DE4442904A1 - Vorrichtung zum rotatorischen oder translatorischen Antreiben eines Läufers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum rotatorischen oder translatorischen Antreiben eines Läufers entlang einer Be­ schleunigungsstrecke.

Vorrichtungen der in Rede stehenden Art sind seit langem aus der Praxis bekannt. Sie existieren bspw. als Dampf-, Gas- oder Wasserturbinen. Bei diesen bekannten Vorrichtungen wird jeweils ein Läufer - meistens ein Lauf- oder Schaufelrad - mittels ei­ nes strömenden Mediums, in den besagten Fällen Dampf, Gas und Wasser, in eine rotatorische Bewegung versetzt. Die sich dre­ henden Läufer der meisten Turbinen treiben über eine Welle und evtl. über Getriebe Generatoren an, die elektrischen Strom er­ zeugen. Es ist jedoch auch möglich, direkt ein bewegbares Ob­ jekt wie bspw. eine Schiffsschraube über den sich drehenden Läufer anzutreiben.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist grundsätzlich problema­ tisch, daß eine aufwendige Zu- und Abfuhr des strömenden Medi­ ums vor bzw. nach dem Zeitpunkt des Eingriffs mit dem Läufer erforderlich ist. Bei der Dampf- und Gasturbine muß zusätzlich noch das strömende Medium vor dem Eingriff mit dem Läufer er­ zeugt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszugestal­ ten und weiterzubilden, daß eine einfache Handhabung ohne das Erfordernis einer zusätzlichen anfänglichen Erzeugung eines strömenden Mediums ermöglicht ist.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch die Merk­ male des Patentanspruches 1 gelöst. Danach ist die in Rede ste­ hende Vorrichtung derart ausgebildet, daß der Läufer mindestens einen Magneten mit in Laufrichtung des Läufers gerichteter Di­ polachse aufweist, daß beidseits der Beschleunigungsstrecke je­ weils mindestens ein Magnet mit im wesentlichen orthogonal zu der Beschleunigungsstrecke gerichteter Dipolachse zur Wechsel­ wirkung mit dem Magnetfeld des Magneten des Läufers angeordnet ist und daß die beidseits der Beschleunigungsstrecke angeordne­ ten Magnete mit dem gleichen Pol zu der Beschleunigungsstrecke des Läufers hin gerichtet sind, den der Magnet des Läufers in Laufrichtung aufweist.

