DE3112892A1

DE3112892A1 - Energy converter

Info

Publication number: DE3112892A1
Application number: DE19813112892
Authority: DE
Inventors: Paul 8520 Erlangen Hini; Gerd 8755 Alzenau Stransky
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-31
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1982-10-14

Abstract

In the case of an energy converter for converting movement energy into electrical energy, a movement body (10) is provided as the magnetic core of an induction coil (4) and forms an interruption point in the magnetic circuit, said magnetic circuit being provided with at least one permanent magnet (12, 13). A sudden movement of the movement body (10) closes the magnetic circuit and produces an electric pulse. <IMAGE>

Description

EnergiewandlerEnergy converter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Energiewandler zur Umsetzung von Bewegungsenergie in elektrische Energie mit einem langgestreckten Bewegungskörper, der im Rückschluß eines Magnetkreises angeordnet ist.The invention relates to an energy converter for implementation from kinetic energy into electrical energy with an elongated moving body, which is arranged in the return circuit of a magnetic circuit.

Es ist bekannt, daß in einem ruhenden elektrischen Leiter, der sich in einem Magnetfeld befindet, ein Strom erzeugt werden kann, wenn sich der magnetische Widerstand des Magnetkreises und damit die Induktion sprunghaft ändert. Eine tastenbetätigte Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Impulses enthält eine Spule, die einen Kern aus magnetischem Material umschließt und von einem Magnetfluß durchsetzt wird, der sich mit der Bewegung eines Ankers ändert. Mit einem ergonomischen Antrieb in Form einer Taste, die mit einem mechanischen Speicher versehen ist, wird ein ferromagnetischer Anker bewegt, der als Rückschlußkörper für den Magnetfluß dient, der sich über den Kern der Spule schließt. Die ergonomische Bewegung der Taste bewirkt über den mechanischen Speicher eine sprunghafte Änderung der Induktion in der Spule und damit einen entsprechenden elektrischen Impuls im Leiter (DE-OS 15 12 469).It is known that in a static electrical conductor, the Located in a magnetic field, a current can be generated when the magnetic Resistance of the magnetic circuit and thus the induction changes by leaps and bounds. A button operated Apparatus for generating an electrical pulse includes a coil which has a Enclosed a core made of magnetic material and permeated by a magnetic flux, which changes with the movement of an anchor. With an ergonomic drive in The shape of a key that is provided with a mechanical memory becomes a ferromagnetic one Moving armature, which serves as a yoke body for the magnetic flux that is on the The core of the coil closes. The ergonomic movement of the button is effected via the mechanical Save a sudden change in the induction in the coil and thus a corresponding one electrical impulse in the conductor (DE-OS 15 12 469).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannte Anordnung zu verbessern, insbesondere soll der Aufbau des Magnetkreises vereinfacht und zugleich seine Wirksamkeit für die Energieumwandlung erhöht werden.The invention is now based on the object of the known arrangement to improve, in particular, the structure of the magnetic circuit should be simplified and at the same time its effectiveness for energy conversion can be increased.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Wirkung auf die Energieumsetzung dann erfillt werden kann, wenn der Bewegungskörper einen Teil des magnetischen Rückschlusses bildet. Die Erfindung besteht somit darin, daß bei einem Energiewandler mit einem Magnetkreis der eingangs genannten Art der Bewegungskörper als Magnetkern der Induktionsspule vorgesehen ist und eine Unterbrechungsstelle des Magnetkreises bildet.The invention is based on the knowledge that the effect on the energy conversion can then be fulfilled when the moving body is part of the magnetic return path forms. The invention thus consists in that in an energy converter with a Magnetic circuit of the type mentioned at the beginning of the moving body as the magnetic core of the induction coil is provided and forms an interruption point in the magnetic circuit.

Ein Druck auf die Taste, der eine stoßartige Bewegung des Bewegungskörper bewirkt, schließt den Rückschluß des Magnetkreises und vermindert damit sprunghaft den magnetischen Widerstand des Magnetkreises und damit einen Induktionsstoß in der Induktionsspule mit einem entsprechenden elektrischen Impuls im Stromkreis.One press of the button causes a jerky movement of the moving body causes, closes the return circuit of the magnetic circuit and thus decreases by leaps and bounds the magnetic resistance of the magnetic circuit and thus an induction shock in the induction coil with a corresponding electrical pulse in the circuit.

