WO2016151102A1 - Energiebereitstellungsvorrichtung - Google Patents

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WO2016151102A1
WO2016151102A1 PCT/EP2016/056629 EP2016056629W WO2016151102A1 WO 2016151102 A1 WO2016151102 A1 WO 2016151102A1 EP 2016056629 W EP2016056629 W EP 2016056629W WO 2016151102 A1 WO2016151102 A1 WO 2016151102A1
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WO
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sickle
magnet
carrier
base element
magnets
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Application number
PCT/EP2016/056629
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Nicolay
Original Assignee
Peter Nicolay
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 Peter Nicolay filed Critical Peter Nicolay
Publication of WO2016151102A1 publication Critical patent/WO2016151102A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • H02N11/008—Alleged electric or magnetic perpetua mobilia

Definitions

  • the invention relates to a
  • the energy supply device for continuously providing rotational mechanical performance achieved, wherein the energy supply device has a plurality of spaced on a carrier base member rotatably mounted magnet carrier, wherein the magnetic carriers each two permanent magnets spaced from each other are pivotally mounted to each other, the energy supply device a plurality of sickle-shaped and spaced on a sickle magnet base element to each other and spaced apart from the magnetic carriers arranged sickle magnets, wherein the sickle magnets each have a magnetic north pole and a magnetic south pole, wherein a dividing line of the poles along the crescent-shaped course of the sickle magnet, wherein the carrier base member and the sickle magnet base are rotatably mounted relative to each other and wherein the support base element , the magnet carrier, the permanent magnets, the sickle magnet element and the sickle magnets are arranged and aligned with each other so that upon rotation of the support base member and the
  • Magnet carrier perform a rotational movement, wherein during the rotational movement in each case a permanent magnet
  • Magnetic carrier is guided past an inner side of a sickle magnet, wherein after two revolutions of the
  • Magnet carrier both permanent magnets of each magnet carrier were each passed on an inner side and wherein the permanent magnets of a magnetic carrier were passed after the two revolutions on inner sides of different sickle magnets.
  • Sichelmagnet groundelements and the carrier base element are initially rotated relative to each other until a predetermined relative rotational speed of Sichelmagnet groundelements and the carrier base element is reached.
  • This relative rotational movement can for example be done manually or by another drive such as an electromotive coupling mechanical power.
  • Carrier element is energy in the
  • the sickle magnet base element and the magnet carriers are designed to be positively guided relative to each other so that upon relative rotation of the carrier base element to the sickle magnet base element, the magnet carrier is one of the
  • Carrier base element and the Sichelmagnet groundelements achieved so that a position of each permanent magnet at arbitrary times as a function of the relative rotational movement carried out between the carrier base member and the Sickle magnetic base element is specified.
  • suitable design of the positive guide can also from the magnetic carriers in the relative rotational movement of the
  • Carrier base element and the Sichelmagnet groundelements performed rotational movements are coordinated.
  • Inner circumference has a toothing and that the magnetic carrier in each case have a toothing adapted to the teeth and in engagement with the toothed gear. In this way, a forced operation between the
  • Sichelmagnet groundelement and the magnet carriers are made particularly simple and reliable.
  • sickle magnet base element can also be independent of a toothing formed on the inner circumference and a positive guidance achieved in this way between the teeth
  • the sickle magnet base element is designed in the form of a disc ring and that the carrier base element is located within a circular area surrounded by the sickle magnet base element
  • Carrier base also designed disk-shaped.
  • the magnetic field between the sickle magnets and the permanent magnets arranged on the magnetic carriers can be additionally influenced by the fact that the sickle magnets consist of at least two sickle magnet elements.
  • Energy supply device for example, to be able to influence an amount of energy delivered to a rotary shaft, is advantageously provided that
  • Sickle magnet base element is arranged. In this way, the displaceable sickle magnetic element of the movement of the arranged on the magnetic carriers permanent magnets
  • Sickle magnetic elements and the permanent magnet can be changed.
  • the displacement of the sickle magnet element according to the invention is possible only in a small area, so that the basic shape of the sickle magnet even at a
  • Sickle magnetic element engaged cam plate are controlled.
  • the invention provides that the sickle magnets resiliently mounted on the
  • Sickle magnet base element are arranged.
  • the sickle magnets can be particularly simple
  • the invention provides that on opposite side surfaces of the
  • Sickle magnet base element respectively sickle magnets are arranged and that are arranged on opposite side surfaces of the carrier base member each magnetic carrier. In this way, about twice as much energy can be provided using a respective sickle magnet base element and a carrier base element, as in the case of a one-sided assembly of the
  • Sichelmagnet groundelements and the support base element would be possible.
  • Sickle magnet base element and the magnet carriers for each two oppositely arranged magnetic carrier each only, for example, a arranged on a common axis of the opposing magnet carrier roller is required, which is supported against the inner circumference of the sickle magnet base element.
  • Sichelmagnet groundelements and the support base element arranged sickle magnets and magnetic carrier independently of each other on the Sichelmagnet groundelement and the
  • Carrier base are arranged to a uniform as possible relative rotational movement of the Sickle magnet base element and the carrier base element to achieve. In this arrangement, those on the opposite sides of the support base member
  • rotary power to be transmitted to the rotational power driven by the machine is provided according to the invention, that the carrier base member is arranged on a rotary shaft.
  • the rotary shaft is rotated by the carrier base member in a rotational movement, wherein the rotational speed of the rotary shaft depends on the relative rotation of the Sichelmagnet groundelements and the carrier base member.
