PL 438398 A1 2/13 Silnik jednobiegunowy Przedmiotem wynalazku jest silnik jednobiegunowy, majacy zastosowanie do celów naukowych w laboratoriach fizycznych oraz do celów edukacyjnych. Z ksiazki autorstwa Szczepana Szczeniowskiego, zatytulowanej ,,Fizyka doswiadczalna, czesc III, elektrycznosc i magnetyzm'', wydanej w Warszawie przez Panstwowe Wydawnictwo Naukowe w 1972 r. jest znany silnik jednobiegunowy, skladajacy sie kolowej tarczy, wykonanej z miedzi i osadzonej na pionowej osi, która moze obracac sie warz z ta tarcza Do osi oraz do brzegu tarczy dotykaja sprezyste szczotki przylaczone do zródla pradu stalego. Czesc tarczv jest umieszczona w polu magnetycznym, wytwarzanym przez magnes trwaly i linie tego pola sa skierowane prostopadle do powierzchni tarczy. Zasada dzialania znanego silnika polega na tym, ze przez tarcze przeplywa prad elektryczny w kierunku zblizonym do radialnego i prostopadlym do linii pola magnetycznego. W wyniku tego na tarcze dziala sila elektrodynamiczna, skier0vvana stycznie do powierzchni traczy i prostopadle do jej promtema. Moment tej sily powoduje obrót tarczy. Kierunek obrotu tarczy moze byc zm1e111ony przez zmiane kiernnku przeplywu pradu elektrycznego, albo przez zmiane zwrotu linii pola magnetycznego. Znany silnik jednobiegunowy jest równiez opisany w artykule autorstwa Stanislawa Bednarka, zatytulowanym „Najprostszy silnik elektryczny" opublikowanym w miesieczniku „Delta - matematyka, fizyka, astronomia, informatyka", numer 1 (452) z 2012 r. na stronach 18-19. Ten silnik sklada sie z magnesu trwalego w ksztalcie walca, namagnesowanego osiowo, wykonanego PL 438398 A1 3/13 ze spieku zelaza neodymu i boru oraz pokrytego ochronna warstwa niklu. Magnes jest umieszczony pionowo i do srodka jego górnej powierzchni jest przylozona plaska powierzchnia lba wkretu a zwrócone ku górze ostrze tego wkretu dotyka dodatniego bieguna baterii o sile elektromotorycznej 1,5 V. Ta bateria ma ksztalt walca, zamknietego w stalowej obudowie, tzw. ,,paluszka''. Magnes i wkret utrzymuja sie razem dzieki silom przyciagania magnetycznego. Do ujemnego bieguna baterii i do bocznej, cylindrycznej powierzchni magnesu sa przylozone konce miedzianego przewodu, z których usunieto izolacje. Ponadto górny koniec tego przewodu wraz z bateria sa utrzymywane palcami jednej reki, a dolny koniec przewodu, dotykajacy do magnesu, jest trzymany palcami drugiej reki, W wyniku tego przez magnes przeplywa prad elektryczny w kierunku radialnym. Ten przeplyw odbywa sie polu magnetycznym, wytwarzanym przez ten magnes i skierowanym prostopadle do kierunku przeplywu pradu. Skutkiem tego na magnes dziala sila elektrodynamiczna, skierowana obwodowo i moment tej sily powoduje obrót magnesu wraz ze wkretem. Kienmek obrotu tego silnika mozna zmieniac przez odwrócenie orientacji biegunów magnesu lub baterii na przeciwna. Istota rozw1azama wedlug wynalazku polega na tym, ze silnik jednobiegunowy zawiera magnes trwaly w ksztalcie prostopadlosciennej sztabki z cylindrycznym, wspólosiowym otworem w czesci srodkowej, namagnesowany w kierunku pionowym, przewodzacy prad elektryczny i wykonany z metalu lub ze stopów, metali korzystnie ze stopu zelaza, niklu i kobaltu - alnico. W cylindrycznym otworze w magnesu jest osadzona na wcisk tulejka z gwintem PL 438398 A1 4/13 wewnetrznym, w która jest wkrecane