DE202016001855U1

DE202016001855U1 - Device for converting magnetic energy into mechanical energy

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Publication number: DE202016001855U1
Application number: DE202016001855.9U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2016-03-21
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2016-04-21
Anticipated expiration: 2026-03-22

Abstract

Vorrichtung zur Wandlung von magnetischer Energie in mechanische Energie mit mindestens einem Sonnenzahnrad (1) und mindestens einem Planetenzahnrad (2) dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenzahnrad (1) feststehend und in einem bestimmten Abstand an einer Halterung (6) gelagert ist, an einem Sonnenzahnrad (1) formschlüssig mindestens ein Planetenzahnrad (2) angeordnet ist, wobei ein Planetenzahnrad (2) sowie das Sonnenzahnrad (1) vorzugsweise den gleichen Teilkreisdurchmesser, die gleiche Zahnradzahnanzahl und den gleichen Modul besitzen, ein Planetenzahnrad (2) zu seinem Sonnenzahnrad (1) vorzugsweise in parallelen Mittelpunktachsen angeordnet ist, ein Planetenzahnrad (2) in seinem Teilkreismittelpunkt durch eine Führung (5) drehbar um das Sonnenzahnrad (1) gelagert ist, die Führung (5) mit einer Welle (7) fest verbunden ist, wobei die Welle (7) im Teilkreismittelpunkt des Sonnenzahnrads (1) vorzugsweise in eine bestimmte Richtung drehbar gelagert ist, an einem Planetenzahnrad (2) ein Magnethalter (4) fest verbunden und koaxial um die Teilkreismittelpunktachse des Planetenzahnrades (2) gelagert ist, wobei jeder Magnethalter (4) mit mindestens einem Magneten (3A) vorzugsweise auf dem Teilkreisdurchmesser seines Planetenzahnrades (2) deckungsgleich fest verbunden ist, ein Magnet (3A) auf dem Magnethalter (4) des Planetenzahnrads (2) innerhalb des Umlaufs seines Planetenzahnrads (2) um das Sonnenzahnrad (1) vorzugsweise dieselbe Epizykloide-Kurve beschreibt, mindestens ein Magnet (3B) auf der Halterung derart angeordnet und mit ihr fest verbunden ist, wodurch eine vorzugsweise anziehende Kraftwirkung zu dem Magneten (3A) an dem Magnethalter (4) über einen bestimmten Abwälzwinkel gegeben ist, welche den Magneten (3A) an dem Magnethalter (4) derart anzieht, dass der Magnet (3A) an dem Magnethalter (4) sein Planetenzahnrad (2) in eine Rotationsbewegung versetzt, ein Magnet (3B) auf der Halterung (6) und ein Magnet (3A) an einem Magnethalter (4) vorzugsweise in parallelen Ebenen der Polflächen und mit unterschiedlichen magnetischen Polen zueinander angeordnet sind, ein Magnet (3A) an einem Magnethalter (4) und ein Magnet (3B) auf der Halterung (6) so zueinander angeordnet sind, dass mindestens ein Magnetpaar (3A, 3B) der Vorrichtung eine Kraftwirkung miteinander aufweist und eine Drehwirkung mindestens eines Planetenzahnrads (2) um das Sonnenzahnrad (1) verursacht.Device for the conversion of magnetic energy into mechanical energy with at least one sun gear (1) and at least one planetary gear (2), characterized in that the sun gear (1) is mounted fixedly and at a certain distance on a holder (6) on a sun gear (1) a form-fitting at least one planetary gear (2) is arranged, wherein a planetary gear (2) and the sun gear (1) preferably have the same pitch circle diameter, the same gear tooth number and the same module, a planetary gear (2) to its sun gear (1) is preferably arranged in parallel center axes, a planetary gear (2) is mounted in its pitch center by a guide (5) rotatable about the sun gear (1), the guide (5) is fixedly connected to a shaft (7), wherein the shaft ( 7) is rotatably mounted in the direction of the center of the circle of the sun gear (1), preferably in a certain direction, on a planetary gear (2) a magnetic holder (4) fixedly connected and mounted coaxially around the pitch circle centerline of the planetary gear (2), each magnet holder (4) being congruently fixed to at least one magnet (3A) preferably on the pitch circle diameter of its planetary gear (2); 3A) on the magnet holder (4) of the planetary gear (2) within the circulation of its planetary gear (2) around the sun gear (1) preferably describes the same epicycloid curve, at least one magnet (3B) arranged on the holder and firmly connected with it , whereby a preferably attracting force is applied to the magnet (3A) on the magnet holder (4) above a certain rolling angle, which attracts the magnet (3A) to the magnet holder (4) such that the magnet (3A) on the magnet holder (4) its planetary gear (2) in a rotational movement, a magnet (3B) on the holder (6) and a magnet (3A) on a magnet holder (4) preferably in para Are arranged at least one magnet (3A) on a magnet holder (4) and a magnet (3B) on the holder (6) to each other so that at least one pair of magnets (3A, 3B) the device has a force effect with each other and causes a rotational action of at least one planetary gear (2) about the sun gear (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wandlung von magnetischer Energie in mechanische Energie, bestehend aus einem Planetengetriebe mit mindestens einem Sonnenzahnrad und mindestens einem Planetenzahnrad.The present invention relates to a device for the conversion of magnetic energy into mechanical energy, consisting of a planetary gear with at least one sun gear and at least one planetary gear.

Vorrichtungen der vorbezeichneten Art sind im Stand der Technik in einer Vielzahl an Variationen und Ausführungen bekannt und bestehen zu meist aus einem Rotor und einem Stator, welche durch eine bestimmte Anordnung der installierten Magnete innerhalb der Baugruppe eine Drehbewegung des Rotors erzielen soll. Die bisher bekannten Maschinen beziehungsweise Vorrichtungen aus dem Stand der Technik sind hinsichtlich der Wandlung oder Erzeugung mechanischer Energie aus der magnetischen Energie ineffizient oder ohne Funktion. Weiterhin gibt es zahlreiche sehr extravagante Vorrichtungen, unter der sich auch die nachfolgende Erfindung zählt.Devices of the type described above are known in the prior art in a variety of variations and designs and usually consist of a rotor and a stator, which should achieve a rotational movement of the rotor by a specific arrangement of the installed magnets within the assembly. The prior art machines or devices of the prior art are inefficient or inoperative in terms of converting or generating mechanical energy from the magnetic energy. Furthermore, there are many very extravagant devices, including the following invention counts.

