DE202007001534U1

DE202007001534U1 - Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft

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Publication number: DE202007001534U1
Application number: DE200720001534
Authority: DE
Original assignee: Liu Te
Current assignee: Liu Te
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2017-02-03

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...

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 bis 3 enthält die erste bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Antriebskraft gemäß der vorliegenden Erfindung ein röhrenförmiges Gehäuse 10, ein Antriebsglied 40, eine Magneteinheit 20, eine erste elektrische Kontakteinheit 30, eine zweite elektrische Kontakteinheit 70 und ein angetriebenes Glied 50.
Das röhrenförmige Gehäuse 10 der Vorrichtung weist ein erstes und ein zweites offenes Ende 101, 102 auf, die einander in Längsrichtung, wie durch den Pfeil (Z) gezeigt, gegenüberliegen.
Das Antriebsglied 40 ist beweglich im röhrenförmigen Gehäuse 10 angeordnet, enthält einen Magneten 41 und ist bezüglich des röhrenförmigen Gehäuses 10 zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglich, die nahe dem ersten bzw. zweiten offenen Ende 101, 102 des röhrenförmigen Gehäuses 10 sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Magnet 41 des Antriebsglieds 40 ein Elektromagnet und enthält einen Eisenkern 43 und einen um den Eisenkern 43 gewickelten Draht 42.
Das Antriebsglied 40 enthält weiterhin ein Paar Kontaktglieder 44, die jeweils mit einem jeweiligen der einander gegenüberliegenden Enden des Drahts 42 des Magneten 41 des Antriebsglieds 40 verbunden sind.
Die Magneteinheit 20 enthält einen ersten und einen zweiten Magneten 21, 22, die jeweils ein entsprechendes erstes und zweites offenes Ende 101, 102 des röhrenförmigen Gehäuses 10 bedecken, so dass eine Seite des ersten Magneten 21, die zum Antriebsglied 40 weist, die gleiche Polarität aufweist wie die einer Seite des zweiten Magneten 22, die zum Antriebsglied 40 weist. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich sowohl beim ersten als auch beim zweiten Magneten 21, 22 der Magneteinheit 20 um einen Dauermagneten. Bei einer alternativen Ausführungsform ist sowohl der erste als auch der zweite Magnet 21, 22 der Magneteinheit 20 ein Elektromagnet.
Die erste elektrische Kontakteinheit 30 enthält eine erste und eine zweite Kontaktfläche 31, 32, ist an einer Innenwand des röhrenförmigen Gehäuses 10 befestigt und ist im röhrenförmigen Gehäuse 10 nahe dem ersten offenen Ende 101 des röhrenförmigen Gehäuses 10 angeordnet. Wie am besten in 3 gezeigt, ist die erste Kontaktfläche 31 der ersten elektrischen Kontakteinheit 30 mit einem negativen Anschluss einer ersten elektrischen Energiequelle 301 verbunden, während die zweite Kontaktfläche 32 der ersten elektrischen Kontakteinheit 30 mit einem positiven Anschluss der ersten elektrischen Energiequelle 301 verbunden ist.
Die zweite elektrische Kontakteinheit 70 enthält eine erste und eine zweite Kontaktfläche 71, 72, ist an der Innenwand des röhrenförmigen Gehäuses 10 befestigt und ist im röhrenförmigen Gehäuse 10 nahe dem zweiten offenen Ende 102 des röhrenförmigen Gehäuses 10 so befestigt, dass sowohl die erste als auch die zweite Kontaktfläche 71, 72 der zweiten elektrischen Kontakteinheit 70 einer jeweiligen der ersten und zweiten Kontaktfläche 31, 32 der ersten elektrischen Kontakteinheit 30 in Längsrichtung (Z) gegenüberliegen. Wie am besten in 3 gezeigt, ist die erste Kontaktfläche 71 der zweiten elektrischen Kontakteinheit 70 mit einem positiven Anschluss einer zweiten elektrischen Energiequelle 302 verbunden, während die zweite Kontaktfläche 72 der zweiten elektrischen Kontakteinheit 70 mit einem negativen Anschluss der zweiten elektrischen Energiequelle 302 verbunden ist.
Bei dieser Ausführungsform ist das röhrenförmige Gehäuse 10 mit einem länglichen Durchgangsloch 103 ausgebildet, das in Längsrichtung (Z) verläuft. Weiterhin enthält die Vorrichtung ein angetriebenes Glied 50, das sich durch das längliche Durchgangsloch 103 im röhrenförmigen Gehäuse 10 in dieses hinein erstreckt und das mit dem Antriebsglied 40 verbunden und damit beweglich ist. Die Ausführung an sich gestattet das Abgeben der durch die Vorrichtung erzeugten Antriebskraft durch das angetriebene Glied 50.
