DE2335620A1

DE2335620A1 - ROTARY MAGNETIC MOTOR

Info

Publication number: DE2335620A1
Application number: DE19732335620
Authority: DE
Inventors: Anton Pirc
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-07-24
Filing date: 1973-07-13
Publication date: 1974-02-07
Also published as: GB1409343A; FR2194070A1; FR2194070B3; US3743866A; JPS4945309A; IT991318B

Description

Anton Pirc,
San Francisco, Kalif .'(V.St.A, )Anton Pirc,
San Francisco, Caliph. '(V.St.A,)

Drehmagnetmotor. <Rotary magnet motor. <

Pur diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S.-Anmeldung Serial ITo. 274 306 vom 24. Juli 1972 in Anspruch genommen.For this registration, the priority is derived from the corresponding one U.S. application Serial ITo. 274 306 of July 24, 1972 taken.

Die Erfindung betrifft allgemein Magnetmotoren, in denen die Linien des magnetischen Kraftflusses eines Magnetfeldes verzerrt werden, und an deren Welle mechanische Arbeit abgebbar ist, und insbesondere einen Drehmagnetmotor mit Übergan^smaterialien, welche sich durch eine steile unü reversierbare .änderung der Magnetisierung innerhalb eines verhältnismäßig en^en Temperaturbereichs um die charakteristische Curietemperatur des Materials auszeichnen,The invention relates generally to magnetic motors in which the lines of magnetic flux of a magnetic field are distorted, and on whose shaft mechanical work can be delivered, and in particular a rotary magnet motor with transition materials, which go through a steep irreversible change in magnetization within a relatively small temperature range around the characteristic Characterize the Curie temperature of the material,

Es wurden bereits mehrere unterschiedliche Ausführungen von Magnetmotoren vorgeschlagen, in denen zwecks Erzeu_oung mechanischer Arbeit die Linien des magnetischen Kraftflusses in einem Magnetfeld durch Erhitzen und Abkühlen sines den Kraxtfluß verzerrenden übergan^smaterials über bzw. unter die characteristibche Curietemperatur des Materials verzerrt werden, iiie bekannten Motoren sind jedoch ijiii mehreren 3eGcnru.r.u£un_oett benaftet, weisen mehrexe Nach-Vj il·- j.ui Una bewätiren ü ic ti im prakti^cLioti Einsatz nicht«,There have been proposed a plurality of different embodiments of magnet motors, in which for the purpose of Erzeu _o ung mechanical work, the lines of magnetic force flow sines in a magnetic field by heating and cooling the Kraxtfluß distorting übergan ^ are smaterials distorted respectively above and below the characteristibche Curie temperature of the material iiie known engines are, however, ijiii several 3eGcnru.ru £ un _o ett applied, show several after-Vj il · - j.ui Una do not ensure ü ic ti in practical use «,

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So ist das abgegebene Drehmoment aufgrund der niedrigen Dreh.zab.len und der schwachen magnetischen Anziehungskräfte äußerst gering. Weiterhin haben die bekannten Motorausführunöen einen verhältnismäßig geringen Wirkungsgrad aufgrund des zum Betrieb des Motors erforderlichen hohen Energie aus tausche s im Übergangsmaterial, wobei die magnetische Feldstärke aufgrund dei hohen Betriebstemperaturen abgeschwächt wird. Es besteht daher ein Bedarf für einen neuartigen und verbesserten Hagnetmotor der vorgenannten Ausführung, welcher jedoch ein höheres Drehmoment liefert, sowie höhere Drehzahl und einen höheren Wirkungsgrad aufweist. The torque output is due to the low torque and the weak magnetic forces of attraction extremely low. Furthermore, the known engine designs a relatively low efficiency due to the high energy required to operate the motor from exchange s in the transition material, the magnetic Field strength weakened due to the high operating temperatures will. There is therefore a need for a novel and improved magnet motor of the aforementioned design, which, however, delivers a higher torque, as well as a higher speed and a higher efficiency.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Magnetmotor zu schaffen, an dessen Welle mechanische Arbeit abgebbar ist und der gegenüber bekannten Ausführungen ein höheres Drehmoment liefert, sowie eine höhere Drehzahl unü einen höheren Wirkungsgrad aufweist.The invention is therefore based on the object of creating a magnetic motor on whose shaft mechanical work can be delivered and compared to known designs delivers a higher torque, as well as a higher speed unü has a higher efficiency.

Der zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Magnetmotor besteht aus einem Drehmagnetmotor mit einem Stator, einem in bezu_ö auf den Stator drehbar gelagerten Rotorträger und an dem Stator und aem jxotorträ_öer angeordneten Vorrichtungen aur Srzeitung eines luagnetfelües und ist erfindungs^emäß dadurch _öej£ennzeichnet, äau die Kraftlinien des Magnetfeldes in der Weise ausgerichtet sind, daß duich den itotorträger eine Drehbewegung in beau_o The proposed for solving the problem posed magnet motor is composed of a moving magnet motor having a stator, an in bezu _ö to the stator rotatably mounted rotor support and to the stator and AEM jxotorträ he _ö devices arranged aur Srzeitung a luagnetfelües and Inventive ^ emäß characterized _ö ej £ indicates that the lines of force of the magnetic field are aligned in such a way that you rotate the motor support in beau _o

