DE2105107A1

DE2105107A1 - Device for converting electrical impulses into motion impulses

Info

Publication number: DE2105107A1
Application number: DE19712105107
Authority: DE
Inventors: Johann 8520 Erlangen Hartmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-02-04
Filing date: 1971-02-04
Publication date: 1972-08-10

Description

Vorrichtung zum Umformen elektrischer Impulse in Bewegungsimpulse Auf dem Gebiet der Feinwerktechlik und der numerischen Steuerung technik werden in zunehmendem Umfang elektromechanische Wandler benötigt, die auf Grund einer bestimmten Anzahl elektrischer Impulse definierte Wege zurücklegen. Ein solcher Wandler soll selbstanlaufend sein und eine Bewegung in beiden Richtungen erlauben. Darüber hinaus soll die Bewegungsgeschwindigkeit durch die Wahl der Impulsfrequenz in weiten Grenzen steuerbar sein.Device for converting electrical impulses into motion impulses In the field of precision engineering and numerical control technology increasingly required electromechanical transducers due to a certain Number of electrical impulses to cover a defined distance. Such a converter should be self-starting and allow movement in both directions. Furthermore the speed of movement should be within wide limits by the choice of the pulse frequency be controllable.

Ein elektromechanischer Wandler dieser Art ist Gegenstand der Erfindung. Er ist gekennzeichnet durch zwei von einem Luftspalt getrennte, parallel zu ihren Trennflächen beweglich zueinander gelagerte Körper, denen zu beiden Seiten des Luftspaltes, in Austrittsrichtung der Kraftlinien einander gegenüberliegend, magnetische Polgruppen, bestehend aus einem magnetischen Nordpol und zwei Südpolen bzw. einem Südpol und zwei Nordpolen, zugeordnet sind, die in Bewegungsrichtung in gleichen Abständen hintereinander liegen und von denen wenigstens die dem einen Körper zugeordneten eine elektrisch umschaltbare Polarität besitzen, und dass eine Umschaltvorrichtung vorhanden ist, die, ausgehend von einem Ruhezustand,bei dem die Polgruppen in Austrittsrichtung der Kraftlinien einander symmetrisch gegenüberstehen und bei dem mindestens je zweien der korrespondierenden Pole eine unterschiedliche Polarität zugeordnet ist, zur Erzeugung einer Antriebskraft in Richtung der gewünschten Bewegung die Polarität wenigstens einer der gegenübediegenden Polgruppen betriebsmässig derart umschaltet, dass wenigstens zwei der gegenüberliegenden Pole gleiche Polarität und wenigstens zwei der in Bewegungsrichtung benachbarten gegenüberliegenden Pole unterschiedliche Polarität besitzen. Ein solcher elektromechanischer Wandler kann bei entsprechender konstruktiver Gestaltung als ein in beiden Bewegungsrichtungen seibstanlaufender Einphasen-Synchronmotor definiert werden, dessen Drehwinkel bei Einwirkung eines einzelnen elektrischen Impulses gleich dem Polwinkel OL ist und der dementsprechend bei der Einwirkung von n Impulsen n CC beträgt. Seine Umlaufgeschwindigkeit n t°t ist gleich der Impulsfrequenz und daher t in weiten Grenzen kontinuierlich steuerbar. Seine Anwendung ist im übrigen nicht auf die Feinwerk- und Steuerungßtechnik beschrknkt.An electromechanical transducer of this type is the subject of the invention. It is characterized by two separated by an air gap, parallel to theirs Separating surfaces movably to one another mounted bodies, which on both sides of the air gap, in the direction of exit of the lines of force opposite each other, magnetic pole groups, consisting of a magnetic north pole and two south poles or a south pole and two north poles, are assigned, which are equidistant in the direction of movement behind each other and of which at least the one body assigned an electrically switchable polarity, and that a switching device is present, which, starting from a state of rest, in which the pole groups in the exit direction the lines of force are symmetrically opposite each other and at least two each the corresponding pole is assigned a different polarity, for Generating a driving force in the direction of the desired movement the polarity at least one of the opposite pole groups switches operationally in such a way that that at least two of the opposite poles have the same polarity and at least two of the opposite poles adjacent in the direction of movement are different Own polarity. Such an electromechanical converter can with appropriate more constructive design than one that runs independently in both directions of movement Single-phase synchronous motor can be defined whose angle of rotation when a individual electrical pulse is equal to the pole angle OL and accordingly with the action of n pulses n CC is. Its speed of rotation n t ° t is equal to the pulse frequency and therefore t can be continuously controlled within wide limits. In addition, its application is not restricted to precision engineering and control technology.

