DE29909293U1

DE29909293U1 - Electromagnetically operated motor

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Publication number: DE29909293U1
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Priority date: 1998-10-31
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2009-05-28
Also published as: DE59910857D1; DE19850314A1

Description

Elektromagnetisch betriebener MotorElectromagnetically operated motor

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetisch betriebenen Motor zur Erzeugung hoher Drehmomente unter geringstem Energieeinsatz. 5The invention relates to an electromagnetically operated motor for generating high torques with minimal energy consumption. 5

Im Stand der Technik sind elektromagnetisch betriebene Motoren in vielfachen und sehr unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. So verwendet der landläufig als &ldquor;Elektromotor" bezeichnete Motor oszillierend elektrisch beaufschlagbare Magnetspulen, was zu einem vergleichsweise schlechten Wirkungsgrad führt.Electromagnetically operated motors are known in the state of the art in many different and very different designs. The motor commonly referred to as an "electric motor" uses oscillating magnetic coils that can be electrically actuated, which leads to a comparatively poor level of efficiency.

Ferner sind aus dem Stand der Technik Maschinen bekannt, bei denen mehr oder weniger geschickt angeordnete Permanentmagneten zur Umwandlung von magnetischer in kinetische Energie verwendet werden. So zeigt die DE 43 02 511 Al eine Vorrichtung, welche die statische Energie eines Magneten in permanente dynamische Energie umwandelt, was mit Hilfe einer mechanischen Vorrichtung mit zwei magnetischen Rotoren erfolgt.Furthermore, machines are known from the prior art in which more or less cleverly arranged permanent magnets are used to convert magnetic energy into kinetic energy. For example, DE 43 02 511 A1 shows a device that converts the static energy of a magnet into permanent dynamic energy, which is done with the help of a mechanical device with two magnetic rotors.

Die DE 43 25 026 Al zeigt eine entsprechende Vorrichtung, bei der an einem drehbar gelagerten Rad sich radial gegenüberstehend mindestens zwei verschieblich gelagerte Permanentmagnete angeordnet sind. Durch Wechselwirkung der Permanentmagnete, die jeweils von einem kompressiblen Druckelement beaufschlagt werden, wird eine Drehung des Rades hervorgerufen.
25DE 43 25 026 A1 shows a corresponding device in which at least two displaceably mounted permanent magnets are arranged radially opposite one another on a rotatably mounted wheel. The interaction of the permanent magnets, each of which is acted upon by a compressible pressure element, causes the wheel to rotate.
25

Aus der DE 43 06 909 Al ist es bekannt, einen Magnetmotor mit einem Rotor und Stator zu betreiben, wobei die hohe Remanenz der als Rotor und Stator eingesetzten Magnete ein stetiges Drehmoment erzeugt. Auf einemFrom DE 43 06 909 Al it is known to operate a magnetic motor with a rotor and stator, whereby the high remanence of the magnets used as rotor and stator generates a constant torque. On a

H/LiH/Li

ähnlichen Prinzip basiert auch der aus der DE 42 43 098 Al bekannte Magnetmotor. The magnetic motor known from DE 42 43 098 Al is also based on a similar principle.

Bei der aus der DE 40 33 394 Al bekannten Vorrichtung, die als Magnetarm-Schlaufenspulen-Pleuelmaschine bezeichnet wird, wird die Abstoßungskraft zwischen dem Magnetfeld eines Magnetstabes und eines gleitend daraufgelagerten Leiterringes genutzt.The device known from DE 40 33 394 A1, which is referred to as a magnetic arm loop coil connecting rod machine, uses the repulsive force between the magnetic field of a magnetic rod and a conductor ring slidingly mounted on it.

Aus der DE 44 19 535 Al und DE 44 12 209 Al ist schließlich ein Magnetmotor bekannt, bei dem in Gruppen angeordnete Permanentmagneten durch gegenseitige Wechselwirkung eine Oszillationsbewegung ausführen, die über einen Kurbeltrieb in kinetische Energie umgewandelt wird.Finally, from DE 44 19 535 Al and DE 44 12 209 Al, a magnetic motor is known in which permanent magnets arranged in groups perform an oscillating movement through mutual interaction, which is converted into kinetic energy via a crank drive.

Die genannten Druckschriften zum Stand der Technik offenbaren teilweise sehr komplexe Maschinen, deren Umsetzung in die Praxis nicht unerhebliche konstruktive Probleme aufwerfen dürfte. Auch ist generell die Effizienz der im Stand der Technik beschriebenen Maschinen und Motoren zumindest zweifelhaft. ,The documents mentioned on the state of the art reveal some very complex machines, the implementation of which in practice would pose considerable design problems. In general, the efficiency of the machines and motors described in the state of the art is at least doubtful.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektromagnetisch betriebenen Motor zu schaffen, der aufgrund minimalen Einsatzes elektrische Energie und Ausnutzung von Permanent-Magnetfeldem effizient unter Erzeugung hoher Drehmomente zu betreiben ist.Based on this, the invention is based on the object of creating an electromagnetically operated motor which can be operated efficiently while generating high torques due to minimal use of electrical energy and utilization of permanent magnetic fields.

