DE3032308A1 - Elektromagnetische einrichtung mit sich bewegender linearantriebsspule - Google Patents

Elektromagnetische einrichtung mit sich bewegender linearantriebsspule

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DE3032308A1
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Germany
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electromagnetic device
drive coil
linear drive
moving linear
permanent magnet
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Withdrawn
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DE19803032308
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Inventor
Shmuel Rehovot Shtrikman
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Yeda Research and Development Co Ltd
Original Assignee
Yeda Research and Development Co Ltd
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/18Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

  • Beschreibung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft axial bewegbare elektromechanische Einrichtungen, wie beispielsweise Kompressoren, Linearbetätigungseinrichtungen und Generatoren. Insbesondere betrifft die Erfindung eine elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule.
  • KleineGaskompressoren werden in außerordentlich großen Mengen hergestellt und in Kühlschränken sowie ähnlichen Einrichtungen, Anwendungen o. dgl. verwendet. Die wichtigsten Kriterien für solche Kompressoren sind Zuverlässigkeit, Betriebssicherheit, Materialkosten, Geräusch, Vibrationsniveau, Gleichförmigkeit der Leistung über eine lange Zeitspanne hinweg, leichte Herstellbarkeit, Gewicht und Leistungsfähigkeit bzw. Wirkungsgrad. In den meisten dieser Kompressoren werden konventionelle, sich drehende Motoren verwendet.
  • Es ist jedoch ein kleiner Gaskompressor bekannt, der nach dem Prinzip einer sich bewegenden Spule arbeitet und in dem ein Alnico-Magnet vorgesehen ist, der axial bezüglich eines Eisenkerns angeordnet ist. Ein solcher Kompressor wird durch die Firma SawafuJi aus Japan gemäß den US-Patenten 3 143 281 und 3 002 625 hergestellt und hat eine Anzahl von betriebsmäßigen sowie wirtschaftlichen Vorteilen gegenüber konventionellen, mit Drehantrieb betriebenen Kompressoren. Er beinhaltet jedoch eine wesentliche Schwierigkeit aufgrund der weltweiten Verknappung von Kobalt, das in dem Alnico-Magneten verwendet wird. Die Kosten von Alnico-Magneten sind erheblich gestiegen, und ihre Verfügbarkeit hat abgenommen.
  • Eine homopolare Betätigungseinrichtung, in der eine radiale Magnetisierung angewandt wird, ist in dem Aufsatz von A.S. Rashidi, der in der Zeitschrift Control Engineering, November 1977, Seiten 56 - 58 erschienen ist, dessen Titel in deutscher Ubersetzung lautet "Seltene-Erde-Magneten verbessern das Ansprechen in linearen Betätigungseinrichtungen" beschrieben.
  • Bipolare Kompressoren, in denen keine radiale Magnetisierung angewandt wird, sind an sich bekannt und von J. Timmermann, in der Zeitschrift Philips Technical Review, 33, (1973), Seiten 249 - 259 im Aufsatz beschrieben, dessen Titel in deutscher Übersetzung lautet: "Zwei elektromagnetische Vibratoren".
  • Mit der vorliegenden Erfindung soll eine elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule zur Verfügung gestellt werden, die keinen Alnico-Magneten erfordert und die darüberhinaus niedrigere Materialkosten, leichtere bzw. einfachere Herstellbarkeit, niedrigeres Gewicht und höhere Leistungsfähigkeit bzw. höheren Wirkungsgrad beinhaltet.
  • Gemäß einer Ausftflirungsform der Erfindung wird eine elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule zur Verfügung gestellt, die folgendes umfaßt: ein Gehäuse, in dem eine Verschiebungsachse definiert ist; eine Kernanordnung, die innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist; einen oder mehrere Permanentmagneten, der bzw. die in magnetischer Flußverbindung mit der Kernanordnung vorgesehen und mittig um die Verschiebungsachse herum sowie nebeneinander in Längsrichtung entlang der Verschiebungsachse angeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Permanentmagneten radial magnetisiert ist bzw. sind und einen ihm bzw. ihnen benachbarten Spalt begrenzt bzw. begrenzen; sowie eine oder mehrere Spulen, die in dem Spalt vorgesehen und zur Verschiebung längs der Verschiebungsachse an- geordnet ist bzw. sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt die elektromagnetische Einrichtung einen Kompressor und weist eine Pumpeneinrichtung auf, die an die Spule angekoppelt ist, so daß sie durch die Schwingbewegung derselben betätigt wird.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die elektromagnetische Einrichtung eine lineare Betätigungseinrichtung, und die Spulen sind an eine Wechselstromquelle angekoppelt bzw. ankoppelbar.