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auf den Stator aus führ "bar ist, in dem Magnetfeld zur Verzerrung des magnetischen Kraftflusses dienende Vorrichtungen angeordnet sind und ein Übergangsmaterial enthalten, das über und unter seiner charakteristischen Curietemperatur jeweils eine äußerst geringe bzw. eine hohe Magnetisierbarkeit aufweist und aus einer Vielzahl in gegenseitigen Abständen in zueinander parallelen Ebenen innerhalb des Magnetfeldes angeordneten, flachen Plättchen aus im wesentlichen Gadoliniummetall besteht, sowie zum aufeinanderfolgenden Erwärmen und Abkühlen des Übergangsmaterials über bzw. unter seine charakteristische Curietemperatur und dadurch zum !Freigeben bzw. Einfangen der magnetischen Kraftflußlinien und aufeinanderfolgenden Erzeugen von Anziehungskräften zwischen liotorträger und Stator dienende Heiz- und Kühlvorrichtungen mit Durcbflußkanälen für Kühlmittel zwischen den einzelnen Plättchen und zum Durchleiten des Kühlmittels durch die Kanäle in unmittelbarem Wärmeaustausch mit diesen vorgesehen sind. on the stator is executable, in the magnetic field to the distortion the magnetic flux serving devices are arranged and contain a transition material, that above and below its characteristic Curie temperature in each case an extremely low or high magnetizability and of a plurality at mutual distances in mutually parallel planes within the magnetic field arranged, flat plate consists essentially of gadolinium metal, as well as for successive Heating and cooling of the transition material over or below its characteristic Curie temperature and thereby to release or capture the magnetic lines of flux of force and successive generation of forces of attraction between the liotorträger and stator serving heating and cooling devices with throughflow channels for coolant between the individual platelets and for the passage of the Coolant are provided through the channels in direct heat exchange with them.

Die zur Verzerrung des magnetischen Kraftflusses dienenden Vorrichtungen umfassen eine Vielzahl folienstreifenartiger Plättchen, die in Ebenen mit gegenseitigen seitlichen Abständen zwischen den zugeordneten ITord- und Südpolen ^edes Magneten angeordnet sind, und zwischen einander benachbarteti folienstreifenartigen Plättchen angeordnete G-itterelemente, weiche dazu dienen, die folienstreifenarti-_O3n Plattchen in einander eu₆ benachbarten Ebenen zu halten,'The devices used for the distortion of the magnetic flux of force comprise a multiplicity of foil-strip-like plates which are arranged in planes with mutual lateral spacings between the associated north and south poles of the magnet, and grid elements arranged between adjacent foil-strip-like plates, which serve to achieve the to keep folienstreifenarti- _O 3n platelets in each eu ₆ adjacent planes'

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wobei aie Gitterelemente im Zusammenwirken mit den folienstreifenartigen Plättchen eine Vielzahl Kühlmittelkanäle bilden, durch welche das Kühlmittel in unmittelbarer Wärmeaus tauschberührung mit großen Oberflacb.enbereicb.en der folienstreifenartigen Platteten durcbleitbar ist. Das metallische Übergangsmaterial wird in Abhängigkeit von der Stellung des Rotorträgers in bezu^ auf den Stator vermittels elektrischem Strom über seine charakteristische Curietemperatur erhitzt bzw. vermittels eines durch die Kühlmittelkanäle durchgeleiteten Kühlmittels unter seine Curietemperatur- abgekühlt.wherein aie lattice elements interact with the foil strip-like Platelets form a large number of coolant channels, through which the coolant is in direct heat Exchange contact with large surface areas of the Foil strip-like plates can be lead through. The metallic one Transitional material is provided depending on the position of the rotor arm in relation to the stator electric current is heated above its characteristic Curie temperature or by means of a through the coolant channels passed through coolant below its Curie temperature.

Der erfindun_ösgemäße Drehmagnetmotor wird im nachfolgenden anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The erfindun _ö sgemäße rotary magnet motor will be explained in the following with reference to the drawings shown in the exemplary embodiment.

Pig. 1 ist eine Draufsicht auf den erfindungsgemaßen Drehmagnetmotor.Pig. Fig. 1 is a top plan view of the invention Rotary magnet motor.

Jig. 2 ist ein teilweise im Axialschnitt dargestellter aufriß des liotors von Pig. 1.Jig. Fig. 2 is a partially axial section Elevation of Pig's liotor. 1.

Pig. 3 ist eine in einem größeren riaßstab gehaltene scbaubilülicbe Ansicht eines ka^rieten mit der diesem zugeordneten '/orrichxung zur Verzerrung des iiagnetfeldes für den riotor nach den Pi^uren 1 uüu 2.Pig. 3 is a held in a larger rifle stick beautiful view of a ka ^ rieten with the this associated '/ orrichxung for distortion of the iiagnetfeld for the riotor after the Pi ^ ures 1 uüu 2.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte und allgemein mit dem 3ezu.,szeichen 1u bezeichnete Drehma.;,netmotor weistThe Drehma.;, Netmotor shown in Figures 1 and 2 and generally designated by the 3ezu

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einen Stator 11, der vermittels Beinen 12 und 13 auf einem Fundamexit befestigt ist, und einen Rotorträger oder Kotor 14 auf, der vermittels Kugellagern 16, 17 um eine senkrechte Achse drehbar gelagert ist. Die Kugellager 16 una 17 sind ihrerseits in enäseitigen Bügeln 18 und 1^ befestigt, weiche wiederum an dem Sxator 11 befestigt sind.a stator 11, which is fixed by means of legs 12 and 13 on a Fundamexit, and a rotor arm or Kotor 14, which is rotatably mounted by means of ball bearings 16, 17 about a vertical axis. The ball bearings 16 and 17 are in turn fastened in brackets 18 and 1 ^ on the side, which in turn are attached to the Sxator 11.

