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"Bewegungsvorrichtung mit einem mit einer Ankerwelle
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versehenen Anker" Die Erfindung bezieht sich auf eine Bewegungsvorrichtung
mit einem mit einer Ankerwelle versehenen Anker, der diametral magnetisch ausgebildet
ist und mit Ständerpolschuhen zusammenwirkt.
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Bewegungsvorrichtungen, wie mit umlaufenden oder schwingenden Ankern
versehene Motoren oder aber auch Stoßdämpfer, sind allgemein bekannt. Bei Motoren
mit umlaufenden Ankern ist der Anker üblicherweise fest auf eine Ankerwelle montiert,
die innerhalb eines Ständers in Lagern drehbar geleert ist Zum Bewegen des Ankers,
der beispielsweise auch diametral dauermagnetisch ausgebildet sein kann, sind im
Ständer Polschuhe ausgebildet, die mit den Polen des Ankers zusammenwirken. Die
Ständerpole werden üblicherweise elektromagnetisch erregt, so daß ein durch elektromagnetische
Erregung im Ständer entstandenes Magnetfeld das Magnetfeld des Ankers beeinflußt.
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Die bekannten Bewegungsvorrichtungen oder Motoren dieser Art haben
zwei wesentliche Nachteile Zum einen treten, insbesondere wenn sie für größere Leistungen
ausgelegt sind, erhebliche Einschaltstromstöße auf, die das Versorgungsnetz belasten.
Werden bei zunehmendem Einsatz von Wärmepumpen zunehmend derartige Motoren eingesetzt,
dann führt dies zu nicht mehr tragbaren Netz schwankungen Zum anderen ergeben sich
durch die Ummagnetisierung der Pole innerhalb eines Motors erhebliche Wärmeverluste,
die den Notorwirkungsgrad herabsetzen Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bewegungsvorrichtung
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der es möglich ist,
Einschaltstromstöße
zu vermeiden oder wenigstens wesentlich zu verringern und den Wirkungsgrad zu erhöhen.
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Die gestellte Aufgabe ist äe nach dem Einsatzzweck der Vorrichtung
auf verschiedene Weise lösbar. Allen Lösungen gemeinsam ist dabei erfindungsgemäß,
daß a) der Anker aus einer diametral an der Ankerwelle angeordneten, stets gleichsinnig
magnetisierten und in ihrer Mitte von der Ankerwelle durchsetzten Magnetsäule mit
an ihren diametralen Enden ausgebildeten Magnetpolen entgegengesetzter Polarität
besteht, b) die Magnetpole der Ankermagnetsäule mit magnetisch weichen, pilzkopfartigen
Ankerpolschuhen besetzt sind, die die Magnetsäule im Bereich des Ankerumfanges mit
Polschuhspitzen seitlich derart überragen, daß sich an den Polschuhspitzen Ausgleichspolflächen
ausbilden, die sich seitlich der t4agnetsäue von Polschuh zu Polschuh einander gegenüber
befinden.
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Wesentlich ist dabei an der Ankerausbildung, daß der Anker ohne äußeres
Ständermagnetfeld in sich magnetisch geschlossen ist und kein wesentliches äußeres
Streumagnetfeld aufweist. Erst wenn ein Ständerpol ein Magnetfeld aufgeprägt bekommt,
wandern die Ankerpole von den Ausgleichspolflächen zu den in Verlängerung der Magnetsäulenachse
gelegenen Außenpolflächen, wodurch sich ein starkes Drehmoment ergibt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Ständerpole
frei von gegenseitigem Eisenrückschluß angeordnet. Durch die rückschlußfreie Anordnung
der Ständerpole wird die später noch näher erläuterte Strömungskraft der Raummasse
ausgenutzt. Dies führt zu einer wesentlich besseren Ausnutzung der zugeführten Betriebsnergie.
An sich ist ein Eisenrückschluß ungünstig. Als Bestandteil der Abschirmung kann
er aber dennoch Bedeutung erlangen.