Diese Aufgabe wird durch einen Motor gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Demnach ist ein Motor vorgesehen mitThis object is achieved by a motor according to claim 1. Accordingly, a motor is provided with

einer Rotoranordnung, die mit einer zentralen, drehgelagerten Welle verbunden ist,a rotor arrangement connected to a central, rotatably mounted shaft,

einer auf mindestens einer Seite der Rotoranordnung angeordneten, ringförmigen Permanent-Rotationsmagnet-Anordnung, die in mindestens zwei Sektoren geteilt ist, von denen der eine eine erste Magnetpol-Orientierung aufweist, und von denen der andere eine dazu entgegengesetzte Magnetpol-Orientierung oder ferromagnetische Eigenschaften aufweist,an annular permanent rotary magnet arrangement arranged on at least one side of the rotor arrangement, which is divided into at least two sectors, one of which has a first magnetic pole orientation and the other of which has an opposite magnetic pole orientation or ferromagnetic properties,

mindestens einem vor den Magnetpolen der Rotationsmagnet-Anordnung angeordneten Permanent-Hubmagneten,at least one permanent lifting magnet arranged in front of the magnetic poles of the rotary magnet arrangement,

— der unter zyklischer Abstoßung und Anziehung durch die während der Rotordrehung vorbeilaufende Rotationsmagnet-Anordnung linear hin- und herverschiebbar an einem Motorgestell gelagert ist, und— which is mounted on a motor frame so that it can be moved linearly back and forth under cyclical repulsion and attraction by the rotating magnet arrangement passing by during the rotor rotation, and

— der mit einer Kurbelwelle gekoppelt ist,— which is coupled to a crankshaft,

einem Getriebe zur Kopplung der Kurbelwelle mit der Rotorwelle, und - einem elektrisch betriebenen Überbrückermagnet zur Erzeugung eines Wechselmagnetfeldes, so daß beim Wechsel des Hubmagneten vom anziehend wirkenden Rotationsmagnet-Sektor in den abstoßend wirkenden Rotationsmagnet-Sektor die momentan wirkende Abstoßkraft zwischen Hubmagneten und abstoßendem Permanentmagnet-Sektor kompensierbar ist.a gear for coupling the crankshaft with the rotor shaft, and - an electrically operated bridging magnet for generating an alternating magnetic field, so that when the lifting magnet changes from the attractive rotating magnet sector to the repulsive rotating magnet sector, the momentarily acting repulsive force between the lifting magnet and the repulsive permanent magnet sector can be compensated.

Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß sich aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion des Motors der Einsatz elektrischer Energie auf die Kompensation der beim Vorbeilaufen der Rotationsmagnet-Anordnung kurzzeit auf den Hubmagneten wirkenden Anziehungs- und Abstoßkraft beschränkt. Im übrigen läuft der Motor lediglich aufgrund der gegenseitigen Anziehung und Abstoßung zwischen Hubmagnet und Rotationsmagnet-Anordnung, was insoweit energieneutral ist.From the above it is clear that due to the inventive design of the motor, the use of electrical energy is limited to compensating for the attraction and repulsion forces acting briefly on the lifting magnet as the rotary magnet arrangement passes by. Otherwise the motor runs solely due to the mutual attraction and repulsion between the lifting magnet and rotary magnet arrangement, which is energy-neutral in this respect.

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Versuche mit Prototypen des Erfindungsgegenstandes haben insofern aufgezeigt, daß durch Einsatz mehrerer Hubmagnete, die über jeweils ihnen zugeordnete Kurbeltriebe mit der zentralen Welle gekoppelt sind, ein immer höheres Drehmoment durch den laufenden Motor erzeugbar ist, wobei der Versorgungsstrom für den elektrisch betriebenen Überbrückermagnet praktisch konstant bleibt. Dies ist insoweit erklärbar, als der Überbrückermagnet jeweils nur singular die Anziehungs- und Abstoßkraft beim Wechsel eines einzigen Hubmagneten kompensieren muß, während an der Drehmoment-Erzeugung alle verbleibenden Hubmagneten beteiligt sind. Zur Verringerung des Fremdenergie-Bedarfs kann die Motorleistung z.T. für die Umsetzung in elektrische Energie zur Versorgung des Überbrükkermagneten verwendet werden.Tests with prototypes of the subject matter of the invention have shown that by using several lifting magnets, which are coupled to the central shaft via crank drives assigned to them, an ever higher torque can be generated by the running motor, whereby the supply current for the electrically operated bridging magnet remains practically constant. This can be explained insofar as the bridging magnet only has to compensate for the attraction and repulsion forces singularly when changing a single lifting magnet, while all the remaining lifting magnets are involved in generating the torque. To reduce the external energy requirement, the motor power can be used in part to convert it into electrical energy to supply the bridging magnet.

