DE202012002207U1

DE202012002207U1 - Device having at least one rotor-stator arrangement of an energy converter

Info

Publication number: DE202012002207U1
Application number: DE201220002207
Authority: DE
Original assignee: Viktor Arestov; Edvid Linevich
Current assignee: PERMOTORS GMBH, AT
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2013-05-13
Anticipated expiration: 2022-02-10

Abstract

Vorrichtung mit mindestens einer Rotor-Stator-Anordnung eines Energiewandlers, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) eine Unwuchtmasse aufweist.Device having at least one rotor-stator arrangement of an energy converter, characterized in that the rotor (3) has an imbalance mass.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit mindestens einer Rotor-Stator-Anordnung eines Energiewandlers.The invention relates to a device with at least one rotor-stator arrangement of an energy converter.

Unter einem Energiewandler wird hier eine elektrische Vorrichtung verstanden, bei der insbesondere mechanische Energie in elektrische Energie oder umgekehrt umgewandelt wird. Die Umwandlung beruht im Wesentlichen auf einer Ausnutzung der Lorentzkraft, die auf eine bewegte, elektrische Ladung in einem Magnetfeld wirkt.An energy converter is understood here to mean an electrical device in which, in particular, mechanical energy is converted into electrical energy or vice versa. The conversion is essentially based on utilizing the Lorentz force, which acts on a moving, electrical charge in a magnetic field.

Es sind unter dem Begriff „Generator” und „Motor” unterschiedliche Vorrichtungen bekannt, die mechanische Energie in elektrische Energie oder umgekehrt unter Ausnutzung der Lorentzkraft umwandeln.There are known by the term "generator" and "motor" different devices that convert mechanical energy into electrical energy or vice versa using the Lorentz force.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung insbesondere hinsichtlich des Wirkungsgrades einer solchen Vorrichtung zu schaffen.The object of the invention is to provide an improved device, in particular with regard to the efficiency of such a device.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.The object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments of the device according to the invention are the subject of the dependent claims and will become apparent from the following description of the invention.

Kerngedanke der Erfindung ist es, den Rotor der Rotor-Stator-Anordnung mit einer Unwuchtmasse auszugestalten. Durch diese Ausgestaltung ist eine zusätzliche Bewegungsenergie erzeugbar, die den Wirkungsgrad der Vorrichtung erhöhen kann.The core idea of the invention is to design the rotor of the rotor-stator arrangement with an imbalance mass. By this embodiment, an additional kinetic energy can be generated, which can increase the efficiency of the device.

Durch die Ausgestaltung des Rotors mit einer Unwuchtmasse ist es möglich, dass die Rotor-Stator-Anordnung als Rotationsmaschine verwendet werden kann, bei der eine an der Welle des Rotors ungleichmäßig um die Rotationsachse angebrachte Masse aufgrund der Fliehkraft eine kreisförmige mechanische Schwingung erzeugt.Due to the design of the rotor with an imbalance mass, it is possible that the rotor-stator assembly can be used as a rotary machine in which a non-uniformly attached to the shaft of the rotor around the rotation axis mass due to the centrifugal force generates a circular mechanical vibration.

Ein Energiewandler im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein elektrischer Generator oder ein Elektromotor. Bei einem elektrischen Generator, der mittels elektrischer Induktion arbeitet, wird mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Die mechanische Energie wird dem Generator in Form der Drehung einer mechanischen Welle zugeführt. Die Umwandlung beruht im Wesentlichen auf einer Anwendung der Lorentzkraft, die auf eine bewegte, elektrische Ladung in einem Magnetfeld wirkt. Es werden Ladungsverschiebungen erzeugt, die eine Potenzialdifferenz und eine elektrische Spannung ergeben.An energy converter in the sense of the invention is in particular an electric generator or an electric motor. In an electric generator, which works by means of electrical induction, mechanical energy is converted into electrical energy. The mechanical energy is supplied to the generator in the form of the rotation of a mechanical shaft. The conversion is essentially based on an application of the Lorentz force, which acts on a moving, electric charge in a magnetic field. Charge shifts are generated which give a potential difference and an electrical voltage.