lozysko oporowe w ksztalcie walca z gwintem zewnetrznym, zaopatrzone w dwa naprzeciwlegle, wspólosiowe nawiercenia stozkowe. Z dolnym z tych nawiercen kontaktuje umieszczona w nim stozkowa koncówka pionowego preta, którego dolny koniec jest osadzony na wcisk w poziomej podstawie w ksztalcie prostopadlosciennej plyty, wykonanej z materialu nieferromagnetycznego i elektroizolacyjnego, korzystnie z tekstolitu. Do dolnej krawedzi magnesu trwalego dotyka pierscien, majacy kolowy przekrój poprzeczny, polaczony galwanicznie od dolu z czterema rozmieszczonymi co 90° wspornikami w ksztalcie pretów, których dolne konce sa osadzone na wcisk w podstawie. Ponadto wspornik jest polaczony przewodem w izolacji z gniazdem wtykowym, zas pret jest polaczony przewodem w izolacji z gniazdem wtykowym i oba gniazda wtykowe sa przeznaczone do wtyków laboratoryjnych i osadzone na wcisk w podstawie. Oprócz tego tulejka, lozysko oporowe, pierscie11, wsporniki i gniazda wtykowe sa wykonane z metalu nieferromagnetycznego o malej rezystywnosci, korzystnie z mosiadzu. Glówna zaleta rozwiazania wedlug wynalazku jest nowa funkcjonalnosc, polegajaca na pokazaniu, ze magnes w ksztalcie prostopadloscianu tez moze wykonywac ruch obrotowy podczas przeplywu w nim pradu elektrycznego w kierunku prostopadlym do kierunku jego namagnesowania. Dodatkowymi zaletami rozwiazania sa prosta i pogladowa konstrukcja oraz niezawodnosc dzialania silnika. PL 438398 A1 /13 Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój osiowy silnika plaszczyzna A-A, fig. 2 pokazuje widok silnika z góry, natomiast fig. 3 jest widokiem silnika z boku. Silnik jednobiegunowy zawiera magnes trwaly w ksztalcie prostopadlosciennej sztabki z cylindrycznym, wspólosiowym otworem w czesci srodkowej, namagnesowany w kierunku p10nowym, przewodzacy prad elekt1yczny wykonany ze stopu zelaza, niklu kobaltu - alnico. W cylindrycznym otworze magnesu 1 jest osadzona na wcisk tulejka 2 z gwintem wewnetrznym, w która jest wkrecane lozysko oporowe 3 w ksztalcie walca z gwintem zewnetrznym, zaopatrzone w dwa naprzeciwlegle, wspólosiowe nawiercenia stozkowe 4, 5. Z dolnym z tych nawiercen 5 kontaktuje umieszczona w nim stozkowa koncówka 6 pionowego preta 7, którego dolny koniec jest osadzony na wcisk w poziomej podstawie 8 w ksztalcie prostopadlosciennej plyty, wykonanej z tekstolitu. Do dolnej krawedzi magnesu trwalego 1 dotyka pierscien 9, majacy kolowy przekrój poprzeczny, polaczony galwanicznie od dolu z czterema rozmieszczonymi co 90° wspornikami 1 O, 11, 12, 13 w ksztalcie pretów, których dolne konce sa osadzone na wcisk w podstawie 8. Ponadto wspornik 11 jest polaczony przewodem w izolacji 14 z gniazdem wtyko wym 15, zas pret 7 jest polaczony przewodem w izolacji 16 z gniazdem wtykowym 17 i oba gniazda wtykowe 16, 17 sa przeznaczone do wtyków laboratoryjnych i osadzone na wcisk w podstawie 8. Oprócz tego tulejka 2, lozysko oporowe 3, pierscien 9, wsporniki 10, 11, 12, 13 i gniazda wtykowe 15, 17 sa wykonane z mosiadzu. PL 438398 A1 6/13 Zasada dzialania silnika jednobiegunowego polega na tym, ze do gniazd wtykowych 15 i 17 przylacza sie zródlo napiecia stalego, co powoduje przeplyw pradu elektrycznego o natezeniu I przez obwód zlozony z gniazda wtykowego 17, przewodu 16, preta 7 ze stozkowa koncówka 6, lozysko oporowe 3, magnes trwaly 1, pierscien 