DE3332254A1

DE3332254A1 - Elektromotorischer generatorantrieb

Info

Publication number: DE3332254A1
Application number: DE19833332254
Authority: DE
Inventors: Hans 5982 Neuenrade Heintze; Jens 5760 Arnsberg Teuthorn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-09-07
Filing date: 1983-09-07
Publication date: 1985-04-04

Description

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"Elektromotorischer Generatorantrieb"

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Generatorantrieb mit einem die Drehzahl des auf den Generator wirksamen Antriebsmotors ändernden Rädergetriebe mit mindestens zwei drehbar gelagerten miteinander korrespondierenden Getrieberädern unterschiedlicher Durchmesser.

Hierzu ist es bekannt den Generator über ein Zahnrad-, Ketten- oder einen Riemengetriebe anzutreiben. Derartige Triebe haben aber unvermeidbare Reibungsverluste .

Darüber hinaus arbeiten derartige Triebe relativ geräuschvoll und verschleißen mit der Zeit.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen elektromotorischen Generatorantrieb der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art derart zu verbessern, daß sowohl eine Verminderung des Verschleißes sowie der . Betriebsgeräusche als auch eine Verb es .se rung der Wirtschaftlichkeit, und zwar auch des Wirkungsgrades erreichbarist.

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Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet·sich durch folgende Merkmale:

a. die Übertragung des Drehmomentes vom treibenden Getrieberad auf das antreibbare Getrieberad erfolgt berührungslos und ausschließlich über Permanent-Magnete; .

b. sowohl das treibende Getrieberad als auch das antreibbare Getrieberad tragen einander gegenüberstellbare Permanent—Magnete mit in Umfangsrichtung wechselnden Magnetpolen,

c. die Magnetpole aller Permanent—Magnete haben zumindest annähernd gleiche Abstände voneinander ;

d. zumindest pro Getrieberad haben die Permanent-Magnete gleiche Polstärken und · - "

e. die Getrieberäder sind magnetpolseitig mit geringstmöglichen Abstand voneinander angeordnet.

Durch diese Maßnahmen entfallen nunmehr die Reibung zwischen den miteinander korrespondierenden Getrieberädern und die daraus sich ergebenden bislang unvermeidlichen Wirkungsgradverluste.

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Auch ist ein derartiges Getriebe mit Ausnahme der Wellenlager gänzlich verschleißfrei und seine Laufruhe ist wesentlich günstiger als bei bekannten Über- bezw. Untersetzungsgetrieben.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn zumindest beim treibenden Getrieberad die Magnetpole sektorartig und umfangsseitig wirksam werdend angeordnet sind.

Eine fertigungstechnisch besonders günstige Ausgestaltung des vorbeschriebenen Gegenstandes, wobei vorzugsweise das treibende Getrieberad wie vorbeschrieben ausgebildet ist, kennzeichnet sich dadurch, daß die Getrieberäder mit sich schneidenden Achsen angeordnet sind und daß das antreibbare Getrieberad an der dem treibenden Rand zugewandten Stirnseite mehrere, auf einem zur Radachse konzentrischen Kreis angeordnete, scheibenartige Permanent-Magnete aufweist.

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Hierbei können die Permanent-Magnete des antreibbaren Getrieberades jeweils eine axiale Magnetisierung •aufweisen.

Bevorzugterweise haben die scheibenförraigen Permanent-Magnete des antreibbaren Getrieberades jeweils an den freien, den treibenden Getrieberad zugewandten Stirnseiten kreisförmige konzentrisch angeordnete, und Nord-nach Süd wechselnde Magnetpole. Dabei sollten alle Magnete gleiche Polstärken aufwe3 sen.

Bevorzugterweise haben die Permanent-Magnete des treibenden Getrieberades größere Polstärken als die des antreibbaren Getrieberades, um zur Erhöhung des mit einem solchen Getriebe zu übertragenden Drehmomentes dem treibenden Getrieberad wahlweise a'"?^h ein antreibbares Getrieberad mit Magneten größerer Polstärke als zuvor zuordnen zu können.

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Zur weiteren Wirkungsgraderhöhung sind die Permanent-Magnete des antreibbaren Getrieberades an einem Scheibenrad aus nicht magnetisierbaren Werkstoff, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen angeordnet.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Abstand der Getriebe räder voneinander einstellbar ausgebildet :st, um ggf. Fertigungstoieranzen ausgleichen zu können.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorbeschriebenen Gegenstandes besteht darin, daß der mit dem Generator mechanisch vebundene Elektromotor an einen Akkumulator angeschaltet ist und daß der Generator den Akkumulator speist und daß vorzugsweise zudem den Elektromotor ein dessen Drehzahl stufenlos veränderbares, elektrisches Schallorgan vorgeschaltet ist, um eine schlupflose Mitnahme des antreibbaren ^: Rades beim Anlauf des Elektromotors sicherzustellen.