  • Gemäß einer noch anderen alternativen Ausführungsform der Erfindung umfaßt die elektromagnetische Einrichtung einen Generator.
  • Außerdem wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Kompressor zur Verfügung gestellt, der folgendes umfaßt: ein Gehäuse, in dem eine Schwingungsachse definiert ist; eine innerhalb des Gehäuses vorgesehene Kernanordnung; wenigstens einen allgemein zylindrischen Permanentmagneten, der in Magnetflußverbindung mit der Kernanordnung vorgesehen und mittig um die Schwingungsachse herum angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Permanentmagnet radial magnetisiert ist und einen ihm benachbarten Spalt begrenzt; eine in dem Spalt angeordnete und an eine Wechselstromquelle zur Schwingung längs der Schwingungsachse angekoppelte bzw. ankoppelbare Spule; und eine Pumpeneinrichtung, die an die Spule angekoppelt ist, so daß sie durch die Schwingungsbewegung derselben betätigt wird und so daß dadurch eine gewünschte Kompression bewirkt wird.
  • Weiterhin kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der wenigstens eine Permanentmagnet zwei oder mehr Magneten umfassen. Die Magneten sind vorzugsweise aus radial magnetisierten Segmenten hergestellt bzw.
  • zusammengesetzt. Zwei Magneten von entgegengesetzten Magnetisierungsrichtungen können nebeneinander in einer sich in Längsrichtung erstreckenden Anordnung angeordnet werden, so daß sie eine Einrichtung von bipolarer Konfiguration bzw. von bipolaren Aufbau bilden. Magnete der gleichen Magnetisierungsrichtung können auf beiden Seiten des Spalts angeordnet sein.
  • Der Spalt ist allgemein zylindrisch. Eine oder mehrere Spulen sind zur Bewegung darin vorgesehen. Wenn ein bipolarer Aufbau angewandt wird, dann ist ein Paar von Spulen mit entgegengesetzten Wicklungen darin angeordnet.
  • Darüberhinaus kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Paar von gesonderten bzw. getrennten Schwingungs- Spulen-und-Pumpeneinrichtungsombinationen, die genau um 1800 gegeneinander fast verschoben arbeiten, in einem einzigen Gehäuse vorgesehen sein, so daß ein stationärer Schwerpunkt aufrechterhalten wird und infolgedessen äußere Schwingungen minimalisiert werden.
  • Weiterhin kann gemäß einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung die Kernanordnung innerhalb des Gehäuses federmontiert bzw. mit Federn montiert sein.
  • Die Erfindung sei nachstehend zu ihrem besseren Verständnis anhand einiger in den Figuren 1 bis 6 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausfuhrungsformen näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Kompressors, der gemäß einer Ausftlhrungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und betreibbar ist; Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Kompressors, der gemäß einer AusfUhrungs- form der vorliegenden Erfindung in einer bipolaren Konfiguration aufgebaut und betreibbar ist; Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Kompressors, der in bipolarer Konfiguration aufgebaut ist; Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung einer noch anderen Ausführungsform eines in bipolarer Konfiguration aufgebauten Kompressors; Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung eines Kompressors, der gemäß einer AusfUhrungsform der Erfindung in einer doppelten homopolaren Konfiguration aufgebaut und betreibbar ist; und Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines Schnitts längs den Linien VI - VI der Fig. 2 und 4.
  • Es sei nun auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Kompressor veranschaulicht ist, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und betreibbar ist; dieser Kompressor umfaßt ein vorzugsweise aus Metall ausgebildetes Gehäuse 10, das mit Ausnahme eines Gaseinlasses 12, eines Gasauslasses 14 und einer elektrischen Verbindung 16 hermetisch verschlossen bzw.
  • abgedichtet ist, wobei natürlich die Durhführungen des Gaseinlasses 12, des Gasauslasses 14 und der elektrischen Verbindung 16 durch das Gehäuse 10 vorzugsweise dicht ausgeführt sind. Innerhalb des Gehäuses 10 ist eine Kernanordnung 22 auf Schraubenfedern 18 und 20 federmontiert, diese Kernanordnung 22 umfaßt zwei Hauptteile, nämlich ein Kernelement 24 und ein daran befestigtes Pumpenanordnungshalte- uril -führungselement 26.