In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, daß die Ausnutzung der aus der Wechselwirkung zwischen den Magnet­ feldern zweier oder mehrerer Magnete resultierenden Kraft die obengenannte Aufgabe auf überraschend einfache Weise löst. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auf ein nur aufwendig handhabbares strömendes Medium zum Antreiben eines Läufers vollkommen verzichtet worden. Folglich ist auch keine Erzeugung eines solchen strömenden Mediums erforderlich. Weiter erfin­ dungsgemäß ist eine Anordnung eines Magneten an dem Läufer und eines antreibenden Magneten gewählt worden, die ein besonders effektives Antreiben des Läufers entlang einer Beschleunigungs­ strecke ermöglicht.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind sowohl dem angetrie­ benen Läufer als auch der Beschleunigungsstrecke wechselwir­ kende Magneten zugeordnet. Der Läufer weist dabei mindestens einen Magneten auf, dessen zwischen Nord- und Südpol verlau­ fende Dipolachse in Laufrichtung bzw. parallel zur Laufrichtung des Läufers gerichtet ist. Beidseits der Beschleunigungsstrecke ist jeweils mindestens ein Magnet angeordnet, dessen Dipolachse im wesentlichen orthogonal zu der Beschleunigungsstrecke ge­ richtet ist. Wesentlich ist, daß die beidseits der Beschleuni­ gungsstrecke angeordneten Magnete mit dem gleichen Pol, bspw. mit dem Nordpol, zu der Beschleunigungsstrecke hin gerichtet sind, den der Magnet des Läufers in Laufrichtung aufweist. In diesem Falle bewegt sich der Läufer also mit vorausgerichtetem Nordpol entlang der Beschleunigungsstrecke. Genausogut könnten die beidseits der Beschleunigungsstrecke angeordneten Magnete auch mit ihrem Südpol zur Beschleunigungsstrecke hin gerichtet sein, wobei sich der Läufer dann mit dem Südpol voraus entlang der Beschleunigungsstrecke bewegen würde bzw. beschleunigt würde. Der Beschleunigungseffekt könnte die Folge einer beson­ ders ausgebildeten Kraftlinienverdichtung zwischen dem Magnet bzw. den Magneten des Läufers und den Magneten der Beschleuni­ gungsstrecke sein. Diese Kraftlinienverdichtung könnte den Läu­ fer beim Eintritt in das inhomogene Magnetfeld zwischen den beidseits gegenüberliegend der Beschleunigungsstrecke angeord­ neten Magnetblöcken zunächst leicht abstoßen bzw. abbremsen und nach Überschreiten eines Wegstreckenpunkts, an dem sich abbrem­ sende und beschleunigende Kraft die Waage halten, wesentlich stärker in Laufrichtung beschleunigen. Möglicherweise ist hier­ bei die Energie der Spins der Elektronen der Magnete nutzbar, wobei atomare oder strukturelle Veränderungen der Magnete im Laufe der Zeit auftreten könnten.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum rotatorischen oder translatorischen Antreiben eines Läufers entlang einer Be­ schleunigungsstrecke ist folglich eine Vorrichtung realisiert, bei der eine einfache Handhabung ohne das Erfordernis einer zu­ sätzlichen anfänglichen Erzeugung eines strömenden Mediums er­ möglicht ist.

Im Hinblick auf ein noch effektiveres Antreiben des Läufers könnte der Läufer mindestens zwei mit den Dipolachsen im we­ sentlichen parallel nebeneinander sowie mit gleichnamigen ma­ gnetischen Polen in Laufrichtung angeordnete Magnete aufweisen. Die einzelnen Magnete wären hierbei bpsw. durch eine Klebefi­ xierung parallel nebeneinander angeordnet, um eine aufeinander­ wirkende gegenseitige Abstoßung der Einzelmagnete zu verhin­ dern. In diesem Falle der Verwendung zweier Magnete wäre auch eine Anordnung der Magnete parallel übereinander mit gleichna­ migen magnetischen Polen in Laufrichtung denkbar.

Die Antriebseffizienz könnte weiter dadurch erhöht werden, daß der Läufer zwei Gruppen aus mehreren übereinander und/oder in Laufrichtung hintereinander angeordneten Magneten aufweist. Die Magnete wären dabei mit gleichnamigen magnetischen Polen sowie den Dipolachsen in Laufrichtung positioniert.

Zur Gewährleistung eines stabilen Aufbaus des Läufers und ins­ besondere der Magnetanordnung des Läufers könnten die zwei Ma­ gnete bzw. die zwei Gruppen aus Magneten durch eine vertikale nichtmagnetische Trennwand voneinander separiert sein. Des gleichen könnten auch die hintereinander angeordneten Magnete durch vertikale nichtmagnetische Trennwände voneinander sepa­ riert sein, wodurch die Stabilität weiter erhöht würde. Zusätz­ lich könnten derart angeordnete Trennwände zur einfachen Befe­ stigung und Positionierung der einzelnen Magnete verwendet wer­ den. Zur Gewährleistung einer unwuchtfreien Bewegung des Läu­ fers entlang der Beschleunigungsstrecke könnte eine hinsicht­ lich der parallel zur Laufrichtung verlaufenden Mittelachse des Läufers symmetrische Anordnung der Trennwände sowie der Magnete vorgesehen sein.

Im Hinblick auf eine abermalige Steigerung der Antriebseffizi­ enz könnte beidseits der Beschleunigungsstrecke jeweils ein Ma­ gnetblock aus mehreren mit beidseits gleichnamigen magnetischen Polen sowie den Dipolachsen im wesentlichen orthogonal zu der Beschleunigungsstrecke gerichteten Magneten angeordnet sein. Anstelle eines Magnetblocks aus mehreren einzelnen Magneten könnte auch ein einzelner homogener Magnetblock mit der Gesamt­ heit der einzelnen Magnete vergleichbarer Größe vorgesehen sein.

