EP2289154A2 - Vermeintliches perpetuum mobile mit einer anordnung aus permanentmagneten - Google Patents

Vermeintliches perpetuum mobile mit einer anordnung aus permanentmagneten

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Publication number
EP2289154A2
EP2289154A2 EP09753555A EP09753555A EP2289154A2 EP 2289154 A2 EP2289154 A2 EP 2289154A2 EP 09753555 A EP09753555 A EP 09753555A EP 09753555 A EP09753555 A EP 09753555A EP 2289154 A2 EP2289154 A2 EP 2289154A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnets
component
static
pole
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09753555A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Rinderle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lechtenberg Gheorghe-Puiu
Ringer Ursula
Original Assignee
Lechtenberg Gheorghe-Puiu
Ringer Ursula
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lechtenberg Gheorghe-Puiu, Ringer Ursula filed Critical Lechtenberg Gheorghe-Puiu
Priority to EP09753555A priority Critical patent/EP2289154A2/de
Publication of EP2289154A2 publication Critical patent/EP2289154A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K53/00—Alleged dynamo-electric perpetua mobilia

Definitions

  • the invention relates to an arrangement of permanent magnets for in particular based on magnetic Anziehungs- and Abs conductingungskräflen relative movement of a first and a second component to each other.
  • the invention has for its object to offer a particularly simple design drive assembly and a particularly simple method for generating a relative movement.
  • the so-called permanent magnet motors are, in particular, devices that can perform mechanical work by converting the energy present in the permanent magnets. This is done in particular by rotating the Polumledge- magnets, which are also called Umpolmagnete hereinafter, by 180 degrees relative to the static magnets. This preferably takes place in a largely "neutral zone" of the magnetic field forming between them. The forces of attraction and repulsion occurring due to the magnetic field thus cause a relative movement between the pole reversal magnets and the static magnets.
  • the pole reversal magnets opposite static magnets are assigned, the magnets are preferably cylindrical in shape and are polarized in the longitudinal direction. As a result, the magnets on the cylindrical surface of the shell are polarized half NORTH and half SOUTH.
  • the magnets can be variably chosen according to the use both in diameter and in height.
  • the rotation of these magnets is carried out stepwise continuously optionally by various types of control.
  • the pole reverse magnets can be positioned on the housing and optionally also on the rotor or slide.
  • the static magnets are positioned opposite the pole reversal magnets.
  • the components forming a motor unit are generally identical in construction and can be correspondingly extended to the desired power. All components used for engine extension are clocked by gears or racks.
  • the Poi grill magnets can be stored both on the static part of the engine, but also be positioned and stored on the rotors or spouts.
  • At least two magnets with NORD-SÜD polarization attract each other and repel each other by pole changes in the largely neutral zone.
  • the magnets used are polarized in the longitudinal direction north-south and in round design.
  • the effective direction of the magnets is either the lateral surface on the circumference or the circular surface of the PolumLitemagnete, which are aligned with the lateral surfaces on the periphery of the static magnets.
  • the pole changes required for operation can be carried out by means of servomotors.
  • the power requirement can - at least partially - generated during operation by a generator which can be connected to a starter and backup battery.
  • the arrangement can be embodied, for example, as RPMM (rotor permanent magnet motor) with static magnets on the rotor, pole-changing magnets on the outer sleeve ⁇ i and the control of pole changes by stepper motors.
  • RPMM rotor permanent magnet motor
  • the movement resulting from the repulsion and attraction of the magnets is converted into a rotational movement, ie a rotational relative movement.
  • An increase in performance of the RPMM can be achieved by
  • the arrangement can also be designed as an LPMM (linear permanent magnet motor) with static magnets on the outer jacket, pole-changing magnets on the slide or rotor.
  • LPMM linear permanent magnet motor
  • the control of the pole change takes place by means of rotary clock transmission.
  • LPMM linear permanent magnet motor
  • the design as LPMM arises by repulsion and attraction of the magnets a linear or translational relative movement.
  • the arrangement can be mounted as LPMM with static magnets in the package of, for example, each 5 magnets on the carrier and the pole changing magnets mounted on the carriage.
  • static magnets in the package of, for example, each 5 magnets on the carrier and the pole changing magnets mounted on the carriage.
  • Poi Touch magnets on the rotor with 2 magnets may be present, the circular surfaces facing the static magnet.
  • the control of the pole changes can be done by a rack, controlled by a screw jack, connected to stepper motor or step-reverse gearbox.
  • the arrangement may also be in the form of an LPMM with static magnets mounted on the carrier in packages of, for example, 5 magnets each, or as RPMM with pole changing magnets on the slide or rotor in the center of 4 static magnetic packages.
  • the arrangement can be designed as RPMMG (rotor permanent magnet motor generator), wherein the 5'er-pack magnets can be formed with copper winding as a coil. In this case, current is generated in the coils by the rotation of the pole reversal magnets.
  • RPMMG rotor permanent magnet motor generator
  • the control of the permanent magnet motors can be done by a step or the servo motor. It is also possible to control the motors by means of a rotary-clock transmission or a stepper or servo motor with a screw jack. Control with stepper motor with lift gear can be done by electronic sequencing mapping of stepper motors associated with the permanent magnet motor of each station. Alternatively, servo-motors with lifting gear can be controlled by inductive sensors for switching the servo motors on and off depending on rotor movement (RPMM) or carriage movement (LPMM). In particular, the stepper or servo motors can rotate 45 degrees with each step. This rotation can then be increased by the gear ratios of the motors to the gears of eccentric rolls in the ratio 1: 2 to 90 degrees rotation.
  • RPMM rotor movement
  • LPMM carriage movement
  • a control of the permanent magnet motor is possible by a step-reverse gearbox with screw jack.
  • FIG. 1 shows a cross section of a rotor permanent magnet motor (RPMM short) with two rotor disks as a support of the static magnets.
  • Fig. 2 is a plan view taken along section AB of the RPMM of Fig. 1;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the RPMM of FIG. 1 with another controller;
  • FIG. 4 shows an enlarged partial section of FIG. 3 with assignment of the magnetic polarity
  • Fig. 5 is a plan view taken along section C-D of the RPMM of Fig. 3;
  • Fig. 6 is a plan view of the control disc with adjustable inductive sensors of Fig. 3;
  • Figure 7 is a plan view of a linear permanent magnet motor (LPMM short) with fixed magnets on the outer jacket and switched magnet on the carriage.
  • LPMM short linear permanent magnet motor
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the LPMM of FIG. 7; FIG.
  • FIG. 11 shows a partial drainage on an LPMM without slide, with three rotary clock drives and control bar;
  • Fig. 12 is a schematic representation of a switching point in an LPMM
  • FIG. 13 is a partial cut-away view of a double-acting RPMM on the rotor;
  • FIG. FIG. 14 shows a partial cross section of the RPMM from FIG. 13 with a rotary clock transmission;
  • FIG. 13 is a partial cut-away view of a double-acting RPMM on the rotor;
  • FIG. 14 shows a partial cross section of the RPMM from FIG. 13 with a rotary clock transmission;
  • FIG. 15 is an enlarged partial view of FIG. 14 showing the fine adjustment of the switching cams for controlling the rotary-clock transmission;
  • FIG. 17 is a partial section of a rotor-permanent-magnet motor-generator (RPMMG short) with formed as a coil static magnet.
  • RPMMG short rotor-permanent-magnet motor-generator
  • Fig. 18 two step-reverse gearbox with screw jack in partial section for controlling an LPMM
  • Fig. 19 is a shift diagram for the step-reverse transmission of Fig. 18;
  • Fig. 20 is a partial longitudinal section through an RPMM with two separate magnetic tracks and a first Druckeinheil;
  • FIG. 21 shows a partial longitudinal section through an RPMM with two separate magnetic tracks and a second switching unit
  • RPMM short rotor permanent magnet motor
  • FIG. 22 a partial cross section as a plan view of FIG. 22;
  • the static magnets are on the rotor and the pole change magnets are on the outer jacket.
  • the control of Poicic done by stepper motors.
  • Fig. 1 shows a cross section of an RPMM with two rotor disks as a carrier of the static magnets.
  • the Polwechsei necessary for the operation of the magnets mounted in the outer jacket are controlled by Winkeicoder and stepper motors.
  • the RPMM consists of a base plate (1), which receives in the center of the bearing (2) and the rotor axis (25). On the rotor axis (25) of the rotor (5 and 5a) and the rotor carrier (26) and the flywheel (22) is mounted. The rotor (5) with rotor carrier (26) and rotor (5a) and the gear (21) are supported by bearing (3) and freewheel (4) on the rotor axis (25). Connected to the base plate (1) is the centering ring (20). Centered in this bearing ring (8) is arranged. The bearing rings (7, 8 and 9) are each centered by the underlying bearing rings.
  • the bearing ring (9) is closed at the top by the spacer ring (10) and the closing ring (1 1) and its three-point bearing with the bearing bush (23).
  • the propositionrinq (1 1) with three-point mounting of the bearing bush (23) takes on the rotor axis (25).
  • the rotor axis (25) carries as a power take-off gear (24).
  • the rotors (5 and 5a) are provided on the outer diameter on the top and bottom with the magnets (19), each with 8 pieces. These magnets are arranged at 45 degrees on the circumference.
  • the bearing rings (6, 7, 8, 9) are each with six bearings with 80 degrees division on the circumference arranged. These are provided for receiving the magnets (18) with grooves (27) and gears (17).
  • the gear (21) is engaged with the gear (12) of the Welie (13) of the flexible coupling (14) for driving the angle encoder (15) with bearing housing (28).
  • the angle encoder (15) controls the six stepper motors (16) in pairs opposite each other.
  • the shafts of the stepper motors (16) are flexible
  • Couplings (29) coupled to the shafts (27) of the bearing ring (9).
  • the gears (17) of the bearing ring (9) are engaged with the underlying gears (17) of the bearing rings (8. 7. 6).