Der Stator 11 weist zwei Endplatten 21 und 22 auf, die durch vier Eckpfosten 23 in einem gegenseitigen Abstand gehalten sind. Der Stator weist zur Erzeugung eines stationären Magnetfeldes dienende Torrichtungen auf, welche aus einer oberen Gruppe aus zwei U-fö'rmigen Dauermagneten 24 _s 25» welche durch Haltevorrichtungen an der Unterseite der Endplatte 21 befestigt sind, und einer unteren Gruppe aus zwei in gleicher "Weise ausgebildeten U~förmigen Dauermagneten 26, 27 bestehen, die durch Haltevorrichtungen oberhalb der Endplatte 22 befestigt sind. Beide Dauermagnetpaare 24> 25 und 26, 27 sind jeweils am Umfang von kreisförmigen ,ausnehmungen 26, 29 angeordnet, welche in den End platten 21, 22 ausgebildet sind. Die Nord- und Südpole (IT bzw. S) sämtlicher Dauermagnete weisen wie aus i"ig. 1 ersichtlich in gleicher Polfolge in Umfan_ösrichxung radial nach innen. Die Dauermagnete sind dabei am Umfang derart angeordnet, daß der Dauermagnet 24 in bezug auf einen durch die Mitte des gegenüberliegenden Dauermagneten 25 verlaufenden Durchmessers um etwa I5⁰ in Umfangsrichtun_ö versetzt angeordnet ist. Die Dauermagnete 2b, 27 bestehen vorzugsweise ausThe stator 11 has two end plates 21 and 22 which are held by four corner posts 23 at a mutual distance. The stator has to produce a stationary magnetic field serving gate directions on which fö'rmigen U consisting of an upper group of two permanent magnets 24 _s 25 "which are fixed by means of holding devices on the underside of the end plate 21, and a lower group of two in the same ' Wise formed U-shaped permanent magnets 26, 27 are made, which are fastened by holding devices above the end plate 22. Both pairs of permanent magnets 24> 25 and 26, 27 are each arranged on the circumference of circular, recesses 26, 29 which are in the end plates 21, 22. The north and south poles (IT and S) of all permanent magnets point as from i "ig. 1 seen in the same sequence of poles in Umfan _ö srichxung radially inwardly. The permanent magnets are arranged on the circumference in such a way that the permanent magnet is arranged offset 24 with respect to a plane passing through the center of the opposite permanent magnet 25 diameter of about I5 ⁰ _ö Umfangsrichtun. The permanent magnets 2b, 27 are preferably made of

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einem Werkstoff von fa.ob.er Magnetisierbarkeit, d.h. hoher Koerzitivkraft wie z.B. Samariumkobalt oder einer Alnicollegierung aus Aluminium und Nickel. Anstelle dieser Dauermagnete könnten ggf. auch Elektromagnete verwenaet werden.a material from Fa.ob.er magnetizability, i.e. high Coercive force such as samarium cobalt or an alnico alloy made of aluminum and nickel. Instead of these permanent magnets, electromagnets could also be used if necessary will.

Der Eotor 14 weist eine Welle 31 auf, an der in Axialabstand zwei Kreisplatten 32, 33 innern.alb der unteren, kreisförmigen Statorausnebmung 23 und zwei gleichartige Kreisplatten 34, 35 ebenfalls in einem gegenseitigen Axialabstand innerhalb der oberen jcreisförmigen Statorausnehmung 28 befestigt sind. Die zur Erzeugung eines Magnetfeldes dienenden Vorrichtungen umfassen weiterhin eine untere Gruppe U-föriniger .Rotor-Dauermagnete wie beispielsweise die hier dargestellten sechs Dauermagnete 37, 3<3, welche durch Halterungen zwischen den Kreisplatten 32, 33 des Rotors in gegenseitigen Abständen in Umfangsrichtung gehalten sind und auf einem radial innerhalb der beiden Stator-Dauermagnete 26, 27 liegenden Umlaufweg zusammen mit dem Rotor umlaufen, üine in gleicher Weise ausgebildete obere Gruppe aus sechs U-förmigen Rotor-Dauermagneten 40 - 45 ist durch Halterungen zwischen den oberen Kreisplatten 34, 35 des Rotors in Umfangsrichtung in gegenseitigen Abständen befestigt und läuft zusammen mit dem itotor auf einem radial innerhalb der oberen Stator-Dauermagnete 24, 25 liegenden Umlaufweg um. Die Nord- und Südpole (N bzw.The Eotor 14 has a shaft 31 are attached to the in axial distance two circular plates 32, 33 innern.alb the lower circular Statorausnebmung 23 and two identical circular plates 34, 35 are also at a mutual axial distance within the upper jcreisförmigen stator recess 28th The devices used to generate a magnetic field also include a lower group of U-shaped rotor permanent magnets such as the six permanent magnets 37, 3 <3 shown here, which are held in the circumferential direction by brackets between the circular plates 32, 33 of the rotor and revolve together with the rotor on a circular path lying radially inside the two stator permanent magnets 26, 27, an upper group of six U-shaped rotor permanent magnets 40 - 45 formed in the same way is supported by brackets between the upper circular plates 34, 35 of the The rotor is fixed at mutual distances in the circumferential direction and rotates together with the itotor on a circulating path located radially inside the upper stator permanent magnets 24, 25. The north and south poles (N and

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S) in der oberen und der unteren Gruppe von Rotor-Dauermagneten weisen wie aus Fig. 1 ersichtlich, in gleicher Polfolge radial nach außen. Vorzugsweise bestehen die Rotor-Dauermagnete aus dem gleichen oder einem ähnlichen Werkstoff wie dem für die Stator-Dauermagnete und gestatten somit die Erzeugung eines sehr starken Magnetfeldes. Anstelle von Dauermagneten können hier auch ggf. Elektromagnete als Rotormagnete Verwendung finden.S) in the upper and lower group of rotor permanent magnets have, as can be seen from Fig. 1, in the same pole sequence radially outwards. The permanent magnets are preferably made of the same or a similar material as that for the stator permanent magnets and thus allow the generation of a very strong magnetic field. Instead of permanent magnets can also use electromagnets as rotor magnets Find use.