Der Elektromotor ist im Wesentlichen das Gegenstück zum Generator, indem ein Elektromotor elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt.The electric motor is essentially the counterpart to the generator by an electric motor converts electrical energy into mechanical energy.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist einem Energiewandler eigen, dass der Energiewandler zwei sich relativ zueinander bewegende Elemente aufweist, zwischen denen die Lorentzkraft wirkt. Im Falle eines Dreh-Energiewandlers weist der Energiewandler eine Rotor-Stator-Anordnung auf, bei der der Rotor (Läufer) sich relativ zu einem Stator (Ständer) dreht und elektrische Energie in mechanische Energie oder umgekehrt umgewandelt werden kann. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann zwischen den beiden Elementen des Energiewandlers auch eine lineare Relativbewegung vorliegen, d. h. der Energiewandler kann als Linearmotor oder Lineargenerator ausgestaltet sein.For the purposes of the present invention, an energy converter owns that the energy converter has two elements moving relative to one another, between which the Lorentz force acts. In the case of a rotary energy converter, the energy converter has a rotor-stator arrangement in which the rotor (rotor) rotates relative to a stator (stator) and electrical energy can be converted into mechanical energy or vice versa. For the purposes of the present invention, there may also be a linear relative movement between the two elements of the energy converter, i. H. the energy converter can be designed as a linear motor or linear generator.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung zwei Rotor-Stator-Anordnungen auf einem Träger zur Erzeugung einer Pendelbewegung des Trägers auf. Die die Unwuchtmasse aufweisenden Rotoren können sich über ihre Achse an dem Träger abstützen und eine Pendelbewegung dem Träger aufprägen. Vorzugsweise können die beiden Unwuchtmassen der Rotor-Stator-Anordnung gleich ausgestaltet sein und um 180° versetzt zueinander umlaufen. Durch eine derartige Ausgestaltung kann eine vorbestimmbare Pendelbewegung erzeugt werden, die den Wirkungsgrad der Vorrichtung weiter erhöht, da eine zusätzliche Bewegungsenergie erzeugt werden kann. Die Pendelbewegung kann in eine Drehbewegung überführt werden, indem nur eine Drehrichtung zugelassen wird. Dies kann durch eine Zwangsführung erreicht werden.In a preferred embodiment, the device comprises two rotor-stator arrangements on a carrier for generating a pendulum movement of the carrier. The unbalanced mass having rotors can be supported on its axis on the support and impart a pendulum motion to the wearer. Preferably, the two imbalance masses of the rotor-stator arrangement can be designed the same and rotate around each other by 180 °. By such a configuration, a predeterminable pendulum motion can be generated, which further increases the efficiency of the device, since additional kinetic energy can be generated. The pendulum movement can be converted into a rotary movement by allowing only one direction of rotation. This can be achieved by forced operation.

Der Begriff „an einem Träger” beinhaltet im Sinne der Erfindung sowohl Ausführungsformen, bei denen die Rotor-Stator-Anordnungen auf oder an einem Träger oder einer Trägerplatte ausgebildet sind, als auch Ausführungsformen, bei denen die Rotor-Stator-Anordnungen in dem Träger ausgebildet sind. Wenn die Rotor-Stator-Anordnungen innerhalb des Trägers ausgebildet sind, so kann der Träger die Funktion eines Gehäuses für die Rotor-Stator-Anordnungen übernehmen.The term "on a carrier" in the context of the invention includes both embodiments in which the rotor-stator assemblies are formed on or on a carrier or a carrier plate, as well as embodiments in which the rotor-stator assemblies formed in the carrier are. When the rotor-stator assemblies are formed within the carrier, the carrier may perform the function of a housing for the rotor-stator assemblies.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein weiterer Energiewandler zumindest teilweise am Träger ausgebildet, wobei mittels der Pendelbewegung eine Relativbewegung zur Erzeugung elektrischer Energie mittels des weiteren Energiewandlers erreicht wird. Die Umwandlung von mechanischer Energie bzw. Bewegungsenergie in elektrische Energie ist um die von den Unwuchtmassen hervorgerufene zusätzliche Pendelbewegung erhöht. Der Begriff „zumindest teilweise” im Sinne der Erfindung beschreibt, dass zumindest ein Element am Träger angeordnet bzw. mit diesem verbunden ist. Beispielsweise kann das Element ein Rotor und/oder ein Stator des weiteren Energiewandlers sein. Vorzugsweise ist der weitere Energiewandler als Multipol-Generator ausgebildet.In a preferred embodiment, another energy converter is at least partially formed on the carrier, wherein by means of the pendulum movement, a relative movement for generating electrical energy by means of the further energy converter is achieved. The conversion of mechanical energy or kinetic energy into electrical energy is increased by the additional oscillatory motion caused by the imbalance masses. The term "at least partially" in the sense of the invention describes that at least one element is arranged on or connected to the carrier. For example, the element may be a rotor and / or a stator of the be another energy converter. Preferably, the further energy converter is designed as a multipole generator.