Die Problemstellung für diese Erfindung ist die Bereitstellung einer umweltfreundlichen, dezentralen und erneuerbaren Energiequelle durch die Umwandlung von magnetischer Energie in mechanische Energie.The problem for this invention is the provision of an environmentally friendly, decentralized and renewable energy source by the conversion of magnetic energy into mechanical energy.

Nach dem Stand der Technik ist die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Wandlung von magnetischer Energie in mechanische Energie bestehend aus einem Planetengetriebe mit mindestens einem Sonnenzahnrad und mindestens einem Planetenzahnrad, die bezüglich der Eigenschaft zur Umwandlung der magnetischen Energie zur mechanischen Energie eine Funktion hat und im Gegensatz zu vergleichbaren Systemen sich nicht als Perpetuum Mobile versteht, sondern nach den physikalischen Gesetzen und insbesondere dem Hebelgesetz Energie umwandelt.In the prior art, the present invention is an apparatus for converting magnetic energy into mechanical energy consisting of a planetary gear having at least one sun gear and at least one planetary gear which has a function of the property of converting the magnetic energy to mechanical energy and, in contrast To comparable systems does not understand itself as Perpetuum Mobile, but according to the physical laws and in particular the lever law converts energy.

Zur technischen Lösung wird mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Wandlung von magnetischer Energie in mechanische Energie mit mindestens einem Sonnenzahnrad und mindestens einem Planetenzahnrad dargereicht, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das Sonnenzahnrad feststehend und in einem bestimmten Abstand an einer Halterung gelagert ist,
an einem Sonnenzahnrad formschlüssig mindestens ein Planetenzahnrad angeordnet ist, wobei ein Planetenzahnrad sowie das Sonnenzahnrad vorzugsweise den gleichen Teilkreisdurchmesser, die gleiche Zahnradzahnanzahl und den gleichen Modul besitzen,
ein Planetenzahnrad zu seinem Sonnenzahnrad vorzugsweise in parallelen Mittelpunktachsen angeordnet ist,
ein Planetenzahnrad in seinem Teilkreismittelpunkt durch eine Führung drehbar um das Sonnenzahnrad gelagert ist,
die Führung mit einer Welle fest verbunden ist, wobei die Welle im Teilkreismittelpunkt des Sonnenzahnrades vorzugsweise in eine bestimmte Richtung drehbar gelagert ist,
an einem Planetenzahnrad ein Magnethalter fest verbunden und koaxial um die Teilkreismittelpunktachse des Planetenzahnrads gelagert ist, wobei jeder Magnethalter mit mindestens einem Magneten vorzugsweise auf dem Teilkreisdurchmesser seines Planetenzahnrades deckungsgleich fest verbunden ist,
ein Magnet auf dem Magnethalter des Planetenzahnrads innerhalb des Umlaufs seines Planetenzahnrads um das Sonnenzahnrad vorzugsweise dieselbe Epizykloide-Kurve beschreibt,
mindestens ein Magnet auf der Halterung derart angeordnet und mit ihr fest verbunden ist, wodurch eine vorzugsweise anziehende Kraftwirkung zu dem Magneten an dem Magnethalter über einen bestimmten Abwälzwinkel gegeben ist,
welche den Magneten an dem Magnethalter derart anzieht, dass der Magnet an dem Magnethalter sein Planetenzahnrad in eine Rotationsbewegung versetzt,
ein Magnet auf der Halterung und ein Magnet an einem Magnethalter vorzugsweise in parallelen Ebenen der Polflächen und mit unterschiedlichen magnetischen Polen zueinander angeordnet sind,
ein Magnet an einem Magnethalter und ein Magnet auf der Halterung so zueinander angeordnet sind, dass mindestens ein Magnetpaar der Vorrichtung eine Kraftwirkung miteinander aufweist und eine Drehwirkung mindestens eines Planetenzahnrads um das Sonnenzahnrad verursacht.For technical solution is provided with the present invention, a device for the conversion of magnetic energy into mechanical energy with at least one sun gear and at least one planetary gear, which is characterized in that the sun gear is fixed and mounted at a certain distance to a holder,
a planetary gear is positively arranged on a sun gear, wherein a planetary gear and the sun gear preferably have the same pitch circle diameter, the same gear tooth number and the same module,
a planetary gear is arranged to its sun gear preferably in parallel center axes,
a planetary gear is rotatably supported around the sun gear in its pitch center by a guide,
the guide is fixedly connected to a shaft, wherein the shaft is preferably rotatably mounted in the center of the circle of the sun gear in a certain direction,
a magnet holder is fixedly connected to a planetary gear and is mounted coaxially around the pitch circle center axis of the planetary gear, each magnet holder having at least one magnet preferably being congruently fixed on the pitch circle diameter of its planetary gear,
a magnet on the magnet holder of the planetary gear within the revolution of its planetary gear around the sun gear preferably describes the same epicycloid curve,
at least one magnet is arranged on the holder in such a way and firmly connected to it, whereby a preferably attractive force is given to the magnet on the magnet holder over a certain rolling angle,
which attracts the magnet to the magnet holder such that the magnet on the magnet holder causes its planetary gear to rotate,
a magnet on the holder and a magnet on a magnet holder are preferably arranged in parallel planes of the pole faces and with different magnetic poles relative to one another,
a magnet on a magnet holder and a magnet on the holder are arranged to each other so that at least one pair of magnets of the device has a force effect with each other and causes a rotation of at least one planetary gear around the sun gear.

