DE202019105634U1 - Ein Gleichspannungs Motor-Dynamo - Google Patents

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Abstract

Eine Gleichstrommaschine, umfassend:eine Mittelachse;eine Ankervorrichtung mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, die einander gegenüberliegen, wobei die Ankervorrichtung einen Körperabschnitt und mehrere Ankerspulen umfasst, wobei der Körperabschnitt einen zentralen Körperabschnitt, einen vom zentralen Körperabschnitt beabstandeten und den zentralen Körperabschnitt umgebenden Umfangskörperabschnitt und mehrere mit dem zentralen Körperabschnitt und dem Umfangskörperabschnitt verbundene Zwischenkörperabschnitte umfasst, wobei der zentrale Körperabschnitt mit der Mittelachse gekoppelt ist, wobei die Ankerspulen um den Umfangskörperabschnitt gewickelt sind, wobei die Gesamtzahl der Windungen der Ankerspulen ≥ 2 beträgt;einen ersten magnetischen Führungsmechanismus, der an die erste Seite der Ankervorrichtung angrenzt, wobei der erste magnetische Führungsmechanismus einen ersten zentralen Bereich, einen an den ersten zentralen Bereich angrenzenden und den ersten zentralen Bereich umgebenden ersten Umfangsbereich umfasst, wobei ein Teil oder der gesamte erste Umfangsbereich mit den Ankerspulen der Ankervorrichtung korrespondiert, wobei ein erster Luftspalt zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und den Ankerspulen vorhanden ist;einen ersten Magnetfeldgenerator, wobei mittels des ersten Magnetfeldgenerators ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung erzeugt werden kann, wobei die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds über die Mittelachse zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung verlaufen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung durch den zwischen allen Ankerspulen und dem ersten magnetischen Führungsmechanismus befindlichen ersten Luftspalt verlaufen, wodurch die Ankervorrichtung und der erste magnetische Führungsmechanismus relativ zu einer gedachten Symmetrieachse gedreht werden, wobei die gedachte Symmetrieachse koaxial mit der Mittelachse ist; undein Paar Ankerelektroden, die im Wesentlichen in der gleichen Polaritätsrichtung der elektromotorischen Kraft mit den Ankerspulen und dann mit einem externen System verbunden sind.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleichstrommaschine und insbesondere eine Gleichstrommaschine ohne Kommutator.
  • Stand der Technik
  • Herkömmliche Gleichstromgeneratoren (DC Dynamo) sind in der Regel mit einer Bürste und einem Kommutator (Gleichrichter) ausgestattet, um während der Drehung das Rotormagnetfeld senkrecht zu dem Statormagnetfeld zu halten, um zu jeder Zeit ein maximales Drehmoment zu erhalten. Gleichstromgeneratoren haben den Vorteil, dass die Spannung proportional zur Drehzahl ist, und den der einfachen Steuerung, wodurch sie eine wichtige Position auf den Gebieten der konventionellen Drehzahlregelung und Serversteuerung einnehmen. Der bürstenlose Gleichstromgenerator (BLDC Dynamo), der derzeit auf dem Markt beliebt ist, weist eine Struktur ähnlich einem frequenzvariablen Permanentmagnet-Synchrongenerator auf, wobei der Drehwinkel des Rotors durch ein mehrphasiges (dreiphasiges) Magnetfeld bestimmt ist, sodass der Permanentmagnetrotor mit variablen Drehgeschwindigkeiten durch ein Magnetfeld gedreht werden kann, oder die durch einen Permanentmagnetrotor induzierte elektromotorische Kraft kann durch eine mehrphasige (dreiphasige) Spule in Wechselstrom umgewandelt werden. Zwar ist die obige Methode ausgereift, allerdings ist ihre VVVF-Steuerung ziemlich kompliziert und unnatürlich. Ein neuer bürstenloser Gleichstromgenerator mit einem Arbeitsmodus, der dem des herkömmlichen Gleichstromgenerators näherkommt, wird daher sehnlichst erwartet.
  • Die vorliegende Erfindung offenbart eine neuartige Gleichstrommaschine, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Magnetfeldlinien des Magnetfelds der magnetische Fluss meist in der gleichen Richtung durch den zwischen dem Rotor und dem Stator befindlichen Luftspalt fließt, wodurch während der Bewegung der elektrischen Maschine die meisten Ankerspulen immer eine elektromotorische Kraft mit der gleichen Polarität in der gleichen Richtung empfangen. Wenn alle Ankerspulen miteinander verbunden sind, kann eine mechatronische bidirektionale Energieumwandlung weiterhin kontinuierlich durchgeführt werden, ohne dass eine Polaritätsumkehrung ausgeführt werden muss, wobei gleichzeitig zur Anpassung an die proportionale Beziehung zwischen der Spannung der elektrischen Maschine und ihrer Drehzahl bzw. Bewegungsgeschwindigkeit eine ausreichend große ankerinduzierte elektromotorische Kraft akkumuliert wird.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung offenbart eine Gleichstrommaschine, dadurch gekennzeichnet, dass diese Folgendes umfasst: eine Mittelachse; eine Ankervorrichtung mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, die einander gegenüberliegen, wobei die Ankervorrichtung einen Körperabschnitt und mehrere Ankerspulen umfasst, wobei der Körperabschnitt einen zentralen Körperabschnitt, einen vom zentralen Körperabschnitt beabstandeten und den zentralen Körperabschnitt umgebenden Umfangskörperabschnitt und mehrere mit dem zentralen Körperabschnitt und dem Umfangskörperabschnitt verbundene Zwischenkörperabschnitte umfasst, wobei der zentrale Körperabschnitt mit der Mittelachse gekoppelt ist, wobei die Ankerspulen um den Umfangskörperabschnitt gewickelt sind, wobei die Gesamtzahl der Windungen der Ankerspulen ≥ 2 beträgt; einen ersten magnetischen Führungsmechanismus, der an die erste Seite der Ankervorrichtung angrenzt, wobei der erste magnetische Führungsmechanismus einen ersten zentralen Bereich, einen an den ersten zentralen Bereich angrenzenden und den ersten zentralen Bereich umgebenden ersten Umfangsbereich umfasst, wobei ein Teil oder der gesamte erste Umfangsbereich mit den Ankerspulen der Ankervorrichtung korrespondiert, wobei ein erster Luftspalt zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und den Ankerspulen vorhanden ist; einen ersten Magnetfeldgenerator, wobei mittels des ersten Magnetfeldgenerators ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung erzeugt werden kann, wobei die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds über die Mittelachse zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung verlaufen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung durch den zwischen allen Ankerspulen und dem ersten magnetischen Führungsmechanismus befindlichen ersten Luftspalt verlaufen, wodurch die Ankervorrichtung und der erste magnetische Führungsmechanismus relativ zu einer gedachten Symmetrieachse gedreht werden, wobei die gedachte Symmetrieachse koaxial mit der Mittelachse ist; und ein Paar Ankerelektroden, die im Wesentlichen in der gleichen Polaritätsrichtung der elektromotorischen Kraft mit den Ankerspulen und dann mit einem externen System verbunden sind.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der der erste Magnetfeldgenerator eine erste Erregerspule und/oder ein erster Permanentmagnet ist.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der der erste Magnetfeldgenerator eine erste Erregerspule ist, wobei die erste Erregerspule zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung angeordnet ist, um ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der der erste Magnetfeldgenerator ein erster Permanentmagnet ist, wobei der erste Permanentmagnet an einer Position, an der der erste Umfangsbereich mit den Ankerspulen korrespondiert, angeordnet ist, um ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich und durch den ersten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der die Ankervorrichtung ein Rotor und der erste magnetische Führungsmechanismus ein Stator ist.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der die Ankervorrichtung ein Stator und der erste magnetische Führungsmechanismus ein Rotor ist.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der, wenn die Gleichstrommaschine als Gleichstrommotor verwendet wird und wenn die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse eingehende Magnetkraft erzeugt, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse ausgehende Magnetkraft erzeugt; wobei, wenn die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse ausgehende Magnetkraft erzeugt, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse eingehende Magnetkraft, erzeugt.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der, wenn die Gleichstrommaschine als Gleichstromgenerator verwendet wird und wenn die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste magnetische Führungsmechanismus angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen eine Gegen-EMK entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld induziert wird, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste magnetische Führungsmechanismus angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt eine der Ankerspulen relativ zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse einwärts gerichtete Bewegung vollzieht, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen eine Gegen-EMK im Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld B1 induziert wird; wobei, wenn die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste magnetische Führungsmechanismus angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen eine Gegen-EMK im Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld induziert wird, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste magnetische Führungsmechanismus angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse einwärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen eine Gegen-EMK entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld induziert wird.