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Bei der Ausbildung der Bewegungsvorrichtung als Rotationsmaschine
ist vorgesehen, daß a) zwei gemeinsam elektrisch erregte Ständerpole mit dem Anker
zusammenwirken, b) mehrere derartige Bewegungsvorrichtungen als nebeneinander angeordnete
Vorrichtungsscheiben mit einer allen gemein samen Ankerwelle versehen sind und c)
die einzelnen Bewegungsvorrichtungen um die Ankerwelle gegeneinander winkelversetzt
angeordnet sind.
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Die Ständerpole der einzelnen Scheiben sind dabei in Umfangsrichtung
gegeneinander derart versetzt, daß durch ihr umschichtiges Erregen eine ständige
Drehbewegung an der Ankerwelle erzwungen wird. Es ist aber gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung auch möglich, daß vier einzelne Ständerpole über den Ständerumfang
verteilt angeordnet und getrennt erregbar sind.
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Die Regelung der Rotationsmaschine kann verlustlos und stufenlos durchgeführt
werden.
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Die Ständerpole werden nur in einer Richtung elektromagnetisch erregt.
Das Eisen der Ständerpole braucht deshalb, von Sonderfällen abgesehen, nicht ummagnetisiert
zu werden, und es treten dementsprechend auch keine Ummagnetisierungsverluste oder
-zeiten auf.
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Die stets gleichsinnig magnetisierte Ankermagnetsäule wird nach einer
Weiterbildung der Erfindung dauermagnetisch ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich,
die Magnetisierung über Elektromagneten oder Kombinationen aus Elektromagneten und
Dauermagneten vorzunehmen.
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Bei einer Ausbildung der Bewegungsvorrichtung, beispielsweise als
Torsionsdämpfungsvorrichtung, ist der Ständer erfindungsgemäß derart aufgebaut,
daß die diametral einander gegenüberliegenden Ständerpole aus Dauermagnetsäulen
bestehen, die über den Anker hinweg in gleichbleibender Richtung
magnetisiert
sind. Der Anker stellt sich dabei derart ein, daß die Ständer und Ankermagnetsäulen
in einer Flucht liegen.
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Auslenkkräfte, die an der Ankerwelle angreifen, werden durch die Ifraft
der Magnetfelder der Dauermagnetsäulen gedämpft.
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Es ist auch möglich, die Bewegungsvorrichtung als Schwingantrieb auszubilden.
Hierzu ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nur ein Ständerpol vorgesehen,
der aus einem mittels Gleichstromimpulsen wechselnder Polaritäten erregten Elektromagneten
mit Polkern und Erregerspule sowie einem dem Anker zugewandten Polschuh besteht.
In diesem Fall ist fiir die Ankerbewegungen ein Ummagnetisieren des Ständerpoles
erforderlich.
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Die Dauermagnetsäulen sind vorzugsweise aus aufeinander gestapelten
Dauermagnetscheiben aufgebaut.
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Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein llirkungsschema der Bewegungsvorrichtung
nach der Erfindung, Fig. 2 den dauermagnetisch ausgebildeten Anker der Vorrichtung
zwischen neutralen Ständerpolen, Fig. 3 den Anker der Vorrichtung zwischen Dauermagnetpolen,
Fig. 4 eine als Antriebsmaschine einsetzbare Bewegungsvorrichtung mit elektromagnetisch
erregten Ständerpolen bei nicht erregten Ständerpolen, Fig. 5 die Maschine nach
Fig. 4 bei erregten Ständerpolen, Fig. 6 eine Maschine nach dem Prinzip der Fig.
4 und 5 mit vier Ständerpolen,
Fig. 7 eine Mehrscheibenmaschine
der Ausführung nach den Fig. 4 und 5, Fig. 8 eine Ansteuervorrichtung für die Maschine
nach Fig. 7, Fig. 9 eine als Schwingankermotor ausgelegte Bewegungsvorrichtung,
Fig. 10 den Anker der Vorrichtung in Elektromagnetausführung bzw. kombinierter Elektromagnet-Dauermagnetausführung,
Fig.