  • the sickle magnets and the magnet carriers can be displaced relative to one another so that the permanent magnets do not abut against the rotational movement
  • Sickle magnets are passed. In this way, upon displacement of the sickle magnets and the magnetic carrier relative to each other, the energy supply device can be brought to a standstill after a discharge operation.
  • Permanentmagnetabulelement of a diamagnetic material is arranged so that one against a
  • the permanent magnet shielding elements are made of copper. According to the invention, the permanent magnet shielding elements are arranged in sections on the side surface of the permanent magnets facing the rotational movement direction and reduce in particular when the permanent magnets enter
  • Sickle magnets are each a Sichelmagnetabulateelement of a diamagnetic material arranged so that an opposite to a rotational movement direction of the magnet carrier acting attractive or repulsive action between the permanent magnet and the sickle magnet is reduced.
  • the sickle magnetic shielding elements are advantageously also made of copper.
  • Magnetic magnetic guiding elements are arranged from a ferromagnetic material so that acting in the rotational movement direction of the magnetic carrier attracting or repulsive effects be amplified between the permanent magnet and the sickle magnet.
  • the magnetic carrier attracting or repulsive effects be amplified between the permanent magnet and the sickle magnet.
  • the invention also relates to a
  • An energy delivery assembly having at least two as described above
  • Energy supply devices are arranged on a common rotary shaft. In this way, using the power delivery device can save a large amount
  • the energy supply device according to the invention and the energy supply arrangement according to the invention can be manufactured and used in any size.
  • the invention are suitable
  • Energy supply device or the energy supply arrangement according to the invention both for use in nano- and micro-technology applications as well as in larger systems.
  • Figure 1 is a schematically illustrated view of a
  • FIG. 2 shows a schematically illustrated rear view of the energy supply device illustrated in FIG. 1,
  • Figure 3 is a view of a
  • Figure 4 is a schematic view of a
  • Figure 8 is a schematic and fragmentary plan view of a sickle magnet with two
  • FIG. 9 is a schematic top view of a sickle magnet and a magnetic carrier with a permanent magnet, a permanent magnet shielding element being attached to the permanent magnet and FIG. 9
  • Figure 10 is a schematic and fragmentary plan view of a sickle magnet and a magnetic carrier with a permanent magnet, wherein on the sickle magnet two Sichelmagnetabrawieri are arranged and
  • Figure 11 is a schematic and fragmentary plan view of a sickle magnet and a magnet carrier with a permanent magnet, wherein on the permanent magnet a permanent magnet shielding is arranged.
  • FIGS. 1 and 2 show a schematically illustrated
  • Energy supply device 1 with a plurality of arranged on a carrier base element 2 magnetic carriers 3.
  • the magnetic carrier 3 are each rotatably supported via a rotary shaft 4 connected to the carrier base element 2.
  • the carrier base element 2 is designed disk-shaped and has a recess 6 for receiving a not
  • the energy supply device 1 also has a sickle magnet base element 7.
  • Sickle magnet base element 7 is disc-ring-shaped
  • the sickle magnets 8 each have a magnetic north pole 9 and a magnetic south pole 10, wherein a dividing line 11 of the poles 9, 10 along the crescent-shaped course of the
  • the permanent magnets 5 have a pole alignment adapted to the pole orientation of the sickle magnets 8, the permanent magnets 5 having a magnetic south pole 12 and a magnetic north pole 13.
  • the sickle magnets 8 and the permanent magnets 5 are each of a plurality only schematically illustrated rod-shaped
  • the support base 2 is within one of the
  • Sichelmagnet groundelement 7 enclosed circular recess 15 is arranged.
  • the sickle magnet base element 7 and the magnet carrier 3 are designed positively guided relative to each other.
  • FIG. 3 shows a schematically represented view of an energy supply device 1 with side faces 19, 20 of the same on opposite sides
  • Sickle Magnet groundelements 7 arranged Sichelmagneten 8 and on opposite side surfaces 21 and 22 of the support base member 2 arranged magnetic carriers 3.
  • the arranged on the opposite side surfaces 21, 22 magnetic carrier 3 each have no common axis of rotation 4, to a uniform as possible
  • a rotary shaft 23 is arranged.
  • the rotary shaft 23 has at its periphery a not shown and adapted to the also not shown gear toothing of the gears 18 adapted rotary shaft toothing.
  • FIG. 4 shows a schematically illustrated view of an energy supply arrangement 24 with several
  • FIGS. 5 to 7 a detail of a sequence of a relative rotational movement between one is schematically illustrated
  • Sichelmagnet groundelement 7 also a rotational movement, wherein during the rotational movement in each case a permanent magnet 5 of each magnet carrier 3 on an inner side 25 of the
  • Sickle magnets 8 are passed.
  • FIG. 8 shows a schematic and fragmentary view
  • FIG. 7 shown top view of a sickle magnet 8 with two sickle magnet elements 26 and 27.
  • the sickle magnet elements 26 and 27 are on a sickle magnet base element. 7
  • the sickle magnet element 27 is designed to be displaceable and is in engagement with a cam of a cam disk 28, which at the same time represents the carrier base element 2.
  • a cam of a cam disk 28 which at the same time represents the carrier base element 2.
  • About the cam plate 28 is a position of the sickle magnet element 28 to the movement of the at
  • Magnet carriers 3 arranged permanent magnets 5 adapted and tracked the movement.
  • Magnet carrier 3 shown with a permanent magnet 5.
  • the permanent magnet 5 a In the embodiment shown in Figure 9 are on the permanent magnet 5 a
  • the sickle magnet 8 has sickle-magnetic shielding elements 30 and at the embodiment shown in Figure 11, the permanent magnet 8 Permanentmagnetabrawiata 29.