Zum Erreichen einer möglichst hohen Packungsdichte der Magnete innerhalb der Magnetblöcke könnten die Magnetblöcke aus mehre­ ren in Laufrichtung hintereinander und/oder übereinander und/oder nebeneinander angeordneten Magneten aufgebaut sein.

Eine zusätzliche Stabilisierung des Magnetaufbaus innerhalb der Magnetblöcke könnte dadurch erreicht werden, daß die hinterein­ ander angeordneten Magnete durch Trennwände voneinander sepa­ riert sind.

Hinsichtlich einer einfachen Positionierung könnten die Magnete an den Trennwänden befestigt sein. Besonders einfach wäre hier­ bei eine Positionierung bzw. Befestigung der Magnete mittels einer Klebung.

Zur weiteren Beschleunigung des Läufers und damit zur weiteren Erhöhung der Antriebseffizienz könnten entlang der Beschleuni­ gungsstrecke beidseits mehrere voneinander beabstandete Magnet­ blöcke angeordnet sein. Hierbei ist der Aufbau einer prinzipi­ ell beliebig verlängerbaren Beschleunigungsstrecke denkbar, die nicht zwingend eine lineare Form aufweisen muß. Je nach Anwen­ dungsfall kann die Beschleunigungsstrecke auch gekrümmt sein.

Eine besonders hohe Antriebsleistung relativ zu der Länge der Beschleunigungsstrecke könnte dadurch realisiert werden, daß entlang der Beschleunigungsstrecke die Länge der einzelnen Ma­ gnetblöcke etwa das Dreifache des Abstandes zwischen den Ma­ gnetblöcken beträgt. Mit anderen Worten wäre dann zwischen je­ weils zwei voneinander beabstandeten Magnetblöcken entlang der Beschleunigungsstrecke eine Lücke gebildet, die etwa ein Drit­ tel der Länge der Magnetblöcke in Laufrichtung beträgt. Diese Dimensionierung könnte aufgrund der dann nicht mehr wesentli­ chen gegenseitigen Beeinflussung der Magnetfelder benachbarter Magnetblöcke besonders günstig sein. Modellhaft ausgedrückt könnten dann genügend Kraftlinien zum Antreiben des Läufers durch andere Magnetfelder unbeeinflußt zur Verfügung stehen.

Entlang einer solchen mehrere voneinander beabstandete Magnet­ blöcke aufweisenden Beschleunigungsstrecke ergibt sich eine auf den Läufer wirkende, sich durch die Einzelbeiträge der einzel­ nen Magnetblöcke aufsummierende Gesamtkraft, welche den Läufer vorantreibt. Lediglich beim Eintritt in das inhomogene Magnet­ feld zwischen zwei beidseits gegenüberliegend der Beschleuni­ gungsstrecke angeordneten Magnetblöcken wird der Läufer leicht abgebremst bzw. muß der Läufer eine leicht abstoßende Kraft überwinden. Diese abstoßende Kraft ist jedoch in jedem Falle geringer als die den Läufer aus dem Magnetfeld zweier gegen­ überliegender Magnetblöcke herausbeschleunigende Kraft.

Bei einer besonders effizienten Vorrichtung beträgt der Abstand zwischen den Magnetblöcken in Laufrichtung etwa 70 bis 90 mm. Eine besonders starke magnetische Wechselwirkung zwischen dem bzw. den Magneten des Läufers und den beidseits der Beschleuni­ gungsstrecke angeordneten Magneten bzw. Magnetblöcken könnte bei einem Abstand zwischen den Magneten des Läufers und den Ma­ gneten der Beschleunigungsstrecke während des Passierens des Läufers an den beidseits angeordneten Magneten bzw. Magnet­ blöcken von etwa 5 bis 15 mm erreicht werden.