Die Erfindung ist gegenüber bereits bekannten und vergleichbaren Erfindungen vorteilhafter, da diese eine bessere Nutzung des Magnetfeldes inne hat und eine geringe Anzahl an Magneten benötigt, um ein Drehmoment zu erzeugen. Weiterhin besitzt diese Erfindung einen höheren Nutzungsgrad gemessen an der Umwandlung der magnetischen in mechanische Energie.The invention is more advantageous over already known and comparable inventions, as it has a better use of the magnetic field and requires a small number of magnets to generate a torque. Furthermore, this invention has a higher degree of utilization as measured by the conversion of the magnetic into mechanical energy.

Die Erfindung bedient sich dabei vorteilhaft den physikalischen Gesetzmäßigkeiten und insbesondere dem Hebelgesetz, indem die Magnete auf den Teilkreisdurchmessern ihrer Planetenzahnräder über den Abwälzwinkel unterschiedliche Abstände zum Abwälzpunkt besitzen und sich daraus in Verbindung mit der Kraftwirkungslinie der Anziehungskraft zum Abwälzpunkt unterschiedlich große Hebel ergeben. Dabei wird erfindungsgemäß realisiert, dass das Drehmoment, welches sich durch die Summe aller angreifenden Kräfte zwischen den Magneten und der zusammenhängenden Hebel ergibt, in eine bestimmte Drehrichtung größer ist, als das entgegenwirkende Drehmoment.The invention makes advantageous use of the physical laws and in particular the law of levers in that the magnets on the pitch diameters of their planetary gears on the Abwälzwinkel have different distances to Abwälzpunkt and resulting in conjunction with the line of force of attraction to Abwälzpunkt different sized levers. It is realized according to the invention that the torque, which results from the sum of all the forces acting between the magnet and the connected lever, in a certain direction of rotation is greater than the counteracting torque.

Eine besonders vorteilhafte Konfiguration ist gekennzeichnet durch den Aufbau der Planetenzahnräder um das Sonnenzahnrad und der Position ihrer Magnete auf deren Teilkreisdurchmessern zu den Magneten auf der Halterung insofern, dass das Anziehungskraft-Hebelverhältnis zwischen den eintretenden oder auf der Anziehungsbahn laufenden Magneten stets größer ist als das Anziehungskraft-Hebelverhältnis der sich von der Magnetbahn entfernenden Magneten. A particularly advantageous configuration is characterized by the construction of the planetary gears around the sun gear and the position of their magnets on their pitch diameters to the magnets on the mount, in that the attractive leverage between the entering or attracting magnet is always greater than the attraction force Lever ratio of the magnet moving away from the magnetic path.

Eine nächste vorteilhafte Eigenschaft der Erfindung ist das Verhältnis zwischen der Größe und der Anziehungskraft der Magneten und der Planetenzahnräder. Durch eine bestimmte Kombination zwischen diesen drei Parametern kann das Drehmoment effektiv verändert werden. So können bei gleich großen Magneten auf unterschiedlich großen Planetenzahnrädern verschiedene Drehmomente erwirkt werden.A next advantageous feature of the invention is the relationship between the size and the attractive force of the magnets and the planetary gears. By a certain combination of these three parameters, the torque can be effectively changed. Thus, different torques can be obtained on the same size magnets on different sized planetary gears.

Eine zuzügliche vorteilhafte Gestaltung der Erfindung ist die Anordnung der Magnete an ihren Planetenzahnrädern. Dabei ist der Magnet vorzugsweise deckungsgleich auf dem Teilkreisdurchmesser seines Planetenzahnrades installiert und beschreibt somit eine Epizykloide-Kurve während seines Umlaufes um das Sonnenzahnrad. Idealer Weise ist das eine Kardioide-Kurve, welche den Vorteil hat, dass sich bei einem Abwälzwinkel von 0° der Kurvenpunkt des Magneten am Planetenzahnrad auf dem Teilkreisdurchmesser des Sonnenzahnrades befindet und somit kein Hebel und in diesem Punkt kein Drehmoment vorherrscht.An additional advantageous embodiment of the invention is the arrangement of the magnets on their planetary gears. The magnet is preferably installed congruent on the pitch circle diameter of its planetary gear and thus describes an epicyclic curve during its orbit around the sun gear. Ideally, this is a cardioid curve, which has the advantage that at a Abwälzwinkel of 0 °, the curvature point of the magnet on the planetary gear on the pitch circle diameter of the sun gear and thus no lever and at this point no torque prevails.

Eine implizite vorteilhafte Konstruktion der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Anordnung der Magnete auf der Halterung. Die Polflächen der Magnete sind dabei vorzugsweise in parallelen Ebenen ausgerichtet und zwischen diesen in unterschiedlichen Abständen zueinander auf einer Halterung befestigt. Dabei kann die Form der Magnete frei variieren. Ein anderer vorteilhafter Aufbau der Erfindung ist, dass die Magnete der Planetenzahnräder mit der gegenpoligen Seite zu den Magneten der Halterung ausgerichtet sind und somit eine Anziehungskraft vorhanden ist, welche durch die unterschiedlichen Abstände der Magnete der Magnetbahn zueinander verstärkt wird.An implicit advantageous construction of the invention is characterized by the arrangement of the magnets on the holder. The pole faces of the magnets are preferably aligned in parallel planes and fastened between them at different distances from each other on a holder. The shape of the magnets can vary freely. Another advantageous construction of the invention is that the magnets of the planetary gears are aligned with the opposite pole side to the magnets of the holder and thus an attraction force is present, which is reinforced by the different distances of the magnets of the magnetic path to each other.

Eine überdies vorteilhafte Konfiguration ist die Variabilität der Anordnung der Magnete auf der Halterung. So kann die Anziehungskraft auch dadurch erzeugt werden, dass die Abstände der einzelnen und auf einer Ebene befindenden gleichpoligen Magnete der Halterung zu der Epizykloiden-Laufbahn zu ihrem Ende hin verringert werden.An additionally advantageous configuration is the variability of the arrangement of the magnets on the holder. Thus, the attraction force can also be generated by reducing the spacings of the individual and on-plane homopolar magnets of the holder to the epicycloid track towards their end.