Vorzugsweise umfasst der weitere Energiewandler einen Stator und einen Rotor, wobei der Stator des weiteren Energiewandlers am Träger ausgebildet ist. Durch die von den Unwuchtmassen aufgeprägte Pendelbewegung kann der Rotor rotatorisch um den Rotor hin- und herbewegt werden, wodurch der Rotor in eine Drehbewegung versetzt werden kann. Eine einfache Ausgestaltung als Drehgenerator kann erreicht werden.Preferably, the further energy converter comprises a stator and a rotor, wherein the stator of the further energy converter is formed on the carrier. As a result of the pendulum motion impressed by the imbalance masses, the rotor can be rotationally reciprocated about the rotor, whereby the rotor can be set into a rotary motion. A simple design as a rotary generator can be achieved.

Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der weitere Energiewandler als Lineargenerator ausgebildet ist, wodurch sich die Effizienz der Vorrichtung im Hinblick auf die erzeugte elektrische Energie erhöhen kann, da die Pendelbewegung in jeder der beiden Richtungen in elektrische Energie umgesetzt werden kann.However, it can also be provided that the further energy converter is designed as a linear generator, whereby the efficiency of the device with respect to the generated electrical energy can increase, since the pendulum motion can be converted into electrical energy in each of the two directions.

Es kann vorgesehen sein, dass der weitere Energiewandler direkt über einen Drehantrieb, beispielsweise ein Windrad angetrieben wird. Es kann ferner ein wahlweise schaltbarer Freilauf zwischen einem Drehantrieb und dem weiteren Energiewandler vorliegen.It can be provided that the further energy converter is driven directly by a rotary drive, for example a wind turbine. There may also be an optional switchable freewheel between a rotary drive and the other energy converter.

Erfindungsgemäß ist auch die Möglichkeit vorgesehen, dass die Energiewandler bzw. Rotor-Stator-Anordnungen, Generatoren oder Elektromotoren wahlweise mechanisch entkoppelt werden können. Es sind unterschiedliche Konstellationen möglich. Der weitere Energiewandler kann beispielsweise mechanisch entkoppelt werden, ebenso wie die Rotor-Stator-Anordnungen.According to the invention, the possibility is also provided that the energy converters or rotor-stator arrangements, generators or electric motors can optionally be mechanically decoupled. There are different constellations possible. The further energy converter can be mechanically decoupled, for example, as well as the rotor-stator arrangements.

Zudem ist es möglich, dass der Widerstand beim Drehen der Energiewandler bzw. Elektromotoren und/oder Generatoren reduziert ist, wenn kein Abgriff der elektrisch erzeugten Potenzialdifferenz erfolgt.In addition, it is possible for the resistance when rotating the energy converters or electric motors and / or generators to be reduced if there is no tapping of the electrically generated potential difference.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Übertragungselement zum Eintrag von mechanischer Energie vorgesehen, das mit einer Achse eines Rotors der Rotor-Stator-Anordnungen in Eingriff steht. Das Übertragungselement kann ein Zahnrad sein, dass von einem Drehantrieb wie einem Windrad angetrieben ist. An der Achse des Rotors kann ein Zahnrad vorgesehen sein, das über einen Zahnriemen von dem Übertragungselement in Drehung versetzt werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein an der Achse des Rotors angeordnetes Zahnrad mit dem als Zahnrad ausgestalteten Übertragungselement kämmt.In a preferred embodiment, a mechanical energy input member is provided which engages an axis of a rotor of the rotor-stator assemblies. The transmission element may be a gear that is driven by a rotary drive such as a wind turbine. On the axis of the rotor, a gear may be provided which can be rotated by a toothed belt of the transmission element in rotation. It can also be provided that a toothed wheel arranged on the axis of the rotor meshes with the transmission element configured as a toothed wheel.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird zwischen dem Übertragungselement und einem an den Rotoren ausgestalteten mit dem Übertragungselement in Eingriff stehenden Element eine Übersetzung von 1:20 oder größer, d. h. beispielsweise 1:100, erzielt. Hierdurch kann der Wirkungsgrad der Vorrichtung weiter erhöht werden.In a preferred embodiment, a ratio of 1:20 or greater, that is, between the transmission element and an element engaging the transmission element, is formed on the rotors. H. for example 1: 100. As a result, the efficiency of the device can be further increased.

