DE1514108A1

DE1514108A1 - Dynamo-electric drive system

Info

Publication number: DE1514108A1
Application number: DE19651514108
Authority: DE
Inventors: List Dipl-Ing Heinrich
Original assignee: LIST DIPL ING HEINRICH
Current assignee: LIST DIPL ING HEINRICH
Priority date: 1965-01-09
Filing date: 1965-01-09
Publication date: 1969-08-07

Description

Dipl.-Ing. Heinrich ListDipl.-Ing. Heinrich List Dynamo-elektrisch·· AntriebssystemDynamo-electric drive system

Dynamo-elektrische Antriebssysteme sind solche, bei denen eine Kraftwirkung dadurch zustandekommt, dass ein stromdurchfloasener Leiter sich in einem magnetischen Feld befindet, wobei eine Kraftwirkung in dor dritten Kaumrichtung auftritt.Dynamo-electric drive systems are those in which a force is created by the fact that a current-carrying conductor moves into a magnetic field, with a force acting in the third Barely direction occurs.

Ee ist kennzeichnend und"wesentlich für/aySamo-elektrische Prinzip, dass Polausbildungen an Eisenteilen, vermieden werden, zumindest durch den elektromagnetischen Teil, so daas in einem weiteren Hubbereich eine fast lineare Beziehung zwischen Strom- und Kraftwirkung besteht.Ee is indicative and "essential to / aySamo-electric principle that Pole formations on iron parts are avoided, at least by the electromagnetic part, so that in a further stroke range an almost linear one There is a relationship between the effect of current and force.

Die bekanntesten praktischen Annendungen dieses physikalischen Prinzips sind Tauch- und Drehspulaysteae. Die ersteren werden in weitestes Umfang als elektroakustiache Wandler (Lautsprecher) verwandt, aber auch schon als Antrieb für Kleinkompressoren u.a., während die Drehspuleysteme in der Meee- und Heiaistechnik grösste Bedeutung erlangt haben.The best known practical applications of this physical principle are Diving and rotating coil steae. The former are broadly called electroacoustic transducers (loudspeakers), but also as a drive for small compressors, etc., while the moving coil systems in the sea and heating technology have achieved great importance.

Ea sind auch Konstruktionen bekannt geworden, bei denen eine weitgehende Anwendung des dynano-elektrischen Prinzips in der Form verwirklicht wird, dass ein Permanentmagnet sich innerhalb einer Spule bewegt, wobei die Kraftwirkung ebenfalls dadurch zustandekommt, dass die vom Permanentmagneten in radiale Richtung auagetreuten Kraftlinien die Spulen schneiden, und damit in Zuaaamenwirkung mit den stroadurchflossenen Spulendrähten die Kraft in der dritten Baumrichtung hervorrufen. Durch günstige Dimansionierung und Zuhilfe&ahme von Kietnarmierungen hat man neuerding· derartige Syβtee· soweit verbessert, dass ei· ernstlich in Konkurren» mit bisher bekannten Huboder Schwingmagnetsysteraen treten können. Der Vorteil solcher Anordnungen im Vergleich au normalen Tauchspulsystemen ist der, dass die Spulen statoreeitig festliegen und keiner elastischen Zuleitungen mehr bedürfen, und dass es dadurch weiterhin möglich wird, die Spulen wesentlich höher su beaufschlagen, weil deren Wärmeableitung nunmehr auf ein mehrfaches gegenüber freien Tauehepulen erhöht werden kann.Ea constructions have also become known in which an extensive Application of the dynano-electrical principle is realized in the form, that a permanent magnet moves within a coil, whereby the force effect also comes about by the fact that the permanent magnet in lines of force, which are true to the radial direction, intersect the coils, and thus in cooperation with the coil wires through which the strobe flows, the force in the third tree direction. Due to favorable dimensioning and With the aid of rope reinforcements, such systems have recently been improved to such an extent that they can seriously compete with previously known lifting or oscillating magnet systems. The advantage of such arrangements In comparison to normal moving coil systems, the fact that the coils are fixed on the stator side and no longer require elastic supply lines, and that it is still possible to apply the coils significantly higher su, because their heat dissipation is now several times over free rope howling can be increased.

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Bei der vorliegenden Erfindung geht ·■ insbesondere darum, di· letztgenannten System· in der Richtung weiter su verbessern, dass die Ankermaesen auf den denkbar kleinsten Teil reduziert werden, ohne dass der dynamische Effekt sonst, verschlechtert wird· Üs wird dies also dadurch erreicht, dass bei mechanischer und thermischer Bindung dor Spulen am statorseitigen Eiaen und bei radialem Durchtritt des Magnetflusses durch die Spulen der magnetische Fluss auf einen ferritischen Ankerring nahe der oder den Spulen geleitet wird, wobei allein dieser Ring das bewegliche Element der ganzen Anordnung bildet·In the case of the present invention, the aim is in particular to further improve the last-mentioned system in the direction that the anchor moorings can be reduced to the smallest conceivable part without affecting the dynamic Otherwise the effect is worsened. This is achieved in that with mechanical and thermal bonding of the coils on the stator-side egg and when the magnetic flux passes radially through the coils, the magnetic flux is directed to a ferritic armature ring near the coil or coils, with this ring alone forming the movable element of the entire arrangement