9, wspornik 11, przewód 14 i gniazdo wtykowe 15. Przeplyw pradu elektrycznego wewnatrz magnesu trwalego 1, miedzy tulejka 2 i pierscieniem 9, odbywa sie w polu magnetycznym, wytwarzanym przez ten magnes i skierowanym prostopadle do kierunku tego przeplywu. W tej sytuacji na magnes trwaly 1 dziala para sil elektrodynamicznych, skierowanych poziomo i prostopadle do magnesu, dajaca moment sil, który powoduje obrót magnesu. Zmiany kierunku obrotów magnesu dokonuje sie na dwa sposoby. Pierwszy z nich polega na odwrotnym przylaczeniu zródlo napiecia do gniazd wtykowych i 17. Drugi sposób polega na odwróceniu orientacji biegunów magnesu trwalego 1. W tym celu magnes trwaly 1 zdejmuje z pierscienia 9 i obraca wzdluz osi podluznej 180°, tak zeby biegun który byl na górze znalazl sie na dole. Po tym uklada sie magnes trwaly 1 na pierscieniu 9 i wkreca lozysko oporowe 3 w tulejke 2, tak zeby ponownie uzyskac kontakt stozkowej koncówki 6 preta 7 z lozyskiem oporowym 3 i ponownie przylacza zródlo napiecia stalego do gniazd wtykowych i 17. Wykonanie magnesu trwalego 1 z metalu lub ze stopów, metali, korzystnie ze stopu aluminium, niklu i kobaltu - alnico, umozliwia przeplyw pradu elektrycznego wewnatrz magnesu i daje wysoka wartosc indukcji magnetycznej, pozwalajaca na sprawne dzianie silnika. Wykonanie tulejki 2, lozyska oporowego 3, preta 7, pierscienia 9, wsporników 10, 11, 12, 13 i gniazd PL 438398 A1 7/13 wtykowych 15, 17 z metalu nieferromagnetycznego o malej rezystywnosci, korzystnie z mosiadzu, zabezpiecza przed szkodliwym oddzialywaniem tych elementów z rozproszonym polem magnetycznym magnesu trwalego 1 i ulatwia przeplyw pradu elektrycznego przez te elementy. Podobnie, wykonanie podstawy 8 z materialu elektroizolacyjnego nieferromagnetycznego, korzystnie z tekstolitu, zabezpiecza ja przed oddzialywaniem z rozproszonym polem magnetycznym magnesu trwalego 1. PL 438398 A1 8/13 Zastrzezenia patentowe 1. Silnik jednobiegunowy, znamienny tym, ze zawiera magnes trwaly (1) w ksztalcie prostopadlosciennej sztabki z cylindrycznym, wspólosiowym otworem w czesc1 srodkowej, namagnesowany w kierunku pionowym, przewodzacy prad elektryczny i wykonany z metalu lub ze stopów, metali, zas w cylindrycznym otworze magnesu (1) jest osadzona na wcisk tulejka (2) z gwintem wewnetrznym, w którajest wkrecane lozysko oporowe (3) w ksztalcie walca z gwintem zewnetrznym, zaopatrzone w dwa naprzeciwlegle, wspólosiowe nawiercenia stozkowe (4, 5) i z dolnym z tych nawiercen (5) kontaktuje umieszczona w nim stozkowa koncówka (6) pionowego preta (7), którego dolny koniec jest osadzony na wcisk w poziomej podstawie (8) w ksztalcie prostopadlosciennej plyty, wykonanej z materialu nieferromagnetycznego i elektroizolacyjnego, korzystnie z tekstolitu, a oprócz tego do dolnej krawedzi magnesu trwalego (1) dotyka pierscie11 (9), majacy kolowy przekrój poprzeczny, polaczony galwanicznie od dolu z czterema rozmieszczonymi co 90° wspornikami (l O, 11, 12, 13) w ksztalcie pretów, których dolne ko11ce sa osadzone na wcisk w podstawie (8), ponadto wspornik ( 11) jest polaczony przewodem w izolacji ( 14) z gniazdem wtykowym (15), zas pret (7) jest polaczony przewodem w izolacji ( 16) z gniazdem wtykowym (17) i oba gniazda wtykowe (16, 17) sa przeznaczone do wtyków laboratoryjnych i osadzone na wcisk w podstawie (8), a oprócz tego tulejka (2), lozysko oporowe (3), pierscien (9), wsporniki (10, 11, 12, 13) i gniazda wtykowe (15, 17) sa wykonane z metalu nieferromagnetycznego o malej rezystywnosci. PL 438398 A1 9/13 2. Silnik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze magnes trwaly (1) jest v-,ykonany ze stopu zelaza, niklu i kobaltu - alnico 3. Silnik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze podstawa (8) jest wykonana z tekstolitu. 