  • the sickle magnets 8 are each of a plurality of rod-shaped and adjacent to each other
  • the permanent magnet shielding elements 29 are at a rotational movement direction facing side surface 31 of
  • Sichelmagnetabulate sculpture 30 are partially arranged in end portions 32 of the sickle magnet 8 to

Landscapes

  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Energiebereitstellungsvorrichtung (1) zur kontinuierlichen Bereitstellung rotatorischer mechanischer Leistung. Die Energiebereitstellungsvorrichtung (1) weist mehrere auf einem Trägergrundelement (2) beabstandet zueinander drehbar gelagert angeordnete Magnetträger (3) auf. An den Magnetträgern (3) sind jeweils zwei Permanentmagnete (5) beabstandet zueinander schwenkbar gelagert angeordnet. Die Energiebereitstellungsvorrichtung (1) weist mehrere sichelförmig ausgestaltete und auf einem Sichelmagnetgrundelement (7) beabstandet zueinander und beabstandet zu den Magnetträgern (3) angeordnete Sichelmagnete (8) auf. Die Sichelmagnete (8) weisen jeweils einen magnetischen Nordpol (9) und einen magnetischen Südpol (10) auf. Eine Trennlinie (11) der Pole verläuft längs des sichelförmigen Verlaufs der Sichelmagnete (8). Das Trägergrundelement (2) und das Sichelmagnetgrundelement (7) sind relativ zueinander drehbar gelagert. Das Trägergrundelement (2), die Magnetträger (3), die Permanentmagnete (5), das Sichelmagnetgrundelement (7) und die Sichelmagnete (8) sind so angeordnet und zueinander ausgerichtet, dass bei einer Drehbewegung des Trägergrundelements (2) und des Sichelmagnetgrundelements (7) relativ zueinander die Magnetträger (3) eine Drehbewegung durchführen, wobei bei der Dreh bewegung jeweils ein Permanentmagnet (5) jedes Magnetträgers (3) an einer Innenseite (25) eines Sichelmagneten (8) vorbeigeführt wird, wobei nach zwei Umdrehungen der Magnetträger (3) beide Permanentmagneten (5) jedes Magnetträgers (3) jeweils an einer Innenseite (25) vorbeigeführt wurden und wobei die Permanentmagneten (5) eines Magnetträgers (3) nach den zwei Umdrehungen an Innenseiten (25) unterschiedlicher Sichelmagneten (8) vorbeigeführt wurden.

Description

Energiebereitstellungs orrichtung
Die Erfindung betrifft eine
EnergiebereitstellungsVorrichtung .
Zur Bereitstellung von Energie für verschiedenste
Anwendungen sind aus dem Stand der Technik beispielsweise elektrochemische Speicher bekannt, mit denen elektrische Energie bereitgestellt werden kann. Der Anwendungsbereich erstreckt sich dabei von Kleinstanwendungen bis zu
vergleichsweise großen Anwendungen wie zum Beispiel
Automobilen.
In vielen Anwendungen ist es erforderlich, die
elektrochemisch gespeicherte elektrische Energie in
kinetische Energie umzuwandeln, um auf diese Weise die jeweilige Maschine wie beispielsweise das Automobil zu betreiben beziehungsweise anzutreiben. Aus dem Stand der Technik ist es auch bekannt, kinetische Energie
beispielsweise in einer Schwungscheibe zu speichern und mit der in der Schwungscheibe gespeicherten Energie die
jeweilige Maschine zu betreiben.
Als Aufgabe der Erfindung wird es angesehen eine
alternative Energiebereitstellungsvorrichtung zur
kontinuierlichen Bereitstellung rotatorischer mechanischer Leistung bereit zu stellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Energiebereitstellungsvorrichtung zur kontinuierlichen Bereitstellung rotatorischer mechanischer Leistung gelöst, wobei die Energiebereitstellungsvorrichtung mehrere auf einem Trägergrundelement beabstandet zueinander drehbar gelagert angeordnete Magnetträger aufweist, wobei an den Magnetträgern jeweils zwei Permanentmagnete beabstandet zueinander schwenkbar gelagert angeordnet sind, wobei die Energiebereitstellungsvorrichtung mehrere sichelförmig ausgestaltete und auf einem Sichelmagnetgrundelement beabstandet zueinander und beabstandet zu den Magnetträgern angeordnete Sichelmagnete aufweist, wobei die Sichelmagnete jeweils einen magnetischen Nordpol und einen magnetischen Südpol aufweisen, wobei eine Trennlinie der Pole längs des sichelförmigen Verlaufs der Sichelmagnete verläuft, wobei das Trägergrundelement und das Sichelmagnetgrundelement relativ zueinander drehbar gelagert sind und wobei das Trägergrundelement, die Magnetträger, die Permanentmagnete, das Sichelmagnetgrundelement und die Sichelmagnete so angeordnet und zueinander ausgerichtet sind, dass bei einer Drehbewegung des Trägergrundelements und des
Sichelmagnetgrundelements relativ zueinander die
Magnetträger eine Drehbewegung durchführen, wobei bei der Drehbewegung jeweils ein Permanentmagnet jedes
Magnetträgers an einer Innenseite eines Sichelmagneten vorbeigeführt wird, wobei nach zwei Umdrehungen der
Magnetträger beide Permanentmagneten jedes Magnetträgers jeweils an einer Innenseite vorbeigeführt wurden und wobei die Permanentmagneten eines Magnetträgers nach den zwei Umdrehungen an Innenseiten unterschiedlicher Sichelmagneten vorbeigeführt wurden. Um mit der erfindungsgemäßen
Energiebereitstellungsvorrichtung rotatorische Leistung kontinuierlich bereitstellen zu können, werden das
Sichelmagnetgrundelement und das Trägergrundelement
zunächst relativ zueinander verdreht, bis eine vorgegebene Relativdrehgeschwindigkeit des Sichelmagnetgrundelements und des Trägergrundelements erreicht ist. Diese relative Drehbewegung kann beispielsweise manuell erfolgen oder durch einen anderweitigen Antrieb wie beispielsweise eine elektromotorische Einkopplung mechanischer Leistung. Durch das Verdrehen des Sichelmagnetgrundelements und des
Trägergrundelements wird Energie in die
Energiebereitstellungsvorrichtung eingebracht, die
anschließend über einen langen Zeitraum kontinuierlich freigesetzt werden kann. Dabei wird die eingebrachte
Energie in den Magnetfeldern zwischen den Sichelmagneten und den Permanentmagneten gespeichert.