Zu der beanspruchten Rotoranordnung ist festzuhalten, daß es sich dabei nicht nur um ein starres, drehbares Gebilde, wie z.B. eine Scheibe, sondern auch um eine umlaufende, entsprechend geführte Kette handeln kann, auf der die Permanent-Rotationsmagnet-Anordnung montiert ist.With regard to the claimed rotor arrangement, it should be noted that it may not only be a rigid, rotatable structure, such as a disk, but also a rotating, appropriately guided chain on which the permanent rotary magnet arrangement is mounted.

Zusammenfassend ist der erfindungsgemäße Motor durch seinen relativ einfachen Aufbau kostengünstig herstellbar, wodurch er eine kurze Amortisierungszeit bietet. Sein Betrieb ist umweltfreundlich und von langer Lebensdauer sowie universeller Einsetzbarkeit geprägt.In summary, the motor according to the invention can be manufactured inexpensively due to its relatively simple design, which means it has a short payback period. Its operation is environmentally friendly and is characterized by a long service life and universal applicability.

Bevorzugte Ausführungsformen des Motors sind in den Unteransprüchen angegeben. Zu den damit verbundenen Vorteilen wird auf die nachfolgende Beschreibung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsge-Preferred embodiments of the motor are specified in the subclaims. For the associated advantages, reference is made to the following description, in which an embodiment of the invention

genstandes anhand der beigefugten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigen:object is explained in more detail using the attached drawings. They show:

Fig. 1 eine höchst schematische Seitenansicht des Motors,Fig. 1 is a highly schematic side view of the engine,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Rotor des Motors gemäß PfeilrichFig. 2 a plan view of the rotor of the motor according to the arrow

tung II nach Fig. 1,device II according to Fig. 1,

Fig. 3A bis 3E Prinzipdarstellungen der Abfolge beim Arbeitszyklus des Motors,Fig. 3A to 3E Principle representations of the sequence of the engine working cycle,

Fig. 4 eine höchst schematische Teilseitenansicht eines Motors mitFig. 4 is a highly schematic partial side view of an engine with

paarweiser Hubmagnet-Anordnung,paired lifting magnet arrangement,

Fig. 5 ein Schaubild der Abfolge beim Arbeitszyklus des MotorsFig. 5 is a diagram of the sequence of the engine's working cycle

gemäß Fig. 4, undaccording to Fig. 4, and

Fig. 6 eine höchst schematische Seitenansicht des Motors mit einerFig. 6 is a highly schematic side view of the engine with a

alternativen Anordnung des Überbrückermagneten.alternative arrangement of the jumper magnet.

Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, bildet das zentrale Teil des Motors eine an einem nicht dargestellten Maschinengestell gelagerte Welle 1, auf der drehfest ein scheibenförmiger Rotor 2 gelagert ist. Über die Welle 1 erfolgt einerseits der Motorabtrieb, andererseits stellt sie die Synchronisation der motorinternen Arbeitsvorgänge sicher, wie im folgenden noch näher erläutert wird.As can be seen from Fig. 1, the central part of the motor is a shaft 1 mounted on a machine frame (not shown), on which a disk-shaped rotor 2 is mounted in a rotationally fixed manner. On the one hand, the motor output is via the shaft 1, and on the other hand it ensures the synchronization of the internal motor processes, as will be explained in more detail below.

Wie aus Fig. 1 in Zusammenschau mit Fig. 2 deutlich wird, ist auf der Oberseite 3 des Rotors 2 eine ringförmige, koaxial zur Wellenachse 4 angeordnete Permanent-Rotationsmagnet-Anordnung 5 vorgesehen, die aus einzelnen Permanentmagnet-Stücken 6 zusammengesetzt sind. Die Rotationsmagnet-Anordnung 5 ist dabei in zwei knapp 180° überdeckende Sektoren 7, 8 getrennt. Im einen Sektor 7 sind die Permanentmagnet-Stücke 6 so angeordnet, daß ihr magnetischer Nordpol nach oben weist, wogegen im Sektor 8 der magnetische Südpol nach oben weist. Die Polflächen 9 der Permanentmagnet-Stücke 6 weisen dabei in einer zur Wellenachse 4 parallelen Richtung.As can be seen from Fig. 1 in conjunction with Fig. 2, a ring-shaped permanent rotary magnet arrangement 5 is provided on the top side 3 of the rotor 2, arranged coaxially to the shaft axis 4, which is composed of individual permanent magnet pieces 6. The rotary magnet arrangement 5 is divided into two sectors 7, 8 that overlap by almost 180°. In one sector 7, the permanent magnet pieces 6 are arranged so that their magnetic north pole points upwards, whereas in sector 8 the magnetic south pole points upwards. The pole surfaces 9 of the permanent magnet pieces 6 point in a direction parallel to the shaft axis 4.