  • Die Erfindung offenbart einen weiteren Gleichstrommotor, der umfasst: eine Mittelachse; eine Ankervorrichtung mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, die einander gegenüberliegen, wobei die Ankervorrichtung einen Körperabschnitt und mehrere Ankerspulen umfasst, wobei der Körperabschnitt einen zentralen Körperabschnitt, einen vom zentralen Körperabschnitt beabstandeten und den zentralen Körperabschnitt umgebenden Umfangskörperabschnitt und mehrere mit dem zentralen Körperabschnitt und dem Umfangskörperabschnitt verbundene Zwischenkörperabschnitte umfasst, wobei der zentrale Körperabschnitt mit der Mittelachse gekoppelt ist, wobei die Ankerspulen um den Umfangskörperabschnitt gewickelt sind, wobei die Gesamtzahl der Windungen der Ankerspulen ≥ 2 beträgt; einen ersten magnetischen Führungsmechanismus, der an die erste Seite der Ankervorrichtung angrenzt, wobei der erste magnetische Führungsmechanismus einen ersten zentralen Bereich, einen an den ersten zentralen Bereich angrenzenden und den ersten zentralen Bereich umgebenden ersten Umfangsbereich umfasst, wobei ein Teil oder der gesamte erste Umfangsbereich mit den Ankerspulen der Ankervorrichtung korrespondiert, wobei ein erster Luftspalt zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und den Ankerspulen vorhanden ist; einen ersten Magnetfeldgenerator, wobei mittels des ersten Magnetfeldgenerators ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung erzeugt werden kann, wobei die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds über die Mittelachse zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung verlaufen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung durch den zwischen allen Ankerspulen und dem ersten magnetischen Führungsmechanismus befindlichen ersten Luftspalt verlaufen, wodurch die Ankervorrichtung und der erste magnetische Führungsmechanismus relativ zu einer gedachten Symmetrieachse gedreht werden, wobei die gedachte Symmetrieachse koaxial mit der Mittelachse ist; einen zweiten magnetischen Führungsmechanismus, der an die zweite Seite der Ankervorrichtung angrenzt, wobei der zweite magnetische Führungsmechanismus einen zweiten zentralen Bereich, einen an den zweiten zentralen Bereich angrenzenden und den zweiten zentralen Bereich umgebenden zweiten Umfangsbereich umfasst, wobei ein Teil oder der gesamte zweite Umfangsbereich mit den Ankerspulen der Ankervorrichtung korrespondiert, wobei ein zweiter Luftspalt zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und den Ankerspulen vorhanden ist; einen zweiten Magnetfeldgenerator, wobei mittels des zweiten Magnetfeldgenerators ein geschlossenes zweites Magnetfeld zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung erzeugt werden kann, wobei die Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds über die Mittelachse zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung verlaufen, wobei alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung durch den zwischen allen Ankerspulen und dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus befindlichen zweiten Luftspalt verlaufen, wodurch die Ankervorrichtung und der zweite magnetische Führungsmechanismus relativ zu einer gedachten Symmetrieachse gedreht werden, wobei die gedachte Symmetrieachse koaxial mit der Mittelachse ist; ein Paar Ankerelektroden, die im Wesentlichen in der gleichen Polaritätsrichtung der elektromotorischen Kraft mit den Ankerspulen und dann mit einem externen System verbunden sind.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der der erste Magnetfeldgenerator eine erste Erregerspule und/oder ein erster Permanentmagnet ist, wobei der zweite Magnetfeldgenerator eine zweite Erregerspule und/oder ein zweiter Permanentmagnet ist.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der der erste Magnetfeldgenerator eine erste Erregerspule ist, wobei die erste Erregerspule zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung angeordnet ist, um ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der der erste Magnetfeldgenerator ein erster Permanentmagnet ist, wobei der erste Permanentmagnet an einer Position, an der der erste Umfangsbereich mit den Ankerspulen korrespondiert, angeordnet ist, um ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich und durch den ersten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der der zweite Magnetfeldgenerator eine zweite Erregerspule ist, wobei die zweite Erregerspule zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung angeordnet ist, um ein geschlossenes zweites Magnetfeld zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum zweiten Umfangsbereich des zweiten magnetischen Führungsmechanismus und durch den zweiten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom zweiten Umfangsbereich des zweiten magnetischen Führungsmechanismus aus zu den Ankerspulen und durch den zweiten Luftspalt verlaufen.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der der zweite Magnetfeldgenerator ein zweiter Permanentmagnet ist, wobei der zweite Permanentmagnet an einer Position, an der der zweite Umfangsbereich mit den Ankerspulen korrespondiert, angeordnet ist, um ein geschlossenes zweites Magnetfeld zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum zweiten Umfangsbereich und durch den zweiten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom zweiten Umfangsbereich aus zu den Ankerspulen und durch den zweiten Luftspalt verlaufen.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der die Ankervorrichtung ein Rotor ist und der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus Statoren sind.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der die Ankervorrichtung ein Stator ist und der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus Rotoren sind.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der die ersten Magnetfeldlinien und die zweiten Magnetfeldlinien unterschiedliche Drehrichtungen aufweisen, wobei der erste Umfangsbereich bzw. der zweite Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus bzw. des zweiten magnetischen Führungsmechanismus ferner einen Kupplungsmechanismus umfasst, wobei der erste magnetische Führungsmechanismus und der zweite magnetische Führungsmechanismus durch den Kupplungsmechanismus miteinander gekoppelt und einstückig ausgebildet sind.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der der Kupplungsmechanismus aus einem Material mit magnetischer Permeabilität oder einem Material ohne magnetische Permeabilität besteht.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der, wenn die Gleichstrommaschine als Gleichstrommotor verwendet wird und wenn die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus jeweils zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten und zweiten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse eingehende Magnetkraft erzeugen, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse ausgehende Magnetkraft erzeugen; wobei, wenn die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus aus jeweils zu den Ankerspulen und durch den ersten und zweiten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse ausgehende Magnetkraft erzeugen, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse eingehende Magnetkraft erzeugen.
  • Die Erfindung offenbart einen Gleichstrommotor wie oben beschrieben, und bei der, wenn die Gleichstrommaschine als Gleichstromgenerator verwendet wird und wenn die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus jeweils zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten und zweiten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen jeweils eine Gegen-EMK entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld induziert wird, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse einwärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen jeweils eine Gegen-EMK im Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld induziert wird; wobei, wenn die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus aus jeweils zu den Ankerspulen und durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten bzw. des zweiten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen jeweils eine Gegen-EMK im Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld induziert wird, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse einwärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen jeweils eine Gegen-EMK entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld induziert wird.
  • Figurenliste
    • 1A zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 10, 10', 10";
    • 1B zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der in 1A gezeigten Gleichstrommaschine 10, 10', 10";
    • 1C zeigt eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 10 entlang der Schnittlinie I-I' gemäß 1B;
    • 1C' zeigt eine Schnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 10' entlang der Schnittlinie I-I' gemäß 1B;
    • 1C" zeigt eine Schnittansicht des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 10" entlang der Schnittlinie I-I' gemäß 1B;
    • 2A zeigt eine perspektivische Ansicht des vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 20, 20', 20";
    • 2B zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der in 2A gezeigten Gleichstrommaschine 20, 20', 20";
    • 2C zeigt eine Schnittansicht des vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 20 entlang der Schnittlinie II-II' gemäß 2B;
    • 2C' zeigt eine Schnittansicht des fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 20' entlang der Schnittlinie II-II' gemäß 2B;
    • 2C" zeigt eine Schnittansicht des sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 20" entlang der Schnittlinie II-II' gemäß 2B;
    • 3A zeigt eine perspektivische Ansicht des siebten, achten und neunten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 30, 30', 30";
    • 3B zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der in 3A gezeigten Gleichstrommaschine 30, 30', 30";
    • 3C zeigt eine Schnittansicht des siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 30' entlang der Schnittlinie III-III' gemäß 3B;
    • 3C' zeigt eine Schnittansicht des achten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 30' entlang der Schnittlinie III-III' gemäß 3B;
    • 3C" zeigt eine Schnittansicht des neunten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 30" entlang der Schnittlinie III-III' gemäß 3B;
    • 4A zeigt eine perspektivische Ansicht des zehnten, elften und zwölften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 40, 40', 40";
    • 4B zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der in 4A gezeigten Gleichstrommaschine 40, 40', 40";
    • 4C zeigt eine Schnittansicht des zehnten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 40 entlang der Schnittlinie IV-IV' gemäß 4B;
    • 4C' zeigt eine Schnittansicht des elften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 40' entlang der Schnittlinie IV-IV' gemäß 4B;
    • 4C" zeigt eine Schnittansicht des zwölften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 40" entlang der Schnittlinie IV-IV' gemäß 4B.
