DE9410224U1

DE9410224U1 - engine

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Publication number: DE9410224U1
Application number: DE9410224U
Authority: DE
Original assignee: HEGELUX GmbH
Current assignee: HEGELUX GmbH
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2004-06-25

Description

Hegern* - &igr; - Patentanwälte Hegern* - &igr; - Patent Attorneys

Dr. Loesenbeck (1980)Dr. Loesenbeck (1980)

Dipl.-lng. Stracke Oipl.-lng. LoesenbeckDipl.-lng. Stracke Oipl.-lng. Loesenbeck

Jöltenbecker Str. 164 · 33613 Bielefeld Postfach 10183&iacgr;&idigr;· 33518 BielefeldJöltenbecker Str. 164 · 33613 Bielefeld P.O. Box 10183· 33518 Bielefeld

20/1220/12

Hegelux GmbHHegelux GmbH

95, Route de Longwy [ 95, Route de Longwy [

L-8080 LuxemburgL-8080 Luxembourg

Beschreibung Description

Motorengine

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. The present invention relates to an engine according to the preamble of claim 1 .

Derartige Motoren sind in vielen Ausführungsformen, insbesondere als Elektromotoren, bekannt.
20 Such motors are known in many designs, especially as electric motors.
20

Allen gemeinsam ist, daß Energie in Form von elektrischem Strom zugeführt werden muß, was eine Reihe von Nachteilen mit sich bringt.What they all have in common is that energy must be supplied in the form of electricity, which brings with it a number of disadvantages.

So ist der Motor an eine externe Stromquelle gebunden, die entweder installiert ist oder in Form von Batterien oder aufladbaren Akkumulatoren mitgeführt werden muß.The motor is therefore connected to an external power source, which is either installed or must be carried in the form of batteries or rechargeable accumulators.

Bei letzteren ist ein in relativ kurzen Zeitabständen notwendiges Auswechseln oder Aufladen erforderlich, was üblicherweise zu Betriebsunterbrechungen führt und überdies noch erhebliche Kosten verursacht.The latter require replacement or recharging at relatively short intervals, which usually leads to interruptions in operation and also causes considerable costs.

Da auch eingesetzte Batterien oder Akkumulatoren als externe Energiequelle anzusehen sind, deren gespeicherte Energie nur mittelbar wirksam wird, beeinträchtigen die dabei sich ergebenden Energieverluste in erheblichem Umfang den Wirkungsgrad des Motors. '^&Iacgr;&Ggr; Since batteries or accumulators are also to be regarded as external energy sources whose stored energy is only indirectly effective, the resulting energy losses have a significant impact on the efficiency of the engine. '^&Iacgr;&Ggr;

• ··

Hegelux - 2 - Hegelux - 2 -

Im übrigen ist es bislang nicht möglich, die bekannten Motoren, insbesondere solche, die netzunabhängig betrieben werden, einschließlich'ihrerFurthermore, it is not yet possible to test the known motors, especially those that are operated independently of the mains, including their zugehörigen Energiespeicher so kompakt zu bauen, daß sie eine sinnvolle wirtschaftliche Alternative zu Motoren bilden, die mit fossilen Energien betrieben werden.to build the associated energy storage systems so compactly that they represent a sensible, economical alternative to engines that run on fossil fuels.

Aus den genannten Gründen kommen daher die bekannten gattungsgemäßen Motoren nur in sehr eingeschränktem Umfang zu Einsatz.For the reasons mentioned above, the known generic engines are only used to a very limited extent.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Motor der gattungsgemäßen Art so zu gestalten, daß er unabhängig von externen Energiequellen wird, bei gleichzeitiger Verbesserung des Wirkungsgrades. 15 The present invention is therefore based on the object of designing a motor of the generic type in such a way that it becomes independent of external energy sources, while at the same time improving the efficiency. 15

Diese Aufgabe wird durch einen Motor gelöst, der die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.This object is achieved by an engine having the features of claim 1.