  • Mounted on the rotor axis (25) is the flywheel mass (22) with rotor (5) and rotor receptacle for rotor (5a) and toothed wheel (21).
  • Fig. 2 shows a plan view along the section A-B of Fig. 1.
  • the rotor axis (25) mounted in the three-point bearing bush (23) and the end ring (1 1).
  • the flywheel (22) of the rotor carrier (26) with rotor (5a).
  • Attached to the three-point bearing (1 1) is the bearing housing (28) for receiving the Welie (13).
  • the static magnets (19) on the top and bottom are mounted opposite one another.
  • the arrangement consists of two rotors (5 and 5a) with fixed permanent magnets (19), on the circumference on the top and bottom opposite, with the same pitch 45 degrees.
  • the static Rotor magnets (19) are arranged alternately NORD-SÜD, SÜD-NORD on the circumference.
  • the clocked magnets (18) are on the circumference of the bearing rings (8-9) on the same horizontal plane of the rotor magnets (19) opposite, but mounted with 60 degrees division. These magnets (18) are rotatable in the bearing ring, superimposed and connected by gears (17), so that the pole change of these magnets by rotating the shafts (27) is achieved by 180 degrees. These magnets (18) have cylindrical shape, with the N-S polarization in the longitudinal direction.
  • Fig. 3 shows a cross section of the RPMM of FIG. 1 with a comparison with FIG. 1 other control.
  • the control is done here by inductive sensors.
  • the gear (21), in engagement with gear (12), set the shafts (13a) in rotation.
  • the shaft (13a) is mounted in the bearing housing (28a), by means of bearings (33) and remindiaufsperre (32).
  • FIG. 4 shows an enlarged partial section of Fig. 3 with assignment of the magnetic polarity. From this drawing, the arrangement of the Polumledge- magnets (18) and the static magnets (19) can be seen.
  • the magnets (18 and 19) are located opposite each other at the switching point, before the pole change of the magnets (18).
  • the polarity of the magnets (18 and 19) is indicated by the respective inscription:
  • the designation "N” corresponds to the magnetic north pole and the designation "S” to the magnetic south pole.
  • Fig. 5 shows a plan view along the section CD of the RPMM of Fig. 3.
  • Fig. 5 corresponds to parts of Fig. 2, but with a shaft (13a), a switching cam (15a) and a bearing housing for the indexing disk (28a ).
  • Fig. 6 shows a plan view of the control disk with adjustable inductive sensors of Fig. 3.
  • the Schaitnocken (15a) are arranged on the switching disk (38).
  • the adjusting arm (31) with three inductive sensors (30), and joint (37), Versteüspindei (34) and ball joint (35).
  • Bearing in the ball joint (35) is the adjusting nut (36).
  • Attached to the bearing housing (28a) is the arm (39), which is a fixed point for receiving the ball joint (35).
  • the pole reversal magnets (18) are controlled by stepper motors or servo motors. This control works as follows:
  • the pole reversal magnets (18) are first aligned relative to the static rotor magnets (19) according to their polarization. After switching on the control and releasing the fixing pin (101), the inductive sensors (30) take over the timing of the stepping motors (16) in pairs opposite one another. The rotor (5 and 5a) rotates because the 1 * 3
  • Pole reversal magnets (18) and the permanent magnets (19) alternately undergo a tightening and repulsion cycle.
  • a neutral zone is the zone in which the pole reversal magnets (18) and the static magnets (19) are positioned facing north-south or south-north.
  • the command of the control to poiwechse! the pole reversal magnets (18), takes place shortly before reaching the neutral zone.
  • the 180 degree rotation of the pole reverse magnets (18) is halfway when the neutral zone is reached, i. to 90 degrees, takes place.
  • the rotor (5 and 5a) is rotated.
  • This rotational movement in turn can be used on the principle of a dynamo for generating electrical power.
  • the gear (24) allows the drive of such a dynamo for power generation.
  • FIG. 4 shows a partial section of FIG. 3.
  • four magnet pairs (18 and 19) meet at the switching point and four magnet pairs (18 and 19) on the opposite side of the rotor (not shown in FIG ).
  • Rotor rotation requires three Schait pulses. These meet in the direction of rotation consecutively to two opposing motors
  • the pole change of the magnets (18) upon reaching the neutral zone is the prerequisite for the rotation of the rotor.
  • Figure 7 shows a partial plan view of an LPMM with fixed magnets on the outer jacket and switched magnets on the carriage.
  • the magnetic influence of the static magnets (19) and the pole reversal magnets (18) leads to a linear movement along the Pfeicardi shown in Fig. 7.
  • a translational reiaiivterrorism the carriage plate (63) is generated to the base plate (71).
  • Fig. 7 shows guide (40), magnetic shaft angle bracket (64), magnet holder (66), magnetic angle rail (67), a station (68), magnetic carrier (69) for the static magnets, and a cantilever (70) ) of the magnetic carrier for the static magnets.
  • Fig. 8 shows a cross section of the LPMM of Fig. 7.
  • the two planes of static magnets (19) and pole reversal magnets (18) face each other with opposite magnetic polarization.
  • Fig. 9 shows two storage columns with gear drive for the magnets of Fiq. 7 with a connecting part (72), slots for magnet holder (73), Synchronous gear (74), intermediate gear (75), Winke! for traverse (76) and a traverse (77).
  • Fig. 10 shows two rotary clock drives on two levels in a Thomasdarsteüung. Such a rotary-clock transmission may serve to control an RPMM or LPMM.
  • two units of the rotary-clock transmission are shown.
  • One unit consists of two shafts (43) and (54).
  • Stored on width I (43) is the timing wheel I (47) and the timing wheel Il (46).
  • Each clock wheel has four spokes offset by 90 degrees. They are mounted on a gap (45 degrees), so that in the view of a clock wheel with eight spokes, each 45 degrees is visible.
  • the two wheels are staggered in depth, so that their operation two separate tracks with stop cam (57, shown in Fig. 1 1) are necessary.
  • Each track is associated with a switching state of the pole reversal magnets (18).
  • the position of the pole reversal magnets NORD and SOUTH are each assigned to a path. A faulty circuit is therefore not possible.
  • Fig. 10 shows a ball bearing (42), a skirt (45), a camp! (49) for the rotary clock drive, a bearing with backstop (50), a shaft II! (51) and a gear IV (52).
  • Fig. 1 1 shows a partial plan view of a LPFVIlVI without dumping with three rotary clock transmissions and Steuerleisie. It is a bracket (55) for angle bracket, a control bar (56), a pressure plate (58), a Einstell- contactor (59), screws (60) forstructureneinslellung, a guide strip (61) and a thread (62) for the Attachment to the chute plate (63) shown.
  • Fig. 12 shows a schematic of a switching point in an LPMM with reverse pole magnets (18) and static magnets (19) and positions (201), (202), (301) and (302).
  • the end face is arranged opposite the static magnet (19), the center of the magnet surface (302) being congruent with the position (201) of the static magnets.
  • This system is two separate movements. First, the linear movement of the carriage with the rotary magnets (18) and secondly the rotational movement of these magnets (18) by 180 degrees.
  • a forward displacement of the switching point is necessary so that the rotational movement of the rotary magnet (18) upon reaching the position (201) has performed a rotation of 90 degrees.
  • the switching point can be adjusted or optimized during operation.
  • FIG. 13 shows a partial section of a plan view of a double-acting RPMIVI on the rotor.
  • the polarity of the magnets can be seen in FIG. Further, Fig. 13 shows an angle bracket (64) for magnetic waves, magnet holders (66), magnetic angle rail (67) and a magnetic carrier (69) for static magnets.
  • FIG. 14 shows a partial cross-section of the RPMM of FIG. 13 with a reofation clock gear, wherein a station (68), a carrier (81) for magnet holder, a bearing block (102) with ball, an intermediate bottom (103) for the arc segment of FIG. 1 1, a rack (104), a gear (105) and an adjusting shaft (106) are shown.
  • Fig. 15 shows an enlarged partial view of Fig. 14 showing the fine adjustment of the switching cam for controlling the rotary clock gear.
  • Fig. 16 shows a partial section of an RPMM with rotatably mounted by a shaft and gear in the housing pole-changing magnet with a tie rod (107), a spacer Il (108), a spacer I (109) and a ring (1 10) for sensors.
  • a tie rod 107
  • a spacer Il 108
  • a spacer I 109
  • a ring 1 10
  • Fig. 17 shows a partial section of an RPMMG with Spuie (127) formed static magnet (1 19). Shown is a dacasstei! (1 12), magnet holder (1 13), magnetic carrier (1 14) for static magnets, a cantilever (1 15) for static magnets, pole reversal magnets (1 18), static magnets (1 19) and a coil (127).
  • FIG. 18 shows two Schritf reverse gear with screw jack in partial section for controlling an LPMM or RPMM.
  • FIG. 19 shows a shift pattern for the step-reverse transmission of FIG. 18.
  • the gearbox has three shafts. On the shaft I is a gear with upstream switching ring with lever (99), which runs on a fixed stop cam (57), as shown in Fig. 1 1, runs. At this meeting, the switching ring is rotated by 45 degrees clockwise with lever (99). This rotation actuates the gear (97) on shaft I which is in engagement with gear (96) on shaft Il
  • the gear (96) on shaft Il rotates 45 degrees counterclockwise. Connected with this gear is behind the switching ring with lever (98) and is thereby brought to the next switching position (see Fig. 19).
  • Lever (99) and lever (98) have separate stop cams (57) on separate tracks. The tracks are assigned to the magnet positions NORD or SÜD respectively.
  • a third gear (95) transmits the rotational movement by 45 degrees on gear (89) with a ratio of 1: 2 on the eccentric shaft (88) of the eccentric (84).
  • the eccentric shaft (88) rotates the eccentric (84) 90 degrees after each shift step to the appropriate direction.
  • This eccentric shaft (88) transmits the movements to the lifting slide (83) with the associated rack (78) (shown in Fig. 17).