Weitere Ausgestaltungen des Energiewandlers nach der Erfindung, auf die sich die Unteransprüche erstrecken, ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen.Further embodiments of the energy converter according to the invention which extend from the subclaims emerge from the exemplary embodiments.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Energiewandlers nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist. In Figur 2 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Energiewandlers dargestellt, Figur 3 zeigt einen Energiewandler mit einer besonderen Gestaltungsform des magnetischen Rückschlusses und in Figur 4 ist ein Energiewandler mit einem ringförmigen Rückschlußkörper veranschaulicht.To further explain the invention, reference is made to the drawing taken, in which Figure 1 shows an embodiment of an energy converter according to the Invention is illustrated schematically. In Figure 2 is a particularly advantageous Embodiment of the energy converter shown, Figure 3 shows an energy converter with a special design of the magnetic return path and in figure 4 shows an energy converter with an annular return path body.

Nach Figur 1 enthält ein Energiewandler einen Magnetkreis 2 mit einer Induktionsspule 4 und einem magnetischen Rückschluß 6 sowie einen Bewegungskörper 10, der als Magnetkern in der Induktionsspule vorgesehen und in Achsrichtung der Induktionsspule 4 beweglich gelagert ist. Im magnetischen Rückschluß 6 sind zwei Dauermagnete 12 und 13 enthalten, die vorzugsweise jeweils unmittelbar an der Unterbrechungsstelle angeordnet sein können, die durch den Bewegungskörper 10 gebildet wird.According to Figure 1, an energy converter includes a magnetic circuit 2 with a Induction coil 4 and a magnetic yoke 6 and a moving body 10, which is provided as a magnetic core in the induction coil and in the axial direction of the Induction coil 4 movably mounted is. In magnetic return 6 two permanent magnets 12 and 13 are included, which are preferably each directly can be arranged at the point of interruption by the moving body 10 is formed.

Wird durch eine Kraft p der aus ferromagnetischem Material bestehende Bewegungskörper 10 in die Spule hineinbewegt, so schließt er die Öffnung des Magnetkreises 2 und vermindert damit sprunghaft den magnetischen Widerstand des Magnetkreises 2. Durch die entsprechende Änderung des Magnetflusses in der Zeiteinheit wird in der Wicklung der Induktionsspule 4 ein Spannungsstoß induziert, der in einen an die Induktionsspule 4 angeschlossenen und in der Figur zur Vereinfachung nicht dargestellten Stromkreis abgeleitet werden kann.Is made of ferromagnetic material by a force p Moving body 10 moved into the coil, it closes the opening of the magnetic circuit 2 and thus drastically reduces the magnetic resistance of the magnetic circuit 2. By changing the magnetic flux accordingly in the unit of time, in the winding of the induction coil 4 induces a voltage surge, which in a the induction coil 4 connected and not shown in the figure for simplicity Circuit can be derived.

In der Ausführungsform des Energiewandlers nach Figur 2 sind die Dauermagneten 12 und 13 jeweils in einem getrennten Rückschluß 6 bzw. 7 angeordnet. Der Bewegungskörper 10 dient als Magnetkern der Induktionsspule 4 und schließt mit seiner Bewegung in Achsrichtung der Spule 4 die Öffnung im magnetischen Rückschluß. Mit der magnetischen Widerstandsverminderung wird eine entsprechende Flußänderung und damit ein Stromstoß in der Wicklung der Induktionsspule 4 erzeugt.In the embodiment of the energy converter according to Figure 2, the permanent magnets 12 and 13 each arranged in a separate yoke 6 and 7, respectively. The body of movement 10 serves as the magnetic core of the induction coil 4 and closes with its movement in Axial direction of the coil 4, the opening in the magnetic yoke. With the magnetic A decrease in resistance becomes a corresponding change in flux and thus a current surge generated in the winding of the induction coil 4.

Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, in den parallelgeschalteten magnetischen Rückschlüssen 6 und 7 anstelle der beiden Dauermagneten 12 und 13 jeden der beiden Rückschlüsse 6 und 7 mit zwei Dauermagneten zu versehen, die jeweils am Ende des Rückschlusses 6 bzw.Under certain circumstances it may be useful to switch to the parallel-connected magnetic yokes 6 and 7 instead of the two permanent magnets 12 and 13 each of the two conclusions 6 and 7 to be provided with two permanent magnets, each at the end of the inference 6 resp.

7, d.h. unmittelbar an der Unterbrechungsstelle des Rückschlusses, angeordnet werden.7, i.e. immediately at the point of interruption of the inference, to be ordered.

In der Ausführungsform des Energiewandlers nach Figur 3 sind die beiden magnetisch parallel zueinander angeordneten Rückschlüsse 6 und 7 jeweils an ihren Enden mit einem Dauermagneten 22 und 23 bzw. 24 und 25 versehen, die jeweils als Teil eines Ringmagneten ausgeführt sind, der in radialer Richtung magnetisiert ist.In the embodiment of the energy converter according to Figure 3, the two are magnetically parallel to each other arranged inferences 6 and 7 in each case at their Ends provided with a permanent magnet 22 and 23 or 24 and 25, each as Part of a ring magnet are carried out, which is magnetized in the radial direction.