  • Herstellung und Verwendung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden detailliert erläutert. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfinderische Konzepte zur Verfügung stellt, die in einer Vielzahl spezifischer Verfahren umgesetzt werden können. Die erläuterten konkreten Ausführungsbeispiele sind rein beispielhaft und beschränken nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsbeispiele
  • Es wird auf die 1A und 1B Bezug genommen, die jeweils eine perspektivische Ansicht und eine perspektivische Explosionsansicht des ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 10, 10', 10" zeigen.
  • Wie in 1A gezeigt, umfasst die Gleichstrommaschine 10, 10', 10" eine Mittelachse 100, eine Ankervorrichtung 200 und einen ersten magnetischen Führungsmechanismus 300, wobei die Ankervorrichtung 200 und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 relativ zu einer gedachten Symmetrieachse 101 in der gleichen axialen Richtung wie die Mittelachse 100 gedreht werden.
  • Wie in 1B gezeigt, weist die Ankervorrichtung 200 eine erste Seite (nicht gezeigt) und eine zweite Seite (nicht gezeigt) auf und umfasst einen Körperabschnitt 220 und mehrere Ankerspulen 290, wobei die Gesamtzahl der Windungen der Ankerspule 290 ≥ 2 beträgt, wobei der Körperabschnitt 220 einen zentralen Körperabschnitt 210, einen vom zentralen Körperabschnitt 210 beabstandeten und den zentralen Körperabschnitt 210 umgebenden Umfangskörperabschnitt 250 und mehrere mit dem zentralen Körperabschnitt 210 und dem Umfangskörperabschnitt 250 verbundene Zwischenkörperabschnitte 230 umfasst, wobei der zentrale Körperabschnitt 210 vertikal mit der Mittelachse 100 gekoppelt ist, wobei die Ankerspulen 290 um den Umfangskörperabschnitt 250 gewickelt sind. Ferner grenzt der erste magnetische Führungsmechanismus 300 an die erste Seite der Ankervorrichtung 200 an, wobei der erste magnetische Führungsmechanismus 300 einen ersten zentralen Bereich 310, einen an den ersten zentralen Bereich 310 angrenzenden und den ersten zentralen Bereich 310 umgebenden ersten Umfangsbereich 330 umfasst, wobei ein Teil oder der gesamte erste Umfangsbereich 330 mit den Ankerspulen 290 der Ankervorrichtung 200 korrespondiert.
  • Es wird auf 1C Bezug genommen, die eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 10 entlang der Schnittlinie I-I' gemäß 1B zeigt. Wie in 1C gezeigt, ist ein erster Luftspalt 260 zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und den Ankerspulen 290 vorhanden. Die im ersten Ausführungsbeispiel offenbarte Gleichstrommaschine 10 umfasst ferner eine erste Erregerspule 400, die als ein erster Magnetfeldgenerator zum Erzeugen eines ersten Magnetfelds B1 dient, wobei die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 über die Mittelachse 100 zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und der Ankervorrichtung 200 verlaufen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung durch den zwischen allen Ankerspulen 290 und dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 befindlichen ersten Luftspalt 260 verlaufen. Wie in 1C gezeigt, ist die erste Erregerspule 400 zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und der Ankervorrichtung 200 angeordnet und umgibt beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, die Mittelachse 100, um ein geschlossenes erstes Magnetfeld B1 zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und der Ankervorrichtung 200 zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus und durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 verlaufen. In anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die im ersten Ausführungsbeispiel offenbarten Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 der Gleichstrommaschine 10 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich 330 aus zu den Ankerspulen 290 und durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 verlaufen.
  • Bei der im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarten Gleichstrommaschine 10 sind die Ankervorrichtung 200 und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 ein Rotor und ein Stator, wobei sie nach Bedarf angepasst werden können: Beispielsweise ist die Ankervorrichtung 200 ein Rotor und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 ein Stator, oder die Ankervorrichtung 200 ist ein Stator und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 ein Rotor.
  • Wenn die im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 10 als Gleichstrommotor verwendet wird und wenn die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1, wie sie in 1C gezeigt sind, im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen 290 aus zum ersten Umfangsbereich 330 des ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen der elektrische Strom i umlaufend in den Ankerspulen 290 entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt 260 fließt, erzeugt nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld B1 bezüglich des Umfangskörperabschnitts 250, an dem sich die Ankerspulen 290 befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 eingehende Magnetkraft, wodurch die Ankervorrichtung 200 und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 relativ zur gedachten Symmetrieachse 101 gedreht werden. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen der elektrische Strom i umlaufend in den Ankerspulen 290 im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt 260 fließt, erzeugt nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld B1 bezüglich des Umfangskörperabschnitts 250, an dem sich die Ankerspulen 290 befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 ausgehende Magnetkraft, wodurch die Ankervorrichtung 200 und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 relativ zur gedachten Symmetrieachse 101 gedreht werden.
  • Wenn die im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 10 als Gleichstrommotor verwendet wird, können die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 der im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarten Gleichstrommaschine 10 auch im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich 330 aus zu den Ankerspulen 290 und durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 verlaufen. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen der elektrische Strom i umlaufend in den Ankerspulen 290 entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt 260 fließt, erzeugt nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld B1 bezüglich des Umfangskörperabschnitts 250, an dem sich die Ankerspulen 290 befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 ausgehende Magnetkraft, wodurch die Ankervorrichtung 200 und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 relativ zur gedachten Symmetrieachse 101 gedreht werden. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen der elektrische Strom i umlaufend in den Ankerspulen 290 im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt 260 fließt, erzeugt nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld B1 bezüglich des Umfangskörperabschnitts 250, an dem sich die Ankerspulen 290 befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 eingehende Magnetkraft, wodurch die Ankervorrichtung 200 und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 relativ zur gedachten Symmetrieachse 101 gedreht werden.
  • Wenn die im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 10 als Gleichstromgenerator verwendet wird und wenn die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1, wie sie in 1C gezeigt sind, im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen 290 aus zum ersten Umfangsbereich 330 des ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen die Ankervorrichtung 200 oder der erste magnetische Führungsmechanismus 300 angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 die Ankerspulen 290 relativ zum ersten Umfangsbereich 330 des ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, wird nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen 290 eine Gegen-EMK ε1 entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld B1 induziert. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen die Ankervorrichtung 200 oder der erste magnetische Führungsmechanismus 300 angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 eine der Ankerspulen 290 relativ zum ersten Umfangsbereich 330 des ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 einwärts gerichtete Bewegung vollzieht, wird nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen 290 eine Gegen-EMK ε1 im Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld B1 induziert.
  • Wenn die im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 10 als Gleichstromgenerator verwendet wird, können die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 der im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarten Gleichstrommaschine 10 auch im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich 330 aus zu den Ankerspulen 290 und durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 verlaufen. Wenn daher in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen die Ankervorrichtung 200 oder der erste magnetische Führungsmechanismus 300 angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 die Ankerspulen 290 relativ zum ersten Umfangsbereich 330 des ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, wird nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen eine Gegen-EMK ε1 im Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld B1 induziert. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen die Ankervorrichtung 200 oder der erste magnetische Führungsmechanismus 300 angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 die Ankerspulen 290 relativ zum ersten Umfangsbereich 330 des ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 einwärts gerichtete Bewegung vollziehen, wird nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen eine Gegen-EMK ε1 entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld B1 induziert.
  • Es wird auf 1C' Bezug genommen, die eine Schnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 10' entlang der Schnittlinie I-I' gemäß 1B zeigt. Wie in 1C' gezeigt, weist die im zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 10' einen Aufbau auf, der dem der im ersten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 10 im Wesentlichen ähnlich ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der im zweiten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 10' die im ersten Ausführungsbeispiel offenbarte erste Erregerspule 400 durch einen ersten Permanentmagneten 600, der als erster Magnetfeldgenerator zum Erzeugen des ersten Magnetfelds B1 dient, ersetzt ist. Der erste Permanentmagnet 600 ist an einer Position, an der der erste Umfangsbereich 330 mit den Ankerspulen 290 korrespondiert, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, im an den ersten Luftspalt 260 angrenzenden ersten Umfangsbereich 330 angeordnet (vgl. 1C'), um ein geschlossenes erstes Magnetfeld B1 zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und der Ankervorrichtung 200 zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen 290 aus zum ersten Umfangsbereich 330 und durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 verlaufen. In anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die im zweiten Ausführungsbeispiel offenbarten Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 der Gleichstrommaschine 10' im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich 330 aus zu den Ankerspulen 290 und durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 verlaufen.