Um die erfindungsgemäße Energiebereitstellungsvorrichtung möglichst einfach und zuverlässig betreiben zu können, ist erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Sichelmagnetgrundelement und die Magnetträger relativ zueinander zwangsgeführt ausgestaltet sind, sodass bei einer Relativdrehbewegung des Trägergrundelements zu dem Sichelmagnetgrundelement die Magnetträger eine von der
Relativdrehbewegung abhängige Drehbewegung durchführen. Auf diese Weise wird eine Synchronisation der Drehbewegung der Magnetträger mit der Relativdrehbewegung des
Trägergrundelements und des Sichelmagnetgrundelements erreicht, sodass eine Position jedes Permanentmagneten zu beliebigen Zeitpunkten in Abhängigkeit der durchgeführten Relativdrehbewegung zwischen dem Trägergrundelement und dem Sichelmagnetgrundelement vorgegeben ist. Durch geeignete Ausgestaltung der Zwangsführung können zudem die von den Magnetträgern bei der Relativdrehbewegung des
Trägergrundelements und des Sichelmagnetgrundelements durchgeführten Drehbewegungen aufeinander abgestimmt werden .
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Energiebereitstellungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Sichelmagnetgrundelement
scheibenringförmig ausgestaltet ist und auf einem
Innenumfang eine Zahnung aufweist und dass die Magnetträger jeweils ein an die Zahnung angepasstes und mit der Zahnung in Eingriff stehendes Zahnrad aufweisen. Auf diese Weise kann eine Zwangsführung zwischen dem
Sichelmagnetgrundelement und den Magnetträgern besonders einfach und zuverlässig hergestellt werden. Die
scheibenringförmige Ausgestaltung des
Sichelmagnetgrundelements kann aber auch unabhängig von einer an dem Innenumfang ausgebildeten Zahnung und einer auf diese Weise erreichten Zwangsführung zwischen den
Magnetträgern und dem Sichelmagnetgrundelement vorteilhaft verwendet werden.
Es ist auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Zwangsführung zwischen dem Sichelmagnetgrundelement und den Magnetträgern bei dem scheibenringförmig
ausgestalteten Sichelmagnetgrundelement dadurch erreicht wird, dass die Magnetträger jeweils eine sich an dem
Innenumfang des Sichelmagnetgrundelements abstützende und an dem Innenumfang abrollende Rolle aufweisen, über die die Magnetträger in eine Drehbewegung versetzt werden, wobei die Drehbewegung der Magnetträger von der
Relativdrehbewegung des Sichelmagnetgrundelements und des Trägergrundelements abhängen.
Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Sichelmagnetgrundelement scheibenringförmig ausgestaltet ist und dass das Trägergrundelement innerhalb einer von dem Sichelmagnetgrundelement umgebenden kreisförmigen
Ausnehmung angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist das
Trägergrundelement ebenfalls scheibenförmig ausgestaltet.
Das Magnetfeld zwischen den Sichelmagneten und den auf den Magnetträgern angeordneten Permanentmagneten kann dadurch zusätzlich beeinflusst werden, dass die Sichelmagnete aus mindestens zwei Sichelmagnetelementen bestehen. Die
Sichelmagnetelemente sind vorteilhafterweise jeweils über separate Verbindungselemente an dem
Sichelmagnetgrundelement angeordnet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sichelmagnetelemente mit einem
geringen Abstand zueinander angeordnet sind und gemeinsam den Sichelmagneten bilden. Auf diese Weise ist auch eine einfachere Herstellung des Sichelmagnets möglich.
Um die von der erfindungsgemäßen
Energiebereitstellungsvorrichtung beispielsweise an eine Drehwelle abgegebene Energiemenge zusätzlich beeinflussen zu können, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass
mindestens ein Sichelmagnetelement verlagerbar an dem
Sichelmagnetgrundelement angeordnet ist. Auf diese Weise kann das verlagerbare Sichelmagnetelement der Bewegung der an den Magnetträgern angeordneten Permanentmagnete
nachgeführt bzw. an diese Bewegung angepasst werden. Dadurch kann unter anderem ein Luftspalt zwischen den
Sichelmagnetelementen und den Permanentmagneten verändert werden. Die Verlagerung des Sichelmagnetelements ist erfindungsgemäß nur in einem kleinen Bereich möglich, so dass die Grundform der Sichelmagneten auch bei einer
Verlagerung des Sichelmagnetelements weitestgehend erhalten bleibt. Die an die Bewegung der Permanentmagneten
angepasste Verlagerung des Sichelmagnetelements kann erfindungsgemäß beispielsweise über eine mit dem
Sichelmagnetelement in Eingriff stehende Nockenscheibe gesteuert werden.