Er kann bei entsprechender Dimensionierung auch für Lettungsantriebe, insbesondere solchen verwendet werden, die eine exakte Bewegungssteuerung oder -regelung erfordern.If dimensioned accordingly, it can also be used for ventilating drives, in particular those are used that require precise motion control or regulation require.

Das Prinzip eines solchen elektromechanischen Wandlers erlaubt vielseitige konstruktive Gestaltungen. Neben dem erwähnten Ausführungsbeispiel nach Art eines Synchronmotors, ist auch ein Aufbau mUglict, der eine geradlinige Bewegung erlaubt. Dazu wird in einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, den einen Körper als sich geradlinig erstreckendes Band mit einer Anzahl in Bewegungsrichtung aneinandergereihter permanentwagnetischer Polgruppen und den anderen Körper als einzelne elektromagnetische Polgruppe auszubilden. Auch zu diesem Punktionsprinzip gibt es verschiedene konstruktive Ausführungsmöglichkeiten. So kann der eine Körper als Fläche mit in beiden Koordinaten angeordneten magnetischen Polgruppen, der andere Körper aus zwei sich in Richtung beider Koordinaten erstreckenden Polen gebildet sein. Dadurch ist die definierte Bewegung in zwei Koordinaten möglich. Auch eine räumliche Bewegung ist bei entsprechendem Aufbau denkbar.The principle of such an electromechanical converter allows versatile constructive designs. In addition to the above-mentioned embodiment in the manner of a Synchronous motor, a structure is also possible that allows a straight movement. For this purpose, it is proposed in a further development of the invention, the one body as linearly extending band with a number strung together in the direction of movement permanent magnetic pole groups and the other body as individual electromagnetic To train pole group. There are also various constructive designs for this puncture principle Execution options. One of the bodies can be used as a surface with both coordinates arranged magnetic pole groups, the other body made up of two in the direction in the Coordinates extending poles be formed. This is the defined movement possible in two coordinates. A spatial movement is also with the corresponding Construction conceivable.

Wenn die Polgruppen beider Körper aus elektromagnetischen Polen gebildet und beide von getrennten Umschaltvorrichtungen gesteuert sind, ist es ferner möglich, eine der Differenz oder Summenfrequenz entsprechende Bewegung zu erzeugen.When the pole groups of both bodies are formed from electromagnetic poles and both are controlled by separate switching devices, it is also possible to generate a movement corresponding to the difference or sum frequency.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand der folgenden Ausführungsbeispiele dargestellt.Further details of the invention are based on the following exemplary embodiments shown.

In Fig. 1 ist der prinzipielle konstruktive Aufbau erläutert, während Fig. 2 den elektrischen Schaltungsaufbau prinzipiell zeigt.In Fig. 1, the basic structural design is explained while Fig. 2 shows the electrical circuit structure in principle.

Die Figuren 2 - 7 stellen AuRührungsvarianten des Prinzips nach Fig. 1 dar, während die Fig. 8 den prinzipiellen Aufbau und einige konstruktive Abwandlungen für eine geradlinige Bewegung zeigt.FIGS. 2 - 7 represent variants of the principle according to FIG. 1, while FIG. 8 shows the basic structure and some structural modifications pointing for a straight line movement.

Mit Hilfe der Figuren la - lc sollen zunächst der prinzipielle Aufbau und die Funktionsweise eines Wandlers nach der Erfindung dargestellt werden. Die äussere Form ist der eines Drehstrom-Synchronmotors gleich. Der Stator 1 besitzt, um Je 1200 versetzt, drei elektromagnetische Pole 2, 3 und 4, während der Läufer 5 drei permanentmagnetische Pole mit der dargestellten Polarität besitzt, die ebenfalls um Je 1200 gegeneinander versetzt sind.With the help of the figures la-lc the basic structure and the operation of a transducer according to the invention are shown. the external shape is the same as that of a three-phase synchronous motor. The stator 1 has Offset by 1200 each, three electromagnetic poles 2, 3 and 4, while the rotor 5 has three permanent magnetic poles with the polarity shown, which also are offset from one another by 1200 each.