Vorzugsweise ist eine gemeinsame Achse für das Übertragungselement und für ein von einem Drehantrieb angetriebenes Drehelement vorgesehen. Zwischen dem Drehelement und dem Übertragungselement kann ein Freilauf für das Drehelement vorgesehen sein, damit der an dem Drehelement angreifende Drehantrieb von dem Übertragungselement entkoppelt ist.Preferably, a common axis for the transmission element and for a rotary drive driven by a rotary member is provided. Between the rotary member and the transmission element, a freewheel for the rotary member may be provided, so that the acting on the rotary member rotary drive is decoupled from the transmission element.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Drehantrieb ein Windrad umfassen, wodurch die Effizienz bei der Umwandlung erneuerbarer Energie gesteigert werden kann. Bei einem Windrad als Drehantrieb kann das Windrad eine Welle rotieren lassen, die ihrerseits je eine Unwuchtmasse aufweisende Rotoren einer Rotor-Stator-Anordnung antreibt. Ein an der Welle zugeordnetes Zahnrad kann mit den den Rotoren zugeordneten Zahnrädern kämmen und diese drehen. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Welle einen Freilauf aufweist.In a preferred embodiment, the rotary drive may include a wind turbine, which may increase the efficiency of renewable energy conversion. In a wind turbine as a rotary drive, the wind turbine can rotate a shaft, which in turn drives each having an imbalance mass having rotors of a rotor-stator assembly. A gear associated with the shaft can mesh with and rotate the gears associated with the rotors. In addition, it can be provided that the shaft has a freewheel.

Durch Nutzung der von den Unwuchtmassen erzeugten Pendelbewegung wird die Effizienz gesteigert und es kann ein weiterer (Multipol-)Generator betrieben werden. Durch die gesteigerte Effizienz bei der Energieumwandlung ist eine bessere Ausnutzung der erneuerbaren Energiequelle „Wind” möglich.By using the oscillating motion generated by the imbalance masses, the efficiency is increased and it can be operated another (multipole) generator. The increased efficiency in energy conversion makes it possible to make better use of the renewable energy source "wind".

Es ist auch möglich, dass die erzeugte Pendelbewegung in eine lineare Bewegungsenergie umgewandelt wird und ein Lineargenerator angetrieben wird. Unter einem Lineargenerator im Sinne der Erfindung kann beispielsweise eine Hydraulik- oder eine Wärmepumpe verstanden werden.It is also possible that the generated pendulum motion is converted into a linear kinetic energy and a linear generator is driven. A linear generator in the sense of the invention can be understood, for example, as meaning a hydraulic pump or a heat pump.

Sofern die Rotor-Stator-Anordnung Teil eines Elektromotors ist, so kann die elektrische Energie mit einem hohen Wirkungsgrad in mechanische Energie umgewandelt werden.If the rotor-stator arrangement is part of an electric motor, then the electrical energy can be converted with high efficiency into mechanical energy.

Für den Fall, dass die Rotor-Stator-Anordnung Teil eines Generators ist, so kann eine hoch effiziente Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie erzielt werden.In the event that the rotor-stator assembly is part of a generator, then a highly efficient conversion of mechanical energy into electrical energy can be achieved.

Bei einem Elektromotor kann der Stator z. B. feststehend und als Dauermagnet mit Polschuhen ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass eine Fremderregung über eine Erregerspule anstatt des Dauermagneten erzeugt wird. Im Inneren des Stators ist der Rotor, der in den meisten Fällen eine Spule mit Eisenkern (Anker) aufweist, drehbar im Magnetfeld zwischen den Polschuhen des Stators gelagert. Kommt es zu einer Strombeaufschlagung des Ankers, d. h. des Rotors, so entsteht ein Magnetfeld, das in Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des Stators treten kann. Der Rotor kann sich um seine Achse drehen und elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln.In an electric motor, the stator z. B. fixed and be designed as a permanent magnet with pole shoes. However, it is also possible that a foreign excitation is generated via an excitation coil instead of the permanent magnet. Inside the stator, the rotor, which in most cases has a coil with iron core (armature), rotatable in the magnetic field between the pole pieces of the stator stored. If a current is applied to the armature, ie the rotor, a magnetic field is created which can interact with the magnetic field of the stator. The rotor can rotate around its axis and convert electrical energy into mechanical energy.