4. Silnik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze tulejka (2), lozysko oporowe (3), pierscien (9), wsporniki (10, 11, 12, 13) i gniazda wtykowe (15, 17) sa wykonane z mosiadzu. PL 438398 A1 /13 A-A Fig.1 PL 438398 A1 11/13 12 4 7 A Fig.2 PL 438398 A1 12/13 A li li u u A Fig.3 + 4 3 6 7 13 16 17 PL 438398 A1 13/13 al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr. poczt 203 URZAD PATENTOWY RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ tel.: (+48) 22 579 05 55 I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www.uprp.gov.pl SPRAWOZDANIE O STANIE TECHNIKI ZGLOSZENIA NR P.440221 Klasyfikacja zgloszenia:G09823/18 (2006.01); H02K31/00 (2006.01) Poszukiwania prowadzone w klasach: G098, H02K r Bazy komputerowe, w których prowadzono poszukiwania: e-vvyszukiwarka UPRP, Epoquenet [Epodoc) Espacenet, Google Kategoria Dokumenty - z podana identyfikacja Odniesienie dokumentu do zastrz. A PL206849 B UNIWERSYTET LÓDZKI 2010-09-30 1 A CN109147513 A (LORDWELL ENTERPRISE LTD) 2019-01-04 1 A RU2684163 C (MENSHIKH OLEG FEDOROVICH) 2019-04-04 1 A RU2458409 C (FEDERAL NOE KAZENNOE PRED NIZHNETAGIL SKIJ INST 1 ISPYTANIJA METALLOV FKP NTIIM) 2012-08-1 O A WO2016144203A 1 (ULYANOV VALERY YAKOVLEVICH) 2016-09-15 1 ? Dalszy ciag wykazu dokumentów na nastepnej stronie A - dokument okreslajacy ogólny stan techniki, który nie jest uwazany za posiadajacy szczególne znaczenie, E - dokument stano\\'iacy wczesniejsze zgloszenie lub patent, ale opublikowany w lub po dacie zgloszenia, L - dokument, który moze poddawac w watpliwosc zastrzegane pierwszehstwo(-wa), lub przytoczony w celu ustalenia claty publikacji innego L')'tcnvanego doku1nentu lub z innego szczególnego pcnvoclu, O - dokument odnoszaty sie do ujawnienia ustnego przez zastosowanie, wystawienie lub ujawnienie w inny sposób, r - dokument opublikowany przed data zgloszenia, ale pózniej niz zastrzegana data pierwsze11stwa, T - dokument pózniejszy, opublikowany po dacie zgloszenia lub w dacie pierwszefotwa i niebedacy w konflikcie ze zgloszeniem, ale cytowany w celu zrozumienia rnsad lub teorii lezacych u podstaw \\ynal8zku, X - dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za no\\Y lub nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument brany jest pod uwage samodzielnie, y dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany ,rynalazek nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom ,\ynalazczy, jezeli ten dokument zostanie polaczony z jednym lub kilkoma tego typu dokumentami, a takie polaczenie bedzie oczywiste dla znawcy, & - dokument nalezacy do tej samej rodziny patentowej. Sprawozdanie wykonali-a: Jadwiga Gasik Ekspert data 18.10.2022r. /-podpisano kwalifikowanym podpisem elektronicznym-/ Pismo wydane w formie dokumentu elektroniczne_go Uwagi do zgloszenia Sprawozdanie zostalo wykonane w oparciu o wersjezastrze en patentowych z 26.01.2022r. PL