DE202007001534U1 - Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung
zur Erzeugung einer Antriebskraft, gekennzeichnet durch:
ein röhrenförmiges Gehäuse (10, 10'), das ein erstes und ein zweites offenes Ende (101, 101', 102, 102') aufweist, die einander gegenüberliegen;
ein Antriebsglied (40, 40'), das im röhrenförmigen Gehäuse (10, 10') beweglich angeordnet ist und einen Magneten (41, 41') enthält, wobei das Antriebsglied (40, 40') bezüglich des röhrenförmigen Gehäuses (10, 10') zwischen einer ersten und einer zweiten Position, die nahe dem ersten bzw. zweiten offenen Ende (101, 101', 102, 102') des röhrenförmigen Gehäuses (10, 10') sind, beweglich ist; und
eine Magneteinheit (20, 20'), die einen ersten und einen zweiten Magneten (21, 21', 22, 22') enthält, die jeweils ein entsprechendes erstes und zweites offenes Ende (101, 101', 102, 102') des röhrenförmigen Gehäuses (10, 10') bedecken;
wobei eine Polarität eines Magnetfelds entweder des Magneten (41) des Antriebsglieds (40) oder der Magneteinheit (20') umgekehrt wird, wenn sich das Antriebsglied (40, 40') in...
ein röhrenförmiges Gehäuse (10, 10'), das ein erstes und ein zweites offenes Ende (101, 101', 102, 102') aufweist, die einander gegenüberliegen;
ein Antriebsglied (40, 40'), das im röhrenförmigen Gehäuse (10, 10') beweglich angeordnet ist und einen Magneten (41, 41') enthält, wobei das Antriebsglied (40, 40') bezüglich des röhrenförmigen Gehäuses (10, 10') zwischen einer ersten und einer zweiten Position, die nahe dem ersten bzw. zweiten offenen Ende (101, 101', 102, 102') des röhrenförmigen Gehäuses (10, 10') sind, beweglich ist; und
eine Magneteinheit (20, 20'), die einen ersten und einen zweiten Magneten (21, 21', 22, 22') enthält, die jeweils ein entsprechendes erstes und zweites offenes Ende (101, 101', 102, 102') des röhrenförmigen Gehäuses (10, 10') bedecken;
wobei eine Polarität eines Magnetfelds entweder des Magneten (41) des Antriebsglieds (40) oder der Magneteinheit (20') umgekehrt wird, wenn sich das Antriebsglied (40, 40') in...
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft, insbesondere eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft unter Verwendung von elektrischer Energie.
- Bei einer herkömmlichen Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft wird Brennstoff verwendet, was relativ teuer ist. Bis jetzt ist die Verwendung von Elektromotoren vorgeschlagen worden. Obgleich in der Technik zahlreiche Elektromotoren herkömmlicher Art vorgeschlagen worden sind, sind die bestehenden Elektromotoren, insbesondere die in Kraftfahrzeugen verwendeten, unerwünscht sperrig und schwer.
- Deshalb besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft, die die oben genannten Nachteile des Stands der Technik überwinden kann.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft ein röhrenförmiges Gehäuse, ein Antriebsglied und eine Magneteinheit. Das röhrenförmige Gehäuse weist ein erstes und ein zweites offenes Ende auf, die einander gegenüberliegen. Das Antriebsglied ist im röhrenförmigen Gehäuse beweglich angeordnet und enthält einen Magneten. Das Antriebsglied ist bezüglich des röhrenförmigen Gehäuses zwischen einer ersten und einer zweiten Position, die nahe dem ersten bzw. zweiten offenen Ende des röhrenförmigen Gehäuses sind, beweglich. Die Magneteinheit enthält einen ersten und einen zweiten Magneten, die jeweils ein entsprechendes erstes und zweites offenes Ende des röhrenförmigen Gehäuses bedecken. Wenn sich das Antriebsglied in die erste Position bewegt, wird eine Polarität eines Magnetfelds entweder des Magneten des Antriebsglieds oder der Magneteinheit umgekehrt, so dass der erste Magnet den Magneten des Antriebsglieds abstößt und der zweite Magnet ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds in die zweite Position bewirkt wird. Wenn sich das Antriebsglied in die zweite Position bewegt, wird die Polarität des Magnetfelds entweder des Magneten des Antriebsglieds oder der Magneteinheit umgekehrt, so dass der zweite Magnet den Magneten des Antriebsglieds abstößt und der erste Magnet ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds in die erste Position bewirkt wird.
- Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor, wobei:
-
1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft gemäß der vorliegenden Erfindung ist; -
2 eine perspektivische Ansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform in einem zusammengebauten Zustand ist; -
3 eine Teilschnittansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform in einem Verwendungszustand ist; -
4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und -
5 eine Teilschnittansicht der dritten bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft gemäß der vorliegenden Erfindung ist. - Unter Bezugnahme auf die
1 bis3 enthält die erste bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft gemäß der vorliegenden Erfindung ein röhrenförmiges Gehäuse10 , ein Antriebsglied40 , eine Magneteinheit20 , eine erste elektrische Kontakteinheit30 , eine zweite elektrische Kontakteinheit70 und ein angetriebenes Glied50 . - Das röhrenförmige Gehäuse
10 der Vorrichtung weist ein erstes und ein zweites offenes Ende101 ,102 auf, die einander in Längsrichtung, wie durch den Pfeil (Z) gezeigt, gegenüberliegen. - Das Antriebsglied
40 ist beweglich im röhrenförmigen Gehäuse10 angeordnet, enthält einen Magneten41 und ist bezüglich des röhrenförmigen Gehäuses10 zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglich, die nahe dem ersten bzw. zweiten offenen Ende101 ,102 des röhrenförmigen Gehäuses10 sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Magnet41 des Antriebsglieds40 ein Elektromagnet und enthält einen Eisenkern43 und einen um den Eisenkern43 gewickelten Draht42 . - Das Antriebsglied
40 enthält weiterhin ein Paar Kontaktglieder44 , die jeweils mit einem jeweiligen der einander gegenüberliegenden Enden des Drahts42 des Magneten41 des Antriebsglieds40 verbunden sind. - Die Magneteinheit
20 enthält einen ersten und einen zweiten Magneten21 ,22 , die jeweils ein entsprechendes erstes und zweites offenes Ende101 ,102 des röhrenförmigen Gehäuses10 bedecken, so dass eine Seite des ersten Magneten21 , die zum Antriebsglied40 weist, die gleiche Polarität aufweist wie die einer Seite des zweiten Magneten22 , die zum Antriebsglied40 weist. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich sowohl beim ersten als auch beim zweiten Magneten21 ,22 der Magneteinheit20 um einen Dauermagneten. Bei einer alternativen Ausführungsform ist sowohl der erste als auch der zweite Magnet21 ,22 der Magneteinheit20 ein Elektromagnet. - Die erste elektrische Kontakteinheit
30 enthält eine erste und eine zweite Kontaktfläche31 ,32 , ist an einer Innenwand des röhrenförmigen Gehäuses10 befestigt und ist im röhrenförmigen Gehäuse10 nahe dem ersten offenen Ende101 des röhrenförmigen Gehäuses10 angeordnet. Wie am besten in3 gezeigt, ist die erste Kontaktfläche31 der ersten elektrischen Kontakteinheit30 mit einem negativen Anschluss einer ersten elektrischen Energiequelle301 verbunden, während die zweite Kontaktfläche32 der ersten elektrischen Kontakteinheit30 mit einem positiven Anschluss der ersten elektrischen Energiequelle301 verbunden ist. - Die zweite elektrische Kontakteinheit