Hierbei dienen sowohl der Motor als auch die Statoren unmittelbar alsBoth the motor and the stators serve directly as Energiespeicher, deren Energieabgabe durch wechselweises Öffnen undEnergy storage devices whose energy release is controlled by alternating opening and Schließen der Verschlüsse geregelt wird, von denen jeweils einer einemClosing of the shutters, each of which is assigned to a

Stator zugeordnet ist. &Lgr; Stator is assigned. &Lgr;

Wesentlich dabei ist, daß in Schließstellung der Verschlüsse keine Magnetkräfte der verschlossenen Statoren auf den Rotor einwirken können.It is important that when the closures are in the closed position, no magnetic forces from the closed stators can act on the rotor. Es werden demnach nur die Magnetkräfte des Stators wirksam, dessen Verschluß gerade geöffnet ist. \Therefore, only the magnetic forces of the stator whose shutter is currently open are effective. \

Durch eine geeignete Steuerung können die einzelnen Verschlüsse abhängigBy means of a suitable control, the individual closures can be voneinander in sehr kurzen Zeitabständen nacheinander geöffnet und geschlossen werden, so daß sich- der Rotor, der auf einer Antriebswelle festgesetzt ist, dreht.are opened and closed one after the other at very short intervals of time, so that the rotor, which is fixed to a drive shaft, rotates.

Die bei einem Langsamlauf des Rotors, d.h. bei verzögertem Schließen desThe torque generated by slow running of the rotor, i.e. delayed closing of the einen Verschlusses und Öffnen des benachbarten Verschlusses, sich ergebende ruckartige Bewegung kann durch eine Erhöhung des Betätigungstaktesa shutter and opening the adjacent shutter, resulting jerky movement can be compensated by increasing the actuation rate

Hegelux - 3 -Hegelux - 3 -

der Verschlüsse so weit ausgeglichen werden, daß sich eine im wesentlichen gleichförmige Drehbewegung ergibt.
' "■ ; the closures are balanced to such an extent that an essentially uniform rotational movement results.
'"■;

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß jeder Permanentmagnet des Stators ebenso wie der Permanentmagnet 'des Rotors mittels einer Hülse so weit umschlossen werden, daß an ihren Außenseiten keine Magnetkräfte mehr wirksam werden. Ausgenommen hiervon istAccording to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that each permanent magnet of the stator as well as the permanent magnet of the rotor are enclosed by a sleeve to such an extent that no magnetic forces are effective on their outer sides. Exceptions to this are die dem Rotor zugewandte Seite, üblicherweise die Stirnseite des als Stabmagnet ausgebildeten Permanentmagneten, die durch den beweglichenthe side facing the rotor, usually the front side of the permanent magnet designed as a bar magnet, which is formed by the movable Verschluß verschließbar ist.Closure can be closed.

\ v-\ v-

Überraschend hat sich gezeigt, daß durch die in diesem Sinne vorgenommeneSurprisingly, it has been shown that the measures taken in this sense Abkapselung eine Erhöhung der Magnetkräfte erreicht wird, die im Bereich des geöffneten Verschlusses wirksam werden.Encapsulation results in an increase in the magnetic forces that are effective in the area of the opened closure.

Eine Leistungsvariierung des Motors ist dadurch möglich, daß nach einem weiteren Gedanken der Erfindung der Verschluß in Form einer stufenlos verstellbaren Blende ausgebildet ist, so daß die auf den Rotor einwirkenden bzw. gemeinsam mit dessen Permanentmagneten wirksam werdenden Magnet kräfte entsprechend der Öffnung der Blende steuerbar sind. ' A variation in the performance of the motor is possible in that, according to a further idea of the invention, the shutter is designed in the form of a continuously adjustable diaphragm, so that the magnetic forces acting on the rotor or acting together with its permanent magnets can be controlled according to the opening of the diaphragm. '

Wie erwähnt ist, eine Drehzahlregelung des Rotos bzw. der angeschlossenen .25 Antriebswelle durch eine Steuerung der Verschlußzeiten der Verschlüsse möglich. -i— As mentioned, it is possible to control the speed of the rotor or the connected .25 drive shaft by controlling the shutter speed of the shutters. -i—

Denkbar ist aber auch, eine Drehzahlregelung über ein angeschlossenes, entsprechend ausgebildetes Getriebe zu erreichen. ! It is also conceivable to achieve speed control via a connected, appropriately designed gearbox.

Neben einer wesentlichen Erhöhung des Wirkungsgrades durch die Anordnung des durch die Permanentmagneten gebildeten Energiespeichers unmittelbar in der Antriebseinzeit selbst, zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß der so ausgestaltete Motor nahezu verlustfrei arbeitet, d.h. daß jeweils nur soviel Energie durch die Permanentmagneten wirksam wird, wieIn addition to a significant increase in efficiency through the arrangement of the energy storage device formed by the permanent magnets directly in the drive itself, the invention is characterized by the fact that the motor designed in this way operates almost loss-free, i.e. that only as much energy is released by the permanent magnets as

tatsächlich benötigt wird. ! is actually needed. !

Hegelux - 4 -Hegelux - 4 -

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend der beigefügten Zeichnung beschrieben.An embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying drawing.

Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Motor.Fig. 1 shows a schematic cross section through an engine according to the invention.

Ein in der einzigen Figur schematisch dargestellter Motor besteht aus einem zentrisch gelagerten Rotor sowie in gleichem Winkel zueinander stehenden und in gleichem Abstand zur Drehachse des Rotors 5 fest angeordneten Statoren 1.A motor shown schematically in the single figure consists of a centrally mounted rotor and stators 1 that are arranged at the same angle to each other and at the same distance from the axis of rotation of the rotor 5.

Der Rotor 5 weist ebenso einen Permanenmagneten 6 auf, wie jeder Stator 1, deren Permanentmagneten mit dem Bezugszeichen 2 versehen sind,,' The rotor 5 also has a permanent magnet 6, as does each stator 1, whose permanent magnets are provided with the reference numeral 2,,'

Der Permenantmagnet 6 des Rotors 5, der mit einer nicht dargestellten Antriebswelle, die an ein Getriebe angeschlossen sein kann, verbunden ist, ist als Stabmagnet ausgebildet und durch eine Hülse 7, bis auf eine den Statoren 1 zugewandte Stirnseite, allseitig umschlossen. Dabei ist die Hülse 7 so ausgebildet bzw. aus einem entsprechenden Material hergeThe permanent magnet 6 of the rotor 5, which is connected to a drive shaft (not shown) that can be connected to a gear, is designed as a bar magnet and is enclosed on all sides by a sleeve 7, except for a front side facing the stators 1. The sleeve 7 is designed or made of a corresponding material stellt, daß an ihren Außenseiten keine Magnetkräfte des Permanentmagneten 6 wirksam werden.ensures that no magnetic forces of the permanent magnet 6 are effective on their outer sides.

In diesem Sinn sind auch die Permanentmagneten 2 der Statoren umhüllt, wobei die umschließende Hülse 3, die gleichfalls als Stabmagneten 'ausgebildeten Permanentmagneten 2 auf ihrer dem Rotor zugewandten Stirnseite nicht abdeckt.In this sense, the permanent magnets 2 of the stators are also enclosed, whereby the enclosing sleeve 3 does not cover the permanent magnets 2, which are also designed as bar magnets, on their front side facing the rotor.

In diesem, dem Rotor 5 zugewandten Stirnseitenbereich, weist jeder Stator 1 eine Einrichtung auf, die mit einem Verschluß 4, beispielsweise einer Blende versehen ist,, j In this front side area facing the rotor 5, each stator 1 has a device which is provided with a closure 4, for example a diaphragm, j

Durch eine Steuerung kann der Verschluß 4 geöffnet bzw. so geschlossen werden, daß nach außen hin keine Magnetkräfte des Permanentmagneten 2The shutter 4 can be opened or closed by a control system so that no magnetic forces of the permanent magnet 2 are exerted on the outside.

Hegelux - 5 - Hegelux - 5 -

in Richtung des Rotors 5 wirksam werden. Die materielle Beschaffenheitin the direction of the rotor 5. The material properties

des Verschlusses 4 ist hierzu vergleichbar der der Hülse 3 gehalten. 7 The closure 4 is held in a similar manner to that of the sleeve 3. 7

Um die magnetischen Kräfte der Permanentmagneten 2,6 wirksam werden zu lassen, sind diese gegenpolig ausgerichtet, d.h., daß die Permanentmagneten 2 der Statoren 1 in ihrem dem Rotor 5 zugewandten Endbereich einen anderen Pol aufweisen als der den Statoren zugewandte freie Endbereich ■^ des Permanentmagneten 6 des Rotors 5. In order to allow the magnetic forces of the permanent magnets 2,6 to become effective, they are aligned with opposite poles, ie the permanent magnets 2 of the stators 1 have a different pole in their end region facing the rotor 5 than the free end region ■^ of the permanent magnet 6 of the rotor 5 facing the stators.

Hierdurch wird eine Ausrichtung des Rotors 5 bei geöffnetem Verschluß 4 in Richtung des entsprechenden Stators erreicht, die zu einer Drehung der angeschlossenen Antriebswelle führt. Diese Stellung ist in der Figur gestrichelt dargestellt. This results in the rotor 5 being aligned in the direction of the corresponding stator when the shutter 4 is open , which leads to a rotation of the connected drive shaft. This position is shown in dashed lines in the figure.