Es leuchtet ein, dass, wenn man bei einem dynamo-magnet!sehen System einen zylindrischen Permanentmagneten mit Polbeschlägen als beweglichen Anker verwendet, dann die bewegten Massen relativ hoch liegen, und dass sich diee insofern besonders ungünstig auswirkt, well gerade solche dynamoelektrischen Systeme erst bei grossen Hüben vorteilhaft werden.It goes without saying that if you look at a dynamo-magnet! cylindrical permanent magnets with pole fittings are used as a movable armature, then the moving masses are relatively high, and that they are insofar as it has a particularly unfavorable effect because such dynamo-electric systems only become advantageous with large strokes.

Aufgrund des vorliegenden virfindungsgedankens wird es möglich, sowohl den Permanentmagneten als auch die Spule oder die Spulen auf die ruhende Seite zu bringen, während nur noch eine denkbar kurze ferritische Brücke das einzige bewegliche Element bildet·Due to the present invention thought, it is possible to use both the Permanent magnets as well as the coil or the coils on the resting side while only a very short ferritic bridge forms the only movable element

Dadurch wird das Verhältnis zwischen Kraft und zu bewegender Masse auf einen optimalen ./ert gebracht, im Sinne scloiellen Ansprechen* bei Magneten und verringerter Unruhe bei Schwingantrieben·This increases the relationship between the force and the mass to be moved brought an optimal ./ert, in the sense of general response * with magnets and reduced restlessness in vibratory drives

Berechnungen haben ergeben, dass man bei Leistunga-Bubmagneten bei solchen erfiradungsgemässen Konstruktionen auf Ansprechzeiten von zwei bis sehn Millisekunden beispielsweise kommen kann, bei Kräften von ca. 6 bis 12 kg über Hübe von 8 bis 15 bus· Diese Zahlen sollen nur einen Anhalt über die Qröseenordnung des Erreichbaren geben.Calculations have shown that with high-performance boy magnets one can use such According to the invention, constructions can achieve response times of two to ten milliseconds, for example, with forces of about 6 to 12 kg Strokes from 8 to 15 bus · These numbers are only intended to give an indication of the order of magnitude of what is achievable.

Die Erfindung erlaubt nun eine grössere Zahl von Varianten im Aufbau je nach den Erfordernissen des einzelnen Anwendungsfalles und insbesondere je nach den räumlichen Möglichkeiten.The invention now allows a larger number of variants depending on the structure the requirements of the individual application and in particular depending on the spatial possibilities.

Sine einfache Qrundbauform ist ähnlich der des normalen Topfmagneteyeteme« von Lautsprechern. In dies·» Fall wird ein besonders starker zylindrischerIts simple basic design is similar to that of the normal pot magnet element « of speakers. In this case, a particularly strong cylindrical one becomes

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Permanentmagnet mit axialer Magnetisierungsrichtung konzentrisch in einen Topf ein ebaut, und an"der offenen üeite des Topfes wird zwischen die beiden sieη dort bildenden Pole das erfindungegemässe dynamo-elektrische System zwischenjieschaltet. Dabei wird im einfachsten Falle eine einzelne Spule verwandt, die direkt mit der Gehäuaewand des Topfes mechanisch und thermisch verbunden ist. Auf der Innenseite ist d..r genannte Eisenring angeordnet, der bei axialer Beweglichkeit magnetisch gut mit dem freien Pol des Permanentmagnet en gekoppelt ist, so dass der grösste Teil des permanentmagnetiachen Flusses über diesen Ring durch die Spule hindurch auf den Mantel des ferritischen Topfes geleitet wird*Permanent magnet with axial direction of magnetization concentric in one A pot is built in, and on the open side of the pot is placed between the two Sieη there forming poles the dynamo-electric system according to the invention interposed. In the simplest case, a single coil is used, directly with the housing wall of the pot mechanically and thermally connected is. The iron ring is arranged on the inside, which with axial mobility magnetically well with the free pole of the permanent magnet en is coupled so that most of the permanent magnetism Flux via this ring through the coil onto the jacket of the ferritic pot is passed *

Wenn jetzt ein Strom durch die Spule geschickt wird, so im ent sich die Kraftwirkung, die aus dem Biot-Savart¹sehen Gesetz leicht errechenbar ist, derart bemerkbar, dass der Eisenring gegenüber der festen dpule in axialer Richtung bewegt wird.If a current is now sent through the coil, the force effect, which ^{can easily be calculated from Biot-Savart 1} see law, becomes noticeable in such a way that the iron ring is moved in the axial direction in relation to the fixed coil.