  • Das Kernelement 24 ist vorzugsweise aus Eisen ausgebildet, und in diesem Kernelement ist eine allgemein zylindrische Ausnehmung 28 ausgebildet, die eine solche Form hat, daß sie eine Mehrzahl von radial magnetisierten Magneten 29 aufnehmen kann, die zusammen innere und äußere zylindrische Magnetanordnungen 30 und 32 bilden und einen allgemein zylindrischen Spalt 34 zwischen sich begrenzen. Die Richtungen der Magnetisierungen der Magnetanordnungen 30 und 32 sind radial und durch Pfeile in der Zeichnung angedeutet.
  • Die radiale Magnetisierung der Magnetanordnungen 30 und 32 ist ein spezielles Merkmal der vorliegenden Erfindung. Die Magnete 29 sind vorzugsweise aus Barium-oder Strontiumferrit ausgebildet.
  • Beispielsweise können die Magnete Philips Ferroxdur-Segmente N 4311 021 31470 sein.
  • Eine zylindrische Hülse 36 ist abdichtend zwischen dem Kernelement 24 und dem Führungselement 26 angeordnet. Innerhalb der Hülse 36 ist ein Paar Sschraubenfedern 38 vorgesehen, auf denen eine sich bewegende Pumpen-und-Spulenanordnung 40 montiert ist, die einen Kolben 42 umfaßt, der so angeordnet ist, daß er eine Längsbewegung längs einer Schwingungsachse 44 innerhalb eines rohrförmigen Laufwegs 45, welcher durch das Fuhrungselement 26 begrenzt ist, ausführen kann. Eine Spule 48, die auf einer allgemein zylindrischen Form 50, die auch als Spulenträger bezeichnet werden kann, angebracht ist, ist über eine Trägeranordnung 46 fest am Kolben 42 befestigt. Ein Gasströmungskanal 54 ist als Verbindung zwischen dem Inneren und Äußeren der Hülse 36 vorgesehen. Der Kolben 42 ist mit einer langgestreckten Bohrung 56 sowie einem inneren Einwegventil 58 versehen, durch das bzw. die eine Gasströmung beim Rückkehrzyklus des Kolbens ermöglicht wird. Der Boden des Gehäuses 10 ist zur Schmierung mit Öl 59 gefüllt.
  • Ein Ende der Spule 48 ist elektrisch über einen Ring bzw. eine Hülse 51, die untere Feder 38, einen Federsitz 53 und einen Leiter 52 an die elektrische Verbindung 16 angekoppelt. Das andere Ende der Spule 48 ist über die obere Feder 38 an den Kern 24 und über die Feder B0 an das Gehäuse 10 elektrisch angekoppelt.
  • Ein Kappenteil 60 ist abdichtend am Boden der äußeren Seite des Führungsteils 26 vorgesehen, so daß es auf diese Weise einen Behälter 62 für komprimiertes Gas begrenzt bzw. bildet. Ein Abdeckungsteil 64 ist so angeordnet, daß es abdichtend mit der Öffnung in Eingriff ist, die eine Verbindung mit dem Laufweg 45 bildet, und es wird mittels der Spiralfeder 66 federnd dagegen gedrückt, so daß es als Einwegventil dient, d.h. eine Gasströmung nur in einer Richtung ermöglicht, nämlich vom Laufweg 45 zum Behälter 62. Komprimiertes Gas vom Behälter 62 wird über eine Leitung 68 dem Gasauslaß 14 zugeführt.
  • Es sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen, in der ein Kompressor veranschaulicht ist, welcher sich von dem Kompressor der Fig. 1 hinsichtlich zweier wichtiger Merkmale unterscheidet. Zunächst ist anstelle der Anwendung von inneren und äußeren Magnetanordnungen 30 und 32, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, bei dem Kompressor der Fig. 2 ein bipolarer Aufbau vorgesehen. Er umfaßt daher Magnetanordnungen 70 und 72, die koaxial nebeneinander angeordnet sind und jeweilige entgegengesetzte Magnetisierungsrichtungen haben, wie durch die Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist. Weiterhin ist die Pumpenanordnung, anstatt daß sie außerhalb des Kernelements angeordnet ist, wie das in Fig. 2 der Fall ist, hier so angeordnet, daß ihr Betrieb in einer Bohrung erfolgt, die innerhalb des Kernelements ausgebildet ist, so daß infolgedessen ein genauer zentrierter und kompakterer Aufbau erzielt wird.