Magnetblöcke mit einer Höhe von etwa 600 mm und einer Länge so­ wie einer Breite von etwa 200 mm und eine Magnetanordnung aus Magneten des Läufers mit einer Höhe von etwa 600 mm, einer Länge von etwa 60 mm sowie einer Breite von etwa 120 mm könnten hinsichtlich der Antriebswirkung ebenfalls besonders günstig sein.

Eine Variation der Dimensionierung unter Beibehaltung der oben­ genannten, insbesondere hinsichtlich der Abstände und Längen ggf. mehrerer voneinander beabstandeter Magnetblöcke, bezüglich des Antriebs besonders günstigen Proportionen ist jedoch eben­ falls denkbar.

Im Hinblick auf eine besonders sichere Führung bzw. Auflage des Läufers entlang der Beschleunigungsstrecke könnte die Beschleu­ nigungsstrecke beidseits parallel zu der Laufrichtung angeord­ nete nichtmagnetische Seitenwände sowie eine nichtmagnetische Bodenplatte aufweisen. Hierbei sind kontinuierliche und lücken­ lose Seitenwände bzw. eine demgemäße Bodenplatte besonders wir­ kungsvoll.

Zur Gewährleistung einer möglichst reibungslosen Bewegung des Läufers entlang der Beschleunigungsstrecke könnte der Läufer seitlich sowie an der Unterseite Rollen zur Führung bzw. zur Auflage aufweisen.

In besonders gewichtssparender Weise könnten die Rollen aus Kunststoff ausgebildet sein.

Hinsichtlich eines besonders einfachen Aufbaus der Vorrichtung könnten die Trennwände und/oder die Seitenwände und/oder die Bodenplatte aus Holz und/oder aus Aluminium ausgebildet sein.

Zur Gewährleistung einer hohen Flexibilität bei der Auswahl der Magnete könnten die Magnete Permanentmagnete und/oder Elektro­ magnete sein.

Besonders einfach handhabbare Magnete könnten eine Länge von etwa 24 mm, eine Breite von etwa 50 mm sowie eine Höhe von etwa 20 mm aufweisen. Jegliche andere Dimensionierung wäre jedoch auch denkbar.

In einer wirtschaftlich besonders interessanten Ausführung könnte die Vorrichtung derart ausgestaltet sein, daß die durch das Antreiben erzeugte kinetische Energie des Läufers über bspw. einen Generator in elektrische Energie umwandelbar und/oder direkt zum Antreiben eines bewegbaren Objekts, bspw. einer Schiffsschraube, nutzbar ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zei­ gen

Fig. 1 in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 in einer perspektivischen Seitenansicht, teilweise, einen beidseits der Beschleunigungsstrecke angeordne­ ten Magnetblock des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1,

Fig. 3 in einer Draufsicht eine Anordnung aus jeweils drei beidseits der Beschleunigungsstrecke angeordneten Ma­ gnetblöcken,

Fig. 4 in einer Draufsicht den von zwei Seitenwänden geführ­ ten Läufer des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1,

Fig. 5 in einer Seitenansicht den Läufer aus Fig. 4,

Fig. 6 in einer Vorderansicht das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 1 und

Fig. 7 ein mit dem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgema­ ßen Vorrichtung aus Fig. 1 aufgenommenes Kraft-Weg- Diagramm.

Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum translatorischen Antreiben eines Läufers 1 entlang einer Beschleunigungsstrecke 2. Der Läufer 1 weist zwei Gruppen 6, 7 aus mehreren übereinander und in Laufrichtung 4 hintereinander angeordneten Magneten 3 auf. Sämtliche Magnete 3 sind mit ihrem Nordpol in Laufrichtung 4 orientiert. Die Dipolachsen der Magnete 3 verlaufen dabei parallel zu der Laufrichtung 4. Die zwei Gruppen 6, 7 sind durch eine vertikale nichtmagnetische Trennwand 8 voneinander separiert.