Diese Dauermagneten 22 und 24 bzw. 23 und 25 umschließen jeweils im wesentlichen ein Ende des Bewegungskörpers 10, sobald er durch die Kraft p in die Induktionsspule 4 hineinbewegt ist. Durch die magnetische Widerstandsänderung im Magnetkreis wird der Spannungsimpuls in der Induktionsspule 4 induziert.These permanent magnets 22 and 24 or 23 and 25 each enclose the essentially one end of the moving body 10 as soon as it is due to the force p in the Induction coil 4 is moved into it. Due to the change in magnetic resistance in the In the magnetic circuit, the voltage pulse is induced in the induction coil 4.

In der Ausführungsform des Energiewandlers nach Figur 4 ist die Induktionsspule 4 innerhalb eines hohlzylindrischen Rückschlußkörpers 26 angeordnet, der mit einem Dauermagneten 32 versehen ist, der als Ringmagnet ausgebildet und in Richtung seiner Dicke magnetisiert ist.In the embodiment of the energy converter according to Figure 4, the induction coil 4 arranged within a hollow cylindrical back yoke body 26, which with a Permanent magnet 32 is provided, which is designed as a ring magnet and in the direction of his Thickness is magnetized.

Der Bewegungskörper 10 wird durch eine stoßartige Bewegung durch die Kraft p in die Induktionsspule 4 eingeführt und schließt damit die Lücke im magnetischen Rückschluß des Magnetkreises. Die sprunghafte Verminderung des magnetischen Widerstandes im Magnetkreis bewirkt eine entsprechende stoßartige Erhöhung des Magnetflusses und damit einen elektrischen Impuls im nicht dargestellten Stromkreis.The moving body 10 is through a shock-like movement by the Force p introduced into the induction coil 4 and thus closes the gap in the magnetic Inference of the magnetic circuit. The sudden decrease in magnetic resistance in the magnetic circuit causes a corresponding sudden increase in the magnetic flux and thus an electrical pulse in the circuit, not shown.

In den Ausführungsbeispielen ist angenommen, daß eine ußere Kraft P auf den Bewegungskörper 10 wirkt und dadurch den magnetischen Rückschluß schließt. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Energiewandlers kann aber vorzugsweise mit dem Öffnen des magnetischen Rückschlusses zugleich Energie in einen in den Figuren nicht dargestellten mechanischen Speicher geladen werden, der mit einer Verriegelung versehen ist.In the exemplary embodiments, it is assumed that an external force P acts on the moving body 10 and thereby closes the magnetic yoke. In a particularly advantageous embodiment of the energy converter, however, can preferably with the opening of the magnetic yoke at the same time energy in one in the figures Mechanical memory, not shown, is loaded with a lock is provided.

Als mechanischer Speicher kann beispielsweise eine Feder dienen. Wird die Verriegelung ausgelöst, so erhält der Bewegungskörper durch die gespeicherte Energie einen Stoß. Durch die sprunghafte Bewegung des Bewegungskörpers 10 erfolgt eine ebenso sprunghafte Verminderung des magnetischen Widerstandes mit entsprechender Signalbildung.A spring, for example, can serve as a mechanical storage device. Will the lock is triggered, the moving body receives through the stored Energy a bump. The sudden movement of the moving body 10 takes place an equally abrupt reduction in magnetic resistance with a corresponding Signal generation.

5 Patentansprüche 4 Figuren5 claims 4 figures

Claims

PATENT APPLICATION 1. Energy converter for converting kinetic energy electrical energy with an elongated moving body, which in the end a magnetic circuit is arranged which contains a permanent magnet and with a Induction coil is provided, which means that the Movement body (10) is provided as a magnetic core of the induction coil (4) and a Forms interruption point of the magnetic circuit (2).

2. Energy converter according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the permanent magnet (12, 13) is arranged at the point of interruption is.

3. Energy converter according to claim 1 or 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the magnetic circuit (2) is a parallel connection of several magnetic return circuits (6, 7) contains (Figure 2).

4. Energy converter according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a cylindrical moving body (10) is provided and that several permanent magnets (22 to 25) each part of a ring magnet with a radial Form magnetization (Figure 3).

5. Energy converter according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a hollow cylindrical magnetic yoke (26) is provided which contains a ring magnet (32) magnetized in the direction of its thickness (Figure 4).