Die Kraftlinien aller Felder durchsetzen die Luftspalte radial.The lines of force of all fields penetrate the air gap radially.

Wenn man nun, wie in Fig. la dargestellt, den Stator so magnetisiert, dass die Pole 3 und 4 am Luftspalt Nordpole sind und der Pol 2 ein Südpol ist, so nimmt der Rotor 5 die in Fig. la dargestellte stabile Lage ein. Magnetisiert man nun durch entsprechende Umschaltung der Spulen die Statorpole derart um, dass der Pol 3 zum Sudpol und die Pole 4 und 2 zu Nordpolen werden. so muss sich der Rotor in Pfeilrichtung drehen, bis er, um 1200 versetzt, die in Fig. lb dargestellte stabile Lage einnimmt. Die Drehrichtung des Rotors ist dadurch definiert, dass im Augenblick der Umschaltung des Stators, wenn also der Rotor noch die in Fig. la dargestellte Lage einnimmt, der zum Südpol gewordene Pol 3 auf den benachbarten Nordpol des Rotors eine Anziehungskraft und der als Nordpol verbliebene Pol 4 des Stators auf den Nordpol des Rotors eine abstossende Kraft ausübt. Dadurch entsteht ein Drehmoment in Pfeilrichtung. Es ist leicht einzusehen, dass im umgekehrten Fall, also bei einer Polarisierung des Pols 4 als SUdpol und der beiden anderen Pole 2 und 3 als Nordpole, ein Drehmoment entgegengesetzt zur Pfeilrichtung ausgeübt würde. Die Fig. le zeigt nun eine gegenUber derjenigen in Fig. lb wiederum um 1200 in Preilrichtung versetzte Magnetisierung der Statorpole. Dabei dreht sich der Rotor in Pfeilrichtung und nimmt die in Fig. lcdargestellte Lage ein. Erreicht nun in einer weiteren Umschaltung die Polarität der Statormagnete wiederum die inFig. la dargestellte Polarität, so wird erneut ein Drehmoment in Pfeilrichtung auf den Rotor ausgeübt, der dadurch wieder die in Fig. la dargestellte Position erreicht.If you now, as shown in Fig. La, magnetize the stator so, that poles 3 and 4 at the air gap are north poles and pole 2 is a south pole, so the rotor 5 assumes the stable position shown in FIG. One magnetizes now by switching the coils accordingly, the stator poles in such a way that the Pole 3 becomes the south pole and poles 4 and 2 become north poles. so must the rotor in the direction of the arrow Turn until it is offset by 1200, which is shown in Fig. lb assumes stable position shown. The direction of rotation of the rotor is defined by that at the moment of switching over the stator, i.e. when the rotor is still the in Fig. La assumes the position shown, the pole 3 that has become the south pole on the neighboring one The north pole of the rotor is an attractive force and the pole 4 of the remaining as the north pole Stator exerts a repulsive force on the north pole of the rotor. This creates a torque in the direction of the arrow. It is easy to see that in the opposite case, So with a polarization of pole 4 as south pole and the other two poles 2 and 3 as the north pole, a torque opposite to the direction of the arrow would be exerted. Fig. 1e now shows one compared to that in Fig. 1b again around 1200 in the direction of advance offset magnetization of the stator poles. The rotor turns in the direction of the arrow and assumes the position shown in FIG. Now reached in another switchover the polarity of the stator magnets in turn the inFig. la polarity shown, so a torque is again exerted on the rotor in the direction of the arrow again reached the position shown in Fig. la.

Es ist leicht einzusehen, dass durch die Wahl einer entsprechenden Umschaltfrequenz anstelle einzelner Drehungen des Rotors 5 um je 120° wie bei entsprechender Wahl der Umschaltzeitpunkte auch eine kontinuierliche Drehung des Rotors bis hin zu sehr hohen Drehzahlen erreicht werden kann. Der Wandler zeigt dabei das Verhalten eines selbstanlaufenden Synchronmotors.It's easy to see that by choosing an appropriate Switching frequency instead of individual rotations of the rotor 5 by 120 ° each as with the corresponding Choice of the switching times also a continuous rotation of the rotor up to can be reached at very high speeds. The converter shows the behavior a self-starting synchronous motor.