  • the Rack rotates the engaged pinions of the magnet shafts by 180 degrees.
  • Fig. 18 shows a slider guide (82), a guide roller (85), a guide pin (86), mounting holes (92) for the bearings I-IN, a step-turn gear bearing IH (94), and a shaft Il (100).
  • Fig. 20 shows a partial longitudinal section through an RPMM with two separate magnetic tracks and a first switching unit (switching unit 1).
  • 21 shows a partial longitudinal section through an RPMM with two separate magnetic tracks and a second switching unit (switching unit 2).
  • Fig. 20 and Fig. 21 the motor as an extension of a further magnetic holder (130) are assigned, so that the magnetic holder (130) are arranged in pairs on each magnetic path.
  • the rotation of the added magnetic hanger (130) takes over a pair of gears (154).
  • a bearing segment (143) is attached to the engine via a pillar (138).
  • the pole reversal magnets are stationary and the magnet packages rotate.
  • the permanent magnet motor RPMM is controlled by two control discs with shift cam and shift wheel.
  • the two control discs (131 and 132) have paired shift cams (142 and 147).
  • the upper control disc (131) with shift cams (142) is associated with the rotation of the magnetic holders (130) from south to north.
  • the lower control disc (142) with shift cams (147) is associated with the rotation of the magnetic holders (130) from north to south. This ensures that incorrect switching by incorrect pole assignment are not possible.
  • the direction of rotation of the rotor (5) is clockwise.
  • the shift wheel (144 and 146) forms a unit and is associated with the control discs (131 and 132).
  • the shift cams (142) shift the shift wheel (144), the shift cams (147) the shift wheel (146).
  • the shift wheel (144 and 146) is rotated by 45 degrees by one shift cam each.
  • the toothed wheel (148) connected to the shift wheel (144 and 146) transmits the rotation to the gear (149) in the ratio 1: 2.
  • Force fit on the same width is the Toothed Belt Wheel (145), which makes the 90 degree turn in the indexing unit 1 as shown in Figure 20 on the Toothed Belt Wheel (140) and in the indexing unit 2 as in FIG 21 transmits to the toothed belt wheel (141) in a ratio of 1: 2.
  • the magnet holder (130) rotates 180 degrees with the gears (154) meshing with each other.
  • the magnetic holder (135) are made with the base plate for magnetic holder as a unit and are in this prefabricated cutouts of
  • Rotor (5) inserted and screwed.
  • the magnetic holders (130) made of brass are provided with grooves for receiving the magnets (118), in the bearing plate (150), the magnet holder (130) as well as the grooves (152 and 153) are mounted.
  • the rotor (5) receives a larger flywheel.
  • the drive components for the magnet holders (130) are firmly mounted and can be easily reached for adjustment and inspection.
  • the assembly of the magnetic holder (130) is pre-assembled by bores in the base plate (71) and the rotor (5).
  • Fig. 22 shows a part longitudinal section of an RPMM with 5 rotors (5) as a carrier of the static magnets (19).
  • Pole reversal magnets (18) arranged in the outer stations (69) are arranged in pairs in the magnet holder (155).
  • the polarity is always N-N or S-S.
  • FIG. 23 shows an iron tongue (158) with holder (157) which is arranged in the station (69).
  • This iron tongue (158) neutralizes the repulsive forces of the opposite rotary magnets (18) with the same polarity.
  • Fig. 24 shows a cross-section through an outer station (69) with drive wheel (74) and shaft (73) which by rotating them 180 degrees, a Poiwechsei the magnets (18) perform.
  • the Poi Touch- magnets (18) are shown in the magnet holder (155).
  • the iron tongue (158) surrounds a winding of copper enameled wire (159) wound in the longitudinal direction of the iron tongue (158).
  • Fig. 25 shows a diagram of the states of the rotary magnets (18) in a cycle of encounter with the static rotor magnets (19).
  • the rotor magnets (19) b pass through the neutral zone of the pole reversal magnets (18). These have already completed 90 degrees of the intended 180 degree turn.
  • the rotation is in the range of 10 te! Seconds.
  • the rotor magnets (19) c with polarity S are attracted by the pole reversal magnets (18) with polarity N.
  • Fig. 26 shows the same sequence of movements as in Fiq. 25th
  • Figure 27 shows a station (68) connected to a magnetic carrier (89) for supporting the pole reversal magnets (18).
  • the individual segments of the magnet carrier (89) are centered and braced by two tie rods (160). It is possible to increase the RPMM to the required height and thus adapt it to the performance requirements.
  • Fig. 28 shows a cross section of an RPMM with 14 stations (69) and 26 rotor magnets (19) on the periphery.
  • two pole reversal magnet units (18) are arranged perpendicularly opposite, wherein in each case a rotor (5) with the magnets (19) is associated with a pole reversal unit (18).
  • the two Poiumledge- magnets (18) are opposite with the same polarity.
  • the existing repulsion forces of the pole reversal magnets (18) are neutralized by assigning an iron tongue (158) between the pole reversal magnets (18).
  • the rotation of the two Polumledge magnets (18) by 180 ° is provided in the encounter with a rotor (5) magnet (19) by a stepper motor.
  • the rotational force for the pole reversal magnets (18) expended in the second half of the 90 ° rotation is transmitted by the magnetic pairing (18, 19) with repulsive poise N-N or S-S for the greater part of the rotation of the rotor (5).
  • Base plate Support for rotor axle Storage for rotor Freewheel (backstop) Lower rotor a Upper roof Storage for Umpolmagnete Laqer ⁇ nq for Umpolmaqnete Storage ring for Umpolmagnete bearing ring for Umpolmagnete 0 Spacer ring 1 End ring with three-point support 2 Gear for control 3 Shaft for control 3a Shaft for control 4 Flex coupling 5 Angle encoder 5a Switching cam 6 Stepper motor 7 Gear wheel 8 Pole reversing magnet (pole reversing magnet) 9 Static magnet 0 Centering ring 1 Gear wheel 2 Flywheel 3 Bearing bush Gear for power take-off
  • Thread for attachment to the slide plate or the

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  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus Permanentmagneten zur insbesondere auf magnetischen Anziehungs- und Abstossungskräften beruhenden Relativbewegung eines ersten und eines zweiten Bauelementes zueinander, wobei die Permanentmagnete (18, 19, 118, 119) im Wesentlichen die Form eines geraden Kreiszylinders aufweisen und sich ein magnetischer Pol im Bereich der Deckfläche des Kreiszylinders und ein magnetischer Pol im Bereich der Grundfläche des Kreiszylinders befindet, wobei statische Magnete (19, 119) lagefest mit dem ersten Bauteil verbunden sind, wobei Polumkehrmagnete (18, 118) in dem zweiten Bauteil senkrecht zu ihrer Zylinderachse drehbar gelagert sind und mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Rotationslage und/oder Rotationsbewegung einzelner oder mehrerer Polumkehrmagnete (18, 118) senkrecht zu ihrer Zylinderachse.

Description

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BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus Permanentmagneten zur insbesondere auf magnetischen Anziehungs- und Absloßungskräflen beruhenden Relativbewegung eines ersten und eines zweiten Bauelementes zueinander.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfach aufgebaute Antriebsanordnung und ein besonders einfaches Verfahren zur Erzeugung einer Relativbewegung anzubieten.
Diese Aufgabe wird für die Antriebsanordnung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und für das Verfahren durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen für die Anordnung werden durch die Unteransprüche 2 - 10 realisiert.
Bei den sogenannten Permanent-Magnet-Motoren handelt es sich insbesondere um Vorrichtungen, die mechanische Arbeit verrichten können, indem sie die in den Permanentmagneten vorhandene Energie umwandeln. Dies erfolgt insbesondere durch Drehen der Polumkehr- Magnete, die im Weiteren auch Umpolmagnete genannt werden, um 180 Grad relativ zu den statischen Magneten. Bevorzugt erfolgt dies in einer weitgehend „neutralen Zone" des sich zwischen diesen ausbildenden Magnetfeldes. Die aufgrund des Magnetfeldes auftretenden Anziehungsund Abstoßungskräfte bewirken damit eine Relativbewegung zwischen den Polumkehr- und den statischen Magneten. Den Polumkehr-Magneten gegenüberliegend sind statischen Magnete zugeordnet, wobei die Magnete vorzugsweise zylindrische Form besitzen und in Längs-Richtung polarisiert sind. Daraus resultiert, dass die Magnete an der zylindrischen Mantel-Fläche zur Hälfte NORD und zur Hälfte SÜD polarisiert sind.
Die Magnete können sowohl im Durchmesser als auch in der Höhe variabel der Verwendung entsprechend gewählt werden.
Die Dreh- oder Längsbewegung eines Permanent-Magnet-Motors erfolgt durch Polumkehr der Poiumkehr-Magnete um 180 Grad beim Ereichen der neutralen Stellung NORD-SÜD oder SÜD-NORD mit den gegenüberliegenden statischen Magnete.
Durch diese Drehung der Polumkehr-Magnete wird eine Äbstosskraft und bei Annäherung zu nächsten Station (Permanent-Magnet) eine Anzugskraft erzeugt. Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend.
Die Drehung dieser Magnete erfolgt schrittweise fortlaufend wahlweise durch verschiedene Steuerungsarten.
Durch die gewählte Anordnung erfolgt das Drehen der Magnete in einen weitgehend neutralen Magnetfeld.
Die Polumkehr-Magnete können sowohl am Gehäuse und wahlweise auch auf dem Rotor oder Schlitten positioniert werden. Die statischen Magnete werden den Polumkehr-Magnete gegenüberliegend positioniert. Zum Antrieb der drehbar gelagerten Polumkehr-Magnete werden Zahnräder, Zahnriemen und/oder Zahnstangen verwendet.
Die eine Motoreinheit bildenden Bauteile sind im Allgemeinen baugleich und können der gewünschten Leistung entsprechend erweitert werden. AIIe zur Motor-Erweiterung verwendeten Bauteile werden durch Zahnräder oder Zahnstangen getaktet.