  • Der Aufbau des bipolaren Kompressors der Fig. 2 sei nun in näheren Einzelheiten erläutert. Ein Gehäuse 80 umschließt den Kompressor und ist mit einem Gaseinlaß 82, einem Gasauslaß 84 und einer elektrischen Verbindung 86 versehen. Zwischen Schraubenfedern 88 und 90 ist eine Kernanordnung 92 federmontiert, die eine Platte 94 umfaßt, an die ein mittiges Kernelement 96 angekoppelt ist, das mit einer engeren und einer breiteren Ausnehmung 98 und 100 versehen ist, die durch eine längs der Schwingungsachse angeordnete axiale Bohrung 102 miteinander verbunden sind.
  • An die Platte 94 ist außerdem eine äußere zylindrische Hülse 104 angekoppelt, an der eine Abdeckungskappe 1Cr6 befestigt ist, die mit einem Gaskanal 108 versehen ist.
  • Die Platte 94, das Kernelement 96, die Kappe 106 und die Hülse 104 sind vorzugsweise aus Bronze oder rostfreiem Stahl oder anderennichtmagnetischenMaterialien ausgebildet.
  • Längs der inneren Oberfläche der Hülse 104 sind Magnetanordnungen 70 und 72 angeordnet, und zwar so, daß ein Spalt 110 zwischen den Magnetanordnungen und den Kernelement 96 begrenzt wird. Zum Zwecke des Schwingens ist im Spalt 110 eine auf einer zylindrischen Form 112, die auch als Spulenträger bezeichnet werden kann, angebrachte Doppel spule vorgesehen, welche ein Paar von entgegengesetzt gerichteten bzw. gewickelten Wicklungen 114 und 116 hat, die so vorgesehen sind, daß sie gegenüber den Jeweiligen Magnetanordnungen 70 und 72 entgegengesetzter Polarität schwingen können.
  • An der Form 112 ist mittels einer Trägeranordnung 118 ein Kolben 120 fest angebracht, der so vorgesehenist, daßereine inLAngsrichtung erfolgende Schwingungsbewegung längs der Schwingungsachse 126 ausführen kann, und zwar in abdichtendem Eingriff mit der Bohrung 102, die in dem Kernelement 96 ausgebildet ist. Die Trägeranordnung 118, der Kolben 120 und die Spulen 114 und 116 sind auf einem Paar Schraubenfedern 128 federmontiert, die an einem Ende in der breiteren Ausnehmung 100 und an ihrem anderen Ende in einem an der inneren Oberfläche der Kappe 106 angebrachten Federsitz 130 gelagert sind. Ein Leiter 132 stellt eine elektrische Verbindung mit der Spule her.
  • Ein Abdeckungsteil 134 ist in der engeren Ausnehmung 98 angeordnet und wird mittels einer Spiralfeder 136 federnd gegen die Öffnung der mit dieser Ausnehmung verbundenen Bohrung 102 gedrückt, so daß es als Einwegventil dient, das den Durchgang von komprimiertem Gas nur in der Richtung von der Bohrung in die Ausnehmung 98 und dann über eine Leitung 138 zum Gasauslaß 84 zuläßt. Der Kolben 120 ist längs seiner Länge mit einer langgestreckten Bohrung 137 versehen, und an einem Ende derselben ist ein Einwegventil 139 vorgesehen, das eine Gasströmung während des Rückkehrzyklus des Kolbens durch dasselbe ermöglicht.
  • Es sei darauf hingewiesen, daß es der bipolare Aufbau ermöglicht, den Querschnitt der äußeren Kernelemente merklich kleiner als bei der monopolaren Konfiguration zu machen, da der größte Teil des magnetischen Flusses nicht längs desselben bzw. derselben verläuft.