In Fig. 2a ist eine Umschaltvorrichtung zur Steuerung des in den Fig. la - lc dargestellten Wandlers gezeigt, die sowohl diskrete Einzelbewegungen des Rotors um jeweils 1200 wie einen kontinuierlichen Lauf in der jeweils gewünschten Drehrichtung ermöglicht.In Fig. 2a is a switching device for controlling the in Fig. la - lc shown transducer, both discrete individual movements of the Rotors by 1200 each like a continuous run in the respectively desired Direction of rotation allows.

Diese Umschaltvorrichtung besteht aus einer Nockenscheibe 6, die von einem nicht dargestellte Antriebsmittel in der einen oder anderen Richtung bewegt Werden kann und die vier um '00 gegeneinander versetzte Nocken 7, 8, 9, 10 besitzt, die um l?(5° gegeneinander versetzte, über den Umfang der Nockenscheibe es verteilte Umschalter 11, 12, 13 besitzt, die von den Nocken betätigt werden.This switching device consists of a cam 6, which is of a drive means, not shown, moved in one direction or the other Can be and has four cams 7, 8, 9, 10 offset from one another by '00, which, offset from one another by l? (5 °, distributed it over the circumference of the cam disk Toggle switch 11, 12, 13 which are operated by the cams.

Die Reihenfolge der Betätigung ist aus dem in Fig. 2b dargestellten Impulsschema zu entnehmen. In der gezeichneten Stellung des Umschalters ist die Anschlussklemme 14 der auf dem Pol 2 aufgewickelten Spule der in Stern geschalteten Spulenanordnung über den Umschalter 11 mit der positiven Klemme der Spannungsquelle 17 verbunden, während die Klemmen 15 und 16 der auf den Polen 3 und 4 aufgewickelten Spulen über die Umschalter 12 und 13 mit dem negativen Pol der Spannungsquelle 17 verbunden sind. Dadurch entsteht an den Polen 2, 3 und 4 die in Fig. la dargestellte Polaritrat. Der Rotor 5 nimmt daraufhin ebenfalls die gezeichnete Lage ein. Wird nun die Nockenscheibe vom nicht dargestellten Antriebsmittel um einen solchen Betrag im Uhrzeigersinn gedreht, dass die Nocke 8 den Schalter 12 betestigt, wodurch gleichzeitig die Betätigung des Schalters 11 durch die Nocke 7 aufgehoben wird, so ist die Klemme 15 der auf dem Pol 3 befindlichen Spule mit dem positiven Pol der Spannungsquelle 17 verbunden, während die Klemmen 16 und 14 der auf den Polen 4 und 2 befindlichen Spulen mit dem negativen Pol der Spannungsquelle 17 verbunden sind. Dadurch ergibt sich die in Fig. 1b dargestellte Polarität und der Rotor 5 nimmt ebenfalls die dort gezeichnete gegenüber der in Fig. la um 1200 im Uhrzeigersinn versetzte Lage ein. Wenn schliesslich die Nockenscheibe 6 weiter im Uhrzeigersinn bewegt wird, so dass die Nocke 9 den Schalter 13 betätigt und gleichzeitig die Nocke 8 den Schalter 12 frei gibt, so wird die Anschlussklemme 16 der auf dem Pol 4 befindlichen Spule mit dem positiven Pol der Spannungsquelle 17 verbunden, während die Klemmen 14 und 15 der auf den Polen 2 und 3 befindlichen Spulen mit dem negativen Pol der Spannungsquelle 17 verbunden sind, so dass die in Fig. lc dargestellten Verhältnisse eintreten, d.h. der Rotor 5 bewegt sich abermals im Uhrzeigersinn um 120°. Bei Erreichen der in Fig. 2a dargestellten Lage der Nockenscheibe 6 stellen sich wieder die in Fig. 1a dargestellten Ausgangsverhältnisse ein. Es ist leicht zu erkenneun, dass slch bei einer Drehung der Nockenscheibe 6 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn auch der Rotor 5 entsprechend bewegt. Es ist ebenfalls ohne weiteres einzusehen, dass bei einem kontinuverliehen Antrieb der Nockenscheibe 6 eine entsprechende kontinuierliche Drehung des Rotors 5 erfolgt.The sequence of actuation is from that shown in Fig. 2b Refer to the impulse scheme. The switch is in the position shown Terminal 14 of the coil wound on pole 2 of the star-connected coil Coil arrangement via the changeover switch 11 to the positive terminal of the voltage source 17 connected, while the terminals 15 and 16 of the wound on poles 3 and 4 Coils via changeover switches 12 and 13 to the negative pole of voltage source 17 are connected. This creates the one shown in Fig. La at poles 2, 3 and 4 Polaritrate. The rotor 5 then also assumes the position shown. Will now the cam disk from the drive means, not shown, by such an amount rotated clockwise so that the cam 8 actuates the switch 12, whereby at the same time the actuation of the switch 11 is canceled by the cam 7, the terminal is 15 of the coil located on pole 3 with the positive pole of the voltage source 17 connected, while the terminals 16 and 14 are located on the poles 4 and 2 Coils are connected to the negative pole of the voltage source 17. This results in the polarity shown in Fig. 1b and the rotor 5 also adopts that there drawn compared to the position offset clockwise at 1200 in Fig. la. When finally the cam 6 is moved further clockwise, so that the cam 9 actuates the switch 13 and at the same time the cam 8 actuates the switch 12 releases, the connection terminal 16 of the coil located on pole 4 will also be connected to the positive pole of the voltage source 17, while the terminals 14 and 15 of the coils on poles 2 and 3 with the negative pole of the voltage source 17 are connected, so that the relationships shown in Fig. Lc occur, i.e. the rotor 5 moves again clockwise by 120 °. Upon reaching the In Fig. 2a the position of the cam 6 shown in Fig. 1a. It is easy to see that they are with a counterclockwise rotation of the cam 6 also the Rotor 5 moves accordingly. It is also readily apparent that with a continuous drive of the cam disk 6 a corresponding continuous rotation of the rotor 5 takes place.