Eine andere vorteilhafte Eigenschaft der Erfindung ist die Unabhängigkeit der Lage. Sofern ein Massengleichgewicht eines Systems hergestellt ist, können die Planetenzahnräder vorteilhaft in jeder beliebigen Lage im Raum betrieben werden.Another advantageous feature of the invention is the independence of the situation. If a mass balance of a system is produced, the planetary gears can be operated advantageously in any position in space.

Ein zusätzliches vorteilhaftes Attribut dieser Erfindung ist der dezentrale und mobile Einsatz durch die kompakte Bauweise und nahezu uneingeschränkte örtliche Einsetzbarkeit. Außerdem ist ein großer Vorteil, dass die Erfindung keine direkten Schadstoffe emittiert und somit eine umweltfreundliche Neuerung ist.An additional advantageous attribute of this invention is the decentralized and mobile use by the compact design and almost unlimited local usability. In addition, a great advantage is that the invention emits no direct pollutants and thus is an environmentally friendly innovation.

Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft der Erfindung ist der Einsatz als Antriebsmotor für alle rotatorischen angetriebenen Maschinen oder Vorrichtungen.Another advantageous feature of the invention is the use as a drive motor for all rotary driven machines or devices.

Die Spezifikationen und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen eines Anwendungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:The specifications and features of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings of an application example. Showing:

1 eine geometrische Darstellung der Epizykloiden-Umlaufbahn eines mit einem Planetenzahnrad fest verbundenen Magnets der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 a geometric representation of the epicyclic orbit of a fixedly connected to a planetary gear magnet of the device according to the invention;

2 die vordere Ansicht eines beispielhaften Moduls der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 2 the front view of an exemplary module of the device according to the invention;

3 die seitliche Ansicht eines beispielhaften Moduls der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 3 the side view of an exemplary module of the device according to the invention;

4 eine Darstellung der räumlichen und anteiligen Anziehungskraft im Sinn der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 4 a representation of the spatial and proportional attraction in the sense of the device according to the invention;

5 eine Magnetkraftkurve der verwendeten Magneten der erfindungsgemäßen Erfindung; 5 a magnetic force curve of the magnets used in the invention invention;

6. eine schematische Darstellung der Drehmomententstehung im Sinn der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 6 , a schematic representation of the torque generation in the sense of the device according to the invention;

7 einen Drehmomentverlauf über ein Abwälzwinkelintervall der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 7 a torque curve over a Abwälzwinkelintervall of the device according to the invention;

8 eine schematische Darstellung der Drehmomententstehung an der Welle der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 8th a schematic representation of the torque generation on the shaft of the device according to the invention;

9 die vordere Ansicht eines Anwendungsbeispiels mit drei Epizykloiden-Umlaufbahnen; 9 the front view of an application example with three epicyclic orbits;

10 eine schräge Ansicht einer treppenförmigen Magnetbahn eines beispielhaften Anwendungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung; 10 an oblique view of a staircase magnetic track of an exemplary application example of the device according to the invention;

11 die isometrische Ansicht einer beispielhaften Vorrichtung. 11 the isometric view of an exemplary device.

1 bis 11 zeigen schematische oder konstruktive Elemente einer Vorrichtung zur Wandlung von magnetischer Energie in mechanische Energie und wird als Ganzes folgend auch als Motor bezeichnet. 1 to 11 show schematic or structural elements of a device for the conversion of magnetic energy into mechanical energy and is also referred to as a whole as an engine.

Alle bezeichneten Magnete 3A und 3B des Motors sind in ihrer Form, ihrem Aufbau und ihrer Magnetisierung identisch. Für dieses Anwendungsbeispiel sind Nickel beschichtete Rundmagnete mit einem Durchmesser von 15 Millimeter und einer Länge von 10 Millimeter aus Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) mit einer axialen N42-Magnetisierung und einer 3,4 Millimeter Mittelpunktbohrung gewählt worden, welche eine Haftkraft von nahezu 36 Newton besitzen. Die Magnete 3A und 3B haben die Eigenschaft, sich mit entgegengesetzten Polen zu ihren Polflächenmittelpunkten hin anzuziehen. Das Verhalten ist die Eigenschaft von Magneten sich zu dem Punkt ihrer dichtesten Magnetfeldlinien hin auszurichten. Daher wird folgend vereinfacht angenommen, dass die Kraftwirkung der Magnete 3A und 3B zwischen ihren Polflächenmittelpunkten oder folgend auch als Magnetpunkt MP bezeichnet, stattfindet.All designated magnets 3A and 3B of the engine are identical in their shape, their structure and their magnetization. For this application example, nickel coated round magnets of 15 millimeter diameter and 10 millimeter length have been chosen from neodymium-iron-boron (NdFeB) with N42 axial magnetization and a 3.4 millimeter center bore which has an adhesion force of nearly 36 millimeters Own Newton. The magnets 3A and 3B have the property of attracting with opposite poles to their pole surface centers. Behavior is the property of magnets to align with the point of their densest magnetic field lines. Therefore, the following is simplified assuming that the force of the magnets 3A and 3B between their Polflächenmittelpunkten or hereinafter also referred to as magnetic point MP takes place.

Alle bezeichneten Zahnräder 1 und 2 des Motors sind in ihrer Form, ihrem Aufbau und ihren Dimensionen identisch und können zur Gewichtsreduzierung Aussparungen besitzen. Für dieses Anwendungsbeispiel sind Azetalharz-Zahnräder mit einem Teilkreisdurchmesser von 140 Millimeter und dementsprechend 140 Zähnen im Modul 1 und einer Nabe mit einer Mittelpunktbohrung gewählt worden. In den Mittelpunktbohrungen der Zahnräder 1 und 2 sind Wälzlager oder andere Lagerarten installiert, welche eine Rotationsbewegung der Planetenzahnräder 2 um das Sonnenzahnrad 1 ermöglichen.All designated gears 1 and 2 The motors are identical in their shape, construction and dimensions and can have recesses for weight reduction. For this application example are acetal resin gears with a pitch circle diameter of 140 mm and therefore 140 teeth in the module 1 and a hub with a center hole has been chosen. In the center holes of the gears 1 and 2 Rolling or other types of bearings are installed, which is a rotational movement of the planetary gears 2 around the sun gear 1 enable.