  • Die im zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 10' kann wie die im ersten Ausführungsbeispiel offenbarte Gleichstrommaschine 10 ebenfalls als Gleichstrommotor oder Gleichstromgenerator betrieben werden und wird daher hier nicht erneut beschrieben.
  • Es wird auf 1C" Bezug genommen, die eine Schnittansicht des dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 10" entlang der Schnittlinie I-I' gemäß 1B zeigt. Wie in 1C" gezeigt, weist die im dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 10" einen Aufbau auf, der dem der im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 10, 10' im Wesentlichen ähnlich ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der im dritten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 10" die im ersten Ausführungsbeispiel offenbarte erste Erregerspule 400 und der im zweiten Ausführungsbeispiel offenbarte erste Permanentmagnet 600 gleichzeitig als erster Magnetfeldgenerator zum Erzeugen des ersten Magnetfelds B1 verwendet werden, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen 290 aus zum ersten Umfangsbereich 330 und durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 verlaufen (vgl. 1C"). In anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die im dritten Ausführungsbeispiel offenbarten Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 der Gleichstrommaschine 10" im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich 330 aus zu den Ankerspulen 290 und durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 verlaufen.
  • Der in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommotor 10" kann ebenso wie die in der ersten und zweiten Ausführungsform offenbarten Gleichstrommotoren 10, 10' als Gleichstrommotor oder Gleichstromgenerator betrieben werden und somit Dies wird hier nicht wiederholt.
  • Die erfindungsgemäße Gleichstrommaschine 10, 10', 10" im ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel umfasst ferner ein Paar Ankerelektroden (nicht gezeigt), die im Wesentlichen in der gleichen Polaritätsrichtung der elektromotorischen Kraft mit den Ankerspulen 290 und dann mit einem externen System (nicht gezeigt) verbunden sind.
  • Bei der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 10, 10', 10" im ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel weist der erste zentrale Bereich 310 des ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 ferner ein Lager für den ersten magnetischen Führungsmechanismus 350 auf, wobei die Mittelachse 100 derart durch das Lager für den ersten magnetischen Führungsmechanismus 350 durchgesteckt ist, dass die Ankervorrichtung 200 und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 über die Mittelachse 100 relativ zum Lager für den ersten magnetischen Führungsmechanismus 350 gedreht werden können.
  • Die erfindungsgemäße Gleichstrommaschine 10, 10', 10" im ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel umfasst ferner wahlweise mehrere Kugeln (nicht gezeigt), die zwischen dem Lager für den ersten magnetischen Führungsmechanismus 350 und der Mittelachse 100 angeordnet sind.
  • Es wird auf die 2A und 2B Bezug genommen, die jeweils eine perspektivische Ansicht und eine perspektivische Explosionsansicht des vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 20, 20', 20" zeigen.
  • Es wird auf 2C Bezug genommen, die eine Schnittansicht des vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 20 entlang der Schnittlinie II-II' gemäß 2B zeigt. Wie in 2C gezeigt, weist die im vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 20 einen Aufbau auf, der dem der im ersten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 10 im Wesentlichen ähnlich ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der im vierten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 20 der erste zentrale Bereich 310 des ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 ferner eine erste Drehwelle 320 aufweist, wobei das an den ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 angrenzende Ende der Mittelachse 100 ferner mit einem ersten Lager für die Mittelachse 270 versehen ist, wobei die erste Drehwelle 320 in das erste Lager für die Mittelachse 270 eingesteckt ist, wodurch bei der im vierten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 20 der erste magnetische Führungsmechanismus 300 und die Ankervorrichtung 200 mittels der ersten Drehwelle 320 relativ zum ersten Lager für die Mittelachse 270 gedreht werden können.
  • Der in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommotor 20 kann ebenso wie der in der ersten Ausführungsform offenbarte Gleichstrommotor 10 als Gleichstrommotor oder Gleichstromgenerator betrieben werden und wird daher hier nicht beschrieben.
  • Es wird auf 2C' Bezug genommen, die eine Schnittansicht des fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 20' entlang der Schnittlinie II-II' gemäß 2B zeigt. Wie in 2C' gezeigt, weist die im fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 20' einen Aufbau auf, der dem der im zweiten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 10' im Wesentlichen ähnlich ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der im fünften Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 20' der erste zentrale Bereich 310 des ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 ferner eine erste Drehwelle 320 aufweist, wobei das an den ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 angrenzende Ende der Mittelachse 100 ferner mit einem ersten Lager für die Mittelachse 270 versehen ist, wobei die erste Drehwelle 320 in das erste Lager für die Mittelachse 270 eingesteckt ist, wodurch bei der im fünften Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 20' der erste magnetische Führungsmechanismus 300 und die Ankervorrichtung 200 mittels der ersten Drehwelle 320 relativ zum ersten Lager für die Mittelachse 270 gedreht werden können.
  • Der in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommotor 20' kann ebenso wie der in der ersten Ausführungsform offenbarte Gleichstrommotor 10 als Gleichstrommotor oder Gleichstromgenerator betrieben werden und wird daher hier nicht beschrieben.
  • Es wird auf 2C" Bezug genommen, die eine Schnittansicht des sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 20" entlang der Schnittlinie II-II' gemäß 2B zeigt. Wie in 2C" gezeigt, weist die im sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 20" einen Aufbau auf, der dem der im dritten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 10" im Wesentlichen ähnlich ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der im sechsten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 20" der erste zentrale Bereich 310 des ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 ferner eine erste Drehwelle 320 aufweist, wobei das an den ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 angrenzende Ende der Mittelachse 100 ferner mit einem ersten Lager für die Mittelachse 270 versehen ist, wobei die erste Drehwelle 320 in das erste Lager für die Mittelachse 270 eingesteckt ist, wodurch bei der im sechsten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 20" der erste magnetische Führungsmechanismus 300 und die Ankervorrichtung 200 mittels der ersten Drehwelle 320 relativ zum ersten Lager für die Mittelachse 270 gedreht werden können.
  • Der in der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommotor 20" kann ebenso wie der in der ersten Ausführungsform offenbarte Gleichstrommotor 10 als Gleichstrommotor oder Gleichstromgenerator betrieben werden und wird daher hier nicht beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße Gleichstrommaschine 20, 20', 20" im vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel umfasst ferner ein Paar Ankerelektroden (nicht gezeigt), die im Wesentlichen in der gleichen Polaritätsrichtung der elektromotorischen Kraft mit den Ankerspulen 290 und dann mit einem externen System (nicht gezeigt) verbunden sind.
  • Die erfindungsgemäße Gleichstrommaschine 20, 20', 20" im vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel umfasst ferner wahlweise mehrere Kugeln (nicht gezeigt), die zwischen der ersten Drehwelle 320 und dem ersten Lager für die Mittelachse 270 angeordnet sind.
  • Es wird auf die 3A und 3B Bezug genommen, die jeweils eine perspektivische Ansicht und eine perspektivische Explosionsansicht des siebten, achten und neunten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 30, 30', 30" zeigen.
  • Wie in 3A gezeigt, umfasst die Gleichstrommaschine 30, 30', 30" eine Mittelachse 100, eine Ankervorrichtung 200, einen ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und einen zweiten magnetischen Führungsmechanismus 500, wobei die Ankervorrichtung 200 und der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 relativ zu einer gedachten Symmetrieachse 101 in der gleichen axialen Richtung wie die Mittelachse 100 gedreht werden.