Bei einem gleichzeitigen Schließen des Verschlußes 4 des bis dahin offenen Stators 1 und Öffnen des benachbarten Stators 1 wird der Rotor 5 von dem dann wirksamen Permanentmagneten 2 des offenen Stators weiterbewegt. 20 When the closure 4 of the previously open stator 1 is closed at the same time as the adjacent stator 1 is opened, the rotor 5 is moved further by the permanent magnet 2 of the open stator, which is then active. 20

Durch Schließen und Öffnen- der nacheinander angeordneten Statoren 1 erfolgt eine taktweise Weiterbewegung des Rotors 5,, die bei entsprechender Öffnungs- bzw. Schließfrequenz der Verschlüsse 4 in eine nahezu konti nuierliche Drehbewegung des Rotors 5 übergeht. ·.,...:...... By closing and opening the stators 1 arranged one after the other, the rotor 5 continues to move in cycles, which, with the corresponding opening and closing frequency of the closures 4 , changes into an almost continuous rotary movement of the rotor 5. ·.,...:......

Zum Starten des Antriebs ist lediglich das Öffnen des Verschlußes A des Stators erforderlich, der der Endstellung des Rotors 5 benachbart ist, wobei dieses Öffnen durch Fremderregung erfolgen muß. Nach dem Starten kann die zur Steuerung der Verschlüsse 4 notwendige Energie der sich aus der Drehbewegung des Rotors ergebenden Energie entnommen werden. , To start the drive, it is only necessary to open the shutter A of the stator, which is adjacent to the end position of the rotor 5, and this opening must be carried out by external excitation. After starting, the energy required to control the shutters 4 can be taken from the energy resulting from the rotation of the rotor. ,

Die Anzahl der der Statoren ist grundsätzlich frei wählbar und abhängig von den räumlichen Gegebenheiten, den Abmessungen der Permanentmagneten sowie der gewünschten zu erzeugenden Leistung. \The number of stators can be freely selected and depends on the spatial conditions, the dimensions of the permanent magnets and the desired power to be generated. \

!!

Hegelux - 6 -Hegelux - 6 -

1 Stator1 Stator

2 Permanentmagnet2 Permanent magnet 3 Hülse3 Sleeve

4 Verschluß4 Closure

5 Rotor5 Rotor

6 Permanentmagnet6 Permanent magnet

7 Hülse 15 7 Sleeve 15

Claims

Hegelux - 7 - Protection claims.l_ , j

1. Motor, bestehend aus einem Rotor und mit gleichem Abstand dazu angeordneten, in gleichem Winkel zueinanderstehenden, als Permanentegnete ausgebildeten Statoren, dadurch gekennzeichnet,1. Motor, consisting of a rotor and stators arranged at the same distance from it, at the same angle to each other, designed as permanent magnets, characterized in that daß der Rotor (5) gleichfalls aus einem Permanentmagneten (6) beisteht, der mit Ausnahme einer einem Stator (1) zugewandten Seite so durch eine Hülse (7) o.dgl. umschlossen ist, daß in deren außenseitigen Bereichen W keine Magnetkräfte wirksam sind, und daß jeder Stator (1), der gegenüber der freien Seite des Rotors (5) gegenpolig ist, im Bereich seiner demthat the rotor (5) also consists of a permanent magnet (6) which, with the exception of a side facing a stator (1), is enclosed by a sleeve (7) or the like in such a way that no magnetic forces are effective in the outer areas W thereof, and that each stator (1) which has the opposite pole to the free side of the rotor (5) is in the area of its Rotor (5) zugewandten Seite mittels eines beweglichen Verschlusses (4) so abschirmbar und im übrigen so abgeschirmt ist, daß zum Rotor (5) hin keine Magnetkräfte wirksam werden, wobei die Verschlüsse (4) benachbarter Statoren (1) fortschreitend nacheinander zu Öffnen und zu schließen sind.The side facing the rotor (5) can be shielded by means of a movable closure (4) and is otherwise shielded in such a way that no magnetic forces are effective towards the rotor (5), wherein the closures (4) of adjacent stators (1) can be opened and closed progressively one after the other.

2. Motor according to claim 1 _:1 , characterized in that the permanent magnets (2,6) are designed as bar magnets.

3. Motor nach Anspruch 1 ,· dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagneten (2) der Statoren (1) durch eine zum Verschluß (4) hin offene Hülse3. Motor according to claim 1, characterized in that the permanent magnets (2) of the stators (1) are connected by a sleeve open towards the closure (4)

_ 25 (3) are sheathed in such a way that no magnetic forces are effective on their outer sides. ■ , '

4. Motor according to claim 1, characterized in that each closure (4) is designed as a diaphragm whose opening size is adjustable.

5. Motor according to claim 1, characterized in that the closures (4) of adjacent stators (1) can be controlled independently of one another.