Bei einem Generator kann es zur Erzeugung einer sinusförmigen Spannung insbesondere für Wechselstrom oder Drehstrom nötig sein, dass der Rotor ein möglichst homogenes Magnetfeld erzeugt. Zur Erzeugung eines möglichst homogenen Magnetfelds kann der Rotor neben Feldspulen mit Polschuhen ausgestaltet sein, die einen pilzförmigen Querschnitt aufweisen. Die Anzahl der Pole entscheidet über die Frequenz der abgegebenen Spannung bei gegebener Drehzahl.In the case of a generator, in order to generate a sinusoidal voltage, in particular for alternating current or three-phase current, it may be necessary for the rotor to generate as homogeneous a magnetic field as possible. To generate a magnetic field that is as homogeneous as possible, the rotor can be designed in addition to field coils with pole shoes, which have a mushroom-shaped cross section. The number of poles determines the frequency of the output voltage at a given speed.

Im Sinne der Erfindung sind die Begriffe Stator und Rotor so zu verstehen, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Bauelementen stattfindet. Üblicherweise dreht sich der Rotor relativ zum Stator, indem der Rotor gegenüber dem stillstehenden Stator in Drehung versetzt wird. Im Sinne der Erfindung kommt es nur auf eine entsprechende Relativbewegung an, so dass der Stator auch gegenüber dem stillstehenden Rotor in Drehung versetzt werden kann bzw. der Stator bezogen auf den Rotor eine Bewegung ausführen kann. Die Bewegung des Stators kann dazu genutzt werden, den Rotor zu einer Bewegung zu veranlassen und eine Drehung des Rotors zum Stator zu erreichen.For the purposes of the invention, the terms stator and rotor are to be understood as meaning that a relative movement takes place between the two components. Typically, the rotor rotates relative to the stator by rotating the rotor relative to the stationary stator. For the purposes of the invention, only a corresponding relative movement is important, so that the stator can also be rotated relative to the stationary rotor or the stator can move relative to the rotor. The movement of the stator can be used to cause the rotor to move and to achieve rotation of the rotor to the stator.

Es ist bevorzugt, dass der Rotor als mehrarmiger Anker ausgebildet ist, um ein möglichst homogenes Magnetfeld zu erzeugen. Zudem kann durch die Ausgestaltung, dass der Rotor ein mehrarmiger Anker ist, eine für die Unwuchtmasse vorbestimmte günstige geometrische Ausgestaltung gewählt werden.It is preferred that the rotor is designed as a multi-arm anchor in order to produce a magnetic field which is as homogeneous as possible. In addition, can be selected by the embodiment that the rotor is a multi-arm anchor, a predetermined for the imbalance mass favorable geometric configuration.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Unwuchtmasse derart ausgestaltet ist, dass der Rotor bzw. die Welle des Rotors eine um die Drehachse des Rotors drehbare Masse aufweist, auf die eine Zentrifugalkraft wirkt, wenn der Rotor bzw. die Masse in Drehung versetzt wird.It can also be provided that the imbalance mass is designed such that the rotor or the shaft of the rotor has a rotatable about the axis of rotation of the rotor mass to which a centrifugal force acts when the rotor or the mass is rotated.

Vorzugsweise weist der Stator eine der Anzahl der Arme des Rotors entsprechende Anzahl von Polen auf, um vordefinierte Bedingungen für eine sinusförmige Spannung zu ermöglichen.Preferably, the stator has a number of poles corresponding to the number of arms of the rotor to enable predefined conditions for sinusoidal voltage.