  • Wie in 3B gezeigt, weist die Ankervorrichtung 200 eine erste Seite (nicht gezeigt) und eine zweite Seite (nicht gezeigt) auf und umfasst einen Körperabschnitt 220 und mehrere Ankerspulen 290, wobei die Gesamtzahl der Windungen der Ankerspule 290 ≥ 2 beträgt, wobei der Körperabschnitt 220 einen zentralen Körperabschnitt 210, einen vom zentralen Körperabschnitt 210 beabstandeten und den zentralen Körperabschnitt 210 umgebenden Umfangskörperabschnitt 250 und mehrere mit dem zentralen Körperabschnitt 210 und dem Umfangskörperabschnitt 250 verbundene Zwischenkörperabschnitte 230 umfasst, wobei der zentrale Körperabschnitt 210 vertikal mit der Mittelachse 100 gekoppelt ist, wobei die Ankerspulen 290 um den Umfangskörperabschnitt 250 gewickelt sind. Ferner grenzt der erste magnetische Führungsmechanismus 300 an die erste Seite der Ankervorrichtung 200 an, wobei der erste magnetische Führungsmechanismus 300 einen ersten zentralen Bereich 310 und einen an den ersten zentralen Bereich 310 angrenzenden und den ersten zentralen Bereich 310 umgebenden ersten Umfangsbereich 330 umfasst, wobei ein Teil oder der gesamte erste Umfangsbereich 330 mit den Ankerspulen 290 der Ankervorrichtung 200 korrespondiert. Der zweite magnetische Führungsmechanismus 500 grenzt an die zweite Seite der Ankervorrichtung 200 an, wobei der zweite magnetische Führungsmechanismus 500 einen zweiten zentralen Bereich 510 und einen an den zweiten zentralen Bereich 510 angrenzenden und den zweiten zentralen Bereich 510 umgebenden zweiten Umfangsbereich 530 umfasst, wobei ein Teil oder der gesamte zweite Umfangsbereich 530 mit den Ankerspulen 290 der Ankervorrichtung 200 korrespondiert.
  • Es wird auf 3C Bezug genommen, die eine Schnittansicht des siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 30' entlang der Schnittlinie III-III' gemäß 3B zeigt. Wie in 3C gezeigt, ist ein erster Luftspalt 260 zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und den Ankerspulen 290 und ein zweiter Luftspalt 280 zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus 500 und den Ankerspulen 290 vorhanden. Die im siebten Ausführungsbeispiel offenbarte Gleichstrommaschine 30 umfasst ferner eine erste Erregerspule 400, die als ein erster Magnetfeldgenerator zum Erzeugen eines ersten Magnetfelds B1 dient, und eine zweite Erregerspule 450, die als ein zweiter Magnetfeldgenerator zum Erzeugen eines zweiten Magnetfelds B2 dient, wobei die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 über die Mittelachse 100 zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und der Ankervorrichtung 200 verlaufen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung durch den zwischen allen Ankerspulen 290 und dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 befindlichen ersten Luftspalt 260 verlaufen; wobei die Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds B2 über die Mittelachse 100 zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus 500 und der Ankervorrichtung 200 verlaufen, wobei alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds B2 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung durch den zwischen allen Ankerspulen 290 und dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus 500 befindlichen zweiten Luftspalt 280 verlaufen, wodurch die Ankervorrichtung 200 und der zweite magnetische Führungsmechanismus 500 ebenfalls relativ zur gedachten Symmetrieachse 101 gedreht werden. Wie in 3C gezeigt, ist die erste Erregerspule 400 zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und der Ankervorrichtung 200 angeordnet und umgibt beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, die Mittelachse 100, um ein geschlossenes erstes Magnetfeld B1 zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und der Ankervorrichtung 200 zu erzeugen, wobei die zweite Erregerspule 450 zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus 500 und der Ankervorrichtung 200 angeordnet ist und beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, die Mittelachse 100 umgibt, um ein geschlossenes zweites Magnetfeld B2 zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus 500 und der Ankervorrichtung 200 zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds B1 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen 290 aus zum ersten Umfangsbereich 330 des ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und durch den angrenzenden ersten Luftspalt 260 verlaufen; wobei alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds B2 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen 290 aus zum zweiten Umfangsbereich 530 des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 500 und durch den angrenzenden zweiten Luftspalt 280 verlaufen. In anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die im siebten Ausführungsbeispiel offenbarten Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds B1, B2 der Gleichstrommaschine 30 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 aus zu den Ankerspulen 290 und durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 verlaufen.
  • Bei der im siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarten Gleichstrommaschine 30 sind die Ankervorrichtung 200 und der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 ein Rotor und ein Stator, wobei sie nach Bedarf angepasst werden können: Beispielsweise ist die Ankervorrichtung 200 ein Rotor und sind der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 Statoren, oder die Ankervorrichtung 200 ist ein Stator und der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 sind Rotoren.
  • Wenn die im siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 30 als Gleichstrommotor verwendet wird, können die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds B1, B2 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen 290 aus jeweils zum ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 und durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 verlaufen, wie dies in 3C gezeigt ist. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen der elektrische Strom i umlaufend in den Ankerspulen 290 entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 fließt, erzeugen nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld B1, B2 bezüglich des Umfangskörperabschnitts 250, an dem sich die Ankerspulen 290 befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 eingehende Magnetkraft, wodurch die Ankervorrichtung 200 und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 relativ zur gedachten Symmetrieachse 101 gedreht werden. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen der elektrische Strom i umlaufend in den Ankerspulen 290 im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 fließt, erzeugen nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld B1, B2 bezüglich des Umfangskörperabschnitts 250, an dem sich die Ankerspulen 290 befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 ausgehende Magnetkraft, wodurch die Ankervorrichtung 200 und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 relativ zur gedachten Symmetrieachse 101 gedreht werden.
  • Wenn die im siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 30 als Gleichstrommotor verwendet wird, können die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds B1, B2 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 aus jeweils zu den Ankerspulen 290 und durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 verlaufen. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen der elektrische Strom i umlaufend in den Ankerspulen 290 entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 fließt, erzeugen nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld B1, B2 bezüglich des Umfangskörperabschnitts 250, an dem sich die Ankerspulen 290 befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 ausgehende Magnetkraft, wodurch die Ankervorrichtung 200 und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 relativ zur gedachten Symmetrieachse 101 gedreht werden. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen der elektrische Strom i umlaufend in den Ankerspulen 290 im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 fließt, erzeugen nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld B1, B2 bezüglich des Umfangskörperabschnitts 250, an dem sich die Ankerspulen 290 befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 eingehende Magnetkraft, wodurch die Ankervorrichtung 200 und der erste magnetische Führungsmechanismus 300 relativ zur gedachten Symmetrieachse 101 gedreht werden.
  • Wenn die im siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 30 als Gleichstromgenerator verwendet wird und wenn die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds B1, B2 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen 290 aus jeweils zum ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 und durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 verlaufen (vgl. 3C) und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen die Ankervorrichtung 200 oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 die Ankerspulen 290 relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, wird nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen 290 jeweils eine Gegen-EMK ε1 entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld B1, B2 induziert. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen die Ankervorrichtung 200 oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 die Ankerspulen 290 relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 einwärts gerichtete Bewegung vollziehen, wird nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen 290 jeweils eine Gegen-EMK ε1 im Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld B1, B2 induziert.
  • Wenn die im siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 30 als Gleichstromgenerator verwendet wird, können die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds B1, B2 der im siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarten Gleichstrommaschine 30 auch im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 aus jeweils zu den Ankerspulen 290 und durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 verlaufen. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen die Ankervorrichtung 200 oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 die Ankerspulen 290 relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 des ersten bzw. des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, wird nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen 290 jeweils eine Gegen-EMK ε1 im Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld B1, B2 induziert. Wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 gesehen die Ankervorrichtung 200 oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 die Ankerspulen 290 relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse 101 einwärts gerichtete Bewegung vollziehen, wird nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen 290 jeweils eine Gegen-EMK ε1 entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld B1, B2 induziert.
  • Es wird auf 3C' Bezug genommen, die eine Schnittansicht des achten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 30' entlang der Schnittlinie III-III' gemäß 3B zeigt. Wie in 3C' gezeigt, weist die im achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 30' einen Aufbau auf, der dem der im siebten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 30 im Wesentlichen ähnlich ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der im achten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 30' die im siebten Ausführungsbeispiel offenbarte erste und zweite Erregerspule 400, 450 jeweils durch einen ersten und einen zweiten Permanentmagneten 600, 650, die als erster und zweiter Magnetfeldgenerator zum Erzeugen des ersten und des zweiten Magnetfelds B1, B2 dienen, ersetzt sind, wobei der erste Permanentmagnet 600 an einer Position, an der der erste Umfangsbereich 330 mit den Ankerspulen 290 korrespondiert, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, im an den ersten Luftspalt 260 angrenzenden ersten Umfangsbereich 330 angeordnet ist (vgl. 3C'), um ein geschlossenes erstes Magnetfeld B1 zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus 300 und der Ankervorrichtung 200 zu erzeugen; wobei der zweite Permanentmagnet 650 an einer Position, an der der zweite Umfangsbereich 530 mit den Ankerspulen 290 korrespondiert, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, im an den zweiten Luftspalt 280 angrenzenden zweiten Umfangsbereich 530 angeordnet ist (vgl. 3C'), um ein geschlossenes zweites Magnetfeld B2 zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus 500 und der Ankervorrichtung 200 zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds B1, B2 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen 290 aus zum ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 und durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 verlaufen (vgl. 3C'). In anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die im achten Ausführungsbeispiel offenbarten Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds B1, B2 der Gleichstrommaschine 30' im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung jeweils vom ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 aus zu den Ankerspulen 290 und durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 verlaufen.