Es ist natürlich im Rahmen der Erfindung auch möglich, anstelle des mechanischen Schalters nach Fig. 2a, der wegen der besonders anschaulichen Darstellung der Verhältnisse in dieser Form gewählt worden ist, eine entsprechende elektronische Schaltvorrichtung zu benutzen. Auch kann anstelle der dargestellten Sternschaltung eine Dreieckschaltung verwendet werden.It is of course also possible within the scope of the invention, instead of the mechanical switch according to Fig. 2a, because of the particularly descriptive representation the proportions in this form has been selected, a corresponding electronic To use switching device. It is also possible instead of the star connection shown a delta connection can be used.

Der mechanische Aufbau des erfindungsgemässen Wandlers ist sehr vielgestaltig wandelbar. In den Fig. 3 bis 8 sind verschiedene Aus führungs formen dargetellt. Die Figuren 3 bis 7 betreffen rotierende Wandler, während in Fig. 8 ein t fUhrungsbeispiel für eine geradlinige Bewegung gezeigt ist. Die 3 - 6 zeigen Ausführungsbeisplele mit axial magnetisiertem Rotor. Dadurch ist es möglich, mit besonders geringen Radialabmessungen auszukommen.The mechanical structure of the transducer according to the invention is very diverse changeable. 3 to 8 different embodiments are shown. FIGS. 3 to 7 relate to rotating converters, while FIG. 8 shows an exemplary embodiment for rectilinear movement is shown. FIGS. 3 - 6 show exemplary embodiments with axially magnetized rotor. This makes it possible to have particularly small radial dimensions get along.

Wie in Fig. 9 dargestellt, können in einem solchen Fall auch Rotor 5 und Stator 1 als in axialer Richtung einander gegenUberliegende flache Scheiben ausgebildet werden.As shown in FIG. 9, in such a case, the rotor 5 and stator 1 as flat disks lying opposite one another in the axial direction be formed.