  • Es sei nun auf Fig. 3 Bezug genommen, in der ein Kompressor mit bipolarer Konfiguration veranschaulicht ist, der in sonstiger Hinsicht in allen relevanten Merkmalen gleichartig bzw. ähnlich wie in Ausführungsform der Fig. 1 ist. Aufgrund dieser Gleichartigkeit werden aus Abkürzungsgründen die Teile des hier dargestellten Aufbaus des Kompressors, die im wesentlichen gleichartig wie dieJenigen in Fig. 1 sind, nicht erneut wieder erläutert. Die wesentlichen Unterschiede sind die folgenden: Anstelle der Magnetanordnungen 30 und 32 in der monopolaren, zweiseitigen Magnetanordnung der Fig. 1 sind hier äußere Magnetanordnungen 140 und 142 entgegengesetzter Polarität und innere Magnetanordnungen 144 und 146, die auch Jeweilige entgegengesetzte Polarität haben, vorgesehen, wie durch die Pfeile angedeutet ist. Entsprechend ist hier anstelle einer einzigen Spule des Aufbaus der Fig. 1 ein Paar von entgegengesetzt gewickelten Spulen 148 und 150 vorgesehen, dessen Spulen Jeweils zwischen den Magnetanordnungen 140 und 144 sowie zwischen den Magnetanordnungen 142 und 146 angeordnet sind. Der übrige Teil des Aufbaus des Kompressors ist im wesentlichen gleichartig demjenigen der Fig. 1.
  • Nunmehr sei auf Fig. 4 Bezug genommen, die in gleichartiger bzw. ähnlicher Weise wie Fig. 3 eine bipolare Ausführung des Aufbaus der Fig. 1 darstellt. Hier sind anstelle von Magnetanordnungen 30 und 32 auf beiden Seiten des Spalts nur Magnetanordnungen auf der AuBenseite des Spalts vorgesehen. Im einzelnen sind eine erste und zweite entgegengesetzt polarisierte, radial magnetisierte Magnetanordnung 160 und 162 nebeneinander auf der außenseitigen Oberfläche eines Spalts 164 vorgesehen. Die Ausführungsform der Fig. 4 unterscheidet sich von dem Aufbau nach den Fig. 1 bis 3 außerdem darin, daß mit ihr eine doppelte Pumpwirkung erzielt wird und sie mit einem Gasaustritt an beiden Enden des Kolbenlaufwegs versehen ist.
  • Der Aufbau der Ausführungsform der Fig. 4 sei nun, soweit er sich von dem der Fig. 1 unterscheidet, näher erläutert. Ein Kernelement 170 ist gleichartig wie das Kernelement der Ausführungsform nach Fig. 2 geformt, und es ist mit einer breiteren und einer engeren Ausnehmung 172 bzw. 174 ausgebildet, die durch eine axiale Bohrung 176 miteinander verbunden sind, welche sich längs einer Schwingungsachse 178 erstreckt. Ein Kolben 180 ist so angeordnet, daß er sich zusammen mit einer Spulenanordnung 182, die gleichartig wie dieJenigen ist, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt sind, in abdichtendem Eingriff längs der Bohrung 176 und innerhalb eines rohrförmigen Kanals 184, der von einem FUhrungselement 186 begrenzt ist, das. gleichzeitig wie das FUhrungselement 26 der Ausführungsform nach Fig. 1 ist, bewegt.
  • Der Kolben 180 ist mit einem mittigen Lufteinlaß 188 versehen, der benachbart der Trägeranordnung 190 angeordnet ist, die den Kolben mit der Spulenanordnung 182 verbindet. Sowohl in der engeren Ausnehmung 174 als auch in einem Behälter 192 unterhalb des FUhrungselements 186 ist jeweils ein federnd vorgespanntes Abdeckungsteil 194 bzw. 196 vorgesehen, die mittels Jeweiliger Spiralfedern 198 und 200 in abdichtendem Eingriff mit den Öffnungen der jeweiligen Bohrung 176 und des Kanals 184 gedrückt werden, so daß sie als Einwegventile arbeiten, die es ermöglichen, daß komprimiertes Gas die Bohrung oder den Kanal auf seinem Weg zum Gasauslaß 202 über die Leitungen 204 und 206 verläßt.
  • Die Ausführungsform der Fig. 4 hat den Vorteil, dsß mit ihr eine Pumpenwirkung während beider Teile des Pumpenhubs des Kolbens erzielt wird. Der Kolben 180 ist zur Ermöglichung dieser Pumpenwirkung an seinen beiden Enden mit Einwegventilanordnungen 208 und 210 versehen.