Die zur Verzerrung des magnetischen Kraftflusses dienenden Vorrichtungen sind zwischen den entgegengesetzten Polen der Stator-Dauermagnete 24, 25, 26 und 27 eingesetzt und enthalten ein Übergangsmaterial (transition material), das sich durch, eine steile und reversierbare änderung der i-iagnetisierbarkeit innerhalb eines verhältnismäßig engen Temperaturbereichs an der- charakteristischen Curie temperatur des Werkstoffs auszeichnet. Wenn dieses Übergangsmaterial über die Ourietemperatur erhitzt bzw. unter diese ab_oekuhlt wird, erfährt es einen übergang zweiter Ordnung der ^iagnetisieruii^, unu wexSt jeweils eine praktisch nicht nennenswerte bzw. eine hohe rla^netisierbarkeit auf, wodurch die magnetischen Kraftfluiilinien entweder freigegeben bzw. angezogen werden.The devices used to distort the magnetic flux are inserted between the opposite poles of the stator permanent magnets 24, 25, 26 and 27 and contain a transition material, which is characterized by a steep and reversible change in the magnetizability within a relatively narrow temperature range at the characteristic Curie temperature of the material. When this transition material heated above the Ourietemperatur or is ekuhlt by this from _o, it undergoes a transition second order ^ iagnetisieruii ^, UNU wexSt each have a practically non-appreciable or high rla ^ netisierbarkeit, whereby the magnetic Kraftfluiilinien either enabled or . be attracted.

dex i,rxiudun_o wird als bevorzugtes Jberdas Metall Gadolinium in Porm einer Vielzahl ismaii-iu ulinner, folie ns tr e if enar tiger Plättchendex i, rxiudun _o is preferred over the metal gadolinium in the form of a multitude of ismaii-iu ulinner, foil-like platelets

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47 verwendet, die zwischen entgegengesetzten Polen jedes Stator-Dauermagneten in Querrichtung unter Belassung gegenseitiger Abstände angeordnet sind. Pig. 3 veranschaulicht die Anordnung der üOlienstreifen oder Plättchen zwischen den entgegengesetzten Polen des Stator-Dauermagneten 24. Gadolinium zeichnet sich dadurch aus, daß es (bei einem Reinheitsgrad von etwa 99, 9fo) eine günstige Curie temperatur von 16 G bei gleichzeitiger verhältnismäßig hoher Sättigungsmagnetisierung aufweist. Das Metall Thulium weist als Übergangsmaterial vergleichbar günstige Eigenschaften auf. Da Gadolinium leichter verfügbar und preiswerter ist, wird es jedoch bevorzugt. Bei Verwendung von Gadolinium oder sofern verfügbar Thulium als Übergangsmaterial in der vorstehend beschriebenen Weise lassen sich verhältnismäßig höhere Drehzahlen und Drehmomente des Drehmagnetmotors aufgrund eines gesteigerten Leistungswirkungsgrades erreichen. Andere bekannte Übergangsmaterialien wie z.B. ferromagnetische Elemente und Legierungen weisen demgegenüber eine Curietemperatur auf, die aus praktischen Gründen entweder zu hoch oder zu niedrig liegt, und außerdem ist ihre Sättigungsmagnetisierung so niedrig, daß die zur Erzielung des gewünschten hohen Drehmoments und der hohen Drehzahl erforderlichen hohen magnetischen Anziehungskräfte nicht vermittels entsprechend starker Magnetfelder erzeugt werden können. Hinzu kommt, daß ein Übergangsmaterial mit einer verhältnismäßig hohen Curietemperatur dazu neigt,47 are used, which are arranged between opposite poles of each stator permanent magnet in the transverse direction while leaving mutual distances. Pig. 3 illustrates the arrangement of the oil strips or plates between the opposite poles of the stator permanent magnet 24. Gadolinium is characterized by the fact that it has a favorable Curie temperature of 16 G (with a degree of purity of about 99.9fo) with a relatively high saturation magnetization at the same time. As a transition material, the metal thulium has comparably favorable properties. However, because gadolinium is more readily available and cheaper, it is preferred. When using gadolinium or, if available, thulium as a transition material in the manner described above, relatively higher speeds and torques of the rotary magnet motor can be achieved due to increased power efficiency. In contrast, other known transition materials such as ferromagnetic elements and alloys have a Curie temperature which, for practical reasons, is either too high or too low, and their saturation magnetization is so low that the high magnetic levels required to achieve the desired high torque and high speed Attractive forces cannot be generated by means of correspondingly strong magnetic fields. In addition, a transition material with a relatively high Curie temperature tends to

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"bei Erhitzung auf die Our ie temperatur seine Sättigungsmagnetisierung zu verlieren. Als Beispiel sei bier Eisen genannt, dessen charakteristische Gurieteniperatur "bei etwa 770 ⁰G liegt. In einem solchen Falle würde der Leistungswirkungsgrad dadurch beeinträchtigt, daß bei Erhitzung des Materials auf diese hohen Temperaturen zu viel Energie benötigt wird."when heated to the temperature ie Our losing its saturation magnetization. An example is beer iron, whose characteristic Gurieteniperatur" is about 770 ⁰ G. In such a case, power efficiency would be compromised by the excessive energy required to heat the material to these high temperatures.