Es wird ermöglicht, mechanische Energie effizient in elektrische Energie umzuwandeln, Im Sinne der Erfindung ist bei der Umwandlung keine Richtung vorgegeben, so dass mechanische Energie in elektrische Energie, aber auch elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt werden kann. Erfindungsgemäß kann eine Pendelbewegung durch die Unwuchtmasse zusätzlich als mechanische Komponente bzw. Bewegungskomponente genutzt werden, die den Wirkungsgrad der Umwandlung erhöhen kann.It is possible to efficiently convert mechanical energy into electrical energy, in the sense of the invention, no direction is given in the conversion, so that mechanical energy can be converted into electrical energy, but also electrical energy into mechanical energy. According to the invention, a pendulum motion can be additionally used by the unbalanced mass as a mechanical component or component of motion, which can increase the efficiency of the conversion.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. In the drawings shows:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von der Seite; 1 a schematic representation of a device according to the invention from the side;

2 eine schematische Darstellung der 1 in Aufsicht; 2 a schematic representation of 1 in supervision;

3 eine schematische Teildarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und 3 a schematic partial view of an embodiment of the device according to the invention and

4 eine schematische Teildarstellung der Ausführungsform gemäß 3. 4 a schematic partial view of the embodiment according to 3 ,

In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Ein Stator 1 ist an einem Träger 6 angeordnet. Innerhalb des Stators 1 ist ein Rotor 3 drehbar gelagert, dessen Welle bzw. Achse mit dem Träger 6 verbunden ist (siehe 2). Stator 1 und Rotor 3 sind Teil eines Energiewandlers, beispielsweise eines Generators.In 1 a device according to the invention is shown schematically in a side view. A stator 1 is on a carrier 6 arranged. Inside the stator 1 is a rotor 3 rotatably mounted, whose shaft or axis with the carrier 6 is connected (see 2 ). stator 1 and rotor 3 are part of an energy converter, such as a generator.

Der einen vierarmigen Anker umfassende Rotor 3 weist eine Unwuchtmasse auf, die an seiner Welle ausgebildet sein kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass einer der Arme eine gegenüber den anderen Armen unterschiedliche Masse aufweist. Es sind zwei Rotor-Stator-Anordnungen vorgesehen, wobei die Unwuchtmassen der beiden Rotoren 3 so ausgebildet und angeordnet sind, dass die Unwuchtmassen mit einer Phasenverschiebung von 180° zueinander drehen. Es können auch mehr als zwei Rotor-Stator-Anordnungen vorgesehen sein, insbesondere eine geradzahlige Anzahl.The four-arm anchor rotor 3 has an imbalance mass that may be formed on its shaft. It can also be provided that one of the arms has a different mass than the other arms. There are two rotor-stator arrangements are provided, wherein the imbalance masses of the two rotors 3 are designed and arranged so that the imbalance masses rotate with a phase shift of 180 ° to each other. It is also possible to provide more than two rotor-stator arrangements, in particular an even number.

Um die Rotoren 3 in Drehung zu versetzen, ist an mindestens einem Rotor 3 ein Element 5 angeordnet, das mit einem Übertragungselement 4 in Eingriff steht. Das Element 5 und das Übertragungselement 4 sind als über einen Zahnriemen 15 verbundene Zahnräder ausgebildet. Das Übertragungselement 4 ist über eine Welle 11 antreibbar. Auf die Welle 11 kann ein Drehelement 8 über einen Freilauf 14 einwirken, wobei das Übertragungselement 4 und das Drehelement 8 als Zahnräder ausgebildet sind. Durch Freilauf 14 ist die Drehung der Welle 11 von der Drehung des Drehelements 8 entkoppelt. Ein in 3 als Windrad ausgestalteter Drehantrieb 7 treibt über einen Zahnriemen 10 das Drehelement 8 an.To the rotors 3 in rotation is at least one rotor 3 an element 5 arranged, that with a transmission element 4 engaged. The element 5 and the transmission element 4 are considered over a toothed belt 15 connected gears formed. The transmission element 4 is about a wave 11 drivable. On the wave 11 can be a rotary element 8th over a freewheel 14 acting, wherein the transmission element 4 and the rotary element 8th are designed as gears. By freewheel 14 is the rotation of the shaft 11 from the rotation of the rotary element 8th decoupled. An in 3 designed as a wind turbine rotary drive 7 drives over a toothed belt 10 the rotary element 8th at.

Die Achse des angetriebenen Rotors 3 ist mit den anderen Achsen der anderen Rotoren 3 drehgekoppelt. Die Drehkopplung wird über einen Zahnriemen 13 erreicht, der mit den an den Achsen der Rotoren 3 angeordneten Zahnrädern 9 in Eingriff steht.The axis of the driven rotor 3 is with the other axes of the other rotors 3 rotationally coupled. The rotary coupling is via a toothed belt 13 achieved with the on the axes of the rotors 3 arranged gears 9 engaged.