  • Die Erfindung ist nicht auf das beschränkt, was anhand irgendeines der speziellen veranschaulichten Ausführungsbeispiele gezeigt ist, diese Ausführungsbeispiele dienen vielmehr nur zu Zwecken der Veranschaulichung und der Erläuterung sowie zur Herausstellung besonders bevorzugter Ausführungsformen. Die in Verbindung mit irgendeiner Ausführungsform gezeigten und be- schriebenen Merkmale können, soweit das geeignet ist, mit irgendeinem anderen der Merkmale in irgendeiner anderen Ausführungsform kombiniert werden. So ist eR z.B möglich,die bipolaren oder monopolaren Bauweisen mit Magnetanordnungen auf einer oder beiden Seiten eines Spalts und mit Pumpenanordnungen entweder innerhalb oder außerhalb der Spulen vorzusehen.
  • Wie in Fig. 5 veranschaulicht ist, kann auch ein doppelt wirkender Kompressor aufgebaut werden. Hier umfaßt die Ausbildung ein Paar von identischen Eompressoreinheiten der Art, wie sie allgemein oben veranschaulicht ist, und zwar sind diese so angeordnet, das sie genau 1800 gegeneinander phasenverschoben arbeiten, so daß der Schwerpunkt des gesamten Kompressors stationär bleibt. Es sei darauf hingewiesen, daß ein gemeinsames Kernelement 220 für beide Kompressoren vorgesehen sein kann, und daß die Kompressoren einen monopolaren Aufbau mit einer internen Pumpenanordnung haben können, wie dargestellt, oder daß sie Jeden anderen gewünschten Aufbau haben können, der aus den Möglichkeiten ausgewählt ist, wie anhand der oben beschriebenen Ausführungsformen dargelegt worden sind. Der Zweck dieser Ausführungsform besteht darin, einen Kompressor zur Verfügung zu stellen, dessen nach außen übertragene Schwingung sehr gering ist.
  • Es sei nun auf Fig. 6 Bezug genommen, in der ein Schnitt längs der Linien VI - VI der Fig. 2 und 4 veranschaulicht ist, um die relative Anordnung der Elemente zu veranschaulichen. In der nachfolgenden kurzen Erläuterung seien die Bezugszeichen der Fig. 2 verwendet.
  • Im Inneren des Gehäuses 80 ist eine äußere zylindrische Hülse 104 vorgesehen. Längs der inneren Oberfläche der Hülse 104 sind Magnete angeordnet, die die Magnetanordnung bilden. Im Inneren der Magnetanordnung -72 ist eine all- gemein zylindrische Spulenform 112 mit Wicklungen 114 so angeordnet, daß sie eine Schwingbewegung in dem Spalt 110 ausführen kann. Die innere Oberfläche des Spalts 110 wird von dem Kernelement 96 begrenzt. In der axialen Bohrung 102 ist der Kolben 120 ausgebildet bzw. vorgesehen, der mit der axialen Bohrung versehen ist.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das beschränkt, was speziell gezeigt und oben beschrieben worden ist, sondern sie wird durch den Gegenstand der Erfindung, wie er in den Patentansprüchen zum Ausdruck kommt und den allgemeinen Erfindungsgedanken bestimmt und läßt sich in deren Rahmen in vielfältiger Weise abwandeln.
  • Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule, wie beispielsweise einen Kompressor, eine Linearbetätigungseinrichtung oder einen Generator, und zwar umfassend ein Gehäuse, in dem eine Verschiebungsachse definiert ist, und eine Kernanordnung, die innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, sowie einen oder mehrere Permanentmagneten, die in magnetischer Flußverbindung mit der Kernanordnung angeordnet und um die Verschiebunsachse als Mitte vorgesehen bzw.
  • zentriert sind, wobei wenigstens ein Permanenmagnet radial magnetisiert ist und einen Spalt in seiner Nachbarschaft begrenzt, und wobei ferner eine oder mehrere Spulen in dem Spalt vorgesehen und zur Verschiebung längs der Verschiebungsachse angeordnet sind.