Der Motor dieses Anwendungsbeispiels besteht aus vorzugsweise nicht magnetischen Materialien oder magnetisch beeinflussbaren Materialien, welche so angeordnet sind, dass diese keine Auswirkung auf die Funktion des Motors haben.The motor of this application example consists of preferably non-magnetic materials or magnetically influenceable materials, which are arranged so that they have no effect on the function of the engine.

Der Motor funktioniert nach einem Epizykloiden-Prinzip. Wenn ein Magnet 3A mit seinem Magnetpunkt MP auf dem Teilkreisdurchmesser eines Planetenzahnrads 2 fest verbunden ist, dann folgt er nach 1 einer Epizykloiden-Umlaufbahn beziehungsweise einer Kardioiden-Umlaufbahn in der Rotation des Planetenzahnrades 2 um das Sonnenzahnrad 1. Diese Kardioide-Kurve ist über die x-Achse symmetrisch. Der Berührungspunkt zwischen dem Planetenzahnrad 2 und dem Sonnenzahnrad 1 wird als Abwälzpunkt AWP bezeichnet. Zwischen dem Abwälzpunkt AWP und dem Magnetpunkt MP entstehen in Abhängigkeit des Abwälzwinkels unterschiedliche Längen. In der Darstellung der 1 sind als Beispiel über die Abwälzwinkel 180°, 90° und 45° die unterschiedlichen Längen zwischen den beiden Punkten angegeben. Der maximale Abstand wird in diesem Anwendungsbeispiel einer Kardioiden-Umlaufbahn bei einem Abwälzwinkel von 180° erreicht, während genau im Abwälzwinkel von 0° bei einer Kardioiden-Umlaufbahn keine Länge vorhanden ist, da der Abwälzpunkt AWP gleich dem Magnetpunkt MP ist.The engine works on an epicycloid principle. If a magnet 3A with its magnetic point MP on the pitch circle diameter of a planetary gear 2 is firmly connected, then he follows 1 an epicycloid orbit or a cardioid orbit in the rotation of the planetary gear 2 around the sun gear 1 , This cardioid curve is symmetrical about the x-axis. The point of contact between the planetary gear 2 and the sun gear 1 is called the roll-off point AWP. Between the rolling point AWP and the magnetic point MP arise depending on the Abwälzwinkels different lengths. In the presentation of the 1 are given as an example on the Abwälzwinkel 180 °, 90 ° and 45 °, the different lengths between the two points. The maximum distance is achieved in this application example of a cardioid orbit at a Abwälzwinkel of 180 °, while exactly in the Abwälzwinkel of 0 ° in a cardioid orbit no length is present, since the roll point AWP is equal to the magnetic point MP.

Ein Teilsystem oder auch Modul des Motors in diesem Anwendungsbeispiel besteht nach 2 und 3 aus folgenden Komponenten: einem Sonnenzahnrad 1 und vier Planetenzahnrädern 2 mit jeweils einem fest installierten Magnethalter 4 und einem daran befestigten Magneten 3A, der die gleiche Epizykloide-Umlaufbahn beschreibt. Die Planetenzahnräder 2 sind durch eine Führung 5 mit sich und mit dem Sonnenzahnrad 1 verbunden und umlaufen das Sonnenzahnrad 1 in eine bestimmte Richtung. Die Planetenzahnräder 2 sind in einem Winkel von 90° zueinander kreisversetzt angeordnet. Außerdem sind die Planetenzahnräder 2 zueinander und zum Sonnenzahnrad 1 deckungsgleich angeordnet, um optimale Laufeigenschaften des Zahnradtriebes zu gewährleisten. Die Planetenzahnräder 2 sind über die Führung 5 mit Schrauben oder Bolzen und Distanzhülsen durch die Wälzlager verbunden. Die Führung 5 ist mit einer Nabe 8 durch Schrauben oder andere Verbindungselemente fest verbunden. Die Nabe 8 ist wiederum durch eine vorzugsweise Passfederverbindung oder andere Verbindungsmöglichkeiten fest mit der Welle 7 verbunden, welche durch die Module des Motors in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Ein Modul hat nach 2 und 3. eine Anziehungsbahn aus identischen einzelnen Magneten 3B, die vorzugsweise auf der Epizykloiden-Kurve der Magnetumlaufbahn der Magnete 3A und in einer ganz bestimmten Position gegenpolig zu den Magneten 3A auf der Halterung 6 installiert sind. Die Polflächen der Magnete 3B können zusätzlich in ihren Ebenen unterschiedlich zueinander angeordnet sein. Die Anzahl der Magnete 3B kann ebenso variieren. Für das Anwendungsbeispiel sind vorzugsweise 4 Magnete je Modul gewählt worden.A subsystem or module of the motor in this application example is after 2 and 3 from the following components: a sun gear 1 and four planetary gears 2 each with a permanently installed magnet holder 4 and a magnet attached to it 3A that describes the same epicycloid orbit. The planetary gears 2 are through a leadership 5 with itself and with the sun gear 1 connected and rotate around the sun gear 1 in a certain direction. The planetary gears 2 are arranged offset in an angle of 90 ° to each other. In addition, the planetary gears 2 to each other and to the sun gear 1 arranged congruently to ensure optimum running properties of the gear drive. The planetary gears 2 are about the leadership 5 connected by screws or bolts and spacers through the bearings. The leadership 5 is with a hub 8th firmly connected by screws or other fasteners. The hub 8th is in turn by a preferably feather key or other connection options fixed to the shaft 7 connected, which is set by the modules of the motor in a rotational movement. A module has to 2 and 3 , an attraction of identical single magnets 3B , preferably on the epicycloid curve of the magnetic orbit of the magnets 3A and in a very specific position opposite to the magnets 3A on the bracket 6 are installed. The pole faces of the magnets 3B may additionally be arranged differently in their planes to each other. The number of magnets 3B can vary as well. For the application example, preferably 4 magnets per module have been selected.