Der an dieser Stelle mögliche Einwand, dase diese Kraftwirkung bzw. die durch den Spulenstrom hervorgerufene Ablenkung der magnetischen Kraftlinien sich auch auf Teile des festen Eisens erstrecken müsste, ist nicht ganz unberechtigt, aber eine genauere Betrachtung und diesbezüglich angestellte Messungen haben ergeben, dass sich diese nicht erwünschten Kraftwirkungen weitgehend in ihror Auswirkung verringern lassen, so dass der gewünschte Haupteffekt ' aura gestört wird. Hierfür ist es lediglich erforderlich, dass an den Übergangsstellen des Flusses nach den statorseitigen Eisenteilen zu die Induktionen nicht zu hoch gehalten werden und gegebenenfalls durch an sich bekannte Massnahmen »Virbelstrombildungen in diesen Eisenteilen verhindert werden. The objection possible at this point, that this force effect or that through deflection of the magnetic lines of force caused by the coil current would also have to extend to parts of the solid iron is not entirely unjustified, but a closer look and measurements made in this regard have shown that these undesirable force effects are largely in their effect lessen, so that the desired main effect 'aura is disturbed. For this it is only necessary that the Transition points of the flow after the stator-side iron parts to the inductions not be kept too high and possibly by known ones Measures »Virbelstrom formations in these iron parts are prevented.

Eine weiter« Ausführungsvariante dee erfindungsgemässen Prinzips sieht ebenfalls einen zylindrischen, axial magnetisieren Permanentmagneten vor, dessen Fluss an beiden Enden über einen Wirkluftspalt auf einen rohrförmigen ferritischen Mantel geführt wird und nunmehr die wirksame Anordnung von Spule und Ankerring an jeder Polseite vorgesehen wird, so dass eine Art Doppelsystem zustandekommt. Hierbei Kann man die beiden Ankerringe sowohl mechanisch gekuppelt synchron miteinander laufen lassen, was voraussetzt, dass die Spulen elektrisch gegeneinander geschaltet werden, man kann aber auch dieAnother embodiment variant of the principle according to the invention also provides a cylindrical, axially magnetized permanent magnet, whose Flow at both ends through an active air gap on a tubular ferritic Sheath is guided and now the effective arrangement of the coil and anchor ring is provided on each pole side, so that a kind of double system comes about. You can use the two anchor rings both mechanically coupled to run synchronously with each other, which requires that the Coils can be electrically connected to each other, but you can also use the

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beiden Ankerringe bei elektrischer Umpolung einer der beiden Spulen mechanisch gegeneinander schwingen lassen, so dass ein naeh auosen ausgewuchtetee Schwingsystem zustandekommt. Ale Hub-, Heiais-, Schütz- oder Kupplungsmagnet interessiert natürlich nur die zuerst genannte Schaltung» two armature rings with electrical polarity reversal of one of the two coils mechanically let them swing against each other, so that a close auosen balanced tea Oscillating system comes about. Of course, all lifting, heating, contactor or coupling magnets are only of interest to the circuit mentioned first »

Ein sehr wirksames Hochleistungssystem kommt dadurch anstände, dasο man zwei zylindrische, axial magnetisiert· Permanentmagnete koaxial zueinander anordnet und mit gleichen Polen einander eukehrt· Dabei bringt man ein zylindrischee 1-olelement »wischen die boiden Magnete, durch dae der gemeinsame i'lues auf einen rohrförmigen Hückschlussmantel geführt wird* Üowohl die Spule οία der den Anker bildende bewegliche Kisenring sind in dieser Mittelsone angeordnet. Der besonder« Vorteil dieser Anordnung ist die Konsentration der gemeinsamen Flüsse der beiden zylindrischen Permanentmagnete auf den vVirkbereich und die relative Verringerung von schädlichen Streuleldern. A very effective high-performance system is inconvenient by arranging two cylindrical, axially magnetized permanent magnets coaxially to one another and reversing each other with the same poles tubular short-circuit jacket is performed * Üowohl the coil οία the movable Kisenring forming the armature are arranged in this central zone. The particular advantage of this arrangement is the concentration of the common fluxes of the two cylindrical permanent magnets on the active area and the relative reduction of harmful stray fields.

Die Ausschaltung der Streufelder ist bei den erfindungsgemäseen Anordnungen von besonderer Wichtigkeit, da ja immer relativ groese Luftspalte an den Wirketellen vorhanden sein müssen, und da infolgedessen an allen Stellen der magnetischen Kreise die Stromspannungen vcrhältniemässig hoch ausfallen·The elimination of the stray fields is in the arrangements according to the invention of particular importance, since there are always relatively large air gaps at the Active points must be present, and consequently in all places the voltages of the magnetic circuits are relatively high

weitere Verbesserung des angestrebten Effektes ergibt sich dadurch, dass an jeder magnetischen Wrkstelle der vorher schon geschilderten Anordnungen je eine Spule auf der Innen- und Ausseneeite des Wirkluftepaltee angeordnet werden, wobei der den magnetischen Fluss konzentrierende freibewegliche Ankerring sich zwischen den beiden Spulen befindet und in axialer Richtung bewegt wird· Durch eine solche Anordnung vermeidet man magnetische Übergänge zwischen festem und bewegtem Eisen an Stellen, v/o nur schädliche i^uerkräfte und keibungen auftreten können, und die vorher schon erwähnten Verluste zwischen Spalt und statoreeitigem Eisen worden ebenfalls verringert, weil an diesen Stellen nun keine Fluüskonaeutrationen mehr auftreten»further improvement of the desired effect results from that at each magnetic working point of the arrangements already described, a coil is arranged on the inside and outside of the active air gap the free moving one concentrating the magnetic flux Armature ring is located between the two coils and is moved in the axial direction · This type of arrangement avoids magnetic transitions between fixed and moving iron in places, v / o only harmful forces and friction can occur, and the previously mentioned losses between the gap and stator-side iron have also been reduced, because at these points there are no more fluüconeutrations »