Die Trennwand 8 überragt beide Gruppen 6, 7 in Laufrichtung 4 sowie entgegengesetzt zur Laufrichtung 4 parallel zu der Be­ schleunigungsstrecke 2. Die zwei Gruppen 6, 7 aus Magneten 3 sind symmetrisch um die parallel zur Beschleunigungsstrecke 2 verlaufende Mittelachse 14 der Trennwand 8 angeordnet. Im Be­ reich ihrer vorderen und hinteren Enden weist die Trennwand 8 an ihr befestigte Rollen 13 zur Führung des Läufers 1 innerhalb der durch Seitenwände 11 eingefaßten Beschleunigungsstrecke 2 auf. Die in Fig. 1 teilweise gebrochen dargestellten Seiten­ wände 11 verlaufen parallel zur Laufrichtung 4 des Läufers 1.

Beidseits der Beschleunigungsstrecke 2 ist jeweils ein Magnet­ block 9 aus mehreren Magneten 5 zur Wechselwirkung mit dem Ma­ gnetfeld der Magneten 3 des Läufers 1 angeordnet. Die Magnete 5 sind mit den Dipolachsen im wesentlichen orthogonal zu der Be­ schleunigungsstrecke 2 positioniert, wobei beidseits der Be­ schleunigungsstrecke 2 jeweils die Nordpole der Magnete 5 zur Beschleunigungsstrecke 2 hinzeigen.

Die Magnetblöcke 9 sind aus mehreren in Laufrichtung 4 hinter­ einander, übereinander und nebeneinander angeordneten Magneten 5 aufgebaut.

Die Wechselwirkung zwischen den Magneten 3 und 5 des Läufers 1 und den Magnetblöcken 9 bewirkt beim Passieren des Läufers 1 an den Magnetblöcken 9 eine Art Kraftlinienverdichtung, wodurch bei Betrachtung der Gesamtkräftebilanz während des Passierens des Läufers 1 an den Magnetblöcken 9 eine nicht verschwindende Relativkraft auf den Läufer 1 in Laufrichtung 4 resultiert. Mit anderen Worten ist der Läufer 1 mit einer geringeren Kraft in den Einflußbereich des zwischen den Magnetblöcken 9 herrschen­ den imhomogenen Magnetfelds bringbar, als sie der Läufer 1 beim Verlassen des Einflußbereichs des Magnetfelds der Magnetblöcke 9 erfährt. Der Läufer 1 erfährt während des Passierens an den Magnetblöcken 9 einen Zuwachs an kinetischer Energie.

Zur wirksamen Beschleunigung des Läufers 1 ist es von Vorteil, wenn der Abstand zweier gegenüberliegender Magnetblöcke 9 mög­ lichst gering ist. Des gleichen sollte die Führung des Läufers 1 durch die Seitenwände 11 möglichst spielfrei sein, um ein Kippen des Läufers 1 aufgrund auftretender, durch die Wechsel­ wirkung der Magnetfelder bewirkter Kippkräfte zu vermeiden.

Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Seitenansicht teilweise weggebrochen einen Teil eines Magnetblocks 9. In der Zeichnung ist der Aufbau des Magnetblocks 9 aus mehreren Einzelmagneten 5 deutlich erkennbar. Der abgebildete Teil des Magnetblocks 9 weist 120 übereinander und nebeneinander angeordnete Magnete 5 auf, welche durch senkrecht zur Beschleunigungsstrecke 2 ver­ laufende, vertikale nichtmagnetische Trennwände 10 eingefaßt sind. An den Trennwänden 10 lassen sich insbesondere die ein­ zelnen Magnete 5, bspw. mittels Klebung, befestigen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 zeigt der Teil des Magnetblocks 9 aus Fig. 2 bspw. eines der mit den römischen Ziffern I bis V bezeichneten Segmente eines in Fig. 3 abgebildeten Magnetblocks 9.