Mittels der Rotor-Stator-Anordnungen mit den Rotoren 3 und den Statoren 1 kann mechanische Energie bzw. Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt werden. Für die Relativbewegung der Rotoren 3 gegenüber den Statoren 1 kann eine Umdrehung von größer gleich 1500 1/min gewählt werden. Die gewählte Geschwindigkeit ist abhängig von der Größe des an der Welle bzw. am Rotor 3 angeordneten Übertragungselement bzw. Zahnrad, um eine geeignete Winkelgeschwindigkeit zu erhalten.By means of the rotor-stator arrangements with the rotors 3 and the stators 1 mechanical energy or kinetic energy can be converted into electrical energy. For the relative movement of the rotors 3 opposite the stators 1 a rotation of greater than or equal to 1,500 l / min can be selected. The selected speed depends on the size of the shaft or on the rotor 3 arranged transmission element or gear to obtain a suitable angular velocity.

Durch die an den Wellen der Rotoren 3 vorgesehenen Unwuchten wird eine Pendelbewegung des Trägers 6 erreicht. Die Wellen der Rotoren 3 stützen sich am Träger 6 ab. Der Träger 6 pendelt um die Achse 11.By the on the waves of the rotors 3 provided imbalances is a pendulum motion of the wearer 6 reached. The waves of the rotors 3 rely on the wearer 6 from. The carrier 6 commutes around the axis 11 ,

Die Pendelbewegung des Trägers 6 wird durch einen weiteren Energiewandler 2 umgesetzt. Der in der 4 schematisch dargestellte Energiewandler 2 ist als Drehwandler mit einer Rotor-Stator-Anordnung mit Rotor und Stator ausgestaltet. Der am Träger 6 festgelegte Stator der weiteren Rotor-Stator-Anordnung wird mittels des Trägers 6 pendelnd bewegt, wodurch sich eine relative Drehbewegung zwischen Rotor und Stator der weiteren Rotor-Stator-Anordnung ergibt. Durch die Pendelbewegung des Stators wird der Rotor der weiteren Rotor-Stator-Anordnung in Drehung versetzt, während der Stator weiter durch die Unwuchtmassen pendelnd bewegt wird. Die sich ergebende Relativbewegung von Rotor und Stator der weiteren Rotor-Stator-Anordnung führt zu einer Umwandlung der durch die Pendelbewegung eingebrachten Bewegungsenergie in elektrische Energie. Die Rotor-Stator-Anordnung 2 kann als langsamer Generator ausgestaltet sein, bei dem eine Relativbewegung von Rotor zu Stator mit einer Umdrehung von größer gleich 500 1/min möglich ist. Die gewählte Geschwindigkeit ist abhängig von der Größe des an der Welle bzw. am Rotor angeordneten Übertragungselement bzw. Zahnrad, um eine geeignete Winkelgeschwindigkeit für die Übertragung zu erhalten.The pendulum movement of the carrier 6 is through another energy converter 2 implemented. The Indian 4 schematically illustrated energy converter 2 is configured as a rotary transformer with a rotor-stator arrangement with rotor and stator. The one on the carrier 6 fixed stator of the further rotor-stator assembly is by means of the carrier 6 oscillating moves, resulting in a relative rotational movement between the rotor and stator of the further rotor-stator assembly. By the pendulum motion of the stator of the rotor of the further rotor-stator assembly is rotated while the stator is further oscillated by the imbalance masses. The resulting relative movement of the rotor and stator of the further rotor-stator arrangement leads to a conversion of the kinetic energy introduced by the pendulum motion into electrical energy. The rotor-stator arrangement 2 can be designed as a slow generator in which a relative movement of rotor to stator with a rotation of greater than or equal to 500 1 / min is possible. The selected speed depends on the size of the transmission element or gear arranged on the shaft or on the rotor in order to obtain a suitable angular speed for the transmission.

Der weitere Energiewandler 2 am Träger 6 weist einen wahlweise schaltbaren Freilauf 12 zur Welle 11 auf. Je nach Windbedingungen können der Rotor und der Stator des weiteren Energiewandlers 2 direkt mittels des Drehantriebs 7 über die Welle 11 relativ zueinander bewegt werden.The further energy converter 2 on the carrier 6 has an optional switchable freewheel 12 to the wave 11 on. Depending on the wind conditions, the rotor and the stator of the further energy converter 2 directly by means of the rotary drive 7 over the wave 11 be moved relative to each other.