Die angestrebten erhöhten Kraftwirkungen bei möglichst geringer bewegter Eisenmasse werden naturgemasa noch Verbessert dadurch, dass man in dom beweglichen ferritischen Ankerring durch richtige Bemessung zu besondere hohen Induktionsdichten übergeht. Hierbei können eowohl die Formgebung d«e Eieenringquerechnittee als auch Unterteilung dee Eisenringee in mehrere Abschnitte das angestrebte Ziel unterstützen. Man kann also «owohl die Induktlonedioht«The desired increased force effects with the lowest possible moving iron mass are naturally further improved by the fact that in the movable ferritic armature ring, through correct dimensioning, one goes over to particularly high induction densities. Both the design of the cross-section of the iron ring and the subdivision of the iron ring into several sections can support the desired goal. So you can "even though induction"

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Im Kisen dieser Ankerring· sehr hoch halten» als au oh di· Oberfläch· gegenüber der Spulenaelte (den Spulenseiten) ao groee halten, das· dae Feld innerhalb der Spulen wieder verdünnt wird. Durch alle diese Maasnahmen sind maximale Kraftwirkun,sen bei miniaal bewegbaren Massen erreichbar.In the Kisen this anchor ring · hold very high »as au oh di · surface · keep ao large in relation to the coil length (the coil sides), that · dae Field is thinned again within the coils. Through all of these measures maximum forces can be achieved with minimally movable masses.

Sohlieaalich lässt sich da· noch mit fertigungeteohnisohen Vorteilen verbinden, indem man beispielsweise den Ringanker aus gestanzten Blechringen aufbaut, die in gewisser Diatans sueinandor gehaltert werden·The base can also be combined with non-manufacturing advantages, for example, by making the ring anchor from stamped sheet metal rings builds up, which are kept in certain diets separately

Λβηη man zwischen diesen Blechringen dann noch Abstandaringe aus gut leitendem Material voraddit, wie Aluminium oder Kupfer, so lässt sich der gewünscht β dynamische Antriebseffekt ineofurn verbessern, als eine ^ueraueweichung des Flusse« innerhalb des Ankereisenringea unterdrückt wird·If you then add spacer rings made of a highly conductive material, such as aluminum or copper, between these sheet metal rings, the desired dynamic drive effect can be improved ineofurn by suppressing a rough softening of the flow within the anchor iron ring a.

Dass man bestrebt «ein au··, duroh geeignete konstruktive Massnahmen all· zusätzlichen Bauelemente, die auf der bewegten Seite liegen, möglichst leicht BU halten, ist selbstverständlich. Man wird also als Führungeaohse, die d«a odv^r dl· Anker trägt, «in· möglichst dünn· oder eine rohrförmig· Achs· verwenden, dund die teller- oder topfförmigen Bauelemente, die die Ankerring· «it der Achse verbinden, wird «an sweckmaeeigerweise aus leichten Stoffen herstellen, wie sua Beispiel mechanisch stabilen, glasfaserverstärkten Thermoplast an, die dünnwandig aber verrippt eind, ao dass die relativ grossen Kräfte gut übertragen werden· Wann di· Ankerring· «inseitig an Eisen liegen, so wird man dort einen Luftspalt in Gestalt eines unmagnetischen Zwischenringes einfügen, und hlurfUr ein Material mit guten Gleiteigenschaften wählen, damit der Ankerring auf diesen Flächen direkt gleiten kann· Aue·erde· wird man di· Ankerring· auf diesen Flussübergangsseiten, auf denen ei· gleichseitig laufen, tunlichst verbreitern, so dass hier trots der Relativbewegungen gering· Wirbelstromverlust· entstehen.That one strives for «an au ··, duroh suitable constructive measures all · additional components that are on the moving side, as light as possible Keeping BU is a matter of course. So one becomes as a leader aohse, the d «a odv ^ r dl · anchor bears, «in · as thin as possible · or a tubular · axle · use, d and the plate or cup-shaped components that the anchor ring ·« it to connect the axle, is usually made of light materials, such as mechanically stable, glass fiber reinforced thermoplastics, which are thin-walled but ribbed, ao that the relatively large ones Forces are well transmitted when the anchor ring is on the inside against iron, so you will insert an air gap in the form of a non-magnetic intermediate ring, and choose a material with good sliding properties so that the anchor ring can slide directly on these surfaces. the anchor ring will be widened as much as possible on these flux transition sides, on which they run on the same side, so that little eddy current loss occurs here despite the relative movements.