Fig. 2 zeigt lediglich die Separierung eines aus mehreren ein­ zelnen Magneten 5 bestehenden Segments eines Magnetblocks 9 mittels der Trennwände 10. Es ist jedoch auch denkbar, daß sämtliche einzelnen Magnete 5 beidseits der Beschleunigungs­ strecke 2 und/oder sämtliche einzelnen Magnete 3 des Läufers durch Trennwände 8, 10 voneinander separiert sind.

Fig. 3 zeigt einen Aufbau einer Vorrichtung zum translatori­ schen Antreiben eines Läufers 1 entlang einer Beschleunigungs­ strecke 2 mit mehreren entlang der Beschleunigungsstrecke 2 beidseits voneinander beabstandeten Magnetblöcken 9. Die Ma­ gnetblöcke 9 sind wie in Fig. 2 gezeigt aus einzelnen Magneten 5 aufgebaut.

Die Länge L der einzelnen Magnetblöcke 9 beträgt etwa das Drei­ fache des Abstandes A zwischen den Magnetblöcken 9. Diese Di­ mensionierung stellt einen guten Kompromiß zwischen einem mög­ lichst kompakten Aufbau der Vorrichtung und einer nicht schäd­ lichen gegenseitigen Beeinflussung der hintereinander angeord­ neten Magnetblöcke 9 dar.

Fig. 4 zeigt in einer Draufsicht den Läufer 1 aus Fig. 1 inner­ halb einer von Seitenwänden 11 begrenzten Beschleunigungs­ strecke 2. Der Läufer 1 ist nahezu spielfrei zwischen den Sei­ tenwänden 11 geführt. Die Trennwand 8 überragt die Gruppen 6, 7 aus Magneten 3 sowohl in Laufrichtung 4 als auch in entgegenge­ setzter Richtung. Die Gruppen 6, 7 aus Magneten 3 sind mittels Klebung an der Trennwand 8 befestigt. Zur Führung innerhalb der Seitenwände 11 weist der Läufer 1 Rollen 13 auf.

Fig. 5 zeigt in einer Seitenansicht den Läufer 1 aus den Fig. 1 und 4. Zusätzlich zu den in den Fig. 1 und 4 erkennbaren seit­ lichen Rollen 13 sind in Fig. 5 auch die zur Auflage auf einer Bodenplatte 12 dienenden, an der Unterseite des Läufers 1 aus­ gebildeten Rollen 13 sichtbar. Sämtliche Rollen sind an der Trennwand 8 ausgebildet, an welcher auch die Gruppe 6 aus Ma­ gneten 3 befestigt ist.

Fig. 6 zeigt in einer Vorderansicht das Ausführungsbeispiel ei­ ner erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 1. Eingerahmt von beidseits der Beschleunigungsstrecke 2 angeordneten Magnet­ blöcken 9 bewegt sich der Läufer 1 innerhalb einer U-förmigen, aus den Seitenwänden 11 sowie der Bodenplatte 12 gebildeten Führung. Der Läufer 1 weist zur Führung innerhalb der Beschleu­ nigungsstrecke 2 sowohl seitlich als auch an der Unterseite an der Trennwand 8 angeordnete Rollen 13 auf. Ebenfalls an der Trennwand 8 sind die Gruppen 6, 7 aus Magneten 3 befestigt.

Der Abstand D zwischen den Magneten 3 des Läufers 1 und den beidseits der Beschleunigungsstrecke 2 angeordneten Magneten 5 der Magnetblöcke 9 während des Passierens des Läufers 1 an den beidseits angeordneten Magneten 5 der Magnetblöcke 9 beträgt etwa 5 bis 15 mm.

Fig. 7 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm, welches während des Pas­ sierens des Läufers 1 an beidseits der Beschleunigungsstrecke 2 angeordneten Magnetblöcken 9 aufgenommen ist.