Die beiden Sektoren 7, 8 weisen jeweils paarweise gegenüberstehende Enden 10 bzw. 11 auf, von denen die Enden 11 so weit auseinandergerückt sind, daß dazwischen ein elektrisch betriebener Überbrückermagnet 12 angeordnet werden kann. Die Achse seiner Magnetspule 13 weist ebenfalls in einer zur Wellenachse 4 parallelen Richtung. Die Magnetspule 13 wird über Zuleitungen 14 entlang der Welle 1 und über eine daran angeordnete Kommutator-Schleifring-Anordnung 15 mit einer Stromquelle 16 - beispielsweise einer Batterie - verbunden.The two sectors 7, 8 each have opposing ends 10 and 11 in pairs, the ends 11 of which are spaced apart so far that an electrically operated bridging magnet 12 can be arranged between them. The axis of its magnetic coil 13 also points in a direction parallel to the shaft axis 4. The magnetic coil 13 is connected to a power source 16 - for example a battery - via supply lines 14 along the shaft 1 and via a commutator slip ring arrangement 15 arranged thereon.

Die Rotationsmagnet-Anordnung 5 wirkt nun mit oszillierenden Hubmagneten 17 zusammen, von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist. Wie in Fig. 2 jedoch angedeutet ist, können beispielsweise drei Hubmagneten 17 über den Umfangsrand des Rotors 2 verteilt an den strichliert angedeuteten Positionen angeordnet werden. Die Lagerung und Einbindung der Hubmagneten 17 in den Arbeitszyklus des Motors erfolgt dann in der Weise, wie sie am Beispiel des einen in Fig. 1 dargestellten Hubmagneten 17 im folgenden erläutert wird.The rotary magnet arrangement 5 now interacts with oscillating lifting magnets 17, of which only one is shown in Fig. 1. However, as indicated in Fig. 2, for example, three lifting magnets 17 can be arranged distributed over the peripheral edge of the rotor 2 at the positions indicated by dashed lines. The bearing and integration of the lifting magnets 17 into the working cycle of the motor then takes place in the manner explained below using the example of the lifting magnet 17 shown in Fig. 1.

Dieser Hubmagnet 17 ist an einem als Kolbenschieber zu bezeichnenden Teil 18 so angeordnet, daß seine Polfläche 19 frontal gegenüber den Polflächen 9 der Rotationsmagnet-Anordnung 5 angeordnet ist. Der Kolbenschieber 18 ist in einem entsprechenden Schiebelager 20 des hier angedeuteten Maschinengestells 21 parallel zur Wellenachse 4 hin- und herverschiebbar gelagert. Der Kolbenschieber 18 ist an seinem dem HubmagnetenThis lifting magnet 17 is arranged on a part 18 which can be referred to as a piston slide so that its pole face 19 is arranged frontally opposite the pole faces 9 of the rotary magnet arrangement 5. The piston slide 18 is mounted in a corresponding sliding bearing 20 of the machine frame 21 indicated here so that it can be moved back and forth parallel to the shaft axis 4. The piston slide 18 is connected to the lifting magnet at its

17 abgewandten Ende mit dem zugewandten Ende eines Pleuels 22 verbunden, das an seinem anderen Ende an eine Kurbelwelle 23 gekoppelt ist.17 is connected to the facing end of a connecting rod 22 which is coupled at its other end to a crankshaft 23.

Kolbenschieber 18, Pleuel 22 und Kurbelwelle 23 bilden einen Kurbeltrieb, der die Auf- und Abbewegung des Hubmagneten 17 in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle 23 überträgt. Letztere ist quer zur Wellenachse 4 angeordnet und mit der Welle 1 über ein Kegelstirn-Zahnrad-Getriebe 24 gekoppelt, so daß die Rotation des Rotors 2 und die Auf- und Abbewegung des Hubmagneten 17 in genau definierter und synchroner Weise zueinander erfolgen können. Im übrigen kann anstatt des Kegelstirn-Zahnrad-Getriebes auch ein schrägverzahntes Stirnradgetriebe, Kardangetriebe oder Schnekkengetriebe eingesetzt werden.Piston slide 18, connecting rod 22 and crankshaft 23 form a crank drive which converts the up and down movement of the lifting magnet 17 into a rotational movement of the crankshaft 23. The latter is arranged transversely to the shaft axis 4 and coupled to the shaft 1 via a bevel gear 24 so that the rotation of the rotor 2 and the up and down movement of the lifting magnet 17 can take place in a precisely defined and synchronous manner. In addition, a helical spur gear, cardan gear or worm gear can also be used instead of the bevel gear.

Vom Grundprinzip her wird der Hubmagnet, bei dem beispielsweise der magnetische Nordpol nach unten zur Rotationsmagnet-Anordnung 5 hin gerichtet ist, dann abgestoßen und damit eine Kraft auf den KolbenschieberIn principle, the lifting magnet, in which, for example, the magnetic north pole is directed downwards towards the rotary magnet arrangement 5, is then repelled and thus a force is exerted on the piston slide

