DE102008062467A1

DE102008062467A1 - JL-Permanentmagnetmotor

Info

Publication number: DE102008062467A1
Application number: DE200810062467
Authority: DE
Inventors: Johannes Loch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-07-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung in zwei Varianten zur Umwandlung der Permanetmagnetenergie in Drehenergie, die zum Antrieb eines stromerzeugenden Generators und Antrieb für viele andere Bewegungsmittel und Maschinen dienen wird. Das Funktionsprinzip des Motors Fig. 1 bis 7 ist mit einem Seilzug 26 Personen gegen zwei in gegen ziehende Richtung zu vergleichen. Die Funktion des Motors nach Fig. 8 bis 10 beruht auf abstoßendem Funktionsprinzip. Hier in diesem Fall wird die Energie von fest, schräg installierten Magneten durch die Annäherung zu den drehbaren, die an einer Achse befestigt sind, in die Drehenergie umgesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung in zwei Varianten zur Umwandlung der Permanentmagnetenergie in Drehenergie, die zum Antrieb eines stromerzeugenden Generators und viele andere Bewegungsmittel und Maschinen dienen wird.
Beschreibung.
Das Funktionsprinzip des Motors ist mit einem Seilzug 26 Personen gegen 2 in gegen ziehende Richtung zu vergleichen. Die Zahlreiche mit N und S-Pol gekennzeichnete Neodym-Magneten 1 dienen dem Motor als Energiequelle. Wie in 1 (Seitenansicht) dargestellt ist, sind zwischen den kreisförmigen Platten 1, 2, 3 und 4 die den Block des Motors bilden, runde Magneten 5 und 9 die zur hälfte je 180° mit Nord und Südpol-Magneten geteilt sind, senkrecht an einer Achse angebracht. Sie sind in den Platten mittels antimagnetischen Kugellagern 6 oben und unten, gelagert. Die Platten werden mit Distanzteilen verschraubt. Der Magnetkolben 7 mit N und S-Pol ist durch die gabelförmige Magnetstange 10 mit der Kurbelwelle 11 verbunden und läuft waagrecht (Boxerprinzip) vor und zurück, ähnlich einem Kolben bei Otto oder Diesel-Motoren. Um maximal Energie aus den Magneten zu gewinnen werden die Magneten so eingestellt das der Magnetkolben 7 von dem rotierendem Magneten 5 abgestoßen und von dem ebenso rotierendem Magnet 9 angezogen wird. Nach dem, von dem Magnetkolben 7 der tote Punkt erreicht ist, drehen sich die Magneten 5 und 9 um 180° dadurch wird der Magnetkolben 7 zurückbewegt. Um die Funktion des Motors zu gewährleisten muss dieser Arbeitsvorgang mit den anderen mehreren Magnetkolben ähnlich wie bei einem Otto-Motor der Mechanismus und die Zündung, präzise abgestimmt werden. Die Zahnräder 1, 12 sind mittels Zahnriemen 13 verbunden. Da sich in diesem Fall die Kurbelwelle 11 in einer senkrechten Position befindet an dem das Schwungrad 17 und Kupplung 16 angebracht sind, wird sie am unteren Teil durch ein stabileres antimagnetisches Kegelrollenlager 18 gelagert. Das Schwungrad 17 dient auch als Bremsscheibe und wird mit der Bremsvorrichtung 15 gebremst bzw. der Motor zum Stillstand gebracht. Die Magnetkolben werden z. B. mit Edelstahl ummantelt an dem dann die Rollen und Stoßstangen befestigt werden. Damit der Magnetkolben 7 in seiner geraden Bahn zwischen den Magneten 5 und 9 bleibt werden oben und unten Rollen 8 angebracht wenn nötig auch in zwei Reihen, die in der längst ausgefrästen Nute 14 laufen. Falls es an der Laufstabilität des Kolben mit zwei Rollen wie es in 2 dargestellt ist mangeln sollte, können wie in der 3 dargestellt auch vier Rollen angebracht werden. Damit der Motor sanft läuft werden an jedem Magnetkolben wie es in 4, dargestellt ist, Stoßstangen 19 angebracht die beim erreichen des toten Punktes an die Stoßfänger mit Druckfedern 20 stoßen