Während des Eintretens des Läufers 1 in den Einflußbereich des inhomogenen Magnetfelds zwischen den Magnetblöcken 9 muß zunächst eine abstoßende, entgegengesetzt der Laufrichtung 4 des Läufers 1 wirkende Kraft überwunden werden. Dieser Bereich entspricht teilweise angedeutet der gestrichelten Linie im ne­ gativen Wegbereich. Bei Weiterführen des Läufers 1 in Laufrich­ tung 4 wird ein Punkt erreicht, an dem sich die abstoßende und die den Läufer 1 in Laufrichtung 4 beschleunigende Kraft die Waage halten. Dieser Punkt entspricht dem Nullpunkt des Dia­ gramms. Nach diesem Nullpunkt wirkt eine starke beschleunigende Kraft auf den Läufer 1, welche sich in dem großen, mit einem Pluszeichen markierten Peak in der Zeichnung widerspiegelt.

Nach Durchlaufen von etwa 17 cm entlang der Beschleunigungs­ strecke 2 wird ein dem Nullpunkt entsprechender Punkt erreicht, an dem sich abbremsende und beschleunigende Kräfte die Waage halten.

Eine weitere Bewegung des Läufers 1 in Laufrichtung 4 ist im folgenden aufgrund der durch einen nachfolgenden Magnetblock 9 ausgeübten abstoßenden Kraft auf den Läufer 1 nur unter in Laufrichtung 4 ausgeübter Krafteinwirkung möglich. Die zur wei­ teren Bewegung des Läufers 1 erforderliche Kraft spiegelt sich in dem negativen, mit einem Minuszeichen markierten Peak wie­ der.

Da der Läufer 1 auf der vorangegangenen Wegstrecke eine zur Überwindung der abstoßenden Kraft ausreichende kinetische Ener­ gie aufgenommen hat, bewegt er sich jedoch trotz abstoßender Kraft weiter in Laufrichtung 4.

Nach Zurücklegen einer Wegstrecke von 26 cm ist abermals ein Punkt erreicht, an dem sich abstoßende und vorantreibende Kräfte die Waage halten. Im sich anschließenden, gestrichelten Bereich wirkt die dann wieder beschleunigende Kraft des nach­ folgenden Magnetblocks 9, woraus eine weitere Bewegung des Läu­ fers 1 in Laufrichtung resultiert.

Zum Aufstellen einer Arbeitsbilanz ist erforderlich, daß von der unter der positiven Kurve in dem in Fig. 7 gezeigten Kraft- Weg-Diagramm gebildeten Fläche die Fläche zwischen der B-Achse und der negativen Kurve sowie die hier nicht vollständig ge­ zeigte Fläche zwischen B-Achse und negativer Kurve im negativen Wegstrecken-Bereich abgezogen wird. Diese hier nicht vollstän­ dig gezeigte Fläche entspricht der Größe nach etwa der zwischen dem Streckenpunkt 17 cm und dem Streckenpunkt 26 cm gezeigten negativen Fläche.

Im Ergebnis verbleibt bei der obigen Bilanzierung ein positiver Arbeitsbetrag. Dieser verbleibende Arbeitsbetrag drückt sich in einer Erhöhung der kinetischen Energie des Läufers 1 während des Passierens an den Magnetblöcken 9 aus.

Diese kinetische Energie des Läufers 1 könnte in elektrische Energie umgewandelt und/oder direkt zum Antreiben eines beweg­ baren Objekts genutzt werden.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausbildungen der Vorrich­ tung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die nachgeordneten Patentan­ sprüche verwiesen.

Abschließend sei hervorgehoben, daß das voranstehend lediglich beispielhaft genannte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung die hier beanspruchte Lehre lediglich erläutert, jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims (23)