Der weitere Energiewandler 2 kann als Lineargenerator ausgestaltet sein, mit dem die durch die Unwuchten hervorgerufene Pendelbewegung direkt bei jeder Hin- und Herbewegung nutzbar ist. Der Lineargenerator wandelt eine geradlinige, nicht an einer Drehachse anfallende Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Dazu wird die Pendelbewegung des Trägers 6 zunächst in eine lineare Hin- und Herbewegung, beispielsweise über ein Nockenelement am Träger 6, mechanisch umgewandelt und auf ein rohrförmiges Element des Lineargenerators, das hin- und herbewegt wird, übertragen. Das rohrförmige Element kann ein Kunststoff oder Carbon aufweisendes Rohr sein, das ringförmige Magnete und dazwischen angeordnete Eisenscheiben durch mindestens eine Spulenwicklung translatorisch hin- und herbewegt.The further energy converter 2 can be configured as a linear generator with which the oscillating motion caused by the unbalances can be used directly with each reciprocation. The linear generator converts a rectilinear kinetic energy, which does not arise at a rotational axis, into electrical energy. This is the pendulum movement of the carrier 6 first in a linear reciprocating motion, for example via a cam element on the carrier 6 , mechanically converted and transferred to a tubular element of the linear generator, which is reciprocated. The tubular element can be a plastic or carbon-containing tube, the annular magnets and disposed therebetween iron discs by at least one coil winding translates back and forth.

Bei dem weiteren Energiewandler 2 kann es sich auch um einen Energiewandler handeln, bei dem die Bewegungsenergie der Pendelbewegung des Trägers 6 in mechanische oder hydraulische Energie umgewandelt wird. Dazu kann die Pendelbewegung in Form von einer linearen Übertragungsenergie umgewandelt werden. Es kann jeder lineare Energiewandler verwendet werden. Beispiele für lineare Energiewandler sind Hydraulik- oder Wärmepumpen. Im Sinne der Erfindung kann ein Energiewandler, der lineare Bewegungsenergie umsetzt bzw. umwandelt, als Lineargenerator bezeichnet werden.In the other energy converter 2 it can also be an energy converter, in which the kinetic energy of the pendulum movement of the carrier 6 is converted into mechanical or hydraulic energy. For this purpose, the pendulum motion can be converted in the form of a linear transmission energy. Any linear energy converter can be used. Examples of linear energy converters are hydraulic or heat pumps. For the purposes of the invention, an energy converter that converts or converts linear kinetic energy can be referred to as a linear generator.

Claims

Device having at least one rotor-stator arrangement of an energy converter, characterized in that the rotor ( 3 ) has an imbalance mass.

Apparatus according to claim 1, characterized in that at least two rotor-stator arrangements on a support ( 6 ) for generating a pendulum movement of the carrier ( 6 ) are provided.

Apparatus according to claim 2, characterized in that a further energy converter ( 2 ) at least partially on the support ( 6 ) is formed, wherein by means of the pendulum movement of the carrier ( 6 ) a relative movement for generating electrical energy by means of the further energy converter ( 2 ) is reachable.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the further energy converter ( 2 ) comprises a stator and a rotor, wherein the stator of the further energy converter on the carrier ( 6 ) and about an axis ( 11 ) is rotatable about the rotor of the further energy converter in rotation.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the further energy converter ( 2 ) is designed as a linear generator.

Device according to claim 2, characterized in that between the carrier ( 6 ) and a freewheeling shaft for transmitting the pendulum movement of the carrier ( 6 ) is provided in a rotational movement.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a transmission element ( 4 ) is provided for the introduction of mechanical energy with an axis of a rotor ( 3 ) is engaged.

Apparatus according to claim 7, characterized in that a translation between the transmission element ( 4 ) and one on the rotor ( 3 ) designed engaging element of 1:20 or greater.

Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that a common axis for the transmission element ( 4 ) and one of a rotary drive ( 7 ) driven rotary element ( 8th ) is provided, with a freewheel ( 14 ) for the rotary element ( 8th ).

Apparatus according to claim 9, characterized in that the rotary drive ( 7 ) is a wind turbine, in particular a wind turbine with a vertical axis of rotation.