1 zeigt zwei Dauermagnete mit ihren gegenseitigen Kraftwirkungen, wie sie bei einer
Rotationsmaschine zur Ausbildung des Drehmomentes eingesetzt werden. Der Ständer
1 der Maschine besteht aus einem mittels einer Halterung 3 an einem Fuß 5 fest angeordneten
Dauermagneten 7, der axial zwischen seinen Stirnflächen 8 und 9 magnetisiert ist.
Neben dem Ständer 1 ist am Fuß 5 über eine Stütze 13 eine Dauermagnetscheibe 15
mittels einer Welle 17 drehbar gelagert. Die Dauermagnetscheibe 15 ist ebenso wie
die Dauermagnetscheibe 7 axial zwischen ihren Stirnflächen 18 und 19 magnetisiert.
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Durch die Dauermagnetisierung bilden sich an den Dauermagnetscheiben
7 und 15 Pole aus. In Fig. 1 soll dabei P1 jeweils den Nordpol und P2 jeweils den
Südpol darstellen. Die äußeren Energiefelder der Dauermagnetscheiben 7 und 15 sind
bei der Dauermagnetscheibe 7 mit M7 und bei der Dauermagnetscheibe 15 mit M15 bezeichnet.
Es zeigt sich, daß der Sog, der durch das innere Energiefeld der Dauermagnetscheiben
entsteht, über das äußere Energiefeld auf die benachbarte Magnetscheibe einwirkt.
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Dadurch entsteht oberhalb der Ankermagnetscheibe 15 ein kurzes und
unterhalb der Ankermagnetscheibe 15 ein langes äußeres Magnetfeld M. Der gegenseitige
Sog der Magnetscheiben 7 und 15 erzeugt im Anker 9 ein Drehmoment, wobei sich die
äußeren magnetischen Energiefelder M, M7 und M15 unterstützen. Das Drehmoment ist
über 160 Winkelgrade wirksam und kann in diesem Bereich jederzeit genutzt werden,
ohne daß zur Krafterzeugung zusätzliche Energie hinzugefügt werden muß. Die Kraftwirkung
kann auch noch wesentlich erhöht werden, wenn die Kraft mehrerer Dauermagnete, die
zu einer Säule übereinander geschichtet sind, Energiefelder bildet, die als Summe
aus der Addition der Energiefelder entsprechend der Anzahl der Einzelmagnete zu
betrachten sind. Ein Anwendungsbeispiel für eine solche Konstruktion ist beispielsweise
ein Stoßdämpfer oder eine Zugfeder.
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Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt.
Zum
besseren Verständnis der Funktionsweise wird in Fig. 2 aber erst einmal ein Anker
21 zwischen Ständerpolen 23 dargestellt. Die Ständerpole 23 sollen in dem Beispiel
nach Fig. 2 magnetisch nicht erregt sein. Der Anker besteht aus einer Dauermagnetsäule
25, die durch Aufeinanderstapeln von Dauermagnetscheiben 27 gebildet ist0 Die Dauermagnetsäule
25 ist in Längsrichtullg magnetisiert, so daß sich an ihren Endflächen 29, 31 Dauermagnetpole
ausbilden. Die Dauermagnetsäule 25 wird in ihrer Mitte von der Ankerwelle 32 durchsetzt,
Die mittlere Scheibe 34 der Dauermagnetsäule 25 kann auch aus magnetisch weichem
Material bestehen, um die Festigkeit der Lagerung der Welle 23 zu erhöhen.