Die Anziehungskraft ist bedingt durch die Lagerung der Modulkomponenten ein räumlicher Kraftvektor, dessen anteilige Kraft über einen Abstand auf der z-Achse dividiert ist. Somit ergibt sich nach 4 die real wirkende Anziehungskraft F entlang der Ebene, auf der sich die Magnete 3A an ihren Planetenzahnrädern 2 um das Sonnenzahnrad 1 bewegen. Für dieses Anwendungsbeispiel ist ein z-Abstand von 2 mm gewählt. Die anteilige Anziehungskraft F ist die Grundlage zur Drehbewegung der Planentenzahnräder 2.The attraction is due to the storage of the module components, a spatial force vector whose proportional force is divided over a distance on the z-axis. Thus results after 4 the real-acting attraction F along the plane on which the magnets 3A at their planetary gears 2 around the sun gear 1 move. For this application example, a z-distance of 2 mm is selected. The proportional attractive force F is the basis for the rotational movement of the planetary gears 2 ,

Praktische Zugversuche zwischen den Magneten 3A und 3B ergaben die in der 5 abgebildete Magnetkraftkurve. Die Exponentialfunktion zeigt die vorherrschenden Anziehungskräfte zwischen den gegenpolig ausgerichteten Magneten 3A und 3B über den Abstand ihrer Magnetpolflächen. Die verwendeten Magnete 3A und 3B haben die Eigenschaft sich innerhalb ihrer maximalen magnetischen Reichweite mit jedem gegenpoligen Magnetpunkt MP anzuziehen. So können sich mehrere angreifende Anziehungskräfte F auf den Magnetpunkt MP des Magnets 3A am Planetenzahnrad 2 ergeben.Practical tensile tests between the magnets 3A and 3B showed in the 5 shown magnetic force curve. The exponential function shows the predominant attractive forces between the oppositely directed magnets 3A and 3B over the distance of their magnetic pole surfaces. The magnets used 3A and 3B have the property to attract within their maximum magnetic range with each opposite pole point MP. Thus, several attacking forces of attraction F on the magnet point MP of the magnet 3A at the planetary gear 2 result.

Die Drehbewegung der Planetenzahnräder 2 um ihr Sonnenzahnrad 1 entsteht durch ein Drehmoment im Abwälzpunkt AWP, welches durch die Anziehungskraft F zwischen dem Magnetpunkt MP des Magnets 3A am Planetenzahnrad 2 und den Magneten 3B der Anziehungsbahn, und den unterschiedlichen Hebelverhältnissen erzeugt wird. Ein Hebel ergibt sich nach 6 aus dem senkrechten Abstand zwischen dem Kraftvektor F und seiner Kraftwirkungslinie durch den Drehpunkt. Dabei ist der Drehpunkt gleich dem Abwälzpunkt AWP. Der maximale Hebel ist nach 1 folglich der Abstand zwischen dem Abwälzpunkt AWP und dem Magnetpunkt MP des Magnets 3A. So ergeben sich über jeden Abwälzwinkel unterschiedlich große Hebel und somit auch unterschiedliche Drehmomente in Abhängigkeit der Magnetkraft. Die Richtung der Anziehungskraft bestimmt die Drehrichtung um den Abwälzpunkt AWP. Dabei ist die Drehrichtung der Welle 7 nach 2 im Uhrzeigersinn als rechtsdrehend und die Drehrichtung entgegen des Uhrzeigersinns als linksdrehend definiert.The rotational movement of the planetary gears 2 around her sun gear 1 is caused by a torque in the rolling point AWP, which by the attractive force F between the magnetic point MP of the magnet 3A at the planetary gear 2 and the magnet 3B the attraction course, and the different leverage ratios is generated. A lever follows 6 from the vertical distance between the force vector F and its force line of action through the fulcrum. The pivot point is equal to the roll point AWP. The maximum lever is after 1 hence the distance between the rolling point AWP and the magnet point MP of the magnet 3A , Thus arise over each Abwälzwinkel different sized levers and thus different torques depending on the magnetic force. The direction of the attraction determines the direction of rotation around the roll point AWP. Here is the direction of rotation of the shaft 7 to 2 clockwise as dextrorotatory and counterclockwise rotation as counterclockwise.

Durch die Wirkung mehrerer Anziehungskräfte F auf den Magnetpunkt MP des Magnets 3A sind mehrere Drehmomente im gleichen Abwälzwinkel möglich. Die Summe aller Drehmomente in einem Abwälzwinkel ergibt das Gesamtdrehmoment genau für diesen Winkel. Der für diesen Motor ergebende Gesamtdrehmomentverlauf ist in der 7 dargestellt. Die Kurve zeigt die Drehmomente im Abwälzwinkelintervall von 50° bis 90°. In den anderen Winkeln besitzt, aufgrund der Anordnung der Magnete 3B auf der Halterung 6, ein System in dieser Konfiguration keine Anziehungskräfte und somit auch kein Drehmoment. Positive Drehmomente wirken rechtsdrehend und negative Drehmomente wirken linksdrehend. Ein Magnet 3A besetzt in einem Modul nach 2 und 3 dieses Anwendungsbeispiels die Abwälzwinkel 0°, 90°, 180° und –90°. Für eine Drehbewegung und damit für die Funktion des Motors müssen die Magnete 3A so angeordnet sein, dass diese in der Summe ihrer Drehmomente die Welle 7 über jeden Abwälzwinkel entweder ausschließlich rechtsdrehend oder linksdrehend beeinflussen beziehungsweise ausschließlich positive Drehmomente oder nur negative Drehmomente besitzen. Dazu können mehrere Module in unterschiedlichen Winkeln kreisversetzt zueinander zusammengeschalten werden, dass eine geeignete Kombination über jeden Abwälzwinkel gegeben ist, um eine stetige Rotationsbewegung zu erzeugen.Through the action of several attractive forces F on the magnet point MP of the magnet 3A Several torques in the same Abwälzwinkel are possible. The sum of all torques in a rolling angle gives the total torque exactly for this angle. The resulting for this engine overall torque curve is in the 7 shown. The curve shows the torques in Abwälzwinkelintervall of 50 ° to 90 °. In the other angles possesses, due to the arrangement of the magnets 3B on the bracket 6 , a system in this configuration no attractions and therefore no torque. Positive torques act clockwise and negative torques counterclockwise. A magnet 3A occupied in a module 2 and 3 this application example the Abwälzwinkel 0 °, 90 °, 180 ° and -90 °. For a rotary motion and thus for the function of the engine, the magnets must 3A be arranged so that these in the sum of their torques the shaft 7 either exclusively turn clockwise or anticlockwise over each Abwälzwinkel or possess only positive torques or only negative torques. For this purpose, a plurality of modules can be interconnected at different angles in a circle offset from each other, that a suitable combination is given about each Abwälzwinkel to produce a steady rotational movement.