70 enthält eine erste und eine zweite Kontaktfläche71 ,72 , ist an der Innenwand des röhrenförmigen Gehäuses10 befestigt und ist im röhrenförmigen Gehäuse10 nahe dem zweiten offenen Ende102 des röhrenförmigen Gehäuses10 so befestigt, dass sowohl die erste als auch die zweite Kontaktfläche71 ,72 der zweiten elektrischen Kontakteinheit70 einer jeweiligen der ersten und zweiten Kontaktfläche31 ,32 der ersten elektrischen Kontakteinheit30 in Längsrichtung (Z) gegenüberliegen. Wie am besten in3 gezeigt, ist die erste Kontaktfläche71 der zweiten elektrischen Kontakteinheit70 mit einem positiven Anschluss einer zweiten elektrischen Energiequelle302 verbunden, während die zweite Kontaktfläche72 der zweiten elektrischen Kontakteinheit70 mit einem negativen Anschluss der zweiten elektrischen Energiequelle302 verbunden ist. - Bei dieser Ausführungsform ist das röhrenförmige Gehäuse
10 mit einem länglichen Durchgangsloch103 ausgebildet, das in Längsrichtung (Z) verläuft. Weiterhin enthält die Vorrichtung ein angetriebenes Glied50 , das sich durch das längliche Durchgangsloch103 im röhrenförmigen Gehäuse10 in dieses hinein erstreckt und das mit dem Antriebsglied40 verbunden und damit beweglich ist. Die Ausführung an sich gestattet das Abgeben der durch die Vorrichtung erzeugten Antriebskraft durch das angetriebene Glied50 . - Wenn sich das Antriebsglied
40 im Betrieb in die erste Position bewegt, stellt der Magnet41 des Antriebsglieds40 durch die Kontaktglieder44 des Antriebsglieds40 eine elektrische Verbindung mit der ersten und zweiten Kontaktfläche31 ,32 der ersten elektrischen Kontakteinheit30 her. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Polarität eines Magnetfelds des Magneten41 des Antriebsglieds40 umgekehrt, so dass der erste Magnet21 den Magneten41 des Antriebsglieds40 abstößt und der zweite Magnet22 ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds40 in die zweite Position bewirkt wird. Wenn sich das Antriebsglied40 in die zweite Position bewegt, stellt der Magnet41 des Antriebsglieds40 durch die Kontaktglieder44 des Antriebsglieds40 eine elektrische Verbindung mit der ersten und der zweiten Kontaktfläche71 ,72 der zweiten elektrischen Kontakteinheit70 her. Zu diesem Zeitpunkt wird die Polarität des Magnetfelds des Magneten41 des Antriebsglieds40 umgekehrt, so dass der zweite Magnet22 den Magneten41 des Antriebsglieds40 abstößt und der erste Magnet21 ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds40 in die erste Position bewirkt wird. Danach wird der Vorgang wiederholt. -
4 zeigt die zweite bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft gemäß der vorliegenden Erfindung. Im Vergleich zu der vorigen Ausführungsform ist das röhrenförmige Gehäuse10 mit. einem Paar der länglichen Durchgangslöcher103 ausgebildet (von denen nur eines in4 gezeigt ist). In diesem Fall enthält die Vorrichtung ein Paar der angetriebenen Glieder50 , die sich jeweils durch ein entsprechendes der länglichen Durchgangslöcher103 im röhrenförmigen Gehäuse10 in dieses hinein erstrecken und mit dem Antriebsglied40 verbunden und damit beweglich sind. -
5 zeigt die dritte bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft gemäß der vorliegenden Erfindung. Im Vergleich zu den vorigen Ausführungsformen enthält die Vorrichtung ein röhrenförmiges Gehäuse10' , ein Antriebsglied40' , einen Sensor60 und eine Magneteinheit20' . - Das röhrenförmige Gehäuse