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Auf die Endflächen 29 und 31 sind weichmagnetische Ankerpolschuhe
33, 35 aufgesetzt. Die Ankerpolsohuhe 33, 35 sind pilzkopfartig ausgebildet0 Im
Bereich des Ankerumfanges weisen sie Polschuhspitzen 37 auf 0 Die Polschuhspitzen
37 überragen die Dauermagnetsäule 25 seitlich derart, daß sich an den Polschuhspitzen
37 Ausgleichspolflächen 39 ausbildens die sich seitlich der Dauermagnetsäule 25
von Polschuh 33 zu Pol schuh 35 einander gegenüber befinden0 Durch die diametrale
Magnetisierung der Dauermagnetsäule 25 im Anker 21 bildet sich im Ankerpolschuh
33 bei der Darstellung nach Fig 2 ein Südpol aus9 während der Ankerpolschuh 35 zu
einem Nordpol wird0 Sind die Ständerpole 239 wie im Ausführungsbeispiel nach Fig.
2, nicht erregt oder magnetisch neutral, dann wandern die magnetischen Pole zu den
Pol schuhspitzen 37, und es bildet sich längs der Dauermagnetsäule zwischen den
Ausgleichspolflächen 39 seitlich der Dauermagnetsäule 25 ein Ausgleichsmagnetfeld
41 aus. Der Anker 21 ist in diesem Fall magnetis ch neutral und läßt sich drehen,
als wenn er überhaupt nicht magnetisch sei.
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Dieser ohne äußeres Magnetfeld magnetisch neutrale Anker läßt
sich
nun in verschiedener Weise einsetzen, und zwar mit Ständerpolen, die bewußt ohne
Eisenrückschluß ausgebildet sind.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 befindet sich der Anker 21 in
einem Ständer 51. Der Ständerfuß 53 ist dabei magnetisch nicht leitfähig; er kann
beispielsweise aus Kunststoff bestehen. Der Ständerfuß 53 trägt über Ständerhalterungen
55 in einer Flucht liegende Dauermagnetsäulen 57a und 57b, die aus aufeinander geschichteten
Dauermagnetscheiben 59 bestehen. Die Dauermagnetsäulen 57b sind auf den einander
zugewandten Seiten mit weichmagnetischen Ständerpolschuhen 61 versehen. Diese weichmagnetischen
Polschuhe 61 können allerdings auch aus magnetisch hartem Material bestehen.
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Die Dauermagnetsäulen 57a und 57b sind über den Anker 21 hinweg in
gleichbleibender Richtung magnetisiert. D. h. es bildet sich an dem Ständerpolschuh
61 der Dauermagnetsäule 57b ein Nordpol und am dem Ständerpolschuh der Dauermagnetsäule
57a ein Südpol aus. In diesem Fall wandern die Südpole und Nordpole der Ankerpolschuhe
33 und 35 von den Ausgleichspolflächen 39 zu den Kopfflächen 63, und der Anker 21
steht nun fest ausgerichtet in einem durch alle drei Dauermagnetsäulen 57b, 25 und
57a hindurchgehenden gleichgerichteten Magnetfeld. Es bedarf erheblicher Kraftanstrengungen,
um den Anker 21 aus seiner Lage in Fig. 3 herauszudrehen.
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Die Funktion dieser beispielsweise als Drehfeder einsetzbaren Bewegungsvorrichtung
wird im folgenden näher erläutert: Die Kraftwirkungen magnetischer Energiefelder
außerhalb von Magneten beruhen auf der Strömungskraft von Raummasse (magnetische
Feldlinien). Die Kraftwirkungen magnetischer Energiefelder innerhalb von Magneten
beruhen auf der Raummasse
°Beschleunigungskraft der AtomgefügeO
Je größer die Raummassp-Beschleunigungskraft der Magnete ist, umso größer ist der
Raummassesog am Südpol des Magneten und dadurch die Geschwindigkeit der Raummasse
im äußeren Energiefeld.