Bei d·» Konstruktionen, bei denen ein Ankerring jeweils zwischen swei Spulen schwebend geführt ist, werden di· magnetischen ^uerkräft· am geringeten sein, so dass di· Aufhängung des Ankers erleichtert ist, und mit geringen Lager· belastung*» gerceaset werden kann«With d · »constructions in which an armature ring is placed between two coils is guided floating, the magnetic forces will be the least, so that the suspension of the anchor is easier, and with little bearings load * »can be rented«

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Bs wurde schon darauf hin ewieeen, dass bei Hubmagneten dieser neuen erfindun. agemäasen Konstruktionsart mit ganz besondere niedrigen Ansprechzeiten gerechnet werden kann. Dafür sind zwei Hauptgründe aussiebend: einmal das günstige Verhältnis wischen Kraft und zu bewegender Masse und 2. die relativ !niedrige Induktanz, die ein dynamisches System ^..,enüber einem elektromagnetischen System grundsätzlich hat,' weil das Hauptfeld dos Permanentmagneten ja nicht aufgebaut werden braucht·It was already pointed out that this new invention for lifting magnets. agemäasen type of construction with very special low response times can be expected. There are two main reasons for this: first that favorable relationship between the force and the mass to be moved and 2. the relatively! low inductance, which a dynamic system has over an electromagnetic system, because the main field of the permanent magnet does not need to be built up.

Man wir d deshalb solche Magnete, um das äuaserste herauszuholen, auch noch zwectaau'ssigerweise durch Energieimpulse betreiben, insbesondere duroh gesteuerte Kondensatorentladungen»We d therefore still use magnets like this in order to get the most out of it Actually operate with energy impulses, especially duroh-controlled capacitor discharges »

Bei Schwingmagneten dieser Bauart, die beispielsweise synchron mit dea erregenden Wechselstrom des Netzes schwingen sollen« kann man durch die schon genannten Sondereigenschaften dieser Systeme leicht erreichen, dass Federn zur Abstimmung auf dor mechanischen Seite entweder garnicht mehr erforderlich sind, oder nur noch als nicht energietragende Hilfefedern dimensioniert werden können, so dass man mit derartigen Geräten Tiel höhere Lebensdauern erzielen kann als es bisher möglich war·In the case of vibrating magnets of this type, which should, for example, vibrate synchronously with the exciting alternating current of the network, you can already do this The special properties mentioned of these systems can easily achieve that springs for coordination on the mechanical side are either no longer required at all, or are only dimensioned as non-energy-carrying auxiliary springs can be, so that one with such devices Tiel longer lifetimes can achieve than was previously possible

Man kann nach den beschriebenen Prinzip aush elektro-akustische Wandler (■•B· Lautsprecher) bauen* die in ihren wesentlichen Eigenschaften den bekannten Tauehepul-Systemen ähneln, bei denen aber das Kupfer wesentlich höher beaufschlagt werden kann wegen der thermischen Kopplung an den Stator·Electro-acoustic converters can be used according to the principle described (■ • B · loudspeakers) build * whose essential properties are similar to the known Tauehepul systems, but in which the copper is much higher can be applied due to the thermal coupling to the stator

Sehlieaslich soll noch auf die Signung des erfindungsgenaeeen Frinsips füy Sohnellschalt-Kupplungen hingewiesen werden· Man wird hierbei auf eine verstärkte Endhaftung bedacht «eis aUsaen· Diese lässt sich leicht erreichen duroh ferritisehe Polveraprüsge (s.B. mittels Blechringen) an einen der statorseitigea Pole, durch die ein Teilfluss verdichtet sum Ringanker geführt wird, woduroh «ine definierte End« baw. Haftkraft sustandekoBmt· Die Bücketellung kann bei solchen Kupplungen inabes· durch Gegeniapula erfolgen, wodurch eineraeits dl« Ead&mftuag either geläsft wird und andererseits Hücksteilseiten von ähnlicher KUrse wie de Hinsiellseit erreicht werden*Sehlieaslich should still füy on the signature of the inventive Frinsip Sonell shift clutches should be pointed out · Attention is drawn to increased ultimate liability «ice aUsaen · This can be easily achieved Duroh ferritic Polveraprüsge (see e.g. by means of sheet metal rings) to one of the Pole on the stator side, through which a partial flow is condensed to the ring anchor, where there is a defined end. Adhesive force sustandekoBmt · The With such couplings, stooping can be done inabes by counteriapula, whereby, on the one hand, the Ead & Mftuag is either released and, on the other hand, back parts of a similar course as de Hinsiellseit are reached *