18 nach oben ausgeübt, wenn unter dem Hubmagneten 17 der Sektor 7 der Rotationsmagnet-Anordnung 5 vorbeiläuft, bei dem der magnetische Nordpol nach oben gerichtet ist. Sobald der Hubmagnet 17 unter dem Einfluß des Kreissektors 8 mit nach oben gerichtetem magnetischen Südpol gerät, erfolgt dagegen eine Anziehung des Hubmagneten 17, so daß oszillierende Kräfte auf diesen wirken. Diese oszillierenden Kräfte können eine Oszilla-18 is exerted upwards when the sector 7 of the rotary magnet arrangement 5 passes under the lifting magnet 17, where the magnetic north pole is directed upwards. As soon as the lifting magnet 17 comes under the influence of the circular sector 8 with the magnetic south pole directed upwards, the lifting magnet 17 is attracted so that oscillating forces act on it. These oscillating forces can cause an oscillation.

tionsbewegung des Kolbenschiebers 18 hervorrufen, die wiederum eine Rotationsbewegung über den erwähnten Kurbeltrieb aus Schieber 18, Pleuel 22 und Kurbelwelle 23 hervorruft. Dies ist anhand von Fig. 3 augenscheinlich zu erläutern:
5tion movement of the piston slide 18, which in turn causes a rotational movement via the mentioned crank mechanism consisting of slide 18, connecting rod 22 and crankshaft 23. This can be clearly explained using Fig. 3:
5

Ausgehend von der in Fig. 3 A gezeigten Stellung wirkt auf den Hubmagneten 17 eine Kraft nach oben, die über das Pleuel 22 zu einer Drehung der Kurbelwelle 23 führt. Diese Rotation wird über das Getriebe 24 auf die Welle 1 zurückübertragen, so daß der Rotor 2 sich unter dem Hubmagneten 17 weiterbewegt, bis der Sektor 8 mit dem nach oben gerichteten magnetischen Südpol unter den Hubmagneten 17 einläuft. Die Synchronisierung der Hubmagnet- und Rotor-Bewegung wird so gewählt, daß in diesem Zustand der obere Totpunkt OT des Kurbeltriebes erreicht ist, so daß die anziehende Kraft zwischen Sektor 8 und Hubmagnet 17 folgerichtig in eine nach unten gerichtete Bewegung des Hubmagneten 17 mit entsprechender Weiterdrehung der Kurbelwelle 23 umgesetzt wird (Fig. 3C).Starting from the position shown in Fig. 3A, an upward force acts on the lifting magnet 17, which leads to a rotation of the crankshaft 23 via the connecting rod 22. This rotation is transmitted back to the shaft 1 via the gear 24, so that the rotor 2 continues to move under the lifting magnet 17 until the sector 8 with the upwardly directed magnetic south pole runs under the lifting magnet 17. The synchronization of the lifting magnet and rotor movement is selected such that in this state the top dead center TDC of the crank drive is reached, so that the attractive force between sector 8 and lifting magnet 17 is logically converted into a downward movement of the lifting magnet 17 with corresponding further rotation of the crankshaft 23 (Fig. 3C).

Besonderer Maßnahmen bedarf es nun beim Wechsel des Hubmagneten aus dem Einflußbereich des Sektors 8 zurück in den Sektor 7, da hier hohe Abstoßungskräfte zwischen dem Magneten 17 und den gleichnamig gepolten Permanentmagnet-Stücken 6 des Sektors 7 herrschen. Um diese momentan wirkende Abstoßungskraft zu kompensieren, ist der Überbrückermagnet 12 vorgesehen, der kurz vor Durchlaufen des unteren Totpunktes UT so aktiviert wird, daß eine anziehende Kraft auf den Hubmagneten 17 ausgeübt wird. Mit Durchlaufen des unteren Totpunktes UT wird der Überbrückermagnet 12 mit Hilfe der Kommutator-Schleifring-Anordnung 15 umgepolt, so daß dann wieder eine maschinenzyklus-gerechte Abstoßung des Hubmagneten 17 erfolgt (Fig. 3E). Der Motor läuft schließlich inSpecial measures are now required when changing the lifting magnet from the area of influence of sector 8 back to sector 7, since here there are high repulsive forces between the magnet 17 and the permanent magnet pieces 6 of the same polarity in sector 7. In order to compensate for this momentary repulsive force, the bridging magnet 12 is provided, which is activated shortly before passing through the bottom dead center UT so that an attractive force is exerted on the lifting magnet 17. When passing through the bottom dead center UT, the bridging magnet 12 is reversed with the help of the commutator slip ring arrangement 15, so that the lifting magnet 17 is repelled again in accordance with the machine cycle (Fig. 3E). The motor finally runs in