Eine Ausführungsform, bei der der Rotor 5 magnetische Dipole mit in beiden axialen Richtungen austretenden Feldlinien besitzt, und bei dem an jeder Seite des Rotors ein scheibenförmiger Stator 1, 1' angeordnet ist, zeigt Fig. 4a. Gemäss Fig. 4b kann ein solcher Wandler auch in Säulenrorm ausgebildet sein.-Dabe ist eine Vielzahl von Rotoren 5 auf der Antriebswelle 18 angeordnets während der Stator aus den beiden Scheiben 1 und 1' sowie aus zwischen den Rotorscheiben angeordneten elektromagnetischen Dipolen 19 gebildet ist.An embodiment in which the rotor 5 magnetic dipoles with in has field lines emerging in both axial directions, and in which at each A disk-shaped stator 1, 1 'is arranged on the side of the rotor, FIG. 4a shows. According to FIG. 4b, such a transducer can also be designed in the form of a column is a plurality of rotors 5 arranged on the drive shaft 18 during the Stator from the two disks 1 and 1 'and arranged between the rotor disks electromagnetic dipoles 19 is formed.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsvariante mit scheibenförmigem axialmagnetisiertem Rotor dargestellt, bei der der Stator aus hufeisenförmigen über den Umfang verteilten die Rotorscheibe 5 umgreifenden Elektromagneten 20, 21, 22 gebildet ist.In Fig. 5 is a further embodiment variant with a disk-shaped axially magnetized rotor shown, in which the stator is made of horseshoe-shaped over Electromagnets 20, 21, 22 encompassing the rotor disk 5 are distributed around the circumference is formed.

Bei dem Wandler nach Fig. 6 ist der Stator 1 eisenfrei ausgeführt, so dass sich ein besonders günstiges Verhalten bei hohen Drehzahlen mit geringen Drehmomentanforderungen ergibt.In the converter according to FIG. 6, the stator 1 is made iron-free, so that a particularly favorable behavior at high speeds with results in low torque requirements.

Schliesslich ist in Fig. 7 eine Ausführungform dargestellt, die in ihrem prinzipiellen Aufbau demjenigen nach Fig. 1 ähnelt, bei der aber sowohl der Stator 1 wie der Rotor 5 elektromagnetische Pole besitzen, von denen die Rotorpole über Schleifringe 23 ebenfalls von aussen steuerbar sind. Es ist nun leicht einzusehen, dass bei einer getrennten Steuerung der Rotor- und Statormagnete von Je einer Umschaltvorrichtung sich eine Relativbewegung zwischen Rotor und Stator einstellt, die der Differenz- bzw. Summenfrequenz beider Umschaltvorrichtungen entspricht (Difrerentialmotor).Finally, FIG. 7 shows an embodiment which is shown in FIG its basic structure is similar to that of FIG. 1, but in which both the Stator 1 like the rotor 5 have electromagnetic poles, of which the rotor poles can also be controlled from the outside via slip rings 23. It is now easy to see that with a separate control of the rotor and stator magnets by one switching device each there is a relative movement between the rotor and the stator, which is the difference or sum frequency of both switching devices corresponds (differential motor).