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In Fig. 1 ist ein einfaches topfförmigee System dargestellt, in dem (3) •inen zylindrischen axial raagnetiaierten Permanentmagneten darstellt (beispielsweise aus Barium-Ferrit) und (k) einen Rücksehlusstopf zeigt ,sowie (5) einen Polschuh mit SBylindrisehem Umfang, so aase zwischen den ferri-. tischen. Teilen'(4·.) und (5) der eigentliche Arbeitsraum freibleibt. In dieses sind die beiden konzentrischen flach gewickeltes Spulen (2) angeordnet, die beispielsweise durch Vergiessen befestigt sind,und in deren Zwischenraum wiederum befindet eich der bewegliche <*nkerring (1). lüs ist in dieser und den folgenden Figuren nicht dargestellt, wie dieser nnkerring befestigt und durch eine Achse geführt wird₉ da dies far den Fachmann keinerlei Schwierigkeit bedeuteteIn Fig. 1, a simple pot-shaped system is shown in which (3) • represents a cylindrical axially raagnetiaierten permanent magnet (for example, made of barium ferrite) and (k) shows a back bowl, and (5) a pole piece with SBylindrisehem circumference, so aase between the ferri-. tables. Share '(4 ·.) And (5) the actual work space remains free. In this the two concentric flat-wound coils (2) are arranged, which are fastened, for example, by potting, and in the space between them the movable core ring (1) is located. It is not shown in this and the following figures how this anchor ring is fastened and guided through an axle ₉ since this did not represent any difficulty for the person skilled in the art

In Fig_o 2 ist ein ähnliches System, jedoch wit jswei zylindrischen Kern-Permanentmagneten dargestellt, wobei dae zwischen den Permanentmagneten (?) liegend© Polstück (5) gleichnamig® Pol® vorbindet und den Flues in radialer Richtung durch die WirkssoBea d«he über die Spulen (2) zum Mantel (k) überleitet« Wiederum befindet sieh der Ankerring (1) zwischen den beiden konmentrischsn Spulen. Durch die Zusammenfassung der Flüsse von zwei Permanentmagneten, die praktisch magnetisch parallel liegen« lässt sxch die Wirkbreite und damit der Hub vergröeeerB·In FIG _o 2 is a similar system, but jswei cylindrical core permanent magnets wit shown, wherein dae between the permanent magnets (?) Lying © pole piece vorbindet (5) gleichnamig® Pol® and Flues in the radial direction by the WirkssoBea d "he above the coils (2) are transferred to the jacket (k) . The armature ring (1) is again located between the two conventional coils. By combining the fluxes of two permanent magnets, which are practically magnetically parallel, the effective width and thus the stroke can be increased.

Fig» 3 zeigt nunmehr ein Syetera ait einem zyliadriechen Kern-Permanentmagnet (3) und einem konzentrischen Ring-Permanentmagneten (3), die durch eine Bück« platte ik) magnetisch geschlossen sind und die magnetisch in Reihenschaltung liegen, so dass über die Polstücke (5) ein kräftiger Fluss auf die Wirkeone geführt wirdo Wiederum stellt (1) den beweglichen Ringanker dar, der zwischen den beiden Spulen (2) in axialer Richtung beweglich angeordnet ist.Figure "3 now shows a Syetera ait a zyliadriechen core permanent magnet (3) and a concentric annular permanent magnet (3) which are closed magnetically by a Buck" plate-ik) and which are magnetically connected in series, so that via the pole pieces ( 5) a strong flow is directed onto the active zone o Again, (1) represents the movable ring armature, which is movably arranged in the axial direction between the two coils (2).

#ig. k stellt eine weiter© Variante dar, bei der ein ringförmiger Permanentmagnet mit Magnetisierung in radialer Richtung vorgesehen ist. Für diese Bauart kanu man Batürlicb. nur isotropes Material verwenden, so dass die Energiewert© das Permanentmagneten niedriger liegen* Dafür sind aber die ütreuflusa« Verhältnisse etwas günstigere#ig. k represents a further © variant in which an annular permanent magnet with magnetization in the radial direction is provided. For this type of construction one can naturalize. Use only isotropic material, so that the energy value © of the permanent magnet is lower

Ie FIg₆ 4a ist'-'die. Wirkeone Kwieehesa des Pole» dargestellt und der Vorsprung (6), der einfach uurQh eiaenBlechriag gebildet werden kann, stellt ein Sie« ment..dar, durch dae üer Ankerring- la der eatepreeheadea Endeteilung magnetisch haftend gehalten wird«Ie FIg ₆ 4a is '-' the. Represented Wirkeone Kwieehesa the Pole "and the projection (6), which simply uurQh eiaenBlechriag can be formed is adjusted, you" ment..dar by dae üer Ankerring- la the eatepreeheadea end division is held by magnetism "

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Schliesslieh zeigt Fig. $ ein ähnlich bauendes System mit eine» zylindriechen Kern-l'ermanentraacneten (.3)» für den man hier zweckmässlgerweise einen hochwertigen Gußstahl wie Alnico oder Koerzit wählte Hier wird der Flues über den rohrförmigen Mantel (k) und über die Polstücke (5) zurückgeachlossen,und an jeder Seit« befindet eich nur je eine Spule. Die Ankerringe (1), deren Halterung auf einer Achse wiederum nicht näh-r angegeben ist, gleiten unmittelbar auf den Polstücken (5)» wobei zwischen beiden durchaus noch ein· unmagnetische dünnwandige Hülse angeordnet sein kann, die besonders gute Qleiteigenachaften hat. Bei dieser Anordnung findet die Krafteraeugung nur •inseitig zwischen Spule und ..nkerring statt und auf den beiden Seiten dieser Wirkzone, v/o di© Feldlinien ins feststehende Bisen übertreten müssen, können in begren item Hase· Wirbelstromverluste auftreten, denen man durch geeignet· Massnahmen begegnen kann·Schliesslieh FIG. $ A similar slung small system with a "zylindriechen core l'ermanentraacneten (.3)" for the one here zweckmässlgerweise a high-quality cast steel as Alnico or Koerzit selected here is the Flues over the tubular jacket (k) and the Pole pieces (5) closed back, and there is only one coil on each side. The armature rings (1), the mounting of which on one axis is again not specified, slide directly on the pole pieces (5), with a non-magnetic, thin-walled sleeve between the two, which has particularly good conductivity properties. With this arrangement the force is only generated • on the inside between coil and ... Can counter measures