Die Poiwechsel-Magnete können sowohl am statischen Teil des Motors gelagert, aber auch auf den Rotoren oder Schütten positioniert und gelagert sein.
Beim Verfahren zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen ziehen sich mindestens zwei Magnete mit NORD-SÜD Polarisierung gegenseitig an und stoßen sich durch Polwechsel in der weitgehend neutralen Zone gegenseitig ab.
Die verwendeten Magnete sind in der Längsrichtung Nord-Süd polarisiert und in runder Ausführung. Die Wirkrichtung der Magnete ist entweder die Mantelfläche am Umfang oder die Kreisfläche der Polumkehrmagnete, die zu den Mantelflächen am Umfang der statischen Magnete ausgerichtet sind.
Die zum Betrieb notwendigen Polwechsel können mittels Servomotoren durchgeführt werden.
Bei diesem Verfahren werden die Poiwechse! durch elektrische Schrittmotoren, Rotationsgetriebe oder Schritt-Umkehr-Getriebe mit Hubgetriebe durchgeführt.
. Der Strombedarf kann - zumindest teilweise - während des Betriebes durch einen Generator erzeugt, welcher mit einer Starter- und Pufferbatterie verbunden sein kann.
Dadurch verfügt man über universell einsetzbare Permanent-Maqnet- Motore, die stationär oder mobil genutzt werden können. Die Anordnung kann beispielsweise als RPMM (Rotor-Permanentmagnet- Motor) mit statischen Magneten auf dem Rotor, Polwechsel-Magnete am Außenmantβi und der Steuerung der Polwechsel durch Schrittmotoren ausgeführt sein. Bei der Ausführung als RPMM wird die durch Abstoßung und Anziehung der Magnete entstehende Bewegung in eine Rotationsbewegung, d.h. in eine rotatorische Relativbewegung umgewandelt. Eine Leistungssteigerung des RPMM kann durch
Vergrößern des Rotordurchmessers oder durch Verwendung stärkerer Magnete erfolgen.
Auch kann die Anordnung als LPMM (Linear-Permanentmagnet-Motor) mit statischen Magneten am Außenmantel, Polwechsel-Magnete auf dem Schlitten oder Rotor ausgebildet sein. Vorteilhafterweise erfolgt die Steuerung der Polwechsel durch Rotation-Taktgetriebe. Bei der Ausführung als LPMM entsteht durch Abstoßung und Anziehung der Magnete eine lineare bzw. translatorische Relativbewegung.
Des Weiteren kann die Anordnung als LPMM mit statischen Magneten im Paket von beispielsweise je 5 Magnete am Träger montiert und die Polwechsel-Magnete auf dem Schlitten montiert sein. Auch können bei einem RPMM Poiwechsel-Magnete auf dem Rotor mit jeweils 2 Magneten vorhanden sein, wobei die Kreisflächen den statischen Magneten zugewandt sind.
Die Steuerung der Polwechsel kann durch eine Zahnstange, gesteuert durch ein Hubgetriebe, verbunden mit Schrittmotor oder Schritt-Umkehr- Getriebe erfolgen.
Auch kann die Anordnung als LPMM mit am Träger in Paketen zu beispielsweise je 5 Magneten montierten statischen Magneten oder als RPMM mit Polwechsel-Magneten auf dem Schlitten oder Rotor im Zentrum von je 4 statischen Magnet-Paketen ausgeführt sein.
Darüber hinaus kann die Anordnung als RPMMG (Rotor- Permanentmagnet-Motor-Generator) ausgeführt sein, wobei die 5'er-Pack Magnete mit Kupferwicklung als Spule ausgebildet sein können. Dabei wird durch die Rotation der Polumkehr-Magnete Strom in den Spulen erzeugt.
Die Steuerung der Permanent-Magnet-Motoren kann durch einen Schritt- öder Servo-Motor erfolgen. Auch ist es möglich die Motoren durch Rotation-Takt-Getriebe oder durch Schritt- oder Servo-Motor mit Hubgetriebe zu steuern. Die Steuerung mit Schritt-Motor mit Hub-Getriebe kann durch elektronische Schrittfolge-Zuordnung der im Permanent- Magnet-Motor jeder Station zugeordneten Schritt-Motoren erfolgen. Alternativ hierzu ist die Steuerung durch Servo-Motoren mit Hub-Getriebe durch induktive Sensoren für das Ein- und Ausschalten der Servo-Motoren in Abhängikeit der Rotorbewegung (RPMM) oder Schlittenbewegung (LPMM) möglich. Die Schritt- oder Servo-Motoren können insbesondere mit jedem Schritt 45 Grad drehen. Diese Drehung kann dann durch die Zahnrad-Übersetzungen der Motoren zu den Zahnrädern von Exzenter- Weilen im Verhältnis 1 :2 auf 90 Grad Drehung erhöht werden.
Auch ist eine Steuerung des Permanent-Magnet-Motor durch ein Schritt- Umkehr-Getriebe mit Hubgetriebe möglich.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren weiter erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt eines Rotor-Permanentmagnet-Motors (kurz RPMM) mit zwei Rotor-Scheiben ais Träger der statischen Magnete; Fig. 2 eine Draufsicht entlang des Schnittes A-B des RPMM aus Fig. 1 ;
Fig. 3 einen Querschnitt des RPMM aus Fig. 1 mit einer anderen Steuerung;
Fig. 4 einen vergrößerten Teiischnitt der Fig. 3 mit Zuordnung der Magnet- Polarität;
Fig. 5 eine Draufsicht entlang des Schnittes C-D des RPMM aus Fig. 3;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Steuerscheibe mit verstellbaren induktiven Sensoren aus Fig. 3;
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Linear-Permanent-Magnet-Motor (kurz LPMM) mit feststehenden Magneten am Außenmantel und geschalteten Magneten auf dem Schlitten;
Fig. 8 einen Querschnitt des LPMM aus Fig. 7;
Fig. 9 zwei Lagersäulen mit Zahnradantrieb für die Magnete aus Fig. 7;
Fig. 10 zwei Rotations-Taktantriebe auf zwei Ebenen in einer Schnittdarstellung;
Fig. 1 1 eine Teildraufsichi auf einen LPMM ohne Schlitten, mit drei Rotationstaktgetrieben und Steuerleiste;
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Schaltpunktes bei einem LPMM;
Fig. 13 einen Teilausschnitt einer Draufsicht auf einen RPMM mit zweifachem Wirkkreis auf dem Rotor; Fig. 14 einen Teilquerschnitt des RPMM aus Fig. 13 mit einem Rotationstaktgetriebe;
Fig. 15 eine vergrößerte Teildarsteüung aus Fig. 14 mit Darstellung der Feineinstellung der Schaltnocken zum Steuern des Rotationstaktgetriebes;
Fig. 16 einen Teilschniii eines RPMM mit durch eine Welle und Zahnrad im Gehäuse drehbar gelagerten polumschaltbaren Magneten;
Fig. 17 ein Teilausschnitt eines Rotor-Permanent-Magnet-Motor- Generators (kurz RPMMG) mit als Spule ausgebildeten statischen Magneten;
Fig. 18 zwei Schritt-Umkehr-Getriebe mit Hubgetriebe im Teilschnitt zur Steuerung eines LPMM;
Fig. 19 ein Schalt-Schema für das Schritt-Umkehr-Getriebe aus Fig. 18;
Fig. 20 einen Teillängsschnitt durch einen RPMM mit zwei getrennten Magnetbahnen und einer ersten Schalteinheil;
Fig. 21 einen Teillängsschnitt durch einen RPMM mit zwei getrennten Magnetbahnen und einer zweiten Schalteinheit;
Fig. 22
ein Teilauschnitt eines Rotor-Permanent-Magnet-Motor (kurz RPMM);
Fig 23
Eisen-Zunge mit Halter (157 + 158) zwischen den Polwechsel-Magneten
positioniert Fig. 22; Rg, 24
Anordnung wie in Fig. 22 Eisen-Zunge jedoch mit elektr. Wicklung aus Kupferlackdraht;
Fig. 24Ä
Detail Querschnitt der Fig. 24;
Fig. 25
Darstellung einer Taktfolge der Polumkehr-Magnete mit Eisen-Zunge und Rotor- Magnete;
Fig. 28
Bei dieser Fig. 26 gelten die gleichen Parameter wie Fig. 25 jedoch mit elektr. Wicklung aus Kupferlackdraht auf der Eisen-Zunge;
Fig. 27
ein Teil-Querschnitt als Draufsicht nach Fig. 22;
Fig. 28
der Querschnitt eines RPMM mit statischen Magnete auf dem Rotor und Polwechsel-Magnete an den Außen-Stationen (69) im Längs-Schnitt nach Fiα. 22.
Identische Bauteile wurden in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die magnetische Polarisation der Permanentmagnete ist durch „N" für den magnetischen Nordpol und „S" für den magnetischen Südpol gekennzeichnet.
Bei den in Fig. 1 bis Fig. 6 dargestellten RPMfVI befinden sich die statischen Magnete auf dem Rotor und die Polwechsel-Maqnete am Außenmantel. Die Steuerung der Poiwechsel erfolgt durch Schrittmotoren.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines RPMM mit zwei Rotor-Scheiben als Träger der statischen Magnete. Die zum Betrieb notwendigen Polwechsei der im Außenmantel gelagerten Magnete werden durch Winkeicodierer und Schrittmotoren gesteuert.