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8a ist der Stator als dreischenkliger, mit nur einem joch versehener, also einseitig offener Magnetkern 24 dargestellt, während der Rotor als Magnetband 25 mit einer Folge gleichartiger aus einem Nordpol und zwei Südpolen gebildeter Polgruppen dargestellt und in der Position des fehlenden Jochs mit zwischenliegendem Luftspalt angeordnet ist. Bei einer Steuerung der Magnetspulen mit den Anschlüssen 14, 15, 16 durch eine Steuervorrichtung gemäss Fig. 2a mit einer Impulsfolge nach Fig. 2b ergibt sich folgende Funktion. Wenn die elektromagnetischen Pole 26, 27, 28 entgegengesetzt zu den gegenüberliegenden permanentmagnetischen Polen magnetisiert sind, also der Pol 26 ein Südpol ist und die beiden Pole 27 und 28 Nordpole sind, so ist der in Fig. 8a dargestellte stabile Zustand vorhanden. Polt man nun die elektromagnetischen Pole durch Drehung der Nockenscheibe 6 (Fig. 2a) in Pfeilrichtung so um, dass der Pol 27 ein Südpol und der Pol 26 ein Nordpol wird, so treten zwischen den Polen 26, 27 des Elektromagneten und den gegenüberliegenden Polen des Magnetbandes 25 abstossende Kräfte auf, während alle Pole des Elektromagneten von den links benachbarten, gegenüberliegenden Polen des Magnetbandes 25 angezçn und zusätzlich die Pole 27, 28 des Elektromagneten von den rechts benachbarten Polen des Magnetbandes abgestossen werden. Durch diese Verhältnisse überwiegt die Anziehungskraft der gegenüberliegenden benachbarten linken Pole> so dass ein Drehmoment nach rechts auf das Band bzw. nach links auf den Körper 24 des Elektromagneten ausgeübt wird. Dadurch bewegt sich bei feststehendem Magnetkörper 24 das Band 25 um eine Polteilung nach rechts bzw. bei feststehendem Band der Magnetkörper nach links und erreicht wiederum einen stabilen Zustand durch sich gegenüberliegende entgegengesetzt magnetisierte Pole. Um, ausgehend von der dargestellten Postition, eine Bewegung des Magnetbandes nach links bzw. des Magnetkörpers nach rechts zu vollziehen, bedarf es einer solchen Magnetisierung der Magnetpole des Elektromagneten 24, das der Schenkel 28 an seinem offenen Ende zum Nordpol wird und die beiden anderen Nordpole werden bzw. bleiben. Erreicht wird dies durch eine Drehung der Nockenscheibe 6 (Fig. 2a) nach links, wobei die Nocke 10 den Schalter 13 betestigt. Dadurch stossen sich die äusseren Pole des Magnetkörpers 24 von den zugehörigen Polen des Magnetbandes 25 ab, während andererseits zwischen allen Polen des Elektromagneten und den rechts benachbarten Polen des Bandes eine Anziehungskraft auftritt. Diese Anziehungskraft hat zur Folge, dass sich das Band um eine Polteilung nach links bzw. der Körper des Elektromagneten nach rechts bewegt.In the embodiment according to FIG. 8a, the stator is designed as a three-legged, shown with only one yoke provided, i.e. one-sided open magnetic core 24, while the rotor as a magnetic tape 25 with a sequence of the same from a north pole and two south poles of formed groups of poles and in the position of the missing one Yoke is arranged with an air gap between them. When controlling the solenoid coils with the connections 14, 15, 16 by a control device according to FIG. 2a with a Pulse sequence according to FIG. 2b results in the following function. When the electromagnetic Poles 26, 27, 28 opposite to the opposite permanent magnet Poles are magnetized, so the pole 26 is a south pole and the two poles 27 and If there are 28 north poles, the stable state shown in FIG. 8a is present. If you now polarize the electromagnetic poles by rotating the cam disk 6 (Fig. 2a) in the direction of the arrow so that pole 27 is a south pole and pole 26 is a north pole will occur between the poles 26, 27 of the electromagnet and the opposite one Poles of the magnetic tape 25 repulsive forces, while all poles of the electromagnet from the opposite poles of the magnetic tape 25 adjacent to the left and additionally the poles 27, 28 of the electromagnet from the adjacent poles on the right of the magnetic tape are repelled. Due to these conditions, the attraction predominates the opposite neighboring left Pole> so that a Torque to the right on the belt or to the left on the body 24 of the electromagnet is exercised. As a result, the belt 25 moves when the magnet body 24 is stationary by one pole pitch to the right or, if the band is stationary, the magnet body after left and in turn reaches a stable state by opposing each other oppositely magnetized poles. To, based on the position shown, a movement of the magnetic tape to the left or the magnetic body to the right carry out, it requires such a magnetization of the magnetic poles of the electromagnet 24, that the leg 28 at its open end becomes the North Pole and the other two North Poles will or will remain. This is achieved by turning the cam disk 6 (Fig. 2a) to the left, the cam 10 actuating the switch 13. Push through it the outer poles of the magnetic body 24 differ from the associated poles of the magnetic tape 25 from, while on the other hand between all poles of the electromagnet and the right adjacent poles of the tape an attractive force occurs. This attraction has the consequence that the band moves one pole pitch to the left or the body of the electromagnet moved to the right.

In Fig. 8b ist eine Ausftlhrungsform gezeigt, bei der der Elektromagnet 29 aus drei beiderseits offenen Schenkeln 30, 31, 32, also ohne Joch gebildet ist, zu deren beiden Seiten in der Jochposition Bänder 33, 54, mit permanentmagnetisierten Polgruppen als Gegenkörper angeordnet sind. Entsprechend der entgegengesetzten Polarität an beiden Enden der Schenkel des Elektromagneten, müssen auch die sich gegenüberliegenden Pole der beiden Magnetbander entgegengesetzte Polaritäten aufweisen. Im übrigen entspricht die Funktion der zu Fig. 8a beschriebenen.In Fig. 8b an embodiment is shown in which the electromagnet 29 is formed from three legs 30, 31, 32 open on both sides, i.e. without a yoke, on both sides in the yoke position tapes 33, 54, with permanently magnetized Pole groups are arranged as a counter body. Corresponding to the opposite polarity at both ends of the legs of the electromagnet, the opposite must also be Poles of the two magnetic tapes have opposite polarities. Furthermore the function corresponds to that described for FIG. 8a.