10' weist ein erstes und ein zweites offenes Ende101' ,102' auf, die einander in einer Längsrichtung, wie durch den Pfeil (Z) gezeigt, gegenüberliegen. - Das Antriebsglied
40' ist beweglich im röhrenförmigen Gehäuse10' angeordnet, enthält einen Magneten41' und ist bezüglich des röhrenförmigen Gehäuses10' zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglich, die nahe dem ersten bzw. zweiten offenen Ende101' ,102' des röhrenförmigen Gehäuses10' sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Magnet41' des Antriebsglieds40' ein Dauermagnet. - Der Sensor
60 ist im röhrenförmigen Gehäuse10' in einer Position zwischen dem ersten und dem zweiten offenen Ende101' ,102' des röhrenförmigen Gehäuses10' angeordnet und ist dahingehend betätigbar, ein Magnetfeld des Magneten41' des Antriebsglieds40' zu erfassen und ein elektrisches Signal, das heißt eine Spannung, die dem dadurch erfassten Magnetfeld entspricht, zu erzeugen. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei dem Sensor60 um einen Hall-Sensor oder einen Drahtsensor. - Die Magneteinheit
20' enthält einen ersten und einen zweiten Magneten21' ,22' , die jeweils ein jeweiliges des ersten und zweiten offenen Endes101' ,102' des röhrenförmigen Gehäuses10' bedecken, und ist mit dem Sensor60 verbunden, um das durch den Sensor60 erzeugte elektrische Signal zu empfangen und so ein Umkehren der Polaritäten der Magnetfelder des ersten und des zweiten Magneten21' ,22' herbeizuführen. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich sowohl beim ersten als auch beim zweiten Magneten21' ,22' der Magneteinheit20' um einen Elektromagneten. - Wenn sich das Antriebsglied
40' im Betrieb in die erste Position bewegt, erfasst der Sensor60 das Magnetfeld des Magneten41' des Antriebsglieds40' und erzeugt ein elektrisches Signal, das dem dadurch erfassten Magnetfeld entspricht. Als Reaktion auf das durch den Sensor60 erzeugte elektrische Signal wird eine Polarität des Magnetfelds sowohl des ersten als auch des zweiten Magneten21' ,22' umgekehrt, so dass der erste Magnet21' den Magneten41' des Antriebsglieds40' abstößt und der zweite Magnet22' ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds40' in die zweite Position bewirkt wird. Wenn sich das Antriebsglied40' in die zweite Position bewegt, erfasst der Sensor60 das Magnetfeld des Magneten41' des Antriebsglieds40' und erzeugt ein elektrisches Signal, das dem dadurch erfassten Magnetfeld entspricht. Als Reaktion auf das durch den Sensor60 erzeugte elektrische Signal wird die Polarität des Magnetfelds sowohl des ersten als auch des zweiten Magneten21' ,22' umgekehrt, so dass der zweite Magnet22' den Magneten41' des Antriebsglieds40' abstößt und der erste Magnet21' ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds40' in die erste Position bewirkt wird. Danach wird der Vorgang wiederholt. - Gemäß der obigen Beschreibung verwendet die erfindungsgemäße Vorrichtung im Vergleich zu herkömmlichen aus Statoren und Rotoren hergestellten Elektromotoren die Magneten
21 ,21' ,22 ,22' ,41 ,41' , um eine Hin- und Herbewegung des Antriebsglieds40 ,40' zwischen der ersten und der zweiten Position zu bewirken, woraus sich eine einfache, kostengünstige und leichte Antriebskraft erzeugende Struktur ergibt, die sich zur Anwendung in Kraftfahrzeugen eignet.