Wie JFig. 5 zeigt, werden die Gadolinium-lolienstreifen 47 in gegenseitigen Abständen durch eine Vielzahl Gitterelemente 48 gehalten, welche beispielsweise aus einem synthetischen Polymerisat wie z.B. Epoxydharz mit einem verhältnismäßig hohen Wärmeübergangskoeffizienten bestehen. Jedes Gitterelement 43 ist mit einer Vielzahl senkrechter Kanäle oder Nuten 49 versehen, die im Zusammenwirken mit der Oberfläche angrenzender Folienstreifen Durchlaßkanäle für ein Kühlmittel bilden. Somit besteht jedes Gitterelement 4a aus einem flachen, mittigen Steg mit einer Vielzahl auf gegenüberliegenden Seiten von dem Steg vorstehenden und an den Polienstreifen anliegenden senkrechten Lippen. Diese Formgebung gewährleistet, daß das Kühlmittel in unmittelbaren Wärmeaustausch mit großen Oberflächenbereichen der lOlienstreifen gelangt. Die auf diese Weise ausgebildeten Kühlmittelkanäle haben vorzugsweise eine solche Querschnittformgebung, welche einen maximalen Wärmeübergang zur Kühlung der Fallenstreifen bewirkt. Aus diesen GründenLike JFig. 5 shows the gadolinium lolia strips 47 held at mutual distances by a plurality of grid elements 48, which, for example, from a synthetic polymer such as epoxy resin with a relatively high heat transfer coefficient. Each grid element 43 is perpendicular to a plurality Channels or grooves 49 are provided which, in cooperation with the surface of adjacent film strips, pass through channels for a coolant form. Thus, each grid element 4a consists of a flat, central web with a plurality on opposite sides of the web protruding and against the polishing strips vertical lips. This shape ensures that the coolant is in immediate Heat exchange with large surface areas of the lOlienstreifen arrives. Those trained in this way Coolant channels preferably have a cross-sectional shape such that which causes a maximum heat transfer to cool the trap strips. For these reasons

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betragt die Querschnittsbreite 0,65 mm, die Höhe 3,17 mm und der gegenseitige Oberflächenabstand einander benachbarter Folienstreifen 1,57 mm.the cross-sectional width is 0.65 mm, the height 3.17 mm and the mutual surface distance of adjacent ones Foil strips 1.57 mm.

Die zur Abkühlung der folienstreifenartigen Plättchen 47 unter die Ourietemperatur des Materials dienenden Vorrichtungen wälzen vorzugsweise ein flüssiges Kühlmittel wie z.B. flüssigen Stickstoff um. Als Kühlmittel können auch andere Stoffe wie z.B. kaltes Wasser oder ein aas wie z.B. Freon 14 (Tetrafluormethan) verwendet werden. Der flüssige Stickstoff wird bei angenähert 146 °Kelvin innerhalb eines Behälters 51 gespeichert und vermittels einer Pumpe 52, welche durch eine Rohrleitung 53 und einen Auslaßstutzen 54 mit den Kanälen 49 der Gitterelemente 4ö verbunden ist, durch diese geleitet. Durch ein oberes Sammelrohr 56 gelangt das Kühlmittel durch eine Rohrleitung 57 in zwei Yerteilerhauben 5ö, 59, welche oberhalb der G-itterelemente und Folienstreifen jeweils zwischen den beiden oberen Dauermagneten 24> 25 angeordnet sind. Die beiden yerteilerhauben 53, 59 sind nach unten offen und geben das Kühlmittel durch die Kanäle zwischen den Gritterelementen ab, so daß es durch die Auslässe 61, 62 zur freien Atmosphäre entweichen kann. Der austretende Stickstoff kann auch über einen hier nicht dargestellten Kreis mit einer Stickstoff-Verflüssigungsvorricbtung wieder dem Behälter 51 zugeführt werden. Ein unteres Samme1-rotar 63 führt einen Teil des flüssigen Stickstoffs durch die Rohrleitung 64 zwei yerteilerhauben 66, 67 zu, welcheThe devices used to cool the foil strip-like platelets 47 below the Ourie temperature of the material preferably circulate a liquid coolant such as liquid nitrogen. As a coolant you can other substances such as cold water or aas such as Freon 14 (tetrafluoromethane) can also be used. The liquid nitrogen is at approximately 146 ° Kelvin stored within a container 51 and by means of a pump 52, which through a pipe 53 and a Outlet connection 54 with the channels 49 of the grid elements 4ö connected, passed through this. The coolant passes through a pipeline through an upper collecting pipe 56 57 in two divider hoods 5ö, 59, which above the grid elements and film strips between the two upper permanent magnets 24> 25 are arranged. The two divider hoods 53, 59 are open at the bottom and give the coolant through the channels between the Grating elements, so that it is through the outlets 61, 62 can escape to the free atmosphere. The exiting nitrogen can also be via a not shown here Circle with a nitrogen liquefaction device again can be supplied to the container 51. A lower Samme1 rotar 63 leads part of the liquid nitrogen through the pipe 64 to two divider hoods 66, 67, which

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sieb, jeweils oberhalb der Gitterelerneute und IPolienstreifen zwischen den beiden unteren Dauermagneten 26, 27 befinden. Die beiden unteren Yerteilerhauben sind ebenfalls nach unten offen und geben das Kühlmittel in die Kanäle nach unten ab, so daß es durch die Auslässe 68, 69 austreten oder vermittels eines weiteren Kreises mit Verflüssigungsvorrichtung wiederum zum Behälter 51 zurückgeführt werden kann.sieve, each above the lattice elements and I-poli strips between the two lower permanent magnets 26, 27 are located. The two lower divider hoods are also down open and give the coolant down into the channels so that it can exit through the outlets 68, 69 or mediate of a further circuit with a liquefaction device can in turn be returned to the container 51.