In der Ausführungsvarianten nach Fig. 8c sind die Schenkel des Elektromagneten 35 eisenfrei ausgeführt> um besonders verlustarm mit höheren Umschaltfrequenzen arbeiten zu können.In the variant embodiment according to FIG. 8c, the legs of the electromagnet are 35 made iron-free> to be particularly low-loss with higher switching frequencies to be able to work.

Nach Fig. 8d ist ein Magnetband 36 dipolartig magnetisiert und wird von den drei Schenkeln 37, 3S, 39 des Magnetkörpers 40 zangenartig derart umfasst, dass die Pole des Magnetkörpers den Polen des Magnetbandes gegenüberliegen.According to Fig. 8d, a magnetic tape 36 is magnetized dipole-like and is encompassed by the three legs 37, 3S, 39 of the magnet body 40 like pliers in such a way that that the poles of the magnetic body are opposite the poles of the magnetic tape.

Claims

0 Electromechanical converter for converting electrical impulses into Motion impulses, not shown by two from an air gap separate bodies that are movably mounted in relation to one another parallel to their parting surfaces (1, 5), those on both sides of the air gap, in the exit direction of the lines of force opposing each other, magnetic pole groups (2, 3, 4), consisting of one assigned magnetic north pole and two south poles or one south pole and two north poles are, which are in the direction of movement at the same distance behind each other and from at least one of which is associated with one body (1) and is electrically switchable Have polarity, and that a switching device (6 to 13) is available, which, starting from a state of rest in which the pole groups in the exit direction the lines of force are symmetrically opposite each other and at least two each a different polarity is assigned to the corresponding pole, for Generating a driving force in the direction of the desired movement the polarity at least one of the opposite pole groups switches operationally in such a way that that at least two of the opposite poles have the same polarity and at least two of the opposite poles adjacent in the direction of movement are different Own polarity.

2. Converter according to claim 1, characterized in that each of the poles of the same name in a pole group half the field strength of the oppositely directed owns.

3. Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the one body (1) the stator and the other body (5) the rotor of an electric motor forms.

4. Converter according to claim 3, characterized in that the on the stator (1) arranged poles and electromagnets arranged on the rotor (5) Poles are permanent magnets.

5. Converter according to claim 3, characterized in that the switching device (6 to 13) the electromagnets (2, 3, 4) switches continuously so that on the rotor (5) is constantly subjected to a torque.

6. Wadler according to claim 4 or 5, characterized in that the The rotor (5) is designed as a disk with a radially directed flow of lines of force and the Stator (1) in the form of ring segments on the outer circumference of the disc, these to both Pages encompassing, is arranged.

7. Converter according to claim 4 or 5, characterized in that the The rotor (5) is designed as a disk with an axially directed magnetic flux of force and the stator (1) is arranged on the exit side of the lines of force of the rotor.

8. Converter according to claim 4 or 5, characterized in that the The rotor (5) is designed as a disk, on the outer circumference of which there are magnetic dipoles are arranged such that the magnetic lines of force on both sides in the axial Direction out of the disc and on each side of the disc a stator (1, 1 ') is arranged.

9. Converter according to one of claims 3 to t3, characterized in that that a large number of rotors (5), to which stators tl, 1e, 19) are assigned, is arranged on a common shaft (18).

10. Converter according to claim 1 or 2, characterized in that one body as a straight line extending band (25) with a number of permanent magnetic pole groups lined up in the direction of movement and the other body is formed as a single electromagnetic pole group (24) is.

11. Converter according to claim 10, characterized in that two similar Bands (33, 34) are arranged parallel to each other so that the opposite Poles have opposite polarity and the other body as a single electromagnetic Pole group (29, 35) is arranged between the two edges so that the lines of force of each pole emerge on both sides facing the ribbons.

12. Converter according to claim 1 or 2, characterized in that one body as a surface with magnetic pole groups arranged in both coordinates the other body consists of two poles extending in the direction of both coordinates is formed.

15. Converter according to Anspruh 1 or 2, characterized in that the Pole groups of both bodies (1, 5) are formed from electromagetic poles.

14. Converter according to claim 1), characterized in that the pole groups both bodies (1, 5) are controlled by separate switching devices.

Blank page