Claims (15)

  1. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule PatentansprUche t Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender earantriebsspule, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß sie folgendes umfaßt: ein Gehäuse (10,80), in dem eine Verschiebungsachse (44, 126, 178) definiert ist; eine Kernanordnung (22,92,170,220), die innerhalb des Gehäuses (10,80) vorgesehen ist; wenigstenseinPermaneITtIQagneten (29,30;70,72;142,1@4146; 160,162) der in magnetischer Flußverbindung mit der Kernanordnung (22,92,170,220) angeordnet und um die Verschiebungsachse (44,126,178) herum mittig vorgesehen lEt und der radial magnetisiert ist sowie einen ihm benachbarten Spalt (34,110,164) begrenzt; und wenigstens eine Spule (48;114,116;148,150;152), die in dem Spalt (34,110,164) vorgesehen und zur Verschiebung längs der Verschiebungsachse (44,126, 1783 angeordnet ist.
  2. 2. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der wenigstens-eine Permanentmagnet eine Mehrzahl von Permanentmagneten (70,72; 140,142,144,146;160,162) umfaßt, die nebeneinander in Längsrichtung entlang der Verschiebungsachse (126,178) angeordnet sind.
  3. 3. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sie außerdem eine Pumpeneinrichtung (42,58,64,66;120,134,136,139;180,194, 196,198,200,208,210) umfaßt, die mit der wenigstens einen Spule (48;114,116;148,150;182) verbunden ist, sowie mit einer Gaseinlaßeinrichtung (12,82,188) und einer Gasauslaßeinrichtung (14,84,202), so daß sie einen Kompressor bildet.
  4. 4. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die wenigstens eine Spule eine Mehrzahl von Spulen (114,116;148,150;182) umfaßt, die in Längsrichtung getrennt bzw. im Abstand voneinander längs der Verschiebungsachse (126,178) angeordnet sind.
  5. 5. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die wenigstens eine Spule (48;114,116;148,150;182) zur Bildung einer Linearbetätigungseinrichtung an eine Wechselstromquelle angekoppelt bzw. ankoppelbar ist.
  6. 6. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die wenigstens eine Spule (48;114,116;148,150;182) zur Bildung eines Generators an eine Schwingungsverschiebungs- bzw. bewegungsquelle angekoppelt ist.
  7. 7. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der wenigstens eine Permanentmagnet ein Paar von koaxial vorgesehenen zylindrischen Magneten (29,30;140,142,144,146) von identischer Polarität umfaßt, die einander zugewandt auf entgegengesetzten Seiten der wenigstens einen Spule (48;148,150) vorgesehen sind.
  8. 8. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der wenigstens eine. Permanentmagnet ein Paar von koaxial angeordneten zylindrischen Magneten (70,72;164162) von entgegengesetzter Polarität umfaßt, die nebeneinander in Längsrichtung entlang der Verschiebungsachse (126,178) vorgesehen sind.
  9. 9. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4, 7 und 8 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Pumpeneinrichtung (120,134,136,139;180,194,196,198,200,208,210) im Inneren der Spule (116,182) angeordnet ist.
  10. 10. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4, 7 und 8 in Verbindung mit Anspruch 3, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Pumpeneinrichtung (42,58,64,66) außerhalb der Spule (48) angeordnet ist.
  11. 11. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mehrzahl von Spulen Spulen (48; 114,116;148,150;182) umfaßt, von denen Jede in Verbindung bzw. zum Zusammenwirken mit einem Permanentmagneten ( 29,30;70,72;140,142, 144,146;160,162) angeordnet ist.
  12. 12. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der wenigstens eine Permanentmagnet (29,30;70,72;140,142, 144,146;160,162) eine Mehrzahl von Segmenten umfaßt.
  13. 13. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach Anspruch 12, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Segmente so miteinander verbunden sind, daß sie einen Ring bilden.
  14. 14. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der wenigstens eine Permanentmagnet eine Mehrzahl von Permanentmagneten (70,72;140,142,144,146;160,162) mit entgegengesetzten Magnetisierungsrichtungen umfaßt, die nebeneinander in Längsrichtung entlang der Verschiebungsachse (126,178) angeordnet sind.
  15. 15. Elektromagnetische Einrichtung mit sich bewegender Linearantriebsspule nach Anspruch 14, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die wenigstens eine Spule ein Paar entgegengesetzt gewickelter Teile (114,116; 148, 150) umfaßt, wobei Jedes Teil (114,116;148,150) einem entsprechenden Permanentmagneten aus der Mehrzahl der Permanentmagneten (70,72;140,144,142,146) zugewandt ist.
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