Der RPMM besteht aus einer Grundplatte (1 ), weiche im Zentrum die Lagerung (2) und die Rotorachse (25) aufnimmt. Auf der Rotorachse (25) ist der Rotor (5 und 5a) sowie der Rotorträger (26) und die Schwungmasse (22) montiert. Der Rotor (5) mit Rotorfräger (26) und Rotor (5a) sowie das Zahnrad (21 ) sind durch Lager (3) und Freilauf (4) auf der Rotorachse (25) gelagert. Mit der Grundplatte (1 ) verbunden ist der Zentrierring (20). In diesem zentriert ist der Lagerring (8) angeordnet. Die Lagerringe (7, 8 und 9) sind jeweils durch die darunter liegenden Lagerringen zentriert. Der Lagerring (9) wird nach oben durch den Distanzring (10) und den Abschlussring (1 1 ) und dessen Dreipunkt- Lagerung mit der Lagerbuchse (23) abgeschlossen. Der Abschlussrinq (1 1 ) mit Dreipunkt-Lagerung der Lagerbuchse (23) nimmt die Rotorachse (25) auf. Die Rotorachse (25) trägt als Kraftabtrieb das Zahnrad (24).
Die Rotoren (5 und 5a) sind am Außendurchmesser auf der Ober- und Unterseite mit den Magneten (19) mit jeweils 8 Stück versehen. Diese Magnete sind mit 45 Grad am Umfang angeordnet. Die Lagerringe (6, 7, 8, 9) sind jeweils mit sechs Lagerungen mit 80 Grad Teilung am Umfang angeordnet. Diese sind zu Aufnahme der Magnete (18) mit Weilen (27) und Zahnräder (17) vorgesehen. Das Zahnrad (21 ) steht im Eingriff mit dem Zahnrad (12) der Welie (13) der Flexkupplung (14) zum Antrieb des Winkelcodierers (15) mit Lagergehäuse (28).
Der Winkeicodierer (15) steuert die sechs Schrittmotoren (16) paarweise gegenüberliegend. Die Wellen der Schrittmotoren (16) sind durch flexible
Kupplungen (29) mit den Wellen (27) des Lagerringes (9) gekoppelt. Die Zahnräder (17) des Lagerringes (9) stehen im Eingriff mit den darunter liegenden Zahnräder (17) der Lagerringe (8. 7. 6). Auf der Rotorachse (25) gelagert ist die Schwungmasse (22) mit Rotor (5) und Rotoraufnahme für Rotor (5a) sowie Zahnrad (21 ).
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht entlang des Schnittes A-B aus Fig. 1. Die Rotorachse (25) gelagert in der Dreipunkt Lagerbuchse (23) und dem Abschlussring (1 1 ). Auf der Rotorachse gelagert ist, wie in Fig. 1 dargestellt, die Schwungmasse (22) der Rotorträger (26) mit Rotor (5a). An der Dreipunkt Lagerung (1 1 ) befestigt ist das Lagergehäuse (28) zur Aufnahme der Welie (13). Am Rotor (5a) mit Teilung 45 Grad sind die statischen Magnete (19) auf der Ober- und Unterseite gegenüberliegend befestigt.
Als Teilschnitt des Lagerringes (8) sichtbar ist die Weile (27) mit Zahnrad
(17) und Magnet (18). Mit Teilung 60 Grad am Umfang sind 6 Schrittmotoren zum Drehen der Wellen (27) mit Zahnrad (17) und Magnet
(18) vorhanden.
Die Anordnung besteht aus zwei Rotoren (5 u. 5a) mit fest angeordneten Permanent-Magnete (19), am Umfang auf der Ober- und Unterseite gegenüberliegend, mit gleicher Teilung 45 Grad. Die statischen Rotormagnete (19) sind im Wechsel NORD-SÜD, SÜD-NORD am Umfang angeordnet.
Die getakteten Magnete (18) sind am Umfang der Lagerringe (8-9) auf gleicher horizontaler Ebene den Rotor- Magnete (19) gegenüberliegend, jedoch mit 60 Grad Teilung angebracht. Diese Magnete (18) sind im Lagerring drehbar, übereinander gelagert und durch Zahnräder (17) verbunden, so dass der Polwechsel dieser Magnete durch Drehen der Wellen (27) um 180 Grad erreicht wird. Auch diese Magnete (18) haben zylindrische Form, mit der N-S Polarisierung in Längsrichtung.
Es sind acht statischen Magnete (19) mit 45 Grad Teilung auf den Rotoren (5 u. 5a) auf Ober- und Unterseite gegenüberliegend angeordnet. Diese Magnete (19) sind im Wechsel N-S, S-N auf der Ober- und Unterseite der Rotoren (5 und 5a) befestigt.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des RPMM aus Fig. 1 mit einer im Vergleich zu Fig. 1 anderen Steuerung. Die Steuerung erfolgt hier durch induktive Sensoren. Das Zahnrad (21 ), im Eingriff mit Zahnrad (12), setzen die Wellen (13a) in Drehung. Die Welle (13a) ist gelagert im Lagergehäuse (28a), mittels Lager (33) und Rückiaufsperre (32).
Auf der Welle (13a) befestigt sind die Schaltscheibe (38) und der Verstellarm (31 ) mit Lagerung. Im Verstellarm (31 ) angeordnet sind drei induktive Sensoren (30). Ein Gelenk (37), wie in Fig. 6 dargestellt, weist eine Verstellspindel (34) und ein Kugelgelenk (35) auf. Am Lager- Gehäuse (28a) befestigt ist der Ausleger (39), zur Aufnahme des Kugelgelenkes (35). Auf der Schaltscheibe (38), sind die Schalfnocken (15a) angeordnet. Fig, 4 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt der Fig. 3 mit Zuordnung der Magnet-Polarität. Aus dieser Zeichnung ist die Anordnung der Polumkehr- Magnete (18) und der statischen Magnete (19) ersichtlich. Die Magnete (18 und 19) befinden sich gegenüberliegend am Schaltpunkt, vor dem Polwechsel der Magnete (18). Die Polarität der Magnete (18 und 19) ist durch die jeweilige Beschriftung ersichtlich: Die Bezeichnung „N" entspricht dem magnetischen Nordpol und die Bezeichnung „S" dem magnetischen Südpol.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht entlang des Schnittes C-D des RPMM aus Fig. 3. Hierbei entspricht Fig. 5 in Teilen der Fig. 2, jedoch mit einer Welle (13a), einem Schaltnocken (15a) und einem Lagergehäuse für die Schaltscheibe (28a).
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Steuerscheibe mit verstellbaren induktiven Sensoren aus Fig. 3. Auf der Schaltscheibe (38) sind die Schaitnocken (15a) angeordnet. Auf der Welle (13a) gelagert ist der Verstellarm (31 ) mit drei induktiven Sensoren (30), sowie Gelenk (37), Versteüspindei (34) und Kugelgelenk (35). Im Kugelgelenk (35) gelagert ist die Verstellmutter (36). Am Lagergehäuse (28a) befestigt ist der Ausleger (39), dieser ist Festpunkt zur Aufnahme des Kugelgelenkes (35).
In den in Fig.1 bis Fig. 6 dargestellten RPMM erfolgt die Steuerung der Polumkehr-Magnete (18) durch Schritt- oder Servo-Motoren. Diese Steuerung läuft folgendermaßen ab:
Die Polumkehr-Magnete (18) werden zunächst relativ zu den statischen Rotormagnete (19) entsprechend ihrer Polarisation ausgerichtet. Nach Einschalten der Steuerung und Lösen des Fixierstifts (101 ) übernehmen die induktiven Sensoren (30) die Taktung der Schrittmotoren (16) paarweise gegenüberliegend. Der Rotor (5 und 5a) dreht sich, da die 1 *3
Polumkehr-Magnete (18) und die Permanent Magnete (19) einen Anzug und Äbstoßungs-Zyklus wechselseitig durchlaufen.
Durch Drehen der Polumkehr-Magnete (18) um 180 Grad bei Erreichen der neutralen Zone wechselt die bisherige Anzugskraft in Abstoßkraft.
Als neutrale Zone wird diejenige Zone bezeichnet, in der die Polumkehr- Magnete (18) und die statische Magnete (19) mit Nord-Süd oder Süd-Nord Polarität gegenüber liegend positioniert sind.
Der Befehl der Steuerung zum Poiwechse! der Polumkehr-Magnete (18), erfolgt kurz vor Erreichen der neutralen Zone. Die 180 Grad-Drehung der Polumkehr-Magnete (18), ist bei Erreichen der neutralen Zone zur Hälfte, d.h. zu 90 Grad, erfolgt.
Durch Drehung der Polumkehr-Magnete (18) um 180 Grad, wird fortlaufend für jede Magnet-Paarung ein neuer Zyklus eingeleitet. Durch das Zahnrad (21 ) wird das im Eingriff stehende Zahnrad (12) sowie die Welle (13a) und mit ihr die Schaltscheibe (38) in Drehung versetzt. Auf dieser Schalfscheibe (38) angeordnet sind die Schaltnocken (15a) in drei verschiedene Durchmessern, denen jeweils ein induktiver Sensor (3) zugeordnet ist.
Durch diese Anordnung ist es möglich, alle im Lagerring (6-9) drehbar gelagerten Polwechsel-Magnete (18), durch Drehen um 180 Grad fortlaufend im Wechsel zur Abstossung oder Anziehung mit den am Rotor (5 und 5a) befestigten statischen Magnete (19) zu bringen.
Hierdurch wird der Rotor (5 und 5a) in Drehung versetzt. Diese Drehbewegung wiederum kann nach dem Prinzip eines Dynamos zur Erzeugung elektrischen Stroms genutzt werden. Das Zahnrad (24) ermöglicht den Antrieb eines derartigen Dynamos zur Stromerzeugung. So ist es möglich, den zum Betrieb der Schritt-Motoren (16) benötigten Strom zum Drehen der Polwechsel-Magnete (18) - zumindest teilweise - selbst zu erzeugen.
Die Steuerung der sechs am Umfang des Lagerringes (9) angeordneten Schritt-Motoren (16) erfolgt paarweise gegenüberliegend durch Winkelcodierer (15).
Fig. 4 ist ein Teilschnitt der Fig. 3. In dieser Darstellung begegnen sich vier Magnet- Paare (18 und 19) am Schaltpunkt sowie vier Magnet-Paare (18 und 19) auf der gegenüberliegenden Seite des Rotors (in Fig. 4 nicht dargestellt).