Schliesslich sind in Fig. 6 Querschnitte für die Ankerringe dargestellt, Unter ίβη Ziffern a, b, c, und d. Ein· einfach· Rechteckform wie sie in (a) gezeigt wird und eine ähnliche Form mit starken Abrundungen an den Kanten, wie ''β in (b) dargestellt let, eind zunächst die gegebenen Querschnitte· Wi man aber die bewegten Nassen möglichst noch weiter Verringern, so ist •ine ^uerschnitts«inschnüru&g zweekmässig, wie sie in (c) gseigt ist· Durch •inen solchen uuerse mitt erreicht man, dass b«i einer immer noch massigen Luftinduktion innerhalb des Spulenraumes die Induktion im Ankerring hoch getrieben werden kann bis an die Sättigungsgrade« Etwas ähnliches wird erreicht durch die Zusaramensetzung des Ankers aus mehreren Blechringen (7)t wie sxe in (d) gezeigt ist· In die Zwischenräume (8) kann man Ringe aus Kupfer oder Aluminium einfügen, die der unerwünschten ^uerverSchiebung d.?s Flusses im Anker entgegenwirken· Allerdings geht dadurch der Vorteil der Massenverringerung wieder etwas verloren*Finally, Fig. 6 shows cross-sections for the anchor rings, Under ίβη digits a, b, c, and d. A simple rectangular shape as shown in (a) shown and a similar shape with strong rounded edges, as '' β in (b) let, and first the given cross-sections But if the moving wetness is reduced as much as possible, so is • in a cross-section in line with two dimensions, as shown in (c) • In such an external medium one achieves that b «i is still massive Air induction within the coil space the induction in the armature ring can be driven up to the degree of saturation «Something similar is achieved by the composition of the anchor from several sheet metal rings (7) t as shown in (d) · In the spaces (8) you can put rings made of copper or insert aluminum, which avoids the unwanted displacement of the river counteract this in the anchor · However, this has the advantage of reducing the mass lost something again *

Im allgemeinen wird man die radiale Ausdehnung des Wirkraumee und ganz be» sonders auch die radiale Abmessung des Ankerringes grosser halten, als es in den Zeichnungen dargestellt ist, weil man dadurch das Verhältnis Wirkfluse su Streufluss verbessern kann. Eine andere Massnahme, die dem gleichen Zweck dienen kann, ist die, die Rohr- und Topfduroheeseer für das Hüokschlusseleen in dem freien Teil des Rückschlusses so su rergröseern, dass die radialen Abstände zu den Permanentmagneten la Sinne der Unterdrückung der schädlichen Streuflüsse waoheen, während man im Wirkbereich mit dem Elsen sich wieder Iweekaässig dea sylindrischen Polschuh des Kernmagneten nähert.In general, the radial expansion of the active space and very much also keep the radial dimension of the anchor ring larger than it is in is shown in the drawings because this increases the ratio of active fluff su can improve leakage flux. Another measure that has the same purpose can serve is the one that Rohr- und Topfduroheeseer for the Hüokschlusseleen in the free part of the inference so that the radial Distances to the permanent magnets la meaning the suppression of the harmful stray flux waoheen, while you are in the effective range with the Elsen again Iweekaässig approaches the cylindrical pole piece of the core magnet.

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^s; ^ BATH ORIGINAL

Claims

1) Dynamo-electric propulsion system for lifting magnets, relays, Schute ·, Magnet clutches, vibrating magnets and electroakuatiache converters, thereby. characterized in that the coil is mechanically and stator-side iron is thermally bound, and that with radial passage of the magnetic flux through the coil a ferritic ring the conduction and consentration of the Flux to the coil area takes over, with all one of these King as more agile. Anchor is formed.

2) Dynamo-electricu-Antrisbasyatem according to 1) characterized in that When using a cylindrical permanent magnet with an axial magnet! ·· the direction of the coil and the hanging anchor wipe the one »ylindrisohen Pole of the magnet and between a kiuentopf that directs the flow to the other side of the magnet »returns, are arranged ·

3) Üynamo-elektrisehee-Antriebßyetem devices 1) characterized by the Use of a cylindrical, axially magnetized permanent magnet and one coil and one hanging anchor on each side of the permanent magnet, the inference of the magnetic flux via a tubular jacket he follows·

A) Dynamo-elektriachea drive system according to 1) characterized in that two cylindrical, axially magnetized permanent magnets coaxial and with same poles turned to each other concentrate their flow on a hanging anchor, whereby the magnetic return is effected via two üisento'pfe will.