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Außerdem wird die Kraftwirkung im äußeren Energiefeld auch von der
Raummassemenge und dem Richtungswinkel der aufeinanderwirkenden Energiefelder bestimmt
Die Kraftwirkungen magnetischer Energiefelder außerhalb von Magneten sind mit aufeinanderwirkenden
Luftströmungen vergleichbar. Das innere Energiefeld eines Magn,eten macht sich durch
den Raummassez druck am Nordpol und den Raummassesog am Südpol bemerkbar; diese
Kraftwirkungen sind mit denen einer Turbine vergleichbar.
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Diese Wirkungen werden nun anhand der Darstellungen in Fig. 2 und
3 näher erläutert. Die Ständermagnetsäule 57a bildet am zugeordneten Ständerpolschuh
61 einen Südpol aus, so daß im Luftspalt 65 vor dem Südpol-Polschuh 61 ein starker
Raummassesog entsteht. Mit großer Kraft wird das äußere magnetische Energiefeld
der Dauermagnetsäule 57a abgesogen.
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Dadurch entsteht im Luftspalt 67 zwischen dem zum Nordpol gewordenen
Ankerpolschuh 61 der Dauermagnetsäule 57b ein Raummassevakuum, welches sich durch
den Anker 21 als Sog fortpflanzt. Die Ständerdauermagnetsäule 57b saugt an ihrer
freien Südpolfläche 69 Raummasse an, die überall vorhanden ist, vor allem aber den
Raummasseübeiiuß, der an der Nordpol-Außenseite 71 der Dauermagnetsäule 57a entsteht
und sich dort, vom äußeren Erdenergiefeld beeinflußt, ausbreiten willo Bildlich
gesehen bedeutet dies, daß die Magnete auf das äußere magnetische Energiefeld der
Erde wie ein Brenngas auf das Energiefeld der Sonne wirken.
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Eine magnetische Rückschlußverbindung der Ständermagnetsäulen würde
das auf den Anker 21 ausgeübte Drehmoment nur verringern.
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Es braucht nicht befürchtet zu werden, daß durch eine derartige Bewegungsvorrichtung
das magnetische Energiefeld der Erde zu stark beeinflußt werden könnte; jeder stromdurchflossene
Leiter und jedes Stück Stahl beeinflussen dieses Erdenergiefeld.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 kommt wieder einher
zum Einsatz, wie er in Verbindung zu Fig. 2 ausführlich erläutert wurde. Die Bezugszeichen
des Ankers 121 nach den Fig. 4 und 5 entsprechen dabei den in Fig. 2 gewählten lediglich
unter Hinzufügung einer Eins. Die Bewegungsvorrichtung nach den Fig. 4 und 5 ist
als Motor einsetzbar, wobei mehrere Bewegungsvorrichtungen als nebeneinander anordnete
Scheiben mit gemeinsamer Ankerwelle zusammenwirken.
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Die Ständerpole zu 5 zu 151 der Vorrichtungsscheiben nach Fig. 4 und
5 bestehen aus mit Gleichstromimpulsen erregbaren Elektromagneten mit weichmagnetischem
Polkern 153 und 153' sowie Erregerspulen 155 und 155'. Die Polkerne 153 und 153'
sind zum Anker hin mit weichmagnetischen Ankerpolschuhen 161 bestückt. Die Dauermagnetsäule
125 des Ankers 121 besteht wieder aus in gleicher Richtung magnetisierten Dauermagnetscheiben
127. Auf die Säulenenden 129 und 131 sind Weicheisenankerpolschuhe 133 und 135 aufgesetzt.
Bei der in der Zeichnung nach Fig. 4 angegebenen Magnetisierungsrichtung wird der
Ankerpolschuh 133 als Südpol und der Ankerpolschuh 135 als Nordpol magnetisiert.
Die Dauermagnetsäule 125 wird in der Mitte von der Ankerwelle 132 durchsetzt.
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In der Darstellung nach Fig. 4 sind die Ständerpole diametral einander
gegenüber angeordnet und haben gegenseitig keinen Eisenrückschluß. Außerdem sind
die Erregerspulen 155 und 155' unerregt, womit auch die Polkerne 153 und 153' und
die Ankerpolschuhe 161, abgesehen von magnetischer Remanenz, unmagnetisch sind.