  • Der in der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommotor 30' kann ebenso wie der in der siebten Ausführungsform offenbarte Gleichstrommotor 30 als Gleichstrommotor oder Gleichstromgenerator betrieben werden und wird daher hier nicht beschrieben.
  • Es wird auf 3C" Bezug genommen, die eine Schnittansicht des neunten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 30" entlang der Schnittlinie III-III' gemäß 3B zeigt. Wie in 3C" gezeigt, weist die im neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 30" einen Aufbau auf, der dem der im siebten und achten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 30, 30' im Wesentlichen ähnlich ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der im neunten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 30" die im siebten Ausführungsbeispiel offenbarte erste und zweite Erregerspule 400, 450 und der im achten Ausführungsbeispiel offenbarte erste und zweite Permanentmagnet 600, 650 gleichzeitig als erster Magnetfeldgenerator zum Erzeugen des ersten Magnetfelds B1 verwendet werden, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds B1, B2 im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen 290 aus jeweils zum ersten und zweiten Umfangsbereich 330, 530 und jeweils durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 verlaufen (vgl. 3C"). In anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die im neunten Ausführungsbeispiel offenbarten Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds B1, B2 der Gleichstrommaschine 30" im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung jeweils vom ersten Umfangsbereich 330 aus zu den Ankerspulen 290 und durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt 260, 280 verlaufen.
  • Der in der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommotor 30" kann wie die in der siebten und achten Ausführungsform offenbarten Gleichstrommotoren 30, 30' auch als Gleichstrommotor oder Gleichstromgenerator betrieben werden. Ich werde sie hier nicht wiederholen.
  • Die Gleichstrommotoren 30, 30', 30" der siebten, achten und sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen ferner ein Paar Ankerelektroden (nicht gezeigt), die mit der Ankerspule 290 und dann mit dem externen System (nicht gezeigt) gekoppelt sind Wie abgebildet angeschlossen ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 30, 30', 30" im siebten, achten und neunten Ausführungsbeispiel weist der erste und der zweite zentrale Bereich 310, 510 des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 ferner jeweils ein Lager für den ersten magnetischen Führungsmechanismus 350 und ein Lager für den zweiten magnetischen Führungsmechanismus 550 auf, wobei die beiden Enden der Mittelachse 100 jeweils derart durch das Lager für den ersten magnetischen Führungsmechanismus 350 und durch das Lager für den zweiten magnetischen Führungsmechanismus 550 durchgesteckt sind, dass die Ankervorrichtung 200 und der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 über die Mittelachse 100 relativ zum Lager für den ersten magnetischen Führungsmechanismus 350 und zum Lager für den zweiten magnetischen Führungsmechanismus 550 gedreht werden können.
  • Die erfindungsgemäße Gleichstrommaschine 30, 30', 30" im siebten, achten und neunten Ausführungsbeispiel umfasst ferner wahlweise mehrere Kugeln (nicht gezeigt), die zwischen dem Lager für den ersten magnetischen Führungsmechanismus 350 bzw. dem Lager für den zweiten magnetischen Führungsmechanismus 550 und der Mittelachse 100 angeordnet sind.
  • Zusätzlich zur im siebten, achten und neunten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 30, 30', 30" umfasst bei der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine in anderen Ausführungsbeispielen der erste Umfangsbereich bzw. der zweite Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus bzw. des zweiten magnetischen Führungsmechanismus ferner einen Kupplungsmechanismus (nicht gezeigt), der aus einem Material mit magnetischer Permeabilität oder aus einem Material ohne magnetischer Permeabilität besteht, wobei der erste magnetische Führungsmechanismus und der zweite magnetische Führungsmechanismus durch den Kupplungsmechanismus (nicht gezeigt) miteinander gekoppelt und einstückig ausgebildet sind, wobei die ersten Magnetfeldlinien und die zweiten Magnetfeldlinien unterschiedliche Drehrichtungen aufweisen. Ferner können bei der in anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung offenbarten Gleichstrommaschine gemäß den tatsächlichen Erfordernissen die erste Erregerspule 400 und/oder der erste Permanentmagnet 600 als erste Magnetfeldgeneratoren und die zweite Erregerspule 450 und/oder der zweite Permanentmagnet 650 als zweite Magnetfeldgeneratoren dienen.
  • Es wird auf die 4A und 4B Bezug genommen, die jeweils eine perspektivische Ansicht und eine perspektivische Explosionsansicht des zehnten, elften und zwölften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 40, 40', 40" zeigen.
  • Es wird auf 4C Bezug genommen, die eine Schnittansicht des zehnten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 40 entlang der Schnittlinie IV-IV' gemäß 4B zeigt. Wie in 4C gezeigt, weist die im zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 40 einen Aufbau auf, der dem der im siebten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 30 im Wesentlichen ähnlich ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der im zehnten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 40 der erste bzw. der zweite zentrale Bereich 310, 510 des ersten bzw. des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 ferner jeweils eine erste bzw. eine zweite Drehwelle 320, 520 aufweist, wobei die beiden an den ersten bzw. an den zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 angrenzenden Enden der Mittelachse 100 ferner jeweils mit einem ersten Lager für die Mittelachse 270 bzw. einem zweiten Lager für die Mittelachse 570 versehen sind, wobei die erste bzw. die zweite Drehwelle 320, 520 in das erste Lager für die Mittelachse 270 bzw. in das zweite Lager für die Mittelachse 570 eingesteckt sind, wodurch bei der im zehnten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 40 der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 und die Ankervorrichtung 200 jeweils mittels der ersten und der zweiten Drehwelle 320, 520 relativ zum ersten Lager für die Mittelachse 270 bzw. zum zweiten Lager für die Mittelachse 570 gedreht werden können.
  • Wie der in der siebten Ausführungsform offenbarte Gleichstrommotor 30 kann auch der in der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommotor 40 als Gleichstrommotor oder Gleichstromgenerator betrieben werden. Ich werde es hier nicht wiederholen.
  • Es wird auf 4C' Bezug genommen, die eine Schnittansicht des elften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 40' entlang der Schnittlinie IV-IV' gemäß 4B zeigt. Wie in 4C' gezeigt, weist die im elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 40' einen Aufbau auf, der dem der im achten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 40 im Wesentlichen ähnlich ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der im elften Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 40' der erste bzw. der zweite zentrale Bereich 310, 510 des ersten bzw. des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 ferner jeweils eine erste bzw. eine zweite Drehwelle 320, 520 aufweist, wobei die beiden an den ersten bzw. an den zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 angrenzenden Enden der Mittelachse 100 ferner jeweils mit einem ersten Lager für die Mittelachse 270 bzw. einem zweiten Lager für die Mittelachse 570 versehen sind, wobei die erste bzw. die zweite Drehwelle 320, 520 in das erste Lager für die Mittelachse 270 bzw. in das zweite Lager für die Mittelachse 570 eingesteckt sind, wodurch bei der im zehnten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 40 der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 und die Ankervorrichtung 200 jeweils mittels der ersten und der zweiten Drehwelle 320, 520 relativ zum ersten Lager für die Mittelachse 270 bzw. zum zweiten Lager für die Mittelachse 570 gedreht werden können.
  • Wie der in der siebten Ausführungsform offenbarte Gleichstrommotor 30 kann auch der in der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommotor 40' als Gleichstrommotor oder Gleichstromgenerator betrieben werden. Ich werde es hier nicht wiederholen.