5) Dynaa-electric drive system according to 1) to h) characterized in that two concentric coils are arranged with an intermediate space in the respective active air gap, the annular ferritic impeller being arranged axially movable in the intermediate space between the two coils.

6) Dynamo-electric drive system ^ marked according to 1) to 5) dadursE, that especially for the movable anchor collar a small width in axial direction and thus a high induction density is selected, with as a material for the ring, if necessary Spnsialweicheiaen with special high magnetic saturation * can be used.

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15U108

7) Dynamo-elektrischee-Antriebseyatani gemäße 1) bis 6) dadurch gekenös»i^;?a · n;t, dass der Ankerring mit Hilfe eines topfförmigen, einteiligen oder zusammengesetzten Elementes mit der zentrischen Achse verbunden wird, wobei auf geringste Massen der benötigten Armierungseientente geachtet wird.7) Dynamo-electrice-Antriebseyatani according to 1) to 6) thereby gekenös »i ^; ? a · n; t that the anchor ring is connected to the central axis with the help of a cup-shaped, one-piece or composite element, whereby the smallest possible masses of the required reinforcement components are taken into account.

8) Dynanio-elektrisches-Antriebssystem gemäss 1) bis 7) dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Ankerring(s) aus einzelnen, beispielsweise gestanzten ßlechringen unter £>istanzhaltung zusammengesetzt ist (sind)»8) Dynanio-electric drive system according to 1) to 7) characterized in that that the anchor ring (s) from individual, for example punched ßlechringen under £> istanzhaltung is (are) put together »

9) Dynamo-elektrisches Antriebssystem mit Ankerrinren gemäss 3) dadurch gekennzeichnet, dass die Lücken »wischen den einzelnen Blechringen z.T. oder ganz mit einem gut leitenden M.-.ii-rr'.a.l wi· Kupfer oder Aluminium ausgefüllt werden, um Flusecuerversehiehungen durch Wirbelstrombildung zu unterdrücken·9) Dynamo-electric drive system with anchor grooves according to 3) characterized in that the gaps »wipe the individual sheet metal rings partly. or completely filled with a highly conductive M .-. ii-rr'.a.l wi · copper or aluminum in order to avoid flusecuration by eddy currents suppress·

10) Dynamo-elektrlsches-Antriebesystem gemäes 1} bis 9) dadurch gekennzeichnet, dass dl· Eisenteile die eich etatorseitig an die Spulen direkt an· schliessen durch Materialwahl bzw. durch mechanische Macsnahmen wi· Einschnitte und ähnliches befähigt werden, Wirbelströse bei Flussquerverschiebungen zu unterdrücken.10) Dynamo-electric drive system according to 1} to 9) characterized in that the iron parts are directly connected to the coils on the calibration side close through the choice of material or through mechanical measures such that incisions and the like are enabled to suppress eddy currents in the event of transverse flow displacements.

11) Dynaao-elektrischee-Antriebasystem gemäss 1) bis 1o) gekennzeichnet durch eine konzentrische Anordnung zweier Permanentmagnete, die bei geringsten Streuveilueten ihren Fluss auf «inen Wirkluftspalt konzentrieren.11) Dynaao-electric drive system according to 1) to 1o) characterized by a concentric arrangement of two permanent magnets, which concentrate their flux on an effective gap in the event of the slightest leakage.

12) Dynamo-elektrisches Antriebssystem gemäss 1) bis 1o) gekennzeichnet durch die Verwendung radial magnetisierter Permanentmagnete·12) Dynamo-electric drive system according to 1) to 1o) characterized by the use of radially magnetized permanent magnets

Bynamo-elektriaohes-Antriebseyatcm gemäss 1) bis 12) als Schwingantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Umkehrbeschleunigungen für die Schwingbewegung des Ankers im wesentliche:! den magnetischen Kräften entnommen werden, während Federn garnicht oder nur als Hilfselementeverwandt werden.Bynamo-electric ohms drive atcm according to 1) to 12) as a vibratory drive, characterized in that the reversal accelerations for the oscillating movement of the armature are essentially: taken from the magnetic forces while springs are not used at all or only as auxiliary elements.

Dynamo-elektrisuhee-Antriebesystem gemäsa 1) bis 12) dadurch gekennzeichnet, dans am Hub-Beginn (und)oder am Hubende ferritisch· Vorsprünge (z.B. in Gestalt von Biaanblechriagen) angebracht sind, die einen verdichteten Teilfluss zum Ringanker führen und dadurch eine definierte Haftung bewirken. Ö09832/0612Dynamo-electric drive system according to 1) to 12), characterized in that at the start of the stroke (and) or at the end of the stroke, ferritic projections (e.g. in the form of Biaanblechriagen) are attached, which condensed one Lead partial flow to the ring anchor and thereby cause a defined adhesion. Ö09832 / 0612