Um den Luftspalt zwischen den Sichelmagneten und den
Permanentmagneten anpassen und möglichst optimal
ausgestalten zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sichelmagnete federnd gelagert auf dem
Sichelmagnetgrundelement angeordnet sind.
Die Sichelmagneten können besonders einfach dadurch
hergestellt werden, dass die Sichelmagneten aus einer Vielzahl stabförmig ausgestalteter und benachbart
zueinander angeordneter Stabpermanentmagneten aufgebaut sind. Auf diese Weise kann zur Herstellung der sichelförmig ausgestalteten Sichelmagneten auf handelsübliche
Stabpermanentmagnete zurückgegriffen werden, um eine möglichst kostengünstige Erstellung der
Energiebereitstellungsvorrichtung zu ermöglichen.
Um die von der Energiebereitstellungsvorrichtung
speicherbare Energie zu erhöhen und den für die
Energiebereitstellungsvorrichtung erforderlichen Bauraum zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass auf einander gegenüberliegenden Seitenflächen des
Sichelmagnetgrundelements jeweils Sichelmagnete angeordnet sind und dass auf einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Trägergrundelements jeweils Magnetträger angeordnet sind. Auf diese Weise kann unter Verwendung jeweils eines Sichelmagnetgrundelements und eines Trägergrundelements etwa doppelt so viel Energie bereitgestellt werden, wie dies bei einer lediglich einseitigen Bestückung des
Sichelmagnetgrundelements und des Trägergrundelements möglich wäre.
Erfindungsgemäß können die auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordneten Sichelmagnete und Magnetträger jeweils in Richtung einer Drehachse der
Energiebereitstellungsvorrichtung fluchtend zueinander angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Drehbewegung der Magnetträger besonders einfach synchronisiert werden, wobei zur Herstellung einer Zwangsführung zwischen dem
Sichelmagnetgrundelement und den Magnetträgern für je zwei einander gegenüberliegend angeordnete Magnetträger jeweils lediglich beispielsweise eine an einer gemeinsamen Achse der einander gegenüberliegenden Magnetträger angeordnete Rolle erforderlich ist, die sich gegen den Innenumfang des Sichelmagnetgrundelements abstützt .
Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass die auf einer gegenüberliegenden Seiten des
Sichelmagnetgrundelements und des Trägergrundelements angeordneten Sichelmagnete und Magnetträger unabhängig voneinander an dem Sichelmagnetgrundelement und dem
Trägergrundelement angeordnet sind, um eine möglichst gleichmäßige Relativdrehbewegung des Sichelmagnetgrundelements und des Trägergrundelements zu erreichen. Bei dieser Anordnung weisen die auf den einander gegenüberliegenden Seiten des Trägergrundelements
angeordneten Magnetträger keine gemeinsamen Drehachsen auf.
Um die von der Energiebereitstellungsvorrichtung
bereitgestellte rotatorische Leistung an die mithilfe der rotatorischen Leistung angetriebene Maschine zu übertragen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Trägergrundelement an einer Drehwelle angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Drehwelle von dem Trägergrundelement in eine Drehbewegung versetzt, wobei die Drehgeschwindigkeit der Drehwelle von der Relativdrehbewegung des Sichelmagnetgrundelements und des Trägergrundelements abhängt.
Um die Relativdrehbewegung des Sichelmagnetgrundelements und des Trägergrundelements anzuhalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sichelmagnete und die Magnetträger relativ zueinander verlagert werden können, sodass die Permanentmagnete bei der Drehbewegung nicht an den
Sichelmagneten vorbeigeführt werden. Auf diese Weise kann bei Verlagerung der Sichelmagnete und der Magnetträger relativ zueinander die Energiebereitstellungsvorrichtung nach einem AuslaufVorgang zum Stillstand gebracht werden.
Zur Verringerung von Energieverlusten bei der Drehbewegung der Magnetträger ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an Außenseiten der Permanentmagneten jeweils ein
Permanentmagnetabschirmelement aus einem diamagnetischen Material so angeordnet ist, dass eine entgegen einer
Drehbewegungsrichtung der Magnetträger wirkende anziehende oder abstoßende Wirkung zwischen den Permanentmagneten und den Sichelmagneten reduziert ist. Vorteilhafterweise sind die Permanentmagnetabschirmelemente aus Kupfer hergestellt. Die Permanentmagnetabschirmelemente sind erfindungsgemäß an der Drehbewegungsrichtung zugewandten Seitenfläche der Permanentmagnete abschnittsweise angeordnet und reduzieren insbesondere beim Eintritt der Permanentmagneten in
magnetische Felder der Sichelmagneten eine abstoßende
Wirkung der Permanentmagneten und der Sichelmagneten zueinander .
Um die Energieverluste weiter zu reduzieren, ist
erfindungsgemäß vorgesehen, dass an Außenseiten der
Sichelmagneten jeweils ein Sichelmagnetabschirmelement aus einem diamagnetischen Material so angeordnet ist, dass eine entgegen einer Drehbewegungsrichtung der Magnetträger wirkende anziehende oder abstoßende Wirkung zwischen den Permanentmagneten und den Sichelmagneten reduziert ist. Die Sichelmagnetabschirmelemente sind vorteilhafterweise ebenfalls aus Kupfer hergestellt. Erfindungsgemäß sind die Sichelmagnetabschirmelemente abschnittsweise in
Endbereichen der Sichelmagneten angeordnet, um entgegen der Drehbewegungsrichtung auftretende anziehende oder
abstoßende Wirkungen zwischen den Sichelmagneten und den Permanentmagneten beim Eintritt oder Austritt der
Permanentmagneten in oder aus magnetischen Feldern der Sichelmagneten zu reduzieren.