Bei dieser Anordnung hat sich nach Aussage der Anmelder gezeigt, daß ohne zusätzliche elektrische Energiezuführung allein mit dem Generator die

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Betriebsspannung des den Motor speisenden Akkumulators über Tage konstant gehalten werden kann und zudem noch an den Akkumulator elektrische Geräte, wie Lampen angeschaltet werden können. Ob dabei das magnetische Potential der Permanentmagnete allmählich abgebaut wird, konnte hislang nicht festgestellt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen

FLg. 1 einen elektromotorischen Generatorantrieb in der Vorderansicht;

Fig. 2 Einzelheiten dessen im größeren Maßstab in Richtung des Pfeiles II gesehen;

Fig. 3 weitere Einzelheiten ia Richtung des Pfeiles III gesehen;

Fig. 4 einen Schaltplan. ·

Gemäß Fig. 1 treibt ein gestellfest gehalterter, elektrischer Gleichstrom-Motor 1 über ein Rädergetriebe

2 einen ebenfalls gestellfest gehalterten Generator

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An der Welle des Motors 1 ist ein kleines Getrieberad 4 befestigt, welches auf ein an der Welle des Generators 3 befestigtes im Durchmesser großes Getrieberad 5 wirksam ist.

Die Übertragung des Drehmomentes vom Getrieberad 4 auf das antreJbbare Getrieberad 5 erfolgt berührungslos und ausschließlich über Permanent-Magnete und zwar derart, daß sowohl das Getrieberad 4 als auch das Getrieberad 5 einander gegenüberstellbare Permanent-Magnete mit in U-mfangsrichtung wechselnden Magnetpolen aufweisen.

Das kleine Getriebrad 4 hat acht zueinander gleichgroße, sektorartig angeordnete Magnetpole M bezw. S. All diese Magnetpole sind zu einer gemeinsamen walzenförmigen Einheit zusammengefaßt, wobei der

der
Durchmesser etwafaxialen Länge entspricht.

Das große Getrieberad besteht aus einer rotations-, symmetrischen Scheibe 6 aus Aluminium, die an der dem Generator abgewandten Stirnseite 11 auf den Umfang der Scheibe gleichmäßig verteilt angeordnete scheibenförmige Permanent-Magnete 7 trägt.

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Die Getrieberäder 4 und 5 sind mit sich schneidenden Achsen so angeordnet, daß die Permanentmagnete 7 des großen Getrieberades nacheinander den das kleine; Getrieberad bildenden walzenförmigen Permanent-Magneten mit acht Magnetpolen gegenüberstellbar sind.

Die Polstärke des das kleine Getrieberad 4 bildenden Permanent-Magnetens beträgt ca. 400 N und daß der Permanent-Magneten 7jeweils 70 N.

Das kleine Getrieberad 4 hat einen Außendurchmesser von etwa 50 mm und der Teilkreisdurchmesser, auf welchem die Permanent-Magnete 7 angeordnet sind, beträgt ca. 130 mm, so daß dieses Untersetzugnsgetriebe ein Verhältnis von 2,3 zu 1 aufweist. ·

Der Motor 1 ist am Gestell relativ zur Oberseite des großen Getrieberades 5 höheneinstellbar gehaltert, um den Lufspalt zwischen den Getrieberädern 4 und 5 wahlweise einstellen zu können.

Wie aus der Fdg. 3 ersichtlich, haben die scheibenförmigen Permanent-Magnete 7 jeweils einen zentrisch a'-geordneten Südpol und einen dazu konzentrisch angeordneten kreisförmigen Nordpol bezw. umgekehrt.

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Gemäß Fig. 4 ist der Motor 1 an einen Akkumulator 8 angeschaltet, der vom Generator 3 ständig aufgeladen wird.Dem Motor 1 ist noch ein dessen Drehzahl stufenlos veränderbares elektrisches Schaltorgan 9 zugeordnet, mittels welchem beim Anfahren des Motors 1 dessen Drehzahl von Null stufenlos auf Höchstdrehzahl gesteigert werden kann Der Motor 1 hat eine maximale Aufnahmeleistung von 72 W, während der Generator für eine maximale Abgabeleistung von ca. 1.000 W ausgelegt ist. Mit 10 ist ein elektrischer Verbraucher zum Beispiel eine Glühlampe bezeichnet, die an den Akkumulator 8 angeschaltet ist.

