins
77
Eisenkerniron core
88th
Oberflächenkontur des Ferrofluidssurface contour of the ferrofluid
99
Borstenbristles
1010
Kontaktbereich zwischen Ferrofluid und bewegtem nichtmagnetischen Gegenstandcontact area between ferrofluid and moving non-magnetic object
1111
Stellgliedactuator
aa
Neigungswinkeltilt angle
a2a2
Neigungswinkeltilt angle
bb
Breite eines Dauermagnetsegments gleicher Polarisation in der Bewegungsrichtungwidth a permanent magnet segment of the same polarization in the direction of movement
b2b2
Breite eines ferrofluidischen Segments beim Vorhandensein des Primärfeldeswidth a ferrofluidic segment in the presence of the primary field
bbbb
Bewegungsbereichrange of motion
brbr
Richtung der Fortbewegung des Gegenstandsdirection the movement of the object
tt
ZeitTime
TT
Periodendauerperiod
uu
Verschiebung des nichtmagnetischen Gegenstandes in Bewegungsrichtung (x-Richtung)shift of the non-magnetic object in the direction of movement (x direction)
UU
Wert der Steuergrößevalue the tax quantity
U(t)U (t)
Funktion der Steuergröße über der Zeitfunction the tax size over the Time

Claims (14)

Vorrichtung zum translatorischen Bewegen eines nichtmagnetischen Gegenstandes, der sich auf oder in einem durch Zustandsparameter charakterisierten Ferrofluid befindet dadurch gekennzeichnet, dass sie im Bewegungsbereich des nichtmagnetischen Gegenstandes Mittel zur Erzeugung eines örtlich festen, periodisch zeitlich alternierenden, homogenen magnetischen Primärfeldes und Mittel zur Erzeugung eines örtlich festen, inhomogenen magnetischen Sekundärfeldes aufweist, welches in der Bewegungsrichtung des nichtmagnetischen Gegenstandes nacheinander angeordnete Abschnitte mit abwechselnd entgegengesetzter Polarität aufweist, wobei das magnetische Primär- und das magnetische Sekundärfeld senkrecht zur Bewegungsrichtung des nichtmagnetischen Gegenstandes und parallel zueinander gerichtet sind.Apparatus for translating a non-magnetic article which is located on or in a characterized by state parameters ferrofluid characterized in that it comprises a locally fixed in the movement area of the non-magnetic object means for generating a locally fixed, periodically temporally alternating homogeneous primary magnetic field and means for generating , Inhomogeneous magnetic secondary field having in the direction of movement of the non-magnetic article successively arranged portions of alternating opposite polarity, wherein the magnetic primary and the secondary magnetic field are perpendicular to the direction of movement of the non-magnetic object and parallel to each other. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der nichtmagnetische Gegenstand im Kontaktbereich mit dem Ferrofluid borstenähnliche Anformungen mit festem oder variablen Anstellwinkel aufweist und der zeitliche Verlauf des magnetischen Primärfeldes innerhalb einer Periode symmetrisch oder asymmetrisch ist.Device according to claim 1, characterized that the non-magnetic article is in contact with the ferrofluid Bristle-like formations having a fixed or variable angle of attack and the temporal Course of the magnetic primary field is symmetric or asymmetric within a period. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der nichtmagnetische Gegenstand in Bewegungsrichtung eine asymmetrische Massenverteilung aufweist und der zeitliche Verlauf des magnetischen Primärfeldes innerhalb einer Periode symmetrisch oder asymmetrisch ist.Device according to claim 1, characterized that the non-magnetic object is asymmetrical in the direction of movement Has mass distribution and the time course of the magnetic Primary field within a period is symmetric or asymmetric. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Erzeugung eines örtlich festen, periodisch zeitlich alternierenden, homogenen magnetischen Primärfeldes ein Elektromagnet mit Eisenkern ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized that the means of generating a locally fixed, periodically in time alternating, magnetic primary magnetic field with an electromagnet Iron core is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Erzeugung eines örtlich festen, periodisch zeitlich alternierenden, homogenen magnetischen Primärfeldes ein Helmholtz-Spulenpaar ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized that the means of generating a locally fixed, periodically in time alternating, homogeneous primary magnetic field is a Helmholtz coil pair. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung eines örtlich festen, inhomogenen magnetischen Sekundärfeldes kaskadiert angeordnete Dauermagnete mit in der Bewegungsrichtung des nichtmagnetischen Gegenstandes abwechselnd entgegengesetzter Polarität sind.Device according to one of claims 1 to 6, characterized that the means of generating a locally solid, inhomogeneous secondary magnetic field cascaded permanent magnets with in the direction of movement of the non-magnetic object alternately opposite polarity are. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung eines örtlich festen, inhomogenen magnetischen Sekundärfeldes kaskadiert angeordnete Elektromagnete mit in der Bewegungsrichtung des nichtmagnetischen Gegenstandes abwechselnd entgegengesetzter Polarität sind.Device according to one of claims 1 to 6, characterized that the means of generating a locally solid, inhomogeneous secondary magnetic field cascaded electromagnets in the direction of movement of the non-magnetic object alternately opposite polarity are. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum seitlich geführten translatorischen Bewegen des nichtmagnetischen Gegenstandes aufweist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized that they have means for laterally guided having translational movement of the non-magnetic article. Verfahren zum translatorischen Bewegen eines nichtmagnetischen Gegenstandes, der sich auf oder in einem durch Zustandsparameter charakterisierten Ferrofluid befindet, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass das translatorische Bewegen des nichtmagnetischen Gegenstandes durch die periodisch zeitlich alternierende Änderung der Zustandsparameter des Ferrofluides realisiert wird, wobei die Änderung der Zustandsparameter des Ferrofluids durch die periodisch zeitlich alternierende, in mehreren Segmenten innerhalb des Bewegungsbereiches gleichzeitige, örtlich sich entsprechend dem magnetischen Sekundärfeld abschnittsweise wiederholende Änderung des magnetischen Primärfeldes erfolgt.Method for translationally moving a non-magnetic Object based on or in one by state parameter characterized ferrofluid is located, with a device according to a the claims 1 to 9, characterized in that the translational movement of the non-magnetic object through the periodically temporally alternating change the state parameter of the ferrofluid is realized, the change of the State parameters of the ferrofluid through the periodically timed alternating, in several segments within the range of motion simultaneous, local in accordance with the secondary magnetic field sections repeating change of magnetic primary field he follows. Verfahren nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsparameter des Ferrofluides seine Oberflächenkontur und der Druck sind.Method according to claim 10, characterized that the state parameters of ferrofluid its surface contour and the pressure is. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass das inhomogene magnetische Sekundärfeld permanent vorhanden ist.Method according to one of claims 10 or 11, characterized that the inhomogeneous magnetic secondary field is permanently present. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass das inhomogene magnetische Sekundärfeld während des translatorischen Bewegens des nichtmagnetischen Gegenstandes vorhanden ist.Method according to one of claims 10 or 11, characterized that the inhomogeneous magnetic secondary field during the translational Moving the non-magnetic object is present. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass das periodisch zeitlich alternierende, homogene magnetische Primärfeld eine Feldrichtung aufweist.Method according to one of claims 10 to 13, characterized that the periodically alternating, homogeneous magnetic primary field has a field direction. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass das periodisch zeitlich alternierende, homogene magnetische Primärfeld zwei entgegengesetzte Feldrichtungen aufweist.Method according to one of claims 10 to 13, characterized that the periodically alternating, homogeneous magnetic primary field has two opposite field directions.
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