Für dieses Anwendungsbeispiel sind insgesamt 90 Module mit einem Versatzwinkel von 1° zueinander in der Reihe zusammengeschaltet worden. Somit wird jeder Abwälzwinkel von einem Magneten 3A besetzt. Die Summe des sich daraus ergebenden Drehmoments kann ebenfalls durch eine Flächenintegration des Gesamtdrehmomentverlaufs in 7 erfolgen und ergibt 103,94 Nmm rechtsdrehend am Abwälzpunkt AWP.For this application example, a total of 90 modules with an offset angle of 1 ° to each other in the series have been interconnected. Thus, each Abwälzwinkel of a magnet 3A occupied. The sum of the resulting torque can also be determined by an area integration of the total torque curve in 7 and gives 103.94 Nmm clockwise at the roll point AWP.

Das Drehmoment M_AWP im Abwälzpunkt AWP wird nach 8 über die Länge l1 an die Führung 5 und wiederum über die Länge l2 auf die Welle 7 übertragen. Dabei ist die Länge l1 der Radius des Planetenzahnrades 2 und die Länge l2 die Summe aus den Radien des Sonnenzahnrads 1 und eines Planetenzahnrads 2. In diesem Anwendungsbeispiel sind die Radien gleich groß. Somit ist das Verhältnis der Länge l2 zur Länge l1 gleich 2:1. Das Drehmoment M_AWP geht also mit dem Faktor zwei auf die Welle 7 ein. Das in diesem Anwendungsbeispiel nur durch die Anziehungskraft nutzbare Drehmoment M_W beträgt 0,21 Nm am Ausgang der Welle 7.The torque M _AWP in the roll point AWP is after 8th over the length l1 to the guide 5 and again over the length L2 on the shaft 7 transfer. The length l1 is the radius of the planetary gear 2 and length l2 is the sum of the radii of the sun gear 1 and a planetary gear 2 , In this application example, the radii are the same size. Thus, the ratio of length l2 to length l1 is equal to 2: 1. The torque M _AWP thus goes with the factor of two on the shaft 7 one. The usable in this application example only by the attraction torque M _W is 0.21 Nm at the output of the shaft 7 ,

Die Anzahl der Module eines Motors ist abhängig von der Anzahl und Anordnung der Magnete 3B auf der Halterung 6 und der Anzahl und Anordnung der Magnete 3A an einem Planetenzahnrad 2. So kann beispielsweise ein Modul mit einem Sonnenzahnrad 1 und vier Planetenzahnrädern 2 ähnlich wie in 2 und 3 bereits ausreichen, wenn jeweils drei Magnete 3A an den Planetenzahnrädern 2 um 120° versetzt an den Magnethaltern 4 installiert sind. Dadurch entstehen nach 9 drei identische und um 120° versetzte Epizykloide-Umlaufbahnen. Durch eine bestimmte Anordnung in Form einer Anziehungsbahn der Magnete 3B auf der Halterung 6 dreht jeder Magnet sein Planetenzahnrad um einen Abwälzwinkel von 30° bis an das Ende der Anziehungsbahn. Erreicht ein Magnet 3A das Ende der Anziehungsbahn durch Erreichung des Punktes seiner stärksten Anziehungskraft, verbindet sich ein anderer Magnet 3A am Anfang einer Anziehungsbahn, welcher aufgrund des Hebelverhältnisses ein größeres Drehmoment als der Magnet 3A am Ende der Anziehungsbahn aufweist und diesen über das Ende hinausschiebt. Die Magnete 3B müssen dabei so angeordnet sein, dass diese keinen Einfluss auf die weiteren Magnete 3A im Umlauf um das Sonnenzahnrad 1 haben und eine Rotationsbewegung ermöglicht wird.The number of modules of a motor depends on the number and arrangement of the magnets 3B on the bracket 6 and the number and arrangement of the magnets 3A on a planetary gear 2 , For example, a module with a sun gear 1 and four planetary gears 2 similar to in 2 and 3 already sufficient, if in each case three magnets 3A at the planetary gears 2 offset by 120 ° at the magnetic holders 4 are installed. This creates after 9 three identical and 120 ° offset epicycloid orbits. By a certain arrangement in the form of an attraction path of the magnets 3B on the bracket 6 Each magnet rotates its planetary gear by a 30 ° throwing angle to the end of the attraction path. Reach a magnet 3A the end of the attraction by attaining the point of its strongest attraction, another magnet joins 3A at the beginning of an attraction path, which due to the lever ratio, a larger torque than the magnet 3A at the end of the attraction lane and pushes it beyond the end. The magnets 3B must be arranged so that they do not affect the other magnets 3A circulating around the sun gear 1 have and a rotational movement is enabled.