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Damit ist der Anker 121 magnetisch neutral. Der magnetische Rückschluß
zwischen den Säulenenden 131 und 129 der Dauermagnetsäule 125 des Ankers 121 erfolgt
seitlich der Dauer magnetsäule zwischen den Ausgleichspolflächen 139, die einander
gegenüberliegen. Werden nun, wie Fig0 5 zeigt, die Erregerspulen 155 erregt, dann
bilden sich bei gleicher Erregungsrichtung an dem Polschuh 161 des Polkernes 153
beispielsweise ein Nordpol und an dem Ankerpolschuh 161 des Polkernes 1532 ein Südpol
aus0 Das würde bedeuten, daß bei um 90° verdrehtem Anker 121 in Fig0 5 gegenüber
der Stellung nach Fig. 4 der Ausgleichsmagnetfluß 141 nach Fig0 4 auf gehoben wird
und sich in einen Sogmagnetfluß 173 abwandelt.
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Aufgrund der Polausbildung an den Ankerpolschuhen 161 nach Fig. 5
bildet sich an dem Nordpol des Ankerpolschuhes 161, der zum Polkern 153 gehört,
ein Raummassedruck aus, der in Richtung auf den magnetischen Südpol des Ankers 121
gerichtet ist, und auf der Seite des als Südpol ausgebildeten Ankerpolschuhes 161
des Polkernes 1532 in Form eines Raummassesoges wirksam ist. Das Drehmoment und
die magnetische Wirkung lassen sich durch die Starke der Erregung in den Erreger
spulen 155 regeln. Das Drehmoment wird von der Stärke der inneren und äußeren Fnergiefelder
der Magneten und dem Ankerdurchmesser (Hebelarm) bestimmt. Ohne daß dem Anker Energie
zugeführt wird, ist das Drehmoment sehr viel größer als das Drehmoment bei einer
stromdurchflossenen Leiterspule im Magnetfeld.
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Wie sich aus Fig. 5 leicht ableiten läßt, dreht sich der Anker 121
innerhalb der Standerpolschuhe 161 vom Einschalten der Erregerspulen 155 an bis
zum Ausschalten nur um 90 Winkelgrade. Das bedeutet, daß beim Betrieb mit magnetischer
Ummagnetisierung wenigstens zwei Ständerpolpaare erforderlich werden oder ohne magnetische
Umerregung je 90 Winkelgrad wenigstens ein Ständerpol unabhängig von den anderen
erregt werden muß0 Fig. 6 zeigt einen Aufbau, wie eine solche
Bewegungsvorrichtung
oder eine Rotationsmaschine zu verwirklichen ist.
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In einem Ständergehäuse 175 sind vier Ständerpole 151 angeordnet,
und zwar jeweils um 90 Winkelgrad gegeneinander versetzt. Jedem Ständerpol 151 ist
ein elektrischer Schalter 177 zugeordnet. Die Schalter 177 werden von einer Nockenscheibe
179 betätigt, die auf die Ankerwelle 132 aufgeflanscht ist. Wenn man davon ausgeht,
daß die Maschine nach Fig. 6 in Betrieb ist, dann dreht sich der Anker 121 mit der
Nockenscheibe in Richtung eines Pfeiles 181. In der Zeichnung läuft der Nockenschalter
177a gerade auf dem Nocken 183 der Nockenscheibe 179. Dies hat zur Folge, daß die
Ständererregerspule 155a erregt wird und sich der Nordpol des Ankers 121 zum Südpol
des Ständerpoles 151a dreht. Der Anker 121 dreht sich also um 90 Winkelgrade.