Das Übergangsmaterial wird in bestimmten zeitlichen Abständen über seine Ourietemperatur erhitzt, was vorzugsweise vermittels eines elektrischen Heizkreises 71 erfolgt, durch den intermittierend ein Strom durch die Folienstreifen 47 durchleitbar und diese durch/Widerstandserwärmung aufheizbar sind. Zur Erwärmung kann andererseits auch Strahlungsenergie, elektrische Induktion oder ein Wärmeaustauschmedium wie z.B. ein auf hohe Temperatur gebrachtes Gas verwendet werden. Widerstandsheizung wird aus dem Grunde bevorzugt, da sie bei verhältnismäßig niedrigem Leistungsbedarf eine verhältnismäßig schnelle Erhitzung der Folienstreifen bewirkt und damit schnellere Temperaturänderungen und höhere Drehzahlen mit höherem Leistungswirkungsgrad gestattet." Jeder Folienstreifen 47 weist eine sinusförmige Formgebung auf, wobei seine Dicke vorzugsweise zwischen 0,025 - 0,101 mm und die Breite jedes Streifenschenkels 3,05 mm und der Abstand zwischen den Schenkeln 0,127 mm beträgt. Bei der hier dargestellten bevorzugten ausführungsform sind acht folienstreifenartige PlättchenThe transition material is heated at certain time intervals above its Ourie temperature, which is preferably takes place by means of an electrical heating circuit 71, by intermittently a current through the foil strips 47 passable and this through / resistance heating are heatable. On the other hand, it can also be used for heating Radiant energy, electrical induction or a heat exchange medium such as a high temperature one Gas can be used. Resistance heating is preferred for the reason that it works at relatively low Power requirement causes a relatively rapid heating of the film strips and thus faster temperature changes and higher speeds with higher power efficiency Permitted. "Each film strip 47 has one sinusoidal shape, its thickness being preferred between 0.025-0.101 mm and the width of each strip leg 3.05 mm and the distance between the legs Is 0.127 mm. With the preferred one shown here embodiment are eight strip-like plates

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von dieser Ausführung jeweils in einem Stapel in jedem Stator-Dauermagnet angeordnet.of this version arranged in a stack in each stator permanent magnet.

Eine GIeichspannungsquelle 72 ist über einen Leiter 73, einen vermittels eines Nockens betätigten Schalter 74 und einen leiter 76 mit dem oberen Ende eines auf einer Seite angeordneten Plättchens 47 des Dauermagneten 25 verbunden, und das untere Ende des auf der gegenüberliegenden Seite befindlichen Plättchens ist über einen Leiter 77 ebenfalls mit der Spannungsquelle verbunden. Wie am besten aus Pig. ersichtlich, sind die unteren Enden abwechselnder Plättchenpaare durch, kurze Leiterstücke 78 miteinander verbunden, während die oberen Enden dazu abwechselnd versetzter Plättchenpaare durch, kurze Leiterstücke 79 in entsprechender Weise miteinander verbunden sind, so daß sämtliche Plättchen für den Dauermagneten 25 miteinander in Reihe geschaltet sind. In entsprechender Weise sind die Plättchen im gegenüberliegenden Dauermagneten 24 über einen Leiter 81, einen durch einen Nocken betätigten Schalter 62 und einen Leiter 83 mit der Spannungsquelle 72 verbunden. Der Leiter 83 ist mit einem Ende eines Plättchene verbunden, während das am entgegengesetzten Ende befindliche Plättchen durch einen Leiter 84 mit der SpannungBquelle verbunden ist. Die Plättchen des unteren Stator-Dauermagnetpaarβ 26, 27 Bind vermittels einer nicht dargestellten entsprechenden Schaltung mit der Spannungsquelle 72 verbunden. Die durch einen Nocken betätigbaren Schalter 74, 82 bestehen aus normaler-A DC voltage source 72 is via a conductor 73, a cam operated switch 74 and a conductor 76 with the top one on one side arranged plate 47 of the permanent magnet 25, and the lower end of the on the opposite side The plate located is also connected to the voltage source via a conductor 77. How best from Pig. As can be seen, the lower ends of alternating pairs of plates are connected to one another by short conductor pieces 78, while the upper ends are alternately offset pairs of platelets through, short pieces of conductor 79 in the corresponding Way are connected so that all the tiles for the permanent magnet 25 are connected in series with one another. In a corresponding way, the platelets are in the opposite direction Permanent magnets 24 via a conductor 81, a cam operated switch 62 and a conductor 83 is connected to the voltage source 72. The conductor 83 is connected to one end of a plate, while the am opposite end plate is connected by a conductor 84 to the voltage B source. The platelets of the lower stator permanent magnet pair 26, 27 bind by means a corresponding circuit (not shown) is connected to the voltage source 72. The through one Cam-actuated switches 74, 82 consist of normal

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weise geöffneten Kontakten 86, 37, welche durch sechs von der oberen Kreisplatte 35 des Rotors radial nach außen vorstehende NockenvorSprünge 88 - 93 in die Schließstellung bringbar sind, in welcher bei Drehung des Hotors die entsprechenden Schaltkreise geschlossen und die diesen zugeordneten folienstreifenartigen Plättchen erhitzt werden. Die Hoekenvorsprünge sind in bezug auf die Rotor-Dauermagnete derart angeordnet, daß die Schalter die entsprechenden Stromkreise in vorbestimmten Drehstellungen des Rotors schließen, in welchen die folienstreifenartigen Plättchen zwecks Ablösung des magnetischen Kraftflusses von den Statormagneten erhitzt werden sollen. Die Länge der Nockenvorsprün_öe ist so bemessen, daß die Schalter während einer vorbestimmten Zeitspanne geschlossen sind, welche sich durch Berechnung des Wärmeübergangs und der Widerstandserwärmung ermitteln läßt. Die Zeitspanne wird ausreichend lang gewählt, um eine Erhöhung der Temperatur der Plättchen über die Curietemperatur zu ermöglichen. Sobald die ITockenvorsprünge außer Berührung mit den Schalterkontakten gelangen, werden die Stromkreise wieder unterbrochen, so daß die Temperatur der Plättchen aufgrund des kontinuierlichen Kühlmitteldurchtritts abgesenkt werden kann. Während der Zeitspanne, in welcher die Temperatur über der Ourietemperatur liegt und der magnetische Kraftfluß abgelöst ist, werden gleiche ÜTord- und Südpole (N bzw. S) an sich gegenüberliegenden Rotor- und Statormagneten gegenseitig magnetisch angezogen und verleihen dem Rotor ein Drehmoment.open contacts 86, 37, which can be brought into the closed position by six cam projections 88-93 protruding radially outward from the upper circular plate 35 of the rotor, in which the corresponding circuits are closed when the hotor is rotated and the foil strip-like plates assigned to them are heated. The hoeken projections are arranged with respect to the rotor permanent magnets in such a way that the switches close the corresponding circuits in predetermined rotational positions of the rotor in which the foil strip-like plates are to be heated for the purpose of detaching the magnetic flux from the stator magnets. The length of the Nockenvorsprün _ö e is such that the switches are closed during a predetermined time period which can be determined by calculation of the heat transfer and the resistance heating. The period of time is chosen to be sufficiently long to allow the temperature of the platelets to rise above the Curie temperature. As soon as the cam projections move out of contact with the switch contacts, the circuits are interrupted again so that the temperature of the platelets can be reduced due to the continuous passage of coolant. During the period in which the temperature is above the Ourie temperature and the magnetic flux is released, the same ÜTord and south poles (N or S) on opposite rotor and stator magnets are magnetically attracted to each other and give the rotor a torque.