Die Permanent-Magnete 7 haben jeweils einen Durchmesser von ca. 32 mm und sind umfangsseitig magnetisch abgeschirmt .

Aiie neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale Av-erden als 'erfindungswesentlich angesehen.

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Leerseite -

Claims

PATENTANWÄLTE ; ; - :

Q. CONRAD KÖCHLING ""

Q. CONRAD-JOACHIM KÖCHLING

Fleyer Straße 135, 5800 Hagen

Ruf (02331) 811 64 + 85033
Telegramme: Patentköchllng Hagen

Konten: Commerzbank AG. Hagen (BLZ 450 400 42) 3 515 095
Sparkasse Hagen 100 012 043
Postscheck: Dortmund 5989-460

VNR: .'.1LlLIl

Lfd. Nr. 81.75/83...2/ΙΙ..Λ :.

26. August 1983
vom _ „

A-Menzcichen:

Anm.: Hans Hei nt. ze Feldstr. 22

5982 Neuenrade

Jens Teuthorn Oelinghauserbeide

5760 Arnsberg 1

Patentansprüche :

1.) Elektromotorischer Generatorantrieb mit. einem die Drehzahl des auf den Generator wirksamen Antriebsmotors ändernden Rädergetriebe mit mindestens zwei drehbar gelagerten, miteinander korrespondierenden Getrieberädern unterschiedlicher Durchmesser, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

a. die Übertragung des Drehmomentes vom treibenden Getrieberad (4) auf das antreibbare Getrieberad (5) erfolgt berührungslos und ausschließlich über Permanent-Magnete;

b. sowohl das treibende Getrieberad (4) als auch das antroibbare Getrieberad (5) tragen einander gegenüberstellbare Permanent-Magnete mit in llmf angsr i chtung wechselnden Magnetpolen;

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c. die Magnetpole aller Permanent-Magnete haben zumindest annähernd gleiche Abstände vone i nander;

d. zumindest pro Getrieberad (4 bezw. 5) haben die Permanent-Magnete gleiche Polstärken und

e. die Getrieberäder (4,5) sind magnetpolseitig mit geringstmöglichen Abstand voneinander angeordnet.

. Elektromotorischer Generatorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest beim treibenden Getrieberad (4) die Magnetpole sektorartig und umfangsseitig wirksam werdend angeordnet sind .

3. Elektromotorischer Generatorantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Getrieberäder (4,5) mit sich schneidenden Achsen angeordnet sind und daß das antreibbare Getrieberad (4) an der dem treibenden Rad (5) zugewandten Stirnseite mehrere, auf einem zur Radachse konzentrischen Kreis angeordnete, scheibenartige Permanent-Magnete (7) aufweist.

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4. Elektromotorischer Generatorantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Permanentmagnete mit axialer Magnetisierung.

5. Elektromotorischer Generatorantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Permanentmagnete (7) des antreibbaren Getrieberades (5) jeweils an den freien, dem treibenden Getrieberad (4) zugewandten SLirnse.it cn kreisförmige, konzentrisch angeordnete, ν ei η Nord nach Süd wechselnde Magnetpole aufweisen.

6. Elektromotorischer Generatorantrieb nach einem

der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Magnete gleiche Polstärken haben.

7. Elektromotorischer Generatorantrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete des treibenden Getrieberades (4) größere Polstärken als die des antreibbaren Getrieberades (5) haben.

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8. Elektromotorischer Generatorantrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete des antreibbaren Getrieberades .(5) an einem Scheibenrad (6) aus njchtmagnetisierbarem Werkstoff, insbesondere Aluminium o.a. angeordnet sind.

9. Elektromotorischer Generatorantrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß der Abstmd der Getrieberäder (A,5) -voneinander einstell- · bar ausgebildet ist.

10. Elektromotorischer Generatoraitrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Generator (3) mechanische verbundene Elektromotor (1) an einen Akkumulator (8) angeschaltet ist und daß der Generator (3) den Akkumulator (8) spei st.

H. ßlekIromotorischer Generatorantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektromotor ("Ί ) ein dessen Drehzahl stufenlos veränderbares, elektrisches Schη 1Lοrgaη (9) vorgeschaltet ist.

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