1. Vorrichtung zum rotatorischen oder translatorischen An­ treiben eines Läufers (1) entlang einer Beschleunigungsstrecke (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (1) mindestens einen Magneten (3) mit in Laufrichtung (4) des Läufers (1) gerichteter Dipolachse aufweist, daß beidseits der Beschleunigungsstrecke (2) jeweils mindestens ein Magnet (5) mit im wesentlichen orthogonal zu der Beschleunigungsstrecke (2) gerichteter Dipolachse zur Wechselwirkung mit dem Magnet­ feld des Magneten (3) des Läufers (1) angeordnet ist und daß die beidseits der Beschleunigungsstrecke (2) angeordneten Ma­ gnete (5) mit dem gleichen Pol zu der Beschleunigungsstrecke (2) des Läufers (1) hin gerichtet sind, den der Magnet (3) des Läufers (1) in Laufrichtung (4) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (1) mindestens zwei mit den Dipolachsen im wesentli­ chen parallel nebeneinander sowie mit gleichnamigen magneti­ schen Polen in Laufrichtung (4) angeordnete Magnete (3) auf­ weist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Läufer (1) zwei Gruppen (6, 7) aus mehreren über­ einander und/oder in Laufrichtung (4) hintereinander mit gleichnamigen magnetischen Polen sowie den Dipolachsen in Lauf­ richtung (4) angeordneten Magneten (3) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die mindestens zwei Magnete (3) bzw. die zwei Gruppen (6, 7) durch eine vertikale nichtmagnetische Trennwand (8) von­ einander separiert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die hintereinander angeordneten Magnete (3) durch ver­ tikale nichtmagnetische Trennwände voneinander separiert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Magnete (3) an den Trennwänden (8) befestigt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beidseits der Beschleunigungsstrecke (2) je­ weils ein Magnetblock (9) aus mehreren mit beidseits gleichna­ migen magnetischen Polen sowie den Dipolachsen im wesentlichen orthogonal zu der Beschleunigungsstrecke (2) gerichteten Magne­ ten (5) zur Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des Magneten (3) des Läufers (1) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetblöcke (9) aus mehreren in Laufrichtung (4) hinter­ einander und/oder übereinander und/oder nebeneinander angeord­ neten Magneten (5) aufgebaut sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander angeordneten Magnete (5) durch Trennwände (10) voneinander separiert sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (5) an den Trennwänden (10) befestigt sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß entlang der Beschleunigungsstrecke (2) beid­ seits mehrere voneinander beabstandete Magnetblöcke (9) ange­ ordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Beschleunigungsstrecke (2) die Länge (L) der ein­ zelnen Magnetblöcke (9) etwa das Dreifache des Abstandes (A) zwischen den Magnetblöcken (9) beträgt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Abstand (A) zwischen den Magnetblöcken (9) in Laufrichtung (4) etwa 70 bis 90 mm beträgt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand (D) zwischen dem bzw. den Magne­ ten (3) des Läufers (1) und den beidseits der Beschleunigungs­ strecke (2) angeordneten Magneten (5) bzw. Magnetblöcken (9) während des Passierens des Läufers (1) an den beidseits ange­ ordneten Magneten (5) bzw. Magnetblöcken (9) etwa 5 bis 15 mm beträgt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einzelnen Magnetblöcke (9) eine Höhe von etwa 600 mm und eine Länge sowie eine Breite von etwa 200 mm aufweisen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Magnetanordnung aus Magneten (3) des Läu­ fers (1) eine Höhe von etwa 600 mm, eine Länge von etwa 60 mm sowie eine Breite von etwa 120 mm aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Beschleunigungsstrecke (2) beidseits par­ allel zu der Laufrichtung (4) angeordnete nichtmagnetische Sei­ tenwände (11) sowie eine nichtmagnetische Bodenplatte (12) zur Führung bzw. zur Auflage des Läufers (1) entlang der Beschleu­ nigungsstrecke (2) aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Läufer (1) seitlich sowie an der Unter­ seite Rollen (13) zur Führung bzw. zur Auflage aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (13) aus Kunststoff ausgebildet sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennwände (8, 10) und/oder die Seiten­ wände (11) und/oder die Bodenplatte (12) aus Holz und/oder aus Aluminium ausgebildet sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Magnete (3, 5) Permanentmagnete und/oder Elektromagnete sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Magnete (3, 5) eine Länge von etwa 24 mm, eine Breite von etwa 50 mm sowie eine Höhe von etwa 20 mm auf­ weisen.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die durch das Antreiben erzeugte kinetische Energie des Läufers (1) in elektrische Energie umwandelbar und/oder direkt zum Antreiben eines bewegbaren Objekts nutzbar ist.