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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung gehört zum Gebiet der elektromagnetischen Energieumwandlungstechnologie, insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung, durch die die erzeugte rückwärts gerichtete magnetische Widerstandskraft reduziert und eine vorwärts gerichtete magnetische Unterstützungskraft erzeugt werden kann, um den Verlust kinetischer Energie zu reduzieren und den Betrieb zu beschleunigen und dadurch die Energieumwandlungsrate zu verbessern.
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Stand der Technik
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Bei elektromagnetischen Vorrichtungen ist in der Regel ein Induktionsspulensatz zwischen zwei gegenüberliegenden Magnetsätzen angeordnet, wobei die Magnetsätze und der Induktionsspulensatz jeweils als Rotor und Stator, die sich relativ zueinander bewegen, definiert werden können, wobei die beiden Magnetsätze durch Anordnung von Magnetstücken, deren Magnetpole dem Induktionsspulensatz gegenüberstehen, gebildet sind, wodurch die Magnetpole der Magnetstücke der Magnetsätze mit dem Induktionsspulensatz korrespondieren (d. h. die magnetischen Kraftlinien stehen senkrecht zur Bewegungsrichtung). Da die magnetischen Kraftlinien in der Nähe der Mittellinie des Magnetpols am dichtesten sind, wird, wenn der Induktionsspulensatz bei einer Relativbewegung der elektromagnetischen Vorrichtung zum Stromerzeugen von den magnetischen Kraftlinien geschnitten wird, beim Induktionsspulensatz durch die Last Strom erzeugt, sodass ein Elektromagnet durch die Magnetisierung gebildet wird und somit an den beiden Enden des Induktionsspulensatzes entsprechend Magnetpole entstehen, wodurch in Bezug auf die Magnetpole der Magnetstücke der Magnetsätze in der Relativbewegung eine rückwärts gerichtete magnetische Widerstandskraft, deren Richtung sich von der Bewegungsrichtung unterscheidet, erzeugt wird.
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Mit anderen Worten wird bei der Leistungslast der herkömmlichen elektromagnetischen Vorrichtung jeweils eine rückwärts gerichtete magnetische Widerstandskraft an beiden Enden des Induktionsspulensatzes erzeugt, d. h. der Induktionsspulensatz weist zwei rückwärts gerichtete magnetische Widerstandskräfte auf. Da die Magnetsätze von den rückwärts gerichteten magnetischen Widerstandskräften an beiden Enden des Induktionsspulensatzes gleichzeitig beeinflusst werden, entstehen bei der in Betrieb befindlichen elektromagnetischen Vorrichtung rückwärts gerichtete Kräfte, die nicht förderlich für den Betrieb sind, was zu einem erheblichen Verlust an kinetischer Energie führt und die gesamte Energieumwandlung der elektromagnetischen Vorrichtung beeinträchtigt. Wie dieses Problem gelöst werden kann, ist für die Industrie von großer Bedeutung und stellt eine wichtige Forschungsrichtung dar.
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In Anbetracht der Probleme, die bei der Verwendung der herkömmlichen elektromagnetischen Vorrichtung auftreten, hat sich der Erfinder anhand seiner langjährigen Berufserfahrung der Lösung des Problems gewidmet und nach mehreren Änderungen, Versuchen und Verbesserungen schließlich die erfindungsgemäße interaktive elektromagnetische Vorrichtung hervorgebracht, mit der die bestehenden Probleme, die durch erzeugte rückwärts gerichtete magnetische Widerstandskräfte verursacht werden, reduziert werden können.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung bereitzustellen, durch die die erzeugte rückwärts gerichtete magnetische Widerstandskraft reduziert werden kann, um dadurch den Verlust kinetischer Energie zu reduzieren und die Energieumwandlungsrate zu verbessern.
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Es ist ferner die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung bereitzustellen, durch die eine vorwärts gerichtete magnetische Unterstützungskraft erzeugt werden kann, um den Betrieb auf effektive Weise zu beschleunigen und dadurch die