WO2014064186A2 | 2014-05-01 |
DE102012018970A1 | 2014-03-27 | |||
US20120267973A1 | 2012-10-25 |
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. |
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.
Next Patent: METHOD FOR COUNTING OBJECTS IN A PREDETERMINED SPATIAL AREA