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- H- H

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Während sieb, die Magnetpole gegenseitig nähern, schreitet die Abkühlung so weit fort, daß die Temperatur der Plättchen unter die charakteristische Curietemperatur abnimmt, der magnetische Kraftfluß wiederum eingefangen wird und die magnetischen Anziehungskräfte zwischen den Magneten hohe Werte erreichen. Daher wird der sich drehende Rotor durch sein Trägheitsmoment oder den "Schwung" in bezug auf den Statormagneten über eine mittlere Totpunktsstellung hinaus weitergedreht, so daß der nächstfolgende Rotormagnet in den Einflußbereich des von dem Statormagneten 24 ausgehenden Magnetfeldes gelangt. Eine ununterbrochene Drehung des Rotors wird außerdem durch die gegenseitige Winkelversetzung der Statormagnete gewährleistet, indem die Mitte des einen Statormagneten auf einem Halbmesser liegt, der in bezug auf einen durch die Mitte des gegenüberliegenden Statormagneten verlaufenden Durchmesser unter einem Winkel von 15 versetzt angeordnet ist. Aufgrund dieser Anordnung ziehen sich jeweils ein Stator- und ein Rotormagnet gegenseitig an und erzeugen ein Drehmoment, während das gegenüberliegende Paar aus Rotor- und Statormagnet kein Drehmoment entwickelt.While sie, the magnetic poles approach each other, steps the cooling continues so far that the temperature of the platelets falls below the characteristic Curie temperature, the magnetic flux is in turn trapped and the magnetic forces of attraction between the magnets are high Achieve values. Therefore, the rotating rotor is determined by its moment of inertia or "momentum" with respect to the Stator magnets beyond a central dead center position rotated further, so that the next following rotor magnet is in the area of influence of the one emanating from the stator magnet 24 Magnetic field arrives. Uninterrupted rotation of the rotor is also ensured by the mutual angular displacement the stator magnet ensures that the center of one stator magnet is on a radius, that with respect to a diameter passing through the center of the opposing stator magnet is below one Angle of 15 is arranged offset. Due to this arrangement, a stator magnet and a rotor magnet each pull each other mutually and generate a torque, while the opposite pair of rotor and stator magnet no torque developed.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Drehmagnetmotors ist wie folgt: Es sei angenommen, daß sich innerhalb des Behälters 51 flüssiger Stickstoff mit einer Temperatur von etwa 145 °Kelvin befindet. Dieses Kühlmittel wird kontinuierlich durch die Kühlmittelkanäle zwischen den Gado-The operation of the rotary magnet motor according to the invention is as follows: It is assumed that within the container 51 there is liquid nitrogen with a temperature of about 145 ° Kelvin. This coolant becomes continuous through the coolant channels between the Gado

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linium-3?olienstreifen 47 durchgepuinpt, bis die Temperatur des Metalls unter den öuriepunkt abgefallen ist. Dabei lösen sich die Kraftlinien des magnetischen Kraftflusses von den Statormagneten 24, 25 ab. Wenn sich der Rotor in der Darstellung von Pig. 1 gesehen im Uhrzeigersinn dreht, legt der Rotormagnet 42 einen Kreisbogenweg zurück, bei dem der zugeordnete ITockenvorsprung 89 in eine den Kontakten 36 des Schalters 74 gegenüberliegende Lage gelangt und diese schließt. Dadurch wird der Stromkreis durch die Plättchen zwischen den Polen des Magneten 24 geschlossen, und diese werden durch Widerstandsheizung erwärmt. Während das Gadolinium über die Gurietemperatur erhitzt wird, wird der Magnet 42 vom Statormagneten 24 angezogen und damit dem Rotor ein Drehmoment erteilt, das an der Welle 31 beispielsweise vermittels einer auf der Welle befestigten Riemenscheibe 94 und über einen Treibriemen abgenommen werden kann. Die Heizung erfolgt während eines vorbestimmten Kreisbogenweges und so lange, bis sich die Pole der beiden Magnete im wesentlichen genau gegenübeüiegen. An dieser Stelle gibt der Nookenvorsprung 89 die Schalterkontakte 86 frei, so daß der Stromkreis unterbrochen und die Erhitzung beendet wird. Das Kühlmittel kann nunmehr die Plättchen innerhalb des Stator-Dauermagneten 24 sehr rasch unter die Curietemperatur abkühlen. Dadurch wird der Magnetfluß des Statormagneten vom Gadolinium eingefangen, eo daß die magnetische Anziehungskraft gegenüber dem Magnetenlinium-3? olien strips 47 pumped through until the temperature of the metal has fallen below the öurie point. Included the lines of force of the magnetic flux of force are released from the stator magnets 24, 25. When the rotor is in depicting Pig. 1 rotates clockwise as seen, the rotor magnet 42 covers a circular arc path which the associated ITock projection 89 into one of the contacts 36 of the switch 74 reaches the opposite position and closes it. This creates the circuit through the platelets closed between the poles of the magnet 24, and these are heated by resistance heating. While the gadolinium is heated above the Gurie temperature, the magnet 42 is attracted by the stator magnet 24 and thus the rotor given a torque that is applied to the shaft 31, for example can be removed by means of a pulley 94 attached to the shaft and via a drive belt can. The heating takes place during a predetermined circular arc path and until the poles of the two magnets meet essentially exactly opposite. At this point the Nooken projection 89 releases the switch contacts 86, so that the circuit is interrupted and heating is stopped. The coolant can now the platelets cool very quickly within the stator permanent magnet 24 below the Curie temperature. This causes the magnetic flux of the stator magnet captured by the gadolinium, eo that the magnetic attraction towards the magnet