Es ist auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, dass an den Permanentmagneten und/oder den Sichelmagneten
Magnetfeldleitelemente aus einem ferromagnetischen Material so angeordnet sind, dass in der Drehbewegungsrichtung der Magnetträger wirkende anziehende oder abstoßende Wirkungen zwischen den Permanentmagneten und den Sichelmagneten verstärkt werden. Beispielsweise können die
Magnetfeldleitelemente die magnetischen Felder zu
beeinflussen und formen, dass eine besonders gute und die Drehbewegung der Magnetträger unterstützende
Antriebswirkung durch die Magnetfelder erreicht wird.
Die Erfindung betrifft auch eine
Energiebereitstellungsanordnung mit mindestens zwei wie vorangehend beschriebenen
Energiebereitstellungsvorrichtungen, wobei die
Energiebereitstellungsvorrichtungen an einer gemeinsamen Drehwelle angeordnet sind. Auf diese Weise kann mithilfe der Energiebereitstellungsanordnung eine große Menge
Energie gespeichert und kontinuierlich abgegeben werden.
Die erfindungsgemäße Energiebereitstellungsvorrichtung und die erfindungsgemäße Energiebereitstellungsanordnung können in beliebigen Baugrößen hergestellt und verwendet werden. So eignen sich die erfindungsgemäße
Energiebereitstellungsvorrichtung beziehungsweise die erfindungsgemäße Energiebereitstellungsanordnung sowohl für den Einsatz in Nano- und Mikrotechnologieanwendungen als auch in größeren Anlagen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt: Figur 1 eine schematisch dargestellte Ansicht einer
erfindungsgemäßen Energiebereitstellungs orrichtung,
Figur 2 eine schematisch dargestellte Rückansicht der in Figur 1 dargestellten Energiebereitstellungsvorrichtung,
Figur 3 eine Ansicht einer
Energiebereitstellungsvorrichtung mit auf
gegenüberliegenden Seiten eines Sichelmagnetgrundelements und eines Trägergrundelements angeordneten Sichelmagneten und Magnetträgern,
Figur 4 eine schematisch dargestellte Ansicht einer
Energiebereitstellungsanordnung,
Figuren 5 bis 7 schematisch und ausschnittsweise
dargestellte Draufsichten auf einen Sichelmagneten und einen Magnetträger bei einer Relativdrehbewegung eines Sichelmagnetgrundelements und eines Trägergrundelements zueinander,
Figur 8 eine schematisch und ausschnittsweise dargestellte Draufsicht auf einen Sichelmagneten mit zwei
Sichelmagnetelernenten,
Figur 9 eine schematisch und ausschnittsweise dargestellte Draufsicht auf einen Sichelmagneten und einen Magnetträger mit einem Permanentmagneten, wobei an dem Permanentmagneten ein Permanentmagnetabschirmelement und an dem
Sichelmagneten zwei Sichelmagnetabschirmelemente angeordnet sind, Figur 10 eine schematisch und ausschnittsweise dargestellte Draufsicht auf einen Sichelmagneten und einen Magnetträger mit einem Permanentmagneten, wobei an dem Sichelmagneten zwei Sichelmagnetabschirmelemente angeordnet sind und
Figur 11 eine schematisch und ausschnittsweise dargestellte Draufsicht auf einen Sichelmagneten und einen Magnetträger mit einem Permanentmagneten, wobei an dem Permanentmagneten ein Permanentmagnetabschirmelement angeordnet ist.
In den Figuren sind von mehreren baugleichen Elementen bzw. Komponenten lediglich einzelne exemplarisch mit einem
Bezugszeichen gekennzeichnet.
Figuren 1 und 2 zeigen eine schematisch dargestellte
Energiebereitstellungsvorrichtung 1 mit mehreren auf einem Trägergrundelement 2 angeordneten Magnetträgern 3. Die Magnetträger 3 sind jeweils über eine Drehwelle 4 drehbar gelagert mit dem Trägergrundelement 2 verbunden.
An den Magnetträgern 3 sind jeweils zwei Permanentmagnete 5 beabstandet zueinander schwenkbar gelagert angeordnet. Das Trägergrundelement 2 ist scheibenförmig ausgestaltet und weist eine Ausnehmung 6 zur Aufnahme einer nicht
dargestellten Drehwelle auf.
Die Energiebereitstellungsvorrichtung 1 weist zudem ein Sichelmagnetgrundelement 7 auf. Das
Sichelmagnetgrundelement 7 ist scheibenringförmig
ausgestaltet . Auf dem Sichelmagnetgrundelement 7 sind beabstandet
zueinander und beabstandet zu den Magnetträgern 3 mehrere sichelförmige Sichelmagnete 8 angeordnet. Die Sichelmagnete 8 weisen jeweils einen magnetischen Nordpol 9 und einen magnetischen Südpol 10 auf, wobei eine Trennlinie 11 der Pole 9, 10 längs des sichelförmigen Verlaufs der
Sichelmagnete 8 verläuft.
Die Permanentmagnete 5 weisen ein an die Polausrichtung der Sichelmagnete 8 angepasste Polausrichtung auf, wobei die Permanentmagnete 5 einen magnetischen Südpol 12 und einen magnetischen Nordpol 13 aufweisen. Die Sichelmagnete 8 und die Permanentmagnete 5 sind jeweils aus einer Vielzahl lediglich schematisch dargestellter stabförmiger
Stabpermanentmagnete 14 hergestellt.
Das Trägergrundelement 2 ist innerhalb einer von dem
Sichelmagnetgrundelement 7 umschlossenen kreisförmigen Ausnehmung 15 angeordnet.