die in Fig. 3A gezeigte Stellung, wo der Motorzyklus von neuem beginnt. Insgesamt erzeugt der elektrisch betriebene Überbrückermagnet 12 also ein Wechselmagnetfeld, das mit dem Magnetfeld des jeweiligen Hubmagneten in der erläuterten Weise kooperiert.
5the position shown in Fig. 3A, where the motor cycle begins again. Overall, the electrically operated jumper magnet 12 generates an alternating magnetic field that cooperates with the magnetic field of the respective lifting magnet in the manner explained.
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Bei der in Fig. 2 angedeuteten Verwendung von drei Hubmagneten 17 laufen deren Kurbeltriebe um 120° zueinander phasenversetzt, so daß sich ein runder Lauf des Motors ergibt. Dieser kann natürlich durch Verwendung weiterer Hubmagnete noch gesteigert werden. Nur beispielhaft ist auf einen Prototy-Versuch mit dem Erfindungsgegenstand zu verweisen, bei dem mit einem Magnetpaar ein Drehmoment von 20 Nur an der Welle abgegriffen werden konnte, das sich bei zwei und drei Magnetpaaren auf Werte von 42 Nur bzw. 64 Nur bei konstantem Leistungsbedarf des Überbrückermagneten steigerte.When using three lifting magnets 17 as shown in Fig. 2, their crank drives run 120° out of phase with each other, so that the motor runs smoothly. This can of course be improved by using more lifting magnets. Just as an example, reference should be made to a prototype test with the subject matter of the invention, in which a torque of 20 Nur could be tapped at the shaft with one magnet pair, which increased to values of 42 Nur and 64 Nur with two and three magnet pairs, respectively, with a constant power requirement of the bridging magnet.

In Fig. 4 ist eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Motors mit den vorstehend erwähnten Magnetpaaren in einer Teildarstellung schematisch angedeutet. Hierbei arbeitet die Rotationsmagnet-Anordnung 5 am Rotor 2 paarweise mit jeweils mindestens einem Hubmagneten 17, 17' mit zugeordneter Baugruppe aus Kolbenschieber 18, 18', Pleuel 22, 22' und Kurbelwelle 23, 23' zusammen. Damit die untere Kurbelwelle 23' ebenfalls auf die Welle 1 über ein nicht dargestelltes Kegelstirn-Zahnrad-Getriebe 24 arbeiten kann, ist die Welle 1 entsprechend weit nach unten über den Rotor 2 hinaus verlängert. Analog dem Ausführungsbeispiel gemaß Fig. 1 bis 3 können bei der paarweisen Anordnung gemäß Fig. 4 wiederum mehrere der gezeigten Hubmagnet-Paare über den Umfangsrand des Rotors 2 verteilt angeordnet sein.In Fig. 4, an alternative embodiment of the motor according to the invention with the above-mentioned magnet pairs is schematically indicated in a partial representation. In this case, the rotary magnet arrangement 5 on the rotor 2 works in pairs with at least one lifting magnet 17, 17' with an associated assembly consisting of piston slide 18, 18', connecting rod 22, 22' and crankshaft 23, 23'. So that the lower crankshaft 23' can also work on the shaft 1 via a bevel gear transmission 24 (not shown), the shaft 1 is extended downwards beyond the rotor 2 accordingly. Analogous to the embodiment according to Figs. 1 to 3, in the paired arrangement according to Fig. 4, several of the lifting magnet pairs shown can again be arranged distributed over the peripheral edge of the rotor 2.

Die Funktionsweise des Motors gemäß Fig. 4 ergibt sich ohne die Notwendigkeit weiterer Erläuterungen aus der beschriebenen Funktionsweise des Motors nach Fig. 1 bis 3, wobei die magnetischen Verhältnisse und mechanisch-kinematischen Bewegungen der hinzugekommenen Hubmagnet-Baugruppe sich durch Spiegelung an der horizontalen Rotorebene ergeben. Entsprechend liest sich das Schaubild gemäß Fig. 5 durch die eingetragenen Magnetpol-Bezeichnungen &ldquor;N" und &ldquor;S" und die Wirkpfeile &ldquor;F" der magnetischen Kräfte aus sich heraus. Der Deutlichkeit halber ist lediglich daraufhinzuweisen, daß in Fig. 5 praktisch eine Abwicklung des Rotors 2 mit der darauf befindlichen Rotationsmagnet-Anordnung 5 mit Sektoren 7, 8 dargestellt ist. Dieser Darstellung zeigt nach Art eines in Einzelbilder aufgelösten Filmes die jeweils passende Hubstellung der Hubmagneten 17, 17' in Relativstellung zum Rotor 2. Ferner ist in Fig. 5 angedeutet, daß die Einzelmagneten 6 so auf dem Rotor 2 angeordnet sind, daß das Niveau ihrer Polflächen 9 der Hubbewegung der Hubmagneten 17, 17' folgt.The functioning of the motor according to Fig. 4 results without the need for further explanation from the described functioning of the motor according to Fig. 1 to 3, whereby the magnetic conditions and mechanical-kinematic movements of the added lifting magnet assembly result from mirroring on the horizontal rotor plane. The diagram in Fig. 5 can be read accordingly by the magnetic pole designations "N" and "S" and the effective arrows "F" of the magnetic forces. For the sake of clarity, it should only be pointed out that Fig. 5 practically shows a development of the rotor 2 with the rotary magnet arrangement 5 located thereon with sectors 7, 8. This representation shows, in the manner of a film broken down into individual images, the appropriate stroke position of the lifting magnets 17, 17' in relation to the rotor 2. Furthermore, Fig. 5 indicates that the individual magnets 6 are arranged on the rotor 2 in such a way that the level of their pole surfaces 9 follows the stroke movement of the lifting magnets 17, 17'.