Auf Grund der Position der Polwechsel-Magnete (18) und der statischen Magnete (19) ist ersichtlich, dass die Anziehung den bewegungsneutralen Punkt erreicht hat. Durch Drehen der Welle (27) mit Zahnrad (17) im Lagerring (9) um 180 Grad erfolgt die Drehung aller unterhalb angeordneten Polwechsel-Magnete (18) in den Lagerringen (8, 7 und 6).
Alle 15 Grad des drehenden Rotors (5 und 5a) erfolgen zwei Impulse zum Umpolen der Polwechsel-Magnete (18). Bei 360 Grad ergeben sich 24 Umpolungen der Polwechsel-Magnete (18). Angesteuert werden jeweils zwei Schritt-Motoren, die um 180 Grad versetzt am Umfang des Abschlussringes (1 1 ) befestigt sind. Somit arbeiten jeweils zwei Motoren synchron.
Durch den Poiwechsel der Magnete (18), erfolgt die fortlaufende Drehung der Rotoren (5 und 5a). Durch Ausschalten der Steuerung für die Motoren (16) stoppt der Rotor (5 und 5a). Das Einschalten der Steuerung für die Motoren (16) bewirkt erneut die Rotation der Rotoren (5 und 5a). Für eine 1 R
Rotorumdrehung werden drei Schait-Impulse benötigt. Diese erfoigen in Drehrichtung fortlaufend zu je zwei sich gegenüberliegenden Motoren
(16).
Für die beschriebenen Permanent-Magnet-Motor-Ausführungen ist der Polwechsel der Magnete (18) bei Erreichen der neutralen Zone die Voraussetzung für die Rotation des Rotors.
Durch Verstellen des Hebelarms (31 ) mittels Gelenk (37), Gewindestange (34) sowie der im Kugelgelenk (35) fixierten Stellschraube (36) in Fig. 6, - was einer Variation des Schaltpunktes entspricht - wird erreicht, den besten Wirkungsgrad des Permanent-Magnet-Motors einzustellen.
Fig. 7 zeigt eine Teildraufsicht auf einen LPMM mit feststehenden Magneten am Außenmantel und geschalteten Magneten auf dem Schlitten. Die magnetische Beeinflussung der statischen Magnete (19) und der Polumkehr-Magnete (18) führt zu einer linearen Bewegung entlang der in Fig. 7 dargestellten Pfeiirichtung. Somit wird eine translatorische Reiaiivbewegung der Schlitten-Platte (63) zu der Grundplatte (71 ) erzeugt. Ferner zeigt Fig. 7 Führungsweilen (40), Winkelträger (64) für Magnetwellen, Magnethalter (66), Magnet-Winkel- Schiene (67), eine Station (68), Magnetträger (69) für die statischen Magnete und einen Ausleger (70) des Magnetträgers für die statischen Magnete.
Fig. 8 zeigt einen Querschnitt des LPMM aus Fig. 7. Die beiden Ebenen von statischen Magneten (19) und Polumkehr-Magneten (18) stehen sich mit entgegengesetzter magnetischer Polarisierung gegenüber.
Fig. 9 zeigt zwei Laqersäulen mit Zahnradantrieb für die Magnete aus Fiq. 7 mit einem Verbindungsteil (72), Weilen für Magnethalter (73), Synchronzahnrad (74), Zwischenrad (75), Winke! für Traverse (76) und einer Traverse (77).
Fig. 10 zeigt zwei Rotations-Taktantriebe auf zwei Ebenen in einer Schnittdarsteüung. Ein derartiges Rotations-Takt-Getriebe kann zur Steuerung eines RPMM oder LPMM dienen. In Fiq. 10 sind zwei Einheiten des Rotations-Takt-Getriebes dargestellt. Eine Einheit besteht aus zwei Wellen (43) und (54). Auf Weite I (43) gelagert ist das Taktrad I (47) und das Taktrad Il (46). Jedes Taktrad besitzt vier Speichen um 90 Grad versetzt. Sie sind auf Lücke montiert (45 Grad), so dass in der Ansicht ein Taktrad mit acht Speichen mit jeweils 45 Grad ersichtlich ist. Die beiden Räder sind jedoch in der Tiefe gestaffelt, sodass zu deren Betätigung zwei getrennte Bahnen mit Anschlag-Nocken (57, dargestellt in Fig. 1 1 ) notwendig sind.
Jeder Bahn ist ein Schalt-Zustand der Polumkehr-Magnete (18) zugeordnet. Daraus resultiert, dass die Stellung der Polumkehr-Magnete NORD und SÜD jeweils einer Bahn zugeordnet sind. Eine Fehlschaltung ist somit nicht möglich.
Der Abstand der Anschlag-Nocken (57, dargestellt in Fig. 1 1 ) beträgt auf jeder Bahn zwei Schait-Längen. Diese sind zueinander um die Hälfte versetzt. Auf Weile ! gelagert ist das Zahnrad R1 (48), welches mit Zahnrad R2 (44) im Eingriff ist und die Welle Il (54) dreht. Die Übersetzung R1 zu R2 ist 1 :2. Auf Welle Ii (54) gegenüberliegend befindet sich das Zahnrad R3 (41 ). Dieses steht im Eingriff mit Zahnrad R4 und überträgt die Drehung auf Zahnrad R5. Das Zahnrad R5 (53) überträgt seine Bewegung auf das in Fig. 9 dargestellt Zwischenrad (75). Somit werden alle darüber stehende Synchron-Zahnräder (74) und deren Weilen für Magnet-Halter (73) in Drehung versetzt (180 Grad), die auch in Fig. 7, Fig. 8 und Fig. 9 dargestellt sind. Ferner zeigt Fig. 10 ein Kugellager (42), einen Steilring (45), ein Lager ! (49) für den Rotationstaktantrieb, ein Lager mit Rücklaufsperre (50), eine Welle II! (51 ) und ein Zahnrad IV (52).
Fig. 1 1 zeigt eine Teildraufsicht auf einen LPfVIlVI ohne Schütten mit drei Rotationstaktgetrieben und Steuerleisie. Es ist eine Nui (55) für Winkelträger, eine Steuerleiste (56), eine Druckplatte (58), ein Einstell- Schütz (59), Schrauben (60) zur Höheneinslellung, eine Führungsleiste (61 ) und ein Gewinde (62) für die Befestigung an der Schüttenplatte (63) dargestellt.
Fig. 12 zeigt eine schernatische Darstellung eines Schaltpunktes bei einem LPMM mit Polumkehrmagneten (18) und statischen Magneten (19) und den Positionen (201 ), (202), (301 ) und (302).
Der theoretische Schaitpunkt liegt beim ersten der statischen Magnete (19) in der neutralen Zone Nord-Süd (201 ).
Bei den linear bewegten Magneten (18) ist die Stirnfläche den statischen Magneten (19) gegenüberliegend angeordnet, wobei das Zentrum der Magnetfläche (302) mit der Position (201 ) der statischen Magnete deckungsgleich ist.
Bei diesem System handelt es sich um zwei getrennten Bewegungen. Erstens, die linear Bewegung des Schlittens mit den Drehmagneten (18) und zweitens der Drehbewegung dieser Magnete (18) um 180 Grad.
Somit ist eine Vorverlegung des Schaltpunktes notwendig, sodass die Drehbewegung der Drehmagnete (18) bei Erreichen der Position (201 ) eine Drehung um 90 Grad durchgeführt hat. Durch das Anbringen von Einstellmöglichkeiten, kann der Schaltpunkt während des Betriebes eingestellt oder optimiert werden.
Bei Erreichen von Punkt (202) der Drehmagnete (18) und der statischen Magnete (19) ist der theoretische Schaltpunkt erreicht.
Es ist jedoch notwendig, auch diesen Schaltpunkt soweit vorzuverlegen, dass beim Erreichen von Punkt (202) die Drehmagnete die 90 Grad Drehung vollzogen haben.
Fig. 13 zeigt einen Teilausschnitt einer Draufsicht auf einen RPMIVI mit zweifachem Wirkkreis auf dem Rotor. Die Polarität der Magnete ist aus Fig. 13 ersichtlich. Ferner zeigt Fig. 13 einen Winkelträger (64) für Magnetwellen, Magnethalter (66), Magnet-Winkel-Schiene (67) und einen Magnetträger (69) für statische Magnete.
Fig. 14 zeigt einen Teilquerschnitt des RPMM aus Fig. 13 mit einem Rofationstaktgetriebe, wobei eine Station (68), ein Träger (81 ) für Magnethalter, ein Lagerklotz (102) mit Kugel, ein Zwischenboden (103) für das Bogensegment aus Fig. 1 1 , eine Zahnstange (104), ein Zahnrad (105) und eine Verstellwelle (106) dargestellt sind.
Fig. 15 zeigt eine vergrößerte Teildarstellung aus Fig. 14 mit Darstellung der Feineinstellung der Schaltnocken zum Steuern des Rotationstaktgetriebes.
Fig. 16 zeigt einen Teilschnitt eines RPMM mit durch eine Welle und Zahnrad im Gehäuse drehbar gelagerten polumschaltbaren Magneten mit einem Zuganker (107), einer Distanzbuchse Il (108), einer Distanzbuchse I (109) und einem Ring (1 10) für Sensoren. 1 Q
Fig. 17 zeigt einen Teilausschnitt eines RPMMG mit als Spuie (127) ausgebildeten statischen Magneten (1 19). Dargestellt ist ein Verbindungstei! (1 12), Magnethalter (1 13), Magnetträger (1 14) für statische Magnete, ein Ausleger (1 15) für statische Magnete, Polumkehrmagnete (1 18), statische Magnete (1 19) und eine Spule (127).
Fig. 18 zeigt zwei Schritf-Umkehr-Getriebe mit Hubgetriebe im Teilschnitt zur Steuerung eines LPMM oder RPMM. Fig. 19 zeigt ein Schalt-Schema für das Schritt-Umkehr-Getriebe aus Fig. 18.