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42 äußerst gering wird und der Rotor aufgrund seines Trägheitsmoments einen weiteren Kreisbogenweg zurücklegen kann, wodurch der nächstfolgende Botormagnet 41 mit dem liockenvorsprung Ό8 in die Lage gebracht wird, in welcher eine neue Heizphase eingeleitet und dieser Magnet in entsprechender Weise an den Statormagneten 24 angezogen wird. In gleicher Weise zieht der gegenüberliegende Statormagnet 25 die Rotormagnete nacheinander an, wobei die Arbeitsvorgänge beider Statormagnete zueinander phasenversetzt sind, um eine Überlappung des Antriebsdrehmoments zu erzielen.42 becomes extremely low and the rotor can cover a further circular arc path due to its moment of inertia, whereby the next following Botormagnet 41 with the lockenvorsprung Ό8 is brought into the position in which a new heating phase is initiated and this magnet is attracted to the stator magnet 24 in a corresponding manner. In the same way, the opposite stator magnet 25 attracts the rotor magnets one after the other, the operations of the two stator magnets being out of phase with one another in order to achieve an overlap of the drive torque.

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Claims

Godfather Ii tans ρ r ü c. he V 1. / Drenmagnetmotor, on whose "wells mechanical .work

VJ/VJ /

is abooar, consisting of 'a stator, a' related on the stator rotatably mounted rotor arm and arranged on the stator and the rotor arm devices for Generation of a magnetic field, characterized in that the lines of force of the magnetic field are aligned in such a way that a rotary movement in can be carried out with respect to the stator (11) in the magnetic field serving to distort the magnetic flux of force Devices are arranged and contain a transition material that is above and below its characteristic Our temperature is one, extremely low or one has high magnetizability and of a large number at mutual distances in mutually parallel planes arranged within the magnetic field, flat plate (47) consists essentially of gadolinium metal, as well as for successively heating and cooling the transition material above and below its characteristic Curie temperature and thereby to release or capture the magnetic lines of flux of force and the successive generation of attractive forces between rotor arm and Heating and cooling devices (71-93; 51-6y) serving stator with flow channels (49) for coolant between the EinsslriS-II. Plate (47) and for passing the cooling

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by means of, the channels in direct heat exchange, are provided with these.

2. Rotary magnet rotor after. Claim. 1, characterized, that the devices used to generate a magnetic field consist of several magnets (24-27) with one another There are spaced north and south poles, between which magnetic lines of flux of force run, and that the plates (47) are arranged between the poles of the magnets.

3. rotary magnet motor according to claim 2, characterized in that that the heating and cooling devices for selectively passing an electric current through the platelets and resistively heating them to a temperature above their characteristic Curie temperature include serving devices (71 - S> 3).

4. rotary magnet motor according to claim 1, characterized in that that the ftotorträger (14) consists of a rotor rotatably mounted with respect to the stator (11) and the for Generating a magnetic field serving devices from a first on the rotor at mutual distances circumferentially arranged group of magnets (37-45) and a second on the stator leaving an Ab-BtaciGS around the first group of magnets arranged group of magnets (24-27) consist, the poles of the

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Magnets in the second group "when the rotor revolves in Radiation leaving a distance for alignment with the poles of the magnets in the first group bring-Taar are.

5. rotary magnet motor according to claim. 4, characterized, that the devices used for the distortion of the magnetic flux of force have a large number of foil strips Platelets (47) comprise, in planes with mutual lateral distances between the associated north and south poles of each magnet are arranged.

6. rotary magnet motor according to claim 5> characterized in that the devices used to distort the magnetic flux between adjacent strips of film * - fen-like plate arranged lattice elements (4ö) comprise, which serve to hold the foil strip-like platelets in closely adjacent planes.

7. rotary magnet motor according to claim 6, 'characterized in that that 'the grid elements (4ö) in cooperation with the foil strip-like plate (47) a plurality of coolant channels form, through which the coolant is in direct heat exchange contact with large upper fleece areas the foil strip-like plate can be passed through.

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6. Magnetic motor according to claims 5 - 7 »thereby marked that the for wah.1v / e is en passing a electric current through the platelets and resistance heating of them to above their Curie temperature lying 'temperature serving devices from one electrical heating circuit (71) with switches (74, ö2), which by the liotorträger in its circulation with respect to the Stator can be actuated and interrupt the heating circuit for the purpose of cooling in the open position and in the closed position for the purpose of heating close, exist, and the plateau-shaped Poly strips (47) when the electrical heating circuit is interrupted by means of the coolant channels passing coolant to a temperature below their Gurie temperature lying -! temperature are designed to be coolable.

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