In Fig. 6 ist in Form einer Schemazeichnung eine alternative Anordnung des Überbrückermagneten 12' in Form einer Magnetspule 13 dargestellt. Ansonsten bezeichnen identische Bezugszeichen die anhand von Fig. 1 erläuterten Konstruktionsteile des Motors. Die Magnetspule der Überbrükkermagneten 12' ist nicht mehr zwischen den beiden Rotationsmagnet-Sektoren 7, 8 am Rotor 2, sondern als kleinere Spule 13 um den Hubmagneten 17" angeordnet. Diese Spule 12' neutralisiert die am Rotor gegen die Drehrichtung wirkende Kraft beim Wechsel des Hubmagneten 17" von einer magnetischen Domäne (Abstoßung) zur anderen (Anziehung).In Fig. 6, an alternative arrangement of the bridging magnet 12' in the form of a magnetic coil 13 is shown in the form of a schematic drawing. Otherwise, identical reference numerals designate the structural parts of the motor explained with reference to Fig. 1. The magnetic coil of the bridging magnet 12' is no longer arranged between the two rotary magnet sectors 7, 8 on the rotor 2, but as a smaller coil 13 around the lifting magnet 17". This coil 12' neutralizes the force acting on the rotor against the direction of rotation when the lifting magnet 17" changes from one magnetic domain (repulsion) to the other (attraction).

Obwohl diese alternative Ausfuhrungsform in Fig. 6 am höchst schematischen Beispiel einer Scheibenanordnung des Rotors 2 gezeigt ist, ist dieseAlthough this alternative embodiment is shown in Fig. 6 using a highly schematic example of a disk arrangement of the rotor 2, this

Ausfuhrungsform mit einem kompensierenden Überbrückermagneten 12' am Hubmagneten 17' mit besonderem Vorteil in mechanischer Hinsicht bei einem Rotor in Kettenform realisierbar.Embodiment with a compensating bridge magnet 12' on the lifting magnet 17' can be realized with particular advantage in mechanical terms with a rotor in chain form.

Während sich die elektrische Leistung zur Ansteuerung des Überbrückermagneten 12 bei der in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsform nach der Stärke der Permanentmagneten richtet, die am Rotor 2 vor und nach der Überbrückermagnet-Spule 12 wirken, ist bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. an der Spule zur Neutralisierung des Hubmagneten 17" die Leistung erforderlich, die der Permanentmagnet der Hubeinrichtung zur Aufhebung seiner Kraft benötigt. Es muß also nicht die magnetische Kraft überwunden werden, die am Rotor wirkt. Insoweit ist bei der Art von Kompensation gemäß Fig. 6 ein geringerer Leistungsaufwand notwendig.While the electrical power for controlling the bridge magnet 12 in the embodiment shown in Fig. 1 depends on the strength of the permanent magnets that act on the rotor 2 before and after the bridge magnet coil 12, in the embodiment according to Fig. 1, the coil for neutralizing the lifting magnet 17" requires the power that the permanent magnet of the lifting device needs to cancel out its force. The magnetic force acting on the rotor does not therefore have to be overcome. In this respect, less power is required for the type of compensation according to Fig. 6.

Werden nämlich zwei Magneten gleichpolig mit großer Flußdichte zusammengeführt, so wird eine verhältnismäßig große Abstoßungskraft erhalten. Werden zwei Magneten gleichpolig mit geringer Flußdichte zusammengeführt, tritt im Gegensatz dazu eine kleine Abstoßungskraft auf. Bei Annäherung eines Magneten mit großer Flußdichte und eines Magneten mit geringerer Flußdichte wird eine kleine Abstoßkraft erzeugt. Letztere richtet sich also immer nach dem schwächsten Magneten, der an der Magnetpaarung beteiligt ist.If two magnets with the same poles and a high flux density are brought together, a relatively large repulsive force is created. If two magnets with the same poles and a low flux density are brought together, a small repulsive force occurs. When a magnet with a high flux density and a magnet with a lower flux density approach each other, a small repulsive force is generated. The latter is therefore always directed towards the weakest magnet involved in the magnet pairing.

Für die erfindungsgemäße Maschine bedeutet dies, daß aufgrund der unterschiedlichen Kräfte zwischen Hub- und Rotationsmagneten beim Übergang des Hubmagneten 17, 17', 17" vom Permanentmagnet-Sektor 7 zum anderen Permanentmagnet-Sektor 8 die Überbrücker-Magnetspule 12' nur das Magnetfeld des schwächeren Rotationsmagneten am Rotor 2 erzeugenFor the machine according to the invention, this means that due to the different forces between the lifting and rotating magnets, when the lifting magnet 17, 17', 17" moves from the permanent magnet sector 7 to the other permanent magnet sector 8, the bridge magnet coil 12' only generates the magnetic field of the weaker rotating magnet on the rotor 2.