Das Sichelmagnetgrundelement 7 und die Magnetträger 3 sind relativ zueinander zwangsgeführt ausgestaltet. Zu diesem Zweck weist das Sichelmagnetgrundelement 7 an einem
Innenumfang 16 des Sichelmagnetgrundelements 7 eine Zahnung 17 auf. An den Drehwellen 4 der Magnetträger 3 sind jeweils Zahnräder 18 angeordnet, die mit der Zahnung 17 des
Sichelmagnetgrundelements 7 in Eingriff stehen.
In den Figuren 3 bis 7 sind die an der Innenseite 16 des Sichelmagnetgrundelements 7 angeordnete Zahnung 17 nicht dargestellt und die Zahnräder 18 lediglich als Scheiben ohne die zur Zahnung 17 korrespondierenden Zahnradzahnungen dargestellt .
Figur 3 zeigt eine schematisch dargestellte Ansicht einer Energiebereitstellungsvorrichtung 1 mit auf einander gegenüberliegenden Seitenflächen 19, 20 des
Sichelmagnetgrundelements 7 angeordneten Sichelmagneten 8 und auf einander gegenüberliegenden Seitenflächen 21 und 22 des Trägergrundelements 2 angeordneten Magnetträgern 3. Die auf den einander gegenüberliegenden Seitenflächen 21, 22 angeordneten Magnetträger 3 weisen jeweils keine gemeinsame Drehachse 4 auf, um eine möglichst gleichmäßige
Drehbewegung des Trägergrundelements 2 zu erreichen. In der Ausnehmung 15 ist eine Drehwelle 23 angeordnet. Die Drehwelle 23 weist an ihrem Umfang eine nicht dargestellte und an die ebenfalls nicht dargestellte Zahnradzahnung der Zahnräder 18 angepasste Drehwellenzahnung auf. Die
Drehwellenzahnung steht mit der Zahnradzahnung in Eingriff. Über diese Verbindung wird die Drehbewegung des
Trägergrundelements 2 bzw. des Sichelmagnetgrundelements 7 auf die Drehwelle 23 übertragen.
Figur 4 zeigt eine schematisch dargestellte Ansicht einer Energiebereitstellungsanordnung 24 mit mehreren
Energiebereitstellungsvorrichtungen 1, die an einer
gemeinsamen Drehwelle 23 angeordnet sind. In den Figuren ist jeweils eine Energiebereitstellungsvorrichtung 1 beabstandet zu weiteren Energiebereitstellungsvorrichtungen 1 dargestellt. Hierdurch soll verdeutlicht werden, dass die Energiebereitstellungsanordnung 24 beliebig viele
Energiebereitstellungsvorrichtungen 1 aufweisen kann. In den Figuren 5 bis 7 ist ausschnittsweise schematisch ein Ablauf einer Relativdrehbewegung zwischen einem
Trägergrundelement 2 und einem Sichelmagnetgrundelement 7 dargestellt. Bei der Relativdrehbewegung führen die
Magnetträger 3 aufgrund der Zwangsführung mit dem
Sichelmagnetgrundelement 7 ebenfalls eine Drehbewegung aus, wobei bei der Drehbewegung jeweils ein Permanentmagnet 5 jedes Magnetträgers 3 an einer Innenseite 25 der
Sichelmagneten 8 vorbeigeführt werden.
Figur 8 zeigt eine schematisch und ausschnittsweise
dargestellte Draufsicht auf einen Sichelmagneten 8 mit zwei Sichelmagnetelementen 26 und 27. Die Sichelmagnetelemente 26 und 27 sind auf einem Sichelmagnetgrundelement 7
angeordnet. Das Sichelmagnetelement 27 ist verlagerbar ausgestaltet und steht mit einer Nocke einer Nockenscheibe 28 die gleichzeitig das Trägergrundelement 2 darstellt in Eingriff. Über die Nockenscheibe 28 wird eine Position des Sichelmagnetelements 28 an die Bewegung der an den
Magnetträgern 3 angeordneten Permanentmagneten 5 angepasst und der Bewegung nachgeführt.
In den Figuren 9 bis 11 sind ausschnittsweise schematisch Draufsichten auf einen Sichelmagneten 8 und einen
Magnetträger 3 mit einem Permanentmagneten 5 dargestellt. Bei dem in Figur 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an dem Permanentmagneten 5 ein
Permanentmagnetabschirmelement 29 und an dem Sichelmagneten 8 zwei Sichelmagnetabschirmelemente 30 angeordnet. Bei dem in Figur 10 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Sichelmagnet 8 Sichelmagnetabschirmelemente 30 auf und bei dem in Figur 11 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Permanentmagnet 8 Permanentmagnetabschirmelemente 29 auf. Die Sichelmagneten 8 sind jeweils aus einer Vielzahl stabförmig ausgestalteter und benachbart zueinander
angeordneter Stabpermanentmagneten 14 aufgebaut.
Die Permanentmagnetabschirmelemente 29 sind an einer der Drehbewegungsrichtung zugewandten Seitenfläche 31 der
Permanentmagnete 5 abschnittsweise angeordnet und
reduzieren insbesondere beim Eintritt der Permanentmagnete 5 in magnetische Felder der Sichelmagneten 8 eine
abstoßende Wirkung der Permanentmagneten 5 und der
Sichelmagneten 8 zueinander. Die
Sichelmagnetabschirmelemente 30 sind abschnittsweise in Endbereichen 32 der Sichelmagneten 8 angeordnet, um
entgegen der Drehbewegungsrichtung auftretende anziehende oder abstoßende Wirkungen zwischen den Sichelmagneten 8 und den Permanentmagneten 5 beim Eintritt oder Austritt der Permanentmagneten 5 in oder aus magnetischen Feldern der Sichelmagneten 8 zu reduzieren.