Eine Anziehungsbahn nach dem Aufbau aus 9 ist in 10 dargestellt. Die Magnete 3B sind in Form einer Treppe auf der Halterung 6 fest installiert. Durch die resultierenden unterschiedlichen Abstände zu den Magneten 3A, werden diese über die Anziehungsbahn hinweg zu der Stelle ihrer stärksten Anziehungskraft hinbewegt. Der Abwälzwinkel, den das Planetenzahnrad 2 dabei zurücklegt ist abhängig von der Länge und Anordnung der Anziehungsbahn.An attraction track after the construction out 9 is in 10 shown. The magnets 3B are in the form of a staircase on the bracket 6 permanently installed. By the resulting different distances to the magnets 3A , they are moved across the attraction path to the point of their strongest attraction. The Abwälzwinkel, the planetary gear 2 doing this depends on the length and arrangement of the attraction course.

Die Funktion des Motors ist begünstigt, wenn unterschiedliche Module in einer Reihenschaltung nach 11 zusammengefügt sind. Dabei können die Magnete 3A der einzelnen Module so angeordnet sein, dass sie bestimmte Abwälzwinkel einnehmen und somit eine einseitige Drehwirkung verursachen. Dabei sind die einzelnen Module über vorzugsweise eile Welle 7 miteinander verbunden. Die Module können ebenso parallel geschaltet werden und über Antriebe miteinander verbunden sein.The function of the motor is favored when different modules in a series circuit after 11 are joined together. Thereby the magnets can 3A the individual modules are arranged so that they occupy certain Abwälzwinkel and thus cause a one-sided rotation. The individual modules are preferably over rush 7 connected with each other. The modules can also be connected in parallel and connected to each other via drives.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Sonnenzahnradsun gear
22: Planetenzahnradplanetary gear
3A3A: Magnet am PlanetenzahnradMagnet on the planetary gear
3B3B: Magnet an der HalterungMagnet on the holder
44: Magnethaltermagnetic holder
55: Führungguide
66: Halterungbracket
77: Wellewave
88th: Nabehub
AWPAWP: AbwälzpunktAbwälzpunkt
M_AWP M _AWP: Drehmoment am AbwälzpunktTorque at the rolling point
MPMP: Magnetpunktmagnetic point
M_W M _W: Drehmoment an der WelleTorque on the shaft

Claims

Device for converting magnetic energy into mechanical energy with at least one sun gear ( 1 ) and at least one planetary gear ( 2 ) characterized in that the sun gear ( 1 ) fixed and at a certain distance on a holder ( 6 ) is mounted on a sun gear ( 1 ) positively at least one planetary gear ( 2 ), wherein a planetary gear ( 2 ) as well as the sun gear ( 1 ) preferably have the same pitch circle diameter, the same gear tooth number and the same module, a planetary gear ( 2 ) to its sun gear ( 1 ) is preferably arranged in parallel center axes, a planetary gear ( 2 ) in its circle center by a guide ( 5 ) rotatable about the sun gear ( 1 ), the leadership ( 5 ) with a wave ( 7 ), whereby the shaft ( 7 ) in the circle center of the sun gear ( 1 ) is preferably rotatably mounted in a certain direction, on a planetary gear ( 2 ) a magnet holder ( 4 ) and coaxial about the pitch center axis of the planetary gear ( 2 ) is mounted, each magnet holder ( 4 ) with at least one magnet ( 3A ) preferably on the pitch circle diameter of its planetary gear ( 2 ) is congruently connected, a magnet ( 3A ) on the magnet holder ( 4 ) of the planetary gear ( 2 ) within the orbit of its planetary gear ( 2 ) around the sun gear ( 1 ) preferably describes the same epicycloid curve, at least one magnet ( 3B ) is arranged on the holder and firmly connected to it, whereby a preferably attractive force to the magnet ( 3A ) on the magnetic holder ( 4 ) is given over a certain Abwälzwinkel which the magnet ( 3A ) on the magnetic holder ( 4 ) such that the magnet ( 3A ) on the magnetic holder ( 4 ) its planetary gear ( 2 ) in a rotational movement, a magnet ( 3B ) on the bracket ( 6 ) and a magnet ( 3A ) on a magnet holder ( 4 ) are preferably arranged in parallel planes of the pole faces and with different magnetic poles to each other, a magnet ( 3A ) on a magnet holder ( 4 ) and a magnet ( 3B ) on the bracket ( 6 ) are arranged to each other so that at least one pair of magnets ( 3A . 3B ) the device has a force effect with each other and a rotational action of at least one planetary gear ( 2 ) around the sun gear ( 1 ) caused.

Device according to claim 1, characterized in that the orbit of a magnet ( 3A ) on the magnetic holder ( 4 ) the planet gears ( 2 ) around the sun gear ( 1 ) describes at least one ordinary epicycloid curve, at least one truncated epicycloid curve or at least one extended epicycloid curve.

Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the planetary gears ( 2 ) are arranged relative to each other and preferably offset in an angle of 90 ° to each other that at least one magnet ( 3A ) on the magnet holder ( 4 ) with at least one magnet ( 3B ) on the bracket ( 6 ) has a force effect and prevails in the sum of the torques over each Abwälzwinkel a one-sided rotational action.

Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that on a magnet holder ( 4 ) at least one magnet ( 3A ) is permanently installed.

Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that a magnet ( 3B ) on the bracket ( 6 ) is arranged such that it has an attraction force on the magnet ( 3A ) on the magnet holder ( 4 ), so that it is attracted to the point of its strongest attraction.

Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the planetary gears ( 2 ) in Connection with the leadership ( 5 ) and in its movement around the sun gear ( 1 ) the wave ( 7 ).

Different types of planet gears ( 2 ) of the device according to claim 1 to 6, characterized in that the number or size of the planet gears ( 2 ) in relation to each other and to the sun gear ( 1 ) are different.

Various materials of the device according to claim 1 to 7, characterized in that the material of all components of the device consists of at least non-magnetic materials or at least not the magnetic field influences the function of the device.

Apparatus according to claim 1 to 8, characterized in that it can be operated synchronously in conjunction with other at least same construction devices in order to increase the torque, the planetary gears ( 2 ) of the devices are so offset from one another that at least one rotational movement is ensured.

Use of a device according to claim 1 to 9, characterized in that it provides mechanical energy by the conversion of magnetic energy, preferably the wave ( 1 ) serves as a drive.