  • Es wird auf 4C" Bezug genommen, die eine Schnittansicht des zwölften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine 40" entlang der Schnittlinie IV-IV' gemäß 4B zeigt. Wie in 4C" gezeigt, weist die im zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommaschine 40" einen Aufbau auf, der dem der im neunten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 30" im Wesentlichen ähnlich ist. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der im zwölften Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 40" der erste bzw. der zweite zentrale Bereich 310, 510 des ersten bzw. des zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 ferner jeweils eine erste bzw. eine zweite Drehwelle 320, 520 aufweist, wobei die beiden an den ersten bzw. den zweiten magnetischen Führungsmechanismus 300, 500 angrenzenden Enden der Mittelachse 100 ferner jeweils mit einem ersten Lager für die Mittelachse 270 bzw. einem zweiten Lager für die Mittelachse 570 versehen sind, wobei die erste bzw. die zweite Drehwelle 320, 520 in das erste Lager für die Mittelachse 270 bzw. in das zweite Lager für die Mittelachse 570 eingesteckt sind, wodurch bei der im zehnten Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 40 der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus 300, 500 und die Ankervorrichtung 200 jeweils mittels der ersten und der zweiten Drehwelle 320, 520 relativ zum ersten Lager für die Mittelachse 270 bzw. zum zweiten Lager für die Mittelachse 570 gedreht werden können.
  • Wie der in der siebten Ausführungsform offenbarte Gleichstrommotor 30 kann auch der in der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbarte Gleichstrommotor 40" als Gleichstrommotor oder Gleichstromgenerator betrieben werden. Ich werde es hier nicht wiederholen.
  • Der Gleichstrommotor 40, 40', 40" der zehnten, elften und zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ferner ein Paar Ankerelektroden (nicht gezeigt), die mit der Ankerspule 290 gekoppelt und dann mit dieser gekoppelt sind Ein externes System (nicht gezeigt) gekoppelt sind Wie abgebildet angeschlossen ist.
  • Die erfindungsgemäße Gleichstrommaschine 40, 40', 40" im zehnten, elften und zwölften Ausführungsbeispiel umfasst ferner wahlweise mehrere Kugeln (nicht gezeigt), die zwischen der ersten bzw. der zweiten Drehwelle 320, 520 und dem ersten Lager für die Mittelachse 270 bzw. dem zweiten Lager für die Mittelachse 570 angeordnet sind.
  • Zusätzlich zur im zehnten, elften und zwölften Ausführungsbeispiel offenbarten Gleichstrommaschine 40, 40', 40" umfasst bei der erfindungsgemäßen Gleichstrommaschine in anderen Ausführungsbeispielen der erste Umfangsbereich bzw. der zweite Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus bzw. des zweiten magnetischen Führungsmechanismus ferner einen Kupplungsmechanismus (nicht gezeigt), der aus einem Material mit magnetischer Permeabilität oder aus einem Material ohne magnetischer Permeabilität besteht, wobei der erste magnetische Führungsmechanismus und der zweite magnetische Führungsmechanismus durch den Kupplungsmechanismus (nicht gezeigt) miteinander gekoppelt und einstückig ausgebildet sind, wobei die ersten Magnetfeldlinien und die zweiten Magnetfeldlinien unterschiedliche Drehrichtungen aufweisen. Ferner können bei der in anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung offenbarten Gleichstrommaschine gemäß den tatsächlichen Erfordernissen die erste Erregerspule 400 und/oder der erste Permanentmagnet 600 als erste Magnetfeldgeneratoren und die zweite Erregerspule 450 und/oder der zweite Permanentmagnet 650 als zweite Magnetfeldgeneratoren dienen.
  • Die vorstehende Beschreibung stellt nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Schutzansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugszeichenliste
  • 10 · 10' ·
    10" · 20 · Gleichstrommaschine 330 ersten Umfangsbereich
    20' · 20" ·
    30 · 30' ·
    30" · 40 ·
    40' · 40"
    100 Mittelachse 350 ersten magnetischen Führungsmechanismus
    101 gedachten Symmetrieachse 400 erste Erregerspule
    200 Ankervorrichtung 450 zweite Erregerspule
    210 zentralen Körperabschnitt 500 zweiten magnetischen Führungsmechanismus
    220 Körperabschnitt 510 zweiten zentralen Bereich
    230 Zwischenkörperabschnitte 520 zweiten Drehwelle
    250 Umfangskörperabschnitt 530 zweiten Umfangsbereich
    260 erster Luftspalt 550 zweiten magnetischen Führungsmechanismus
    270 ersten Lager für die Mittelachse 570 zweiten Lager für die Mittelachse
    280 zweiter Luftspalt 600 ersten Perm anentm agneten
    290 Ankerspulen 650 zweiten
    Perm anentm agneten
    300 ersten magnetischen Führungsmechanismus B1 erste Magnetfeld
    310 ersten zentralen Bereich B2 zweiten Magnetfeld
    320 erste Drehwelle

Claims (20)

  1. Eine Gleichstrommaschine, umfassend: eine Mittelachse; eine Ankervorrichtung mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, die einander gegenüberliegen, wobei die Ankervorrichtung einen Körperabschnitt und mehrere Ankerspulen umfasst, wobei der Körperabschnitt einen zentralen Körperabschnitt, einen vom zentralen Körperabschnitt beabstandeten und den zentralen Körperabschnitt umgebenden Umfangskörperabschnitt und mehrere mit dem zentralen Körperabschnitt und dem Umfangskörperabschnitt verbundene Zwischenkörperabschnitte umfasst, wobei der zentrale Körperabschnitt mit der Mittelachse gekoppelt ist, wobei die Ankerspulen um den Umfangskörperabschnitt gewickelt sind, wobei die Gesamtzahl der Windungen der Ankerspulen ≥ 2 beträgt; einen ersten magnetischen Führungsmechanismus, der an die erste Seite der Ankervorrichtung angrenzt, wobei der erste magnetische Führungsmechanismus einen ersten zentralen Bereich, einen an den ersten zentralen Bereich angrenzenden und den ersten zentralen Bereich umgebenden ersten Umfangsbereich umfasst, wobei ein Teil oder der gesamte erste Umfangsbereich mit den Ankerspulen der Ankervorrichtung korrespondiert, wobei ein erster Luftspalt zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und den Ankerspulen vorhanden ist; einen ersten Magnetfeldgenerator, wobei mittels des ersten Magnetfeldgenerators ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung erzeugt werden kann, wobei die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds über die Mittelachse zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung verlaufen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung durch den zwischen allen Ankerspulen und dem ersten magnetischen Führungsmechanismus befindlichen ersten Luftspalt verlaufen, wodurch die Ankervorrichtung und der erste magnetische Führungsmechanismus relativ zu einer gedachten Symmetrieachse gedreht werden, wobei die gedachte Symmetrieachse koaxial mit der Mittelachse ist; und ein Paar Ankerelektroden, die im Wesentlichen in der gleichen Polaritätsrichtung der elektromotorischen Kraft mit den Ankerspulen und dann mit einem externen System verbunden sind.
  2. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, bei der der erste Magnetfeldgenerator eine erste Erregerspule und/oder ein erster Permanentmagnet ist.
  3. Gleichstrommaschine nach Anspruch 2, bei der der erste Magnetfeldgenerator eine erste Erregerspule ist, wobei die erste Erregerspule zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung angeordnet ist, um ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen.
  4. Gleichstrommaschine nach Anspruch 2, bei der der erste Magnetfeldgenerator ein erster Permanentmagnet ist, wobei der erste Permanentmagnet an einer Position, an der der erste Umfangsbereich mit den Ankerspulen korrespondiert, angeordnet ist, um ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich und durch den ersten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen.
  5. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, bei der die Ankervorrichtung ein Rotor und der erste magnetische Führungsmechanismus ein Stator ist.
  6. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, bei der die Ankervorrichtung ein Stator und der erste magnetische Führungsmechanismus ein Rotor ist.
  7. Gleichstrommaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der, wenn die Gleichstrommaschine als Gleichstrommotor verwendet wird und wenn die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse eingehende Magnetkraft erzeugt, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse ausgehende Magnetkraft erzeugt; wobei, wenn die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse ausgehende Magnetkraft erzeugt, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse eingehende Magnetkraft, erzeugt.
  8. Gleichstrommaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der, wenn die Gleichstrommaschine als Gleichstromgenerator verwendet wird und wenn die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste magnetische Führungsmechanismus angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen eine Gegen-EMK entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld induziert wird, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste magnetische Führungsmechanismus angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt eine der Ankerspulen relativ zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse einwärts gerichtete Bewegung vollzieht, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen eine Gegen-EMK im Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld B1 induziert wird; wobei, wenn die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste magnetische Führungsmechanismus angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen eine Gegen-EMK im Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld induziert wird, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste magnetische Führungsmechanismus angetrieben wird und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse einwärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen eine Gegen-EMK entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste Magnetfeld induziert wird.