Sofern in den Abbildungen mehrere gleichartige Elemente abgebildet sind, so sind exemplarisch einzelne dieser gleichartigen Elemente mit einem Bezugszeichen
gekennzeichnet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) zur
kontinuierlichen Bereitstellung rotatorischer mechanischer Leistung, wobei die Energiebereitstellungsvorrichtung (1) mehrere auf einem Trägergrundelement (2) beabstandet zueinander drehbar gelagert angeordnete Magnetträger (3) aufweist, wobei an den Magnetträgern (3) jeweils zwei
Permanentmagnete (5) beabstandet zueinander schwenkbar gelagert angeordnet sind, wobei die
Energiebereitstellungsvorrichtung (1) mehrere sichelförmig ausgestaltete und auf einem Sichelmagnetgrundelement (7) beabstandet zueinander und beabstandet zu den Magnetträgern (3) angeordnete Sichelmagnete (8) aufweist, wobei die
Sichelmagnete (8) jeweils einen magnetischen Nordpol (9) und einen magnetischen Südpol (10) aufweisen, wobei eine Trennlinie (11) der Pole längs des sichelförmigen Verlaufs der Sichelmagnete (8) verläuft, wobei das
Trägergrundelement (2) und das Sichelmagnetgrundelement (7) relativ zueinander drehbar gelagert sind und wobei das Trägergrundelement (2), die Magnetträger (3), die
Permanentmagnete (5), das Sichelmagnetgrundelement (7) und die Sichelmagnete (8) so angeordnet und zueinander
ausgerichtet sind, dass bei einer Drehbewegung des
Trägergrundelements (2) und des Sichelmagnetgrundelements (7) relativ zueinander die Magnetträger (3) eine
Drehbewegung durchführen, wobei bei der Drehbewegung jeweils ein Permanentmagnet (5) jedes Magnetträgers (3) an einer Innenseite (25) eines Sichelmagneten (8)
vorbeigeführt wird, wobei nach zwei Umdrehungen der
Magnetträger (3) beide Permanentmagneten (5) jedes
Magnetträgers (3) jeweils an einer Innenseite (25)
vorbeigeführt wurden und wobei die Permanentmagneten (5) eines Magnetträgers (3) nach den zwei Umdrehungen an
Innenseiten (25) unterschiedlicher Sichelmagneten (8) vorbeigeführt wurden.
2. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sichelmagnetgrundelement (7) und die Magnetträger (3) relativ zueinander
zwangsgeführt ausgestaltet sind, so dass bei einer
Relativdrehbewegung des Trägergrundelements (2) zu dem Sichelmagnetgrundelement (7) die Magnetträger (3) eine von der Relativdrehbewegung abhängige Drehbewegung durchführen.
3. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Sichelmagnetgrundelement (7) scheibenringförmig
ausgestaltet ist und auf einem Innenumfang (16) eine
Zahnung (17) aufweist und dass die Magnetträger (3) jeweils ein an die Zahnung (17) angepasstes und mit der Zahnung (17) in Eingriff stehendes Zahnrad (18) aufweisen.
4. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Sichelmagnetgrundelement (7) scheibenringförmig
ausgestaltet ist und das Trägergrundelement (2) innerhalb einer von dem Sichelmagnetgrundelement (7) umgebenden kreisförmigen Ausnehmung (15) angeordnet ist.
5. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichelmagnete (8) aus mindestens zwei Sichelmagnetelementen (26, 27) bestehen.
6. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sichelmagnetelement (26, 27) verlagerbar an dem Sichelmagnetgrundelement (7) angeordnet ist.
7. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sichelmagnete (8) federnd gelagert auf dem
Sichelmagnetgrundelement (7) angeordnet sind.
8. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sichelmagneten (8) aus einer Vielzahl stabförmig
ausgestalteter und benachbart zueinander angeordneter Stabpermanentmagneten (14) aufgebaut sind.
9. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einander gegenüberliegenden Seitenflächen (19, 20) des Sichelmagnetgrundelements (7) jeweils Sichelmagnete (8) angeordnet sind und dass auf einander gegenüberliegenden Seitenflächen (21, 22) des Trägergrundelements (2) jeweils Magnetträger (3) angeordnet sind.
10. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergrundelement (2) an einer Drehwelle (23) angeordnet ist .
11. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichelmagnete (8) und die Magnetträger (3) relativ
zueinander verlagert werden können, so dass die
Permanentmagnete (5) bei der Drehbewegung nicht an den Sichelmagneten (8) vorbeigeführt werden.
12. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an Außenseiten der Permanentmagneten (5) jeweils ein
Permanentmagnetabschirmelement (29) aus einem
diamagnetischen Material so angeordnet ist, dass eine entgegen einer Drehbewegungsrichtung der Magnetträger (3) wirkende anziehende oder abstoßende Wirkung zwischen den Permanentmagneten (5) und den Sichelmagneten (8) reduziert ist .
13. Energiebereitstellungsvorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an Außenseiten der Sichelmagneten (8) jeweils ein
Sichelmagnetabschirmelement (30) aus einem diamagnetischen Material so angeordnet ist, dass eine entgegen einer
Drehbewegungsrichtung der Magnetträger (3) wirkende anziehende oder abstoßende Wirkung zwischen den
Permanentmagneten (5) und den Sichelmagneten (8) reduziert ist .
14. Energiebereitstellungsanordnung (24) mit mindestens zwei Energiebereitstellungsvorrichtungen (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die
Energiebereitstellungsvorrichtungen (1) an einer gemeinsamen Drehwelle (23) angeordnet sind.
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