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Hat der Nordpol des Ständers 121 diesen Südpol erreicht, dann läuft
auch der Nockenschalter 177a vom Nocken 183a ab, und der Nockenschalter 177b läuft
auf den Nocken 183 auf, wodurch der Ständerpol 151b erregt wird. Der Anker 121 folgt
bei weiterem Drehen dem vom Magnetfeld des Ständerpols 151b ausgehenden Magnetfeld
und läuft bis zu diesem Ständerpol 151b weiter. Im weiteren Verlauf werdan dann
in der Folge über die Nockenschalter 177c und 177d nacheinander die Ständerpole
151c und 151d erregt. Durch das impulsweise Nacheinander-Anschalten der Ständerpole
151 wird ein Umlauf des Ankers 121 bewirkt. Die Ständerpole 151 werden magnetisch
immer nur in einer Richtung erregt und nicht ummagnetisiert. Auch bei der Bewegungsvorrichtung
nach Fig. 6 ist auf einen Eisenrückschluß zwischen den einzelnen Ständerpolen bewußt
verzichtet.
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Es gelten hierzu die bereits zuvor gemachten Ausführungen.
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In Fig. 7 ist nun schematisch dargestellt, wie mehrere Motorscheiben
185a bis d über die Ankerwelle 132 zusammenwirken. Dazu sind die Motorscheiben 185a
bis d gemeinsam in
einem Verbindungsgehäuse 187 angeordnet. Jede
Motorteilscheibe besteht, wie bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig0 4 und
5, aus zwei diametral angeordneten elektrisch erregbaren Ständerpolen 151 und einem
zugeordneten anker 121.
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Die Motorteilscheiben 185a bis d sind jeweils um 90 Winkelgrade gegeneinander
versetzt, Eine weitere Versetzung mit asymmetrischen Übergängen und der Einsatz
von weiteren Motorteilscheiben ist selbstverständlich denkbar. Das Verbindungsgehäuse
ist wieder unmagnetisch ausgeführt und bildet keine magnetischen Rückschlüsse zwischen
den einzelnen Ständerpolen 151.
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Wie die schematische Darstellung in Fig. 7 zeigt, befindet sich unterhalb
der Motorscheiben 185a bis d eine auf die Ankerwelle 132 aufgeflanschte Impulsgeberscheibe
189, die mit einer Kontaktscheibe 191 zusammenwirkt0 Beim Drehen der Impulsgeberscheibe
189 werden nacheinander über einen Schaltmagneten 193 Reedkontakte 195 betätigt,
die nacheinander geschaltet werden.
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Fig. 8 zeigt ein Ansteuerungsschaltbild für die Erregerspulen 155
der Ständerpole 151. Vier Schaltblöcke A, B, C und D sind parallel zueinander anschaltbar0
Die Schaltblöcke B bis D entsprechen dabei dem Schaltblock A, der im inneren Aufbau
dargestellt ist. Aus dem Netz wird der Schaltvorrichtung 201 Wechselstrom zugeführt.
Über einen Regeltransformator 203 gelangt die Wechsel spannung an die Schaltblöcke
A bis D.
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Sobald sich die Ankerwelle 132 nach Fig. 7 dreht und die Impulsscheibe
189 umläuft, werden nacheinander die Reedkontaktschalter 195 betätigt. Beim Schließen
des Reedkontaktschalters 195 nach Fig. 8 wird ein Steuerstromkreis 205 eingeschaltet,
der im Hauptstromkreis 207 angeordnet ist. Im Steuerstromkreis 205 befinden sich
Diac-Schaltelemente 209 und im Hauptstromkreis Triac-Schaltelemente 211, die jeweils
parallel in Gegenrichtung geschaltet sind. Im Hauptstromkreis befindet sich ein
Brückengleichrichter 213 zur Gleichrichtung des Errgerr;troms der Elektromagneten
155.
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Über die Schaltungsvorrichtung nach Fig. 8 werden magnetischelektronisch
die einzelnen i-vlotorteilscheiben nacheinander 1m jeweils 90 Winkelgrade zueinander
versetzt geschaltet.