Das Getriebe weist drei Wellen auf. Auf der Welle I befindet sich ein Zahnrad mit vorgelagertem Schaltring mit Hebel (99), welcher auf einen feststehenden Anschlag-Nocken (57), wie in Fig. 1 1 dargestellt, aufläuft. Bei diesem Zusammentreffen wird der Schaltring mit Hebel (99) um 45 Grad im Uhrzeigersinn gedreht. Diese Drehung betätigt das Zahnrad (97) auf Welle I das im Eingriff mit Zahnrad (96) auf Welle Il steht
Das Zahnrad (96) auf Welle Il dreht sich um 45 Grad gegen den Uhrzeigersinn. Mit diesem Zahnrad verbunden liegt dahinter der Schaltring mit Hebel (98) und wird dadurch in die nächste Schaltposition gebracht (siehe Fig. 19). Hebel (99) und Hebel (98) haben getrennte Anschlag- Nocken (57) auf getrennten Bahnen. Den Bahnen sind die Magnetstellungen NORD oder SÜD jeweils zugeordnet.
Ein drittes Zahnrad (95) überträgt die Drehbewegung um 45 Grad auf Zahnrad (89) mit einer Übersetzung 1 :2 auf die Exzenterwelle (88) des Exzenters (84). Somit dreht die Exzenterwelle (88) den Exzenter (84) um 90 Grad nach jedem Schaltschritt in die enigengesetzte Richiung. Diese Exzenterwelle (88) überträgt die Bewegungen auf den Hubschieber (83) mit der damit verbundenen Zahnstange (78) (dargestellt in Fig. 17). Die Zahnstange dreht die im Eingriff befindlichen Ritzel der Magnetwellen um jeweils 180 Grad.
Ferner zeigt Fig. 18 eine Schieberführung (82), eine Führungsrolle (85), einen Führungsbolzen (86), Befestigungsgewinde (92) für die Lager I - IN, ein Lager IH (94) für das Schritt-Umkehr-Getriebe und eine Welle Il (100).
Fig. 20 zeigt einen Teillängsschnitt durch einen RPMM mit zwei getrennten Magnetbahnen und einer ersten Schalteinheit (Schalteinheit 1 ). Fig. 21 zeigt einen Teillänqsschnitt durch einen RPMM mit zwei getrennten Magnetbahnen und einer zweiten Schalteinheit (Schalteinheit 2).
In Fig. 20 und Fig. 21 sind dem Motor als Erweiterung ein weiterer Magnet-Halter (130) zugeordnet, sodass auf jeder Magnet-Bahn die Magnet-Halter (130) paarweise angeordnet sind. Die Drehung des hinzugekommenen Magnet-Haliers (130) übernimmt ein Zahnrad-Paar (154). Ein Lagersegment (143) ist über eine Säule (138) an den Motor angebracht.
Die Polumkehrmagnete sind stationär und die Magnetpakete rotieren. Der Permanent-Magnet-Motor RPMM wird gesteuert durch zwei Steuer- Scheiben mit Schalt-Nocken und Schalt-Rad. Die beiden Steuer-Scheiben (131 und 132) besitzen paarweise angeordneten Schalt-Nocken (142 und 147). Die obere Steuer-Scheibe (131 ) mit Schalt-Nocken (142) ist die Drehung der Magnet-Halter (130) von Süd auf Nord zugeordnet. Die untere Steuer-Scheibe (142) mit Schalt-Nocken (147) ist der Drehung der Magnet-Halter (130) von Nord auf Süd zugeordnet. Dadurch wird erreicht, das Fehlschaltungen durch falsche Polzuordnung nicht möglich sind. Die Drehrichtung des Rotors (5) erfolgt im Uhrzeigersinn. Das Schalt-Rad (144 und 146) bildet eine Einheit und ist den Steuer-Scheiben (131 und 132) zugeordnet. Die Schait-Nocken (142) schalten das Schalt-Rad (144), die Schait-Nocken (147) das Schalt-Rad (146). Das Schalt-Rad (144 und 146) wird durch jeweils einen Schait-Nocken um 45 Grad gedreht. Das mit dem Schalt-Rad (144 und 146) verbundene Zahn-Rad (148) überträgt die Drehung auf das Zahnrad (149) im Verhältnis 1 :2. Kraftschlüssig auf der gleichen Weite ist das Zahn-Riemen-Rad (145), weiches die Drehung von 90 Grad in der Schalteinheit 1 wie in Fig. 20 dargestellt auf das Zahn- Riemen-Rad (140) und in der Schalteinheit 2 wie in Fig. 21 dargestellt auf das Zahn-Riemen-Rad (141 ) im Verhältnis 1 :2 überträgt. Somit dreht der Magnet-Halter (130) um 180 Grad, wobei die Zahnräder (154) in einander greifen.
Die Magnet-Halter (135) sind mit der Grundplatte für Magnet-Halter als Einheit gefertigt und werden in hierfür vorgefertigte Ausfräsungen des
Rotor (5) eingeschoben und verschraubt. Die Magnet-Halter (130) aus Messing sind mit Eindrehungen zur Aufnahme der Magnete (118) versehen, in der Lager-Platte (150) sind die Magnet-Halter (130) wie auch die Weilen (152 und 153) gelagert. Durch diese Bauart erhält der Rotor (5) eine größere Schwungmasse.
Die Antriebskomponenten für die Magnet-Halter (130) sind fest montiert und können zur Einstellung und Inspektion gut erreicht werden. Die Montage der Magnet-Halter (130) erfolgt vormontiert durch Bohrungen in der Grundplatte (71 ) und dem Rotor (5).
Fig. 22 zeigt einen Teil Längs-Schnitt eines RPMM mit 5 Rotoren (5) als Träger der Statischen Magnete (19).
In den Außen-Stationen (69) angeordnete Polumkehr-Magnete (18) weiche in den Magnet-Halter (155) Paarweise angeordnet sind.
Es sind zwei Drehmagnet-Paare (18) übereinander angeordnet.
Auf der den Rotoren (5) gegenüber liegenden Seite der Polumker- Magnete (18) ist die Polarität immer N-N oder S-S.
Die Folge sind große Abstoß-Kräfte welche durch die Anordnung der Eisen-Zunge (158) neutralisiert werden.
Fig 23 zeigt eine Eisen-Zunge (158) mit Halter (157) der in der Station (69) angeordnet ist.
Diese Eisen-Zunge (158) neutralisiert die Abstoßkräfte der gegenüberliegenden Drehmagnete (18) mit gleicher Polung.
Fig. 24 zeigt einen Querschnitt durch eine Außen-Station (69) mit Antriebsrad (74) und Welle (73) die durch Drehung derselben um 180 Grad einen Poiwechsei der Magnete (18) durchführen. Die Poiwechsel- Magnete (18) sind im Magnet-Halter (155) dargestellt.
Die in Fig. 23 beschriebene Eisen-Zunge (158) mit Halter (157) sind in dieser Darstellung voll sichtbar.
Die Eisenzunge (158) umgibt eine Wicklung aus Kupfer-Lackdraht (159) in Längsrichtung der Eisenzunge (158) gewickelt.
Beim Syncron-Drehen der beiden Polumkehr-Magnete (18) mit Halfer (155) über und unter der Eisen-Zunge (158) wird durch die Polumkehr- Magnete (18) in Verbindung mit der Kupfer-Lackdraht Wicklung (159) Strom erzeugt. O Q
Fig. 25 zeigt Schema der Zustände der Drehmagnete (18) bei einem Zyklus der Begegnung mit den statischen Rotor- Magnete (19).
Die Bezeichnungen mit a, b, c beziehen sich auf die gleichen Magnete.
Bei ! nähern sich die Rotor-Magnete (19) b den Polumker-Magnete (18) a.
Zwischen den beiden Polumkehr-Magnete (19) werden durch ihre Polung N von den Polumkehr-iViagnete (18) mit Polung S angezogen.
Bei Il durchlaufen die Rotor-Magnete (19) b die neutrale Zone der Polumkehr-Magnete (18). Diese haben bereits 90 Grad der vorgesehenen 180 Grad Drehung vollzogen.
Die Drehung erfolgt im Bereich von 10 te! Sekunden.
Bei III werden die Rotor-Magnete (19) b mit Polung N von den Polumkehr- Magnete
(18) mit Polung N abgestoßen.
Die Rotor-Magnete (19) c mit Polung S werden von den Polumkehr- Magnete (18) mit Polung N angezogen.
Fiq 26 zeigt den gleichen Ablauf der Bewegungen wie bei Fiq. 25.
Die zwischen den Polumkehr-Magnete (18) angeornete Eisen-Zunge
(158) übernimmt neben der Neutraüsierung der Äbstoßkräfte der Polumkehr-Magnete (a) zusäzlich die Stromerzeugung.
Hierfür wird auf die Eisen-Zunge (158) eine Wicklung mit Kupferlackdraht
(159) aufgebracht Fig. 24 und 24a. Fig 27 zeigt eine Station (68) verbunden ein Magnet-Träger (89) zur Lagerung der Polumkehr-Magnete (18).
Die einzelnen Segmente des Magnetträgers (89) sind durch zwei Zuganker (160) zentriert und verspannt. Es ist möglich den RPMM in erforderliche Höhe zu erweitern und somit den Leistungsforderungen anzupassen.
Fig. 28 zeigt einen Querschnitt eines RPMM mit 14 Stationen (69) und 26 Rotor-Magnete (19) am Umfang.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind zwei Polumkehr- Magnete-Einheiten (18) senkrecht gegenüberliegend angeordnet, wobei jeweils ein Rotor (5) mit den Magneten (19) einer Polumkehr-Einheit (18) zugeordnet ist. Bei dieser Anordnung liegen die beiden Poiumkehr- Magnete (18) mit gleicher Polung gegenüber.