Wenn sich das Antriebsglied 40 im Betrieb in die erste Position bewegt, stellt der Magnet 41 des Antriebsglieds 40 durch die Kontaktglieder 44 des Antriebsglieds 40 eine elektrische Verbindung mit der ersten und zweiten Kontaktfläche 31, 32 der ersten elektrischen Kontakteinheit 30 her. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Polarität eines Magnetfelds des Magneten 41 des Antriebsglieds 40 umgekehrt, so dass der erste Magnet 21 den Magneten 41 des Antriebsglieds 40 abstößt und der zweite Magnet 22 ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds 40 in die zweite Position bewirkt wird. Wenn sich das Antriebsglied 40 in die zweite Position bewegt, stellt der Magnet 41 des Antriebsglieds 40 durch die Kontaktglieder 44 des Antriebsglieds 40 eine elektrische Verbindung mit der ersten und der zweiten Kontaktfläche 71, 72 der zweiten elektrischen Kontakteinheit 70 her. Zu diesem Zeitpunkt wird die Polarität des Magnetfelds des Magneten 41 des Antriebsglieds 40 umgekehrt, so dass der zweite Magnet 22 den Magneten 41 des Antriebsglieds 40 abstößt und der erste Magnet 21 ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds 40 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 Gehäuse 10 mit. einem Paar der länglichen Durchgangslöcher 103 ausgebildet (von denen nur eines in 4 gezeigt ist). In diesem Fall enthält die Vorrichtung ein Paar der angetriebenen Glieder 50, die sich jeweils durch ein entsprechendes der länglichen Durchgangslöcher 103 im röhrenförmigen Gehäuse 10 in dieses hinein erstrecken und mit dem Antriebsglied 40 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 Gehäuse 10', ein Antriebsglied 40', einen Sensor 60 und eine Magneteinheit 20'.
Das röhrenförmige Gehäuse 10' weist ein erstes und ein zweites offenes Ende 101', 102' auf, die einander in einer Längsrichtung, wie durch den Pfeil (Z) gezeigt, gegenüberliegen.
Das Antriebsglied 40' ist beweglich im röhrenförmigen Gehäuse 10' angeordnet, enthält einen Magneten 41' und ist bezüglich des röhrenförmigen Gehäuses 10' zwischen einer ersten und einer zweiten Position beweglich, die nahe dem ersten bzw. zweiten offenen Ende 101', 102' des röhrenförmigen Gehäuses 10' sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Magnet 41' des Antriebsglieds 40' ein Dauermagnet.
Der Sensor 60 ist im röhrenförmigen Gehäuse 10' in einer Position zwischen dem ersten und dem zweiten offenen Ende 101', 102' des röhrenförmigen Gehäuses 10' angeordnet und ist dahingehend betätigbar, ein Magnetfeld des Magneten 41' des Antriebsglieds 40' 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 Sensor 60 um einen Hall-Sensor oder einen Drahtsensor.
Die Magneteinheit 20' enthält einen ersten und einen zweiten Magneten 21', 22', die jeweils ein jeweiliges des ersten und zweiten offenen Endes 101', 102' des röhrenförmigen Gehäuses 10' bedecken, und ist mit dem Sensor 60 verbunden, um das durch den Sensor 60 erzeugte elektrische Signal zu empfangen und so ein Umkehren der Polaritäten der Magnetfelder des ersten und des zweiten Magneten 21', 22' herbeizuführen. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich sowohl beim ersten als auch beim zweiten Magneten 21', 22' der Magneteinheit 20' um einen Elektromagneten.
Wenn sich das Antriebsglied 40' im Betrieb in die erste Position bewegt, erfasst der Sensor 60 das Magnetfeld des Magneten 41' des Antriebsglieds 40' und erzeugt ein elektrisches Signal, das dem dadurch erfassten Magnetfeld entspricht. Als Reaktion auf das durch den Sensor 60 erzeugte elektrische Signal wird eine Polarität des Magnetfelds sowohl des ersten als auch des zweiten Magneten 21', 22' umgekehrt, so dass der erste Magnet 21' den Magneten 41' des Antriebsglieds 40' abstößt und der zweite Magnet 22' ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds 40' in die zweite Position bewirkt wird. Wenn sich das Antriebsglied 40' in die zweite Position bewegt, erfasst der Sensor 60 das Magnetfeld des Magneten 41' des Antriebsglieds 40' und erzeugt ein elektrisches Signal, das dem dadurch erfassten Magnetfeld entspricht. Als Reaktion auf das durch den Sensor 60 erzeugte elektrische Signal wird die Polarität des Magnetfelds sowohl des ersten als auch des zweiten Magneten 21', 22' umgekehrt, so dass der zweite Magnet 22' den Magneten 41' des Antriebsglieds 40' abstößt und der erste Magnet 21' ihn anzieht, wodurch eine Bewegung des Antriebsglieds 40' 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 Antriebsglieds 40, 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

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.