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Die Stromzuiunrungsregelung, die impulsweise erfolgt, kann anstelle
des Steuertrafos 203 auch über eine Phasenanschnittsteuerung erfolgen. Drehzahl
und Drehmoment können aber auch über die Erregerstromimpulsdauer bei konstanter
Spannung bebeeinflußt werden.
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Bei niedriger Drehzahl kann das Drehmoment der Maschine wesentlich
erhöht werden, wenn die Motorteilscheiben in folgender Reihenfolge geschaltet werden:
1 und 5, dann 3 und 7, danach wieder 1 und 5, jedoch mit entgegengesetzter Polung.
Dabei muß jedoch ummagnetisiert werden. Die Ummagnetisierung hat allerdings den
Nachteil von erhöhtem induktivem Widerstand und Wirbelstromverlusten.
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In Fig. 9 ist die Bewegungsvorrichtung derart aufgebaut, daß sie als
Schwingankermotor arbeitet. Der Polkern 253 wird von einer Erregerspule 255 umgeben.
Der Polkern trägt, wie bei den Vorrichtungen nach Fig. 4 und 5, einen weichmagnetischen
Ständerpolschuh 261. Der Anker 221 ist um eine Ankerwelle 232 schwingfähig gelagert.
Der Anker selbst besteht aus einer sich diametral durch den Anker erstreckenden
Dauermagnetsäule 225, die aus aufeinander geschichteten Dauermagnetscheiben 227
aufgebaut ist. Die Säulenenden 229 und 231 sind mit weichmagnetischen Ankerpolschuhen
233 und 235 bestückt.
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An den Polschuhspitzen 237 bilden sich Ausgleichspolflächen 239 aus,
die von Pol 233 zu Pol 235 einander gegenüberliegen.
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Zur Vereinfachung der Konstruktion kann auf die Polspitzen 237 auf
der von dem einen Ständerpol 251 abliegenden Seite verzichtet werden.
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Ist der Ständerpol 251 unerregt, dann bildet sich, wie bei den Ausnührungen
nach den vorhergehenden Figuren, ein
magnetischer Fluß zwischen
den Ausgleichspolflächen 239 aus.
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Ist der Ständerpol 251 jedoch im ständigen Magnetisierungsrichtungswechsel
erregt, dann bilden sich im Luftspalt 267 abwechselnd magnetischer Sog und Druck
aus, so daß der Anker 221 Schwingbewegungen ausführt. Der Anker 221 schwingt dabei
mit außerordentlich geringer Energiezufuhr0 Fig. 10 zeigt eine Ankerausführung,
bei der zwei mögliche abgewandelte Ausführungsformen in einem Bild zusammengefaßt
sind.
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Die Ständerpolschuhe 323 seien wieder als unerregt betrachtet.
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Selbstverständlich ist der Anker 321 nach Fig. 10 ebenso einsetzbar
wie die Anker 21, 121 und 221. Die die Ankerpolschuhe 333, 335 verbindende Säule
325 kann in ganzer Länge aus magnetisch weichem Material entsprechend den Ankerpolschuhen
333, 335 ausgebildet sein0 Im oberen Teil 326 der Säule 325 ist jedoch angedeutet,
daß die Ankersäule auch diametral dauermagnetisch aufgebaut sein kann. Die Säule
325, 326 wird umgeben von einer Ankererregerspule 338, die so bemessen sein muß,
daß die Ausgleichspolflächen 339 erhalten bleiben.
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Die Ankererregerspule 338 bleibt ständig in gleicher Richtung erregt,
da eine Umpolung nicht beabsichtigt ist. Selbstverständlich kann die Erregung der
Ankererregerspule 338 unterbleiben, solange die Federausbildung des Ankers 321 ohne
Bedeutung ist0 Die Erregung der Ankererregerspule 338 erfolgt über in der Zeichnung
nur angedeutete Schleifringe 340.
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