Die vorhandenen Abstoßkräfte der Polumkehr-Magnete (18) werden durch Zuordnung einer Eisenzunge (158) zwischen den Polumkehr-Magneten (18) neutralisiert. Die Drehung der beiden Polumkehr-Magnete (18) um jeweils 180° wird bei der Begegnung mit einem Rotor (5) Magnet (19) durch einen Schrittmotor erbracht. Die bei der zweiten Hälfte der Drehung 90° aufgewendete Drehkraft für die Polumkehr-Magnete (18) wird zum größten Teil der Rotation des Rotors (5) durch die Magnetpaarung (18, 19) mit abstoßender Poiung N-N oder S-S übertragen.
Eine Erzeugung von elektrischem Strom erfolgt durch das Anbringen einer Spule aus Kupfer-Lackdraht (159) auf die Eisenzunge (158). Bei jeder OC
Begegnung der Rotor{5)-Magnete (19) mit den Polumkehr-Magneten (18) wird durch Drehung der Polumkehr-Magnete (18) in der Spule (159) Strom erzeugt.
BEZUGSZEICHENLISIE
Grundplatte Lagerung für Roiorachse Lagerung für Rotor Freüauf ( Rücklaufsperre) Unterer Rotor a Oberer Roior Lagerήng für Umpolmagnete Laqerήnq für Umpolmaqnete Lagerring für Umpolmagnete Lagerring für Umpolmagnete 0 Distanzring 1 Äbschlussring mit Drei-Punkt-Lagerung 2 Zahnrad für Steuerung 3 Welle für Steuerung 3a Welle für Steuerung 4 Flex-Kupplung 5 Winkel-Codierer 5a Schaltnocken 6 Schrittmotor 7 Zahnrad 8 Magnet zum Polwechsei (Polumkehrmagnet)9 statischer Magnet 0 Zentrier-Ring 1 Zahnrad 2 Schwungmasse 3 Lagerbuchse Zahnrad für Kraftabtrieb
Rotorachse
Rotorträger
Magnetwelle
Lagergehäuse für Winkel-Codierer
Lagergehäuse für Schaltscheibe
Flexible Kupplung
Inductive Sensoren
Verstellarm
Rückiaufsperre für Weile 13
Lager für Weile 13
Verstellspinde!
Kugelgelenk
Verstellmutter
Gelenk
Schaltscheibe
Ausleger
Führungswelle
Zahnrad 3
Kugellager
Welle I
Zahnrad 2
Steliring
Taktrad Il
Taktrad I
Zahnrad 1
Lager I für Rotationstaktantrieb
Lager mit Rücklaufsperre
Welle III Zahnrad IV
Zahnrad V
Welle Il
Nut für Winkelträger
Steuerleiste
Anschlag-Nocken
Druck-Platte
Einstell-Schlitz
Schrauben für Höheneinstellung
Führungsleiste
Gewinde für Befestigung an der Schiittenplatte oder dem
Rotor
Schlitten-Platte
Winkelträger für Magnetwellen
Magnet-Halter
Magnet Winkel-Schiene
Station
Magnet-Träger statische Magnete
Magnet-Träger statische Magnete Ausleger
Grundplatte
Verbindungsteii
Welle für Magnet-Halter
Syncron Zahnrad
Zwischenrad
Winkel für Traverse
Traverse
Zahnstange
Träger für Magnet-Halter
Schieberführung 83 Hubschieber
84 Exzenter
85 Führungs-Rolle
86 Führungs-Bolzen
88 Exzenter-Welle
89 Zahnrad für Exzenter-Welle
92 Befestigungsgewinde für Lager I-Ill 93 Motor-Halterunc
94 Lager Nl für Schritt-Umkehr-Getriebe
95 Zahnrad Z 3 für Schritt-Schalt-Getriebe
96 Zahnrad Z 2 für Schritt-Schalt-Getriebe
97 Zahnrad Z 1 für Schritt-Schalt-Getriebe
98 Schaltring 1 mit Hebel
99 Schaltring 2 mit Hebel
100 WeIIe Ii
102 Lager-Klotz mit Kugel
103 Zwischenboden für Bogensegmenf aus Fig. 11
104 Zahnstange
105 Zahnrad
106 Verstell-Welle
107 Zuganker
108 Distanz-Buchse Il
109 Distanz-Buchse I
1 10 Ring für Sensoren
1 11 Feineinstellung für Schaltpunkt
1 12 Verbindungsteil
1 13 Magnet- Halter
1 14 Magnet-Träger für statische Magnete
1 15 Ausleger für statische Magnete 1 18 Polumkehrmagnet Statischer Magnet Spule Magnet- Halter Steuerscheibe ! Steuerscheibe Il Magnet-Halter für Rotormagnete Zentriersegmente für Magnet-Halter Rotormagnete Säule Zahnriemenrad Z 18 der Schalteinheit 1 Zahnriemenrad Z 18 der Schaiteinheit 2 Schalt-Nocken für Schaltrad 1 Lager-Segment Schaltrad i Zahnriemenrad Z 36 Schaitrad 2 Schalt-Nocken für Schaitrad 2 Zahnrad Z 40 Mod, 1 ,5 Zahnrad Z 20 Mod. 1 ,5 Lager- Platte Welle für Schaitrad Welle für Übersetzung Zahnrad Position Position Position Position O 3
155 Magnet-Halter
158 Welle für Zwischenrad
157 Halterung für Eisen-Zunge
158 Eisen-Zunge
159 Wicklung aus Kupferlackdraht
160 Zuganker
162 Begrenzungsleiste

Claims

QOPATENTANSPRÜCHE
1. Anordnung aus Permanentmagneten zur insbesondere auf magnetischen Anziehungs- und Abstoßungskräften beruhenden Relativbewegung eines ersten und eines zweiten Bauelementes zueinander,
- wobei die Permanentmagnete (18, 19, 1 18, 119) im Wesentlichen die Form eines geraden Kreiszylinders aufweisen und sich ein magnetischer Pol im Bereich der Deckfläche des Kreiszylinders und ein magnetischer Pol im Bereich der Grundfläche des Kreiszylinders befindet,
■ wobei statische Magnete (19, 1 19) lagefest mit dem ersten Bauteil verbunden sind,
■ wobei Polumkehrmagnete (18, 118) in dem zweiten Bauteil senkrecht zu ihrer Zylinderachse drehbar gelagert sind, und mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Rotationslage und/oder Rotationsbewegung einzelner oder mehrerer Polumkehrmagnete (18, 1 18) senkrecht zu ihrer Zylinderachse.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , wobei die Steuereinrichtung in einem Zustand der Relativbewegung, in dem der Abstand zwischen einem der statischen Magneten (19, 1 19) und dem räumlich nahe liegendsten Polumkehrmagneten (18, 1 18) ein Minimum annimmt, die Lage des Polumkehrmagneten (18. 1 18) durch Drehung dessen Zylinderachse, insbesondere durch Drehung um 180 Grand, von einer Stellung, in der sich ungleichnamige Pole des statischen Magneten (19, 1 19) und des Polumkehrmagneten (18, O QOQ
1 18) gegenüberstehen, in eine Stellung, in der sich gleichnamige Pole gegenüberstehen, ändert.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung einzelne oder mehrere Polumkehrmagnete (18, 1 18) von einer ersten Lage in eine zweite um 180° gedrehte Lage verbringt.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil eine Rotationsbewegung ist, das erste Bauteil als Stator oder Rotor ausgebildet ist und das zweite Bauteil entsprechend als Rotor oder Stator ausgebildet ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei die Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil eine lineare Translationsbewegung ist, das erste Bauteil als beweglicher Schlitten (63) oder als Grundplatte (71 ) ausgebildet ist und das zweite Bauteil entsprechend als Grundplatte (71 ) oder beweglicher Schlitten (83) ausgebildet ist.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung als Schritt- oder Servomotor ausgebildet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei die Steuereinrichtung als Rotation-Takt-Getriebe ausgebildet ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei die Steuereinrichtung als ein Schritt-Umkehr-Getriebe ausgebildet ist.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung ein Hubgetriebe aufweist.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei statische Magnete als Spule (127) mit Kupferwicklung ausgeführt sind.
11. Verfahren zur Erzeugung einer Relativbewegung eines ersten und eines zweiten Bauelementes zueinander durch Permanentmagnete,
■ wobei die Permanentmagnete (18, 19, 1 18, 119) im Wesentlichen die Form eines geraden Kreiszylinders aufweisen und sich ein magnetischer Pol im Bereich der Deckfläche des Kreiszylinders und ein magnetischer Po! im Bereich der Grundfläche des Kreiszylinders befindet,
- wobei statische Magnete (19, 1 19) lagefest mit dem ersten Bauteil verbunden sind, und wobei Polumkehrmagnete (18, 118) in dem zweiten Bauteil senkrecht zu ihrer Zylinderachse drehbar gelagert sind, mit folgenden Verfahrensschritten:
- Verbringen eines Polumkehrmagneten (18, 118) durch Drehung um dessen Zylinderachse in eine Stellung, in der sich ungleichnamige Pole des statischen Magneten (19, 119) und des räumlich naheliegendsten Polumkehrmagneten (18, 1 18) gegenüberstehen
- Detektieren eines Zustands der Relativbewegung, in dem der Abstand zwischen dem statischen Magneten (19, 1 19) und dem räumlich nahe liegendsten Polumkehrmaqneten (18, 118) ein Minimum annimmt, Verbringen des Poiumkebrrnagneten (18, 1 18) durch Drehung um dessen Zyiinderachse in eine Stellung in der sich gleichnamige Pole des statischen Magneten (19, 119) und des räumlich naheliegendsten Polumkehrmagneten (18, 1 18) gegenüberstehen, wenn der Zustand der Relativbewegung, einen Zustand annimmt, in dem der Abstand zwischen dem statischen Magneten (19, 1 19) und dem räumlich nahe liegendsten Polumkehrmagneten (18, 1 18) ein Minimum annimmt.
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