  9. Eine Gleichstrommaschine, umfassend: eine Mittelachse; eine Ankervorrichtung mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, die einander gegenüberliegen, wobei die Ankervorrichtung einen Körperabschnitt und mehrere Ankerspulen umfasst, wobei der Körperabschnitt einen zentralen Körperabschnitt, einen vom zentralen Körperabschnitt beabstandeten und den zentralen Körperabschnitt umgebenden Umfangskörperabschnitt und mehrere mit dem zentralen Körperabschnitt und dem Umfangskörperabschnitt verbundene Zwischenkörperabschnitte umfasst, wobei der zentrale Körperabschnitt mit der Mittelachse gekoppelt ist, wobei die Ankerspulen um den Umfangskörperabschnitt gewickelt sind, wobei die Gesamtzahl der Windungen der Ankerspulen ≥ 2 beträgt; einen ersten magnetischen Führungsmechanismus, der an die erste Seite der Ankervorrichtung angrenzt, wobei der erste magnetische Führungsmechanismus einen ersten zentralen Bereich, einen an den ersten zentralen Bereich angrenzenden und den ersten zentralen Bereich umgebenden ersten Umfangsbereich umfasst, wobei ein Teil oder der gesamte erste Umfangsbereich mit den Ankerspulen der Ankervorrichtung korrespondiert, wobei ein erster Luftspalt zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und den Ankerspulen vorhanden ist; einen ersten Magnetfeldgenerator, wobei mittels des ersten Magnetfeldgenerators ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung erzeugt werden kann, wobei die Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds über die Mittelachse zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung verlaufen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung durch den zwischen allen Ankerspulen und dem ersten magnetischen Führungsmechanismus befindlichen ersten Luftspalt verlaufen, wodurch die Ankervorrichtung und der erste magnetische Führungsmechanismus relativ zu einer gedachten Symmetrieachse gedreht werden, wobei die gedachte Symmetrieachse koaxial mit der Mittelachse ist; einen zweiten magnetischen Führungsmechanismus, der an die zweite Seite der Ankervorrichtung angrenzt, wobei der zweite magnetische Führungsmechanismus einen zweiten zentralen Bereich, einen an den zweiten zentralen Bereich angrenzenden und den zweiten zentralen Bereich umgebenden zweiten Umfangsbereich umfasst, wobei ein Teil oder der gesamte zweite Umfangsbereich mit den Ankerspulen der Ankervorrichtung korrespondiert, wobei ein zweiter Luftspalt zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und den Ankerspulen vorhanden ist; einen zweiten Magnetfeldgenerator, wobei mittels des zweiten Magnetfeldgenerators ein geschlossenes zweites Magnetfeld zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung erzeugt werden kann, wobei die Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds über die Mittelachse zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung verlaufen, wobei alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung durch den zwischen allen Ankerspulen und dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus befindlichen zweiten Luftspalt verlaufen, wodurch die Ankervorrichtung und der zweite magnetische Führungsmechanismus relativ zu einer gedachten Symmetrieachse gedreht werden, wobei die gedachte Symmetrieachse koaxial mit der Mittelachse ist; ein Paar Ankerelektroden, die im Wesentlichen in der gleichen Polaritätsrichtung der elektromotorischen Kraft mit den Ankerspulen und dann mit einem externen System verbunden sind.
  10. Gleichstrommaschine nach Anspruch 9, bei der der erste Magnetfeldgenerator eine erste Erregerspule und/oder ein erster Permanentmagnet ist, wobei der zweite Magnetfeldgenerator eine zweite Erregerspule und/oder ein zweiter Permanentmagnet ist.
  11. Gleichstrommaschine nach Anspruch 10, bei der der erste Magnetfeldgenerator eine erste Erregerspule ist, wobei die erste Erregerspule zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung angeordnet ist, um ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen.
  12. Gleichstrommaschine nach Anspruch 10, bei der der erste Magnetfeldgenerator ein erster Permanentmagnet ist, wobei der erste Permanentmagnet an einer Position, an der der erste Umfangsbereich mit den Ankerspulen korrespondiert, angeordnet ist, um ein geschlossenes erstes Magnetfeld zwischen dem ersten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum ersten Umfangsbereich und durch den ersten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des ersten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten Umfangsbereich aus zu den Ankerspulen und durch den ersten Luftspalt verlaufen.
  13. Gleichstrommaschine nach Anspruch 10, bei der der zweite Magnetfeldgenerator eine zweite Erregerspule ist, wobei die zweite Erregerspule zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung angeordnet ist, um ein geschlossenes zweites Magnetfeld zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum zweiten Umfangsbereich des zweiten magnetischen Führungsmechanismus und durch den zweiten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom zweiten Umfangsbereich des zweiten magnetischen Führungsmechanismus aus zu den Ankerspulen und durch den zweiten Luftspalt verlaufen.
  14. Gleichstrommaschine nach Anspruch 10, bei der der zweite Magnetfeldgenerator ein zweiter Permanentmagnet ist, wobei der zweite Permanentmagnet an einer Position, an der der zweite Umfangsbereich mit den Ankerspulen korrespondiert, angeordnet ist, um ein geschlossenes zweites Magnetfeld zwischen dem zweiten magnetischen Führungsmechanismus und der Ankervorrichtung zu erzeugen, wobei alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus zum zweiten Umfangsbereich und durch den zweiten Luftspalt verlaufen oder alle Magnetfeldlinien des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom zweiten Umfangsbereich aus zu den Ankerspulen und durch den zweiten Luftspalt verlaufen.
  15. Gleichstrommaschine nach Anspruch 9, bei der die Ankervorrichtung ein Rotor ist und der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus Statoren sind.
  16. Gleichstrommaschine nach Anspruch 9, bei der die Ankervorrichtung ein Stator ist und der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus Rotoren sind.
  17. Gleichstrommaschine nach Anspruch 9, bei der die ersten Magnetfeldlinien und die zweiten Magnetfeldlinien unterschiedliche Drehrichtungen aufweisen, wobei der erste Umfangsbereich bzw. der zweite Umfangsbereich des ersten magnetischen Führungsmechanismus bzw. des zweiten magnetischen Führungsmechanismus ferner einen Kupplungsmechanismus umfasst, wobei der erste magnetische Führungsmechanismus und der zweite magnetische Führungsmechanismus durch den Kupplungsmechanismus miteinander gekoppelt und einstückig ausgebildet sind.
  18. Gleichstrommaschine nach Anspruch 17, bei der der Kupplungsmechanismus aus einem Material mit magnetischer Permeabilität oder einem Material ohne magnetische Permeabilität besteht.
  19. Gleichstrommaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 18, bei der, wenn die Gleichstrommaschine als Gleichstrommotor verwendet wird und wenn die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus jeweils zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten und zweiten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse eingehende Magnetkraft erzeugen, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse ausgehende Magnetkraft erzeugen; wobei, wenn die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus aus jeweils zu den Ankerspulen und durch den ersten und zweiten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen entgegen dem Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse ausgehende Magnetkraft erzeugen, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen der elektrische Strom umlaufend in den Ankerspulen im Uhrzeigersinn vorbei am angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt fließt, nach der Linke-Hand-Regel das erste und das zweite Magnetfeld bezüglich des Umfangskörperabschnitts, an dem sich die Ankerspulen befinden, jeweils eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse eingehende Magnetkraft erzeugen.
  20. Gleichstrommaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 18, bei der, wenn die Gleichstrommaschine als Gleichstromgenerator verwendet wird und wenn die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung von den Ankerspulen aus jeweils zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus und durch den ersten und zweiten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen jeweils eine Gegen-EMK entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld induziert wird, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse einwärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen jeweils eine Gegen-EMK im Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld induziert wird; wobei, wenn die Magnetfeldlinien des ersten und des zweiten Magnetfelds im Wesentlichen orthogonal in gleicher Richtung vom ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus aus jeweils zu den Ankerspulen und durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt verlaufen und wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten bzw. des zweiten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse auswärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen jeweils eine Gegen-EMK im Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld induziert wird, wobei, wenn in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse gesehen die Ankervorrichtung oder der erste und der zweite magnetische Führungsmechanismus angetrieben werden und dadurch beim Fließen durch den angrenzenden ersten und zweiten Luftspalt die Ankerspulen relativ zum ersten und zweiten Umfangsbereich des ersten und des zweiten magnetischen Führungsmechanismus eine in Längsschnittrichtung der gedachten Symmetrieachse einwärts gerichtete Bewegung vollziehen, nach der Rechte-Hand-Regel bei den Ankerspulen jeweils eine Gegen-EMK entgegen dem Uhrzeigersinn durch das erste und das zweite Magnetfeld induziert wird.
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