Claims (7)
- Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft, gekennzeichnet durch: ein röhrenförmiges Gehäuse (
10 ,10' ), das ein erstes und ein zweites offenes Ende (101 ,101' ,102 ,102' ) aufweist, die einander gegenüberliegen; ein Antriebsglied (40 ,40' ), das im röhrenförmigen Gehäuse (10 ,10' ) beweglich angeordnet ist und einen Magneten (41 ,41' ) enthält, wobei das Antriebsglied (40 ,40' ) bezüglich des röhrenförmigen Gehäuses (10 ,10' ) zwischen einer ersten und einer zweiten Position, die nahe dem ersten bzw. zweiten offenen Ende (101 ,101' ,102 ,102' ) des röhrenförmigen Gehäuses (10 ,10' ) sind, beweglich ist; und eine Magneteinheit (20 ,20' ), die einen ersten und einen zweiten Magneten (21 ,21' ,22 ,22' ) enthält, die jeweils ein entsprechendes erstes und zweites offenes Ende (101 ,101' ,102 ,102' ) des röhrenförmigen Gehäuses (10 ,10' ) bedecken; wobei eine Polarität eines Magnetfelds entweder des Magneten (41 ) des Antriebsglieds (40 ) oder der Magneteinheit (20' ) umgekehrt wird, wenn sich das Antriebsglied (40 ,40' ) in die erste Position bewegt, so dass der erste Magnet (21 ,21' ) den Magneten (41 ,41' ) des Antriebsglieds (40 ,40' ) abstößt und der zweite Magnet (22 ,22' ) ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds (40 ,40' ) in die zweite Position bewirkt wird; und wobei die Polarität des Magnetfelds entweder des Magneten (41 ) des Antriebsglieds (40 ) oder der Magnet einheit (20' ) umgekehrt wird, wenn sich das Antriebsglied (40 ,40' ) in die zweite Position bewegt, so dass der zweite Magnet (22 ,22' ) den Magneten (41 ,41' ) des Antriebsglieds (40 ,40' ) abstößt und der erste Magnet (21 ,21' ) ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds (40 ,40' ) in die erste Position bewirkt wird. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (
41 ) des Antriebsglieds (40 ) ein Elektromagnet ist, wobei die Vorrichtung weiterhin durch Folgendes gekennzeichnet ist: eine in dem röhrenförmigen Gehäuse (10 ) angeordnete erste elektrische Kontakteinheit (30 ), die geeignet ist für die Verbindung mit einer ersten elektrischen Energiequelle (301 ), wobei der Magnet (41 ) des Antriebsglieds (40 ) eine elektrische Verbindung mit der ersten elektrischen Kontakteinheit (30 ) herstellt, wenn sich das Antriebsglied (40 ) in die erste Position bewegt, um das Umkehren der Polarität des Magnetfelds des Magneten (41 ) des Antriebsglieds (40 ) herbeizuführen; und eine in dem röhrenförmigen Gehäuse (10 ) angeordnete zweite elektrische Kontakteinheit (70 ), die geeignet ist für die Verbindung mit einer zweiten elektrischen Energiequelle (302 ), wobei der Magnet (41 ) des Antriebsglieds (40 ) eine elektrische Verbindung mit der zweiten elektrischen Kontakteinheit (70 ) herstellt, wenn sich das Antriebsglied (40 ) in die zweite Position bewegt, um das Umkehren der Polarität des Magnetfelds des Magneten (41 ) des Antriebsglieds (40 ) herbeizuführen. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (
41 ) des Antriebsglieds (40 ) einen Eisenkern (43 ) und einen auf den Eisenkern (43 ) gewickelten Draht (42 ) enthält, wobei das Antriebsglied (40 ) weiterhin ein Paar Kontaktglieder (44 ), die jeweils mit einem entsprechenden der einander gegenüberliegenden Enden des Drahts (42 ) verbunden sind, enthält, wobei der Magnet (41 ) des Antriebsglieds (40 ) die elektrische Verbindung mit der ersten und der zweiten elektrischen Kontakteinheit (30 ,70 ) durch die Kontaktglieder (44 ) herstellt. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste als auch der zweite Magnet (
21 ,22 ) ein Dauermagnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste als auch der zweite Magnet (
21' ,22' ) der Magneteinheit (20' ) ein Elektromagnet ist, wobei die Vorrichtung weiterhin durch einen im röhrenförmigen Gehäuse (10' ) angeordneten Sensor (60 ), der dahingehend betätigbar ist, das Magnetfeld des Magneten (41' ) des Antriebsglieds (40' ) zu erfassen, gekennzeichnet ist, wobei der erste und der zweite Magnet (21' ,22' ) der Magneteinheit (20' ) jeweils an den Sensor (60 ) gekoppelt sind, um das durch den Sensor (60 ) erzeugte elektrische Signal zu empfangen und als Reaktion auf das elektrische Signal vom Sensor (60 ) das Umkehren der Polaritäten des Magnetfelds des ersten und des zweiten Magneten (21' ,22' ) herbeizuführen. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (
41' ) des Antriebsglieds (40' ) ein Dauermagnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch ein angetriebenes Glied (
50 ), das sich in das röhrenförmige Gehäuse (10 ) erstreckt und das mit dem Antriebsglied (40 ) verbunden und damit beweglich ist.
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