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muß, wobei die Spannungsspitze beim Eintauchen der Spule in das Magnetfeld vom stärkeren Hubmagneten 17" abhängig ist. Diese Spannungsspitze kann zur Rückführung elektrischer Leistung in den Akkumulator verwendet werden. So ist die zurückfließende Leistung bei einem Versuchsmodell zu 12,5 Watt bei 124 Volt und einer Drehzahl von ca.
300/min. proThe voltage peak when the coil is immersed in the magnetic field depends on the stronger lifting magnet 17". This voltage peak can be used to return electrical power to the accumulator. The returning power in a test model is 12.5 watts at 124 volts and a speed of approx.
300/min. per

Hubeinheit gemessen worden. Der magnetische Luftspalt zwischen Hubmagnet 17" und Permanentmagnet-Sektoren 7, 8 betrug dabei 7 mm.lifting unit was measured. The magnetic air gap between lifting magnet 17" and permanent magnet sectors 7, 8 was 7 mm.

Claims

1. Electromagnetically operated motor with

1. a rotor arrangement ( 2 ) which is connected to a central, rotatably mounted shaft ( 1 ),

2. an annular permanent rotary magnet arrangement ( 5 ) arranged on at least one side (3) of the rotor arrangement ( 2 ) which is divided into at least two sectors ( 7 , 8 ), one of which has a first magnetic pole orientation and the other of which has an opposite magnetic pole orientation or ferromagnetic properties,

3. at least one permanent lifting magnet ( 17 , 17 ') arranged in front of the magnetic poles of the rotary magnet arrangement ( 5 ),

1. which is mounted on a motor frame ( 21 ) so as to be linearly displaceable back and forth under cyclical repulsion and attraction by the rotating magnet arrangement ( 5 ) passing by during the rotor rotation, and

2. which is coupled to a crankshaft ( 23 , 23 '),

4. a gear ( 24 ) for coupling the crankshaft ( 23 , 23 ') with the rotor shaft ( 1 ), and

5. an electrically operated bridging magnet ( 12 , 12 ') for generating an alternating magnetic field, so that when the lifting magnet ( 17 , 17 ', 17 ") changes from the attractive rotating magnet sector ( 7 , 8 ) to the repulsive rotating magnet sector ( 7 , 8 ), the momentarily acting repulsive force between the lifting magnet ( 17 , 17 ', 17 ") and the repulsive permanent magnet sector ( 7 , 8 ) can be compensated.

2. Motor according to claim 1, characterized in that the bridging magnet ( 12 ) is arranged between one of the two end pairs ( 10 , 11 ) of the rotary magnet sectors ( 7 , 8 ) and generates an alternating magnetic field cooperating with the magnetic field of the respective lifting magnet ( 17 , 17 ').

3. Motor according to claim 1, characterized in that the bridging magnet ( 12 ') is arranged on the lifting magnet ( 17 ") and generates an alternating field cooperating with the magnetic field of the respective rotary magnet sector ( 7 , 8 ).

4. Motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rotor arrangement comprises a rotor ( 2 ) which is non-rotatably seated on the shaft ( 1 ).

5. Motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the permanent rotary magnet arrangement ( 5 ) is arranged coaxially to the axis ( 4 ) of the shaft ( 1 ) and with its pole faces ( 9 ) pointing in a direction parallel to the shaft axis ( 4 ).

6. Motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rotary magnet arrangement ( 5 ) is formed by individual permanent magnets ( 6 ) arranged in a row in the respective sector ( 7 , 8 ).

7. Motor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the magnets ( 6 ) are dimensioned or arranged on the rotor arrangement ( 2 ) in such a way that the level of their pole faces ( 9 ) follows the lifting movement of the lifting magnets ( 17 , 17 ').

8. Motor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the permanent magnet arrangement ( 5 ) cooperates individually or in pairs with at least one associated assembly formed from lifting magnet ( 17 , 17 '), crank mechanism ( 18 , 18 ', 22 , 22 ', 23 , 23 ') and gear ( 24 ) above and below the rotor arrangement ( 2 ).

9. Motor according to one of claims 1 to 8, characterized in that a plurality of assemblies consisting of lifting magnet ( 17 , 17 '), crank mechanism ( 18 , 18 ', 22 , 22 ', 23 , 23 ') and gear ( 24 ) are arranged equidistantly distributed over the peripheral edge of the rotor ( 2 ).

10. Engine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the transmission between the crankshaft ( 23 , 23 ') and the rotor shaft ( 1 ) is formed by a bevel gear transmission ( 24 ).

11. Motor according to one of claims 1, 2 or 4 to 10, characterized in that the bridging magnet ( 12 ) on the rotor arrangement ( 2 ) can be connected to a power source ( 16 ) via a commutator arrangement ( 15 ).

12. Motor according to one of claims 1, 2 or 4 to 11, characterized in that the crank drive ( 18 , 18 ', 22 , 22 ', 23 , 23 ') coupled to the lifting magnets ( 17 , 17 ') is coupled to the movement of the rotor arrangement ( 2 ) in such a way that the passage of the bridging magnet ( 12 , 12 ') past the respective lifting magnet takes place at least approximately at the bottom dead center of the crank drive ( 18 , 18 ', 22 , 22 ', 23 , 23 ').