und beim zurücklaufen des Magnetkolben einen wenn auch geringeren zusätzlichen Schub geben. Der nächste Vorteil ist das eine gewisse Kraft beim trennen der Magneten durch die Druckfedern geleistet wird. Alle im inneren und äußeren Kreis angeordnete Magneten 5 und 9 5 werden mit der Kurbelwelle 11 mittels Zahnriemen 21 verbunden und angetrieben. Diese müssen so eingestellt und abgestimmt sein das wenn der Magnetkolben den toten Punkt erreicht hat sich die Polen durch das drehen der Magneten wechseln, und der Magnetkolben durch den Schub eines gleich poligen und Zog unterschiedlich gepolten Magneten in die Rückbewegung bewegt und somit die Kurbelwelle in die Drehbewegung versetzt. Die zweite Möglichkeit der Magneten-Polenwechsel ist, ebenso in der 5 dargestellt. Das von der Kurbelwelle 11 angetriebene exzentrische Teil 23 bewegt das Rollenhebel-Zahnrad 22. Dieses Rollenhebel-Zahnrad ist mit den Magneten 5 und 9 durch einen zweiseitigen Zahnriemen verbunden und so eingestellt das es im notwendigem Zeitpunkt die Polen wechselt. Damit der Hebel mit dem exzentrischen Teil 23 gekoppelt bleibt und die Magneten sich von der eingestellten Position nicht verdrehen ist der Hebel mit Rollen 22 6 mit dem exzentrischen Teil 23 mittels der ausgefrästen Nutführung, gekoppelt. In diesem Fall werden die Magneten um 180° vor und zurück bewegt. Das Teil 24 6 dient als Gegengewicht. Es ist zu berücksichtigen dass bei Trennung der Magneten durch längere Hebel-Technik und abdrehen wesentlich weniger Energiebedarf besteht als beim direktem auseinanderziehen. Damit die Polen an den Magneten 5 und 9 sich rechtzeitig wechseln ist es sehr wichtig das die Länge vom Halbkreis der Magneten 5 und 9 der Lauflänge der Magnetkolben entsprechen. Die Magnetstangen 10 7 (Draufsicht) haben oben eine Öffnung durch die, die Achsen der Magneten verlaufen. Die beiderseitigen Öffnungen müssen genügend weit sein so dass die Berührung zwischen der Magnetkolbenstange und den Magnetachsen gemieden werden. Beim angelengen des Magnetkolben am totem Punkt kann auch ein Schirmteil 24 aus antimagnetischem Material angebracht werden das durch das Zahnrad 25 unten angetrieben wird um die Magnetfelder im Trennungsmoment zu unterbrechen. Ein 100% Schirmmaterial gibt es leider noch nicht. Wenn es solches Material gegeben hätte, wäre es möglich durch diese Konstruktion noch mehr Energie zu gewinnen. In 5 ist eine Einteilung der sieben Magnetkolben durch 51,4° dargestellt, Hier in diesem Fall wird der eine Magnetkolben (25) der sich am totem Punkt befindet durch sechs andere die sich noch im Arbeitszyklus befinden, mit unterschiedlichen Kräften, gezogen und geschoben. In diesem Fall wird etwa die Kraft von zwei Magnetkolben zur Trennung des am, totem Punkt befindlichen Magnetkolben aufgewendet. Die Energie von den anderen vier Magneten wäre zur Nutzung frei. Wenn man noch eine zweite Abteilung mit 7 Magnetkolben aufstockt wie es in 1 dargestellt ist, ergibt sich eine Teilung des Kreises durch 25,7° in diesem Fall werden dreizehn Magnetkolben gegen einen ziehen und schieben. Bei vier Abteilungen jeweils sieben Magnetkolben, 26 Magnetkolben gegen zwei. Wenn in diesem Fall die Kraft von 6 Magnetkolben zur Trennung den zwei Magnetkolben, die sich am toten Punkt befinden werden, aufgewendet wird, bleibt die Energie der restlichen 20 zur Nutzung frei. Das wichtige bei dieser Vorrichtung ist, die Möglichkeit der Regulierung durch die Teilung des Kreises. Weil die Magnetfelder bei geringerem Abstand stärker sind, ist die Verlagerung des effektivsten Arbeitsmoments durch die kleinere Grad-Zahl bzw. Teilung des Kreises möglich.
Durch Längere Kurbelwelle und Aufstockung von mehreren Abteilungen von jeweils sieben Magnetkolben und auch größere und stärkere Neodym-Magneten ist es möglich auf dieser Weise auch leistungsstarke Motoren für Fahrzeuge zu bauen. Um die Magnetfeldstreuung zu vermeiden muss allerdings die Karosserie des Fahrzeugs aus antimagnetischem Material bestehen.
Eine Teilung des Kreises um 45° oder 90° muss gemieden wenden. In diesem Fall treffen zwei Magnetkolben am toten Punkt gleichzeitig für die dann zur Trennung mehr Energie aufgewendet wenden muss. Bei der 8 handelt es sich um eine Vorrichtung bei der nur die abstoßende Energie der Magneten genutzt wird. Die im Kreis angeordnete Magneten 1, 2 und 3 sind an einem verschiebbaren Teil 4 fest angebracht. Das Teil 4 ist mit dem Teil 5 durch eine Art Keillängsführung
9 (Seitenansicht) verbunden und ist verschiebbar. Auf dieser Weise wird das Teil 4 mit den unbeweglichen Kreismagneten 1, 2 und 3 mittels des hydraulischen Zylinders 6 nach vorne geschoben. Während der Annäherung, in diesem Fall der drei fest installierten Magneten 1, 2 und 3 zu den drehbar an der Achse 7 fest angebrachten Kreismagneten 8, 9 und 10, beginnt sich die Achse 7 samt den Magneten 8, 9 und 10 zu drehen. Damit das möglich wird, werden die Magnetsegmenten im Kreis 10 schräg bei ca. 1° bis 5° Winkel, platziert. So kann, z. B. bei Anwendung von zwei Magneten mit jeweils einer Haftkraft von 100 kg im Abstoßungsfall mit einem Luftspalt von 0,1 mm eine Kraft von 50 kg erzeugt werden. Da sich die Magnetscheiben nicht berühren dürfen bleibt noch, nach dem das Teil 4 bis Anschlag nach vorne bewegt ist, ein Luftspalt von 0,3 mm in diesem Fall wird von diesen drei Magnetpaaren eine Gesamtdrehkraft von ca. 100 kg erzeugt. Bei Annäherung der festinstallierten Magnetscheiben an die drehbaren steigt mit der Drehzahl auch die Leistung des Motors. Der hydraulische Zylinder 6 kann durch eine leicht schwenkbare Pedale mit Zahnrastervorrichtung um in der gewünschten Position zu fixieren, betätigt werden, oder mechanisch ähnlich dem Handbremsenhebel. Eine Zug oder Druckfeder um das Teil 4 zurückzubewegen wäre in diesem Fall nicht nötig. Die Abstoßende Kraft der Magneten erfüllt diese Rückschubaufgabe. Da der Druck zum größtem teil das Achslager 14 belasten wird, auch wegen dem das an diesem Ende das Schwungrad 11 an dem die Kupplung 12 angebracht ist, wird hier ein Kegelrollenlager eingebaut. Das Schwungrad 11 dient hier auch in diesem Fall als Bremsscheibe und wird von der Bremsvorrichtung 13 gebremst bzw. der Motor zum Stillstand gebracht. Um die Leistung des Motors zu steigern könne man stärkere Magneten einbauen, Mehrere Magnetpaaren anbringen, und drei, vier und mehrere Motoren durch Zahnräder oder Zahnriemen verbinden. Die Motoren können auch als Hybrid mit Verbrennungsmotoren betrieben werden.

Als Beispiel wie viel Energie in den Magneten steckt führe ich zwei Magnettype vor.

Art: Quadermagnet	Typ: Q-51-51-25-N
Größe: 50 × 50 × 25 mm	Größe: 50,8 × 50,8 × 25,4 mm
Material: NdFeB (Neodym – Eisen – Bor)	Oberfläche: Vernickelt (Ni-Cu-Ni)
Oberfläche: Nickel	Magnetisierung: N40
Magnetisierung: N48	Haftkraft: ca. 100 kg
Haftkraft: ca. 200 kg	Gewicht: 500g
Gewicht: 350 g

Es ist noch sehr wichtig zu berücksichtigen das bei zusammenführen von zwei Magneten jeweils von 100 kg Haftkraft, die Haftkraft bei einem Luftspalt von 0,1 auf 150 kg steigt. Im Fall der Abstoßung (gleiche Polen) von zusammenführen zweier Magneten mit jeweils 100 kg Haftkraft, ändert sich das Verhältnis die Abstoßungskraft bei einem Luftspalt von 0,1 sinkt auf 50 kg. Die genaue Kraft könnte man mit den Magneten die angewendet werden durch ein einfaches Experiment in allen Abstandspositionen ermitteln. Um die Magnetfeldstreuung zu vermeiden ist es sehr wichtig die sichere Entfernung zwischen den Magnetdrillingen 4 und Magnetpaaren 9, einzuhalten. Alle zum Bau angewendeten Materialien müssen aus antimagnetischem Material sein, auch die Rollen, Federn, Kugel – und Kegelrollenlagern. Und zum Schluss die Frage, wie lange könnte ein solcher Motor laufen? Meiner Meinung nach könnte ein solcher serienreifer Motor ca. 10 bis 15 Jahre lang laufen. Die Magnetfeldstärke verliert die Kraft erst ab 80° Hitze und durch Einfluss viel stärkere andere Magnetfelder. Bei gleicher Magnetfeldstärke, nicht. Aus diesem Grund müssen hier alle Magneten gleicher Stärke sein.
Vorteile gegenüber anderen Motoren.
Kein Lärm. Kein Spritverbrauch, Kein Motoröl, Keine Umweltverschmutzung. Funktion rund um die Uhr unabhänglich vom Wetter. Keine Landschaftsstörende Blicke wie von Windkrafträdern. Unabhänglich von allen Stromanbieter durch eigene Stromversorgung und elektrische Heizung. Frei Leben, kein Druck zum sparen, ein positiver Punkt der sich positiv auf die Gesundheit und Geldbeutel auswirkt, etc.

Claims

Vorrichtung und Verfahren in zwei Varianten zur Umwandlung der Permanentmagnetenergie in Drehenergie, die zum Antrieb eines stromerzeugenden Generators und viele andere Bewegungsmittel und Maschinen dienen wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass nach Darstellung der 1, zwischen den runden Platten 1, 2, 3 und 4 die den Blok des Motors bilden, mehrere drehbare Magneten 5 und 9 wie es auch in 1, 4,5 und 7 dargestellt ist, in zwei Kreisen, inneren und äußeren, gegenüber in einem bestimmten Abstand, platziert werden. Zwischen denen ein Kolbenmagnet der an beiden Seiten nach innen geformt ist, entsprechend dem Radius den drehbaren Magneten, angeordnet wird. Die gabelförmige Magnetstangen 1, 10 und 7, 10 (Draufsicht) haben oben eine Öffnung durch die, die Achsen der Magneten verlaufen und sind am anderen ende mit der Kurbelwelle 11 mittels der Kugellager gelagert und verbunden. Die beiderseitigen Öffnungen sind genügend weit so dass die Berührung zwischen der Magnetkolbenstange und den Magnetachsen gemieden werden. Das dieses sogenannte Kolbenmagnet 1, 7 mit einem antimagnetischen Material z. B. Edelstahl ummantelt wird, an dem wie in 1 und 2 die Rollen 8, und in 3 vierfache Anordnung der Rollen, befestigt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, dass außerdem wie in den gleichen 2, 3 und 4 dargestellt, die Stoßstangen 19 befestigt werden die zu einem den Arbeitszyklus weicher machen in dem sie an die Stoßdämpfer mit Federn 20 4 stoßen, und zweitens die Trennung des am toten Punkt angelangten Magnetkolben von dem drehbaren Magneten, erleichtern. Das außerdem ein Schirmteil 24 7 das von dem Zahnrad 25 zum gegebenen Zeitpunkt durch das Drehen vorgeschoben wird um die Trennung des am toten Punkt angelangten Magnetkolben zu erleichtern.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, ist dadurch gekennzeichnet, dass die drehbaren Magneten 5 und 9 (5) mit der Kurbelwelle 11 mittels den Zahnriemen verbunden sind, mittels denen der rechtszeitige Polenwechsel der Magneten ermöglicht wird, dass als zweite Möglichkeit der Polenwechsel der Magneten wie eben in der 5 dargestellt ist, durch ein Rollenhebel-Zahnrad 22 das von einem exzentrischen Teil 23 bewegt wird, in gegebenen Moment durchgeführt wird. Die Magneten 5, 9 und Zahnradhebel 22 werden mit einem doppelseitigen Zahnriemen verbunden. Damit der Hebel mit dem exzentrischen Teil 23 gekoppelt bleibt und die Magneten sich von der eingestellten Position nicht verdrehen ist der Hebel mit Rollen 22 6 mit dem exzentrischen Teil 23 mittels der ausgefrästen Nutführung, gekoppelt. In diesem Fall werden die Magneten um 180° vor und zurück bewegt. Das Teil 24 6 dient als Gegengewicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, ist dadurch gekennzeichnet, dass nach der Darstellung der 1 das Teil 17 an dem die Kupplung 16 angebracht ist, zu einem als Schwungrad und zu anderem als Bremsscheibe dient, das durch die Bremsvorrichtung 15 in gegebenen Fall der Motor zum Stillstand gebracht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorrichtung 8 am beweglichen Teil 4. zwei, drei und mehrere im kreis schräg unter ca. 1° bis 5° angeordnete Magneten 1, 2 und 3 fest angebracht werden. Dass das Teil 4 mit Magneten mittels des hydraulischen Zylinders 6, der durch eine Fußpedale mit Rastervorrichtung zum fixieren oder Handhebel, betätigt wird, nach vorne zu den drehbaren Magneten 8, 9 und 10 die an der Achse 7 fest angebracht sind, bewegt wird. Das während der Näherung der gleich poligen Magneten 1, 2 und 3 zu den Magneten 8, 9 und 10 die an der Achse 7 fest angebracht sind, sich durch die Abstoßungskraft der schräg angebrachten Magneten die Achse 7 in Drehbewegung mit samt Magneten 8, 9 und 10 versetzt wird, dessen Energie zur Nutzung und Betrieb eines Generators oder eines Bewegungsmittels dienen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, ist dadurch gekennzeichnet, dass auch bei dieser Vorrichtung das Teil 11 an dem die Kupplung 12 angebracht ist, als Schwungrad und Bremsscheibe dient, das mittels der Bremsvorrichtung 13 der Motor zum Stillstand gebracht wird. Es wird noch die ganze Beschreibung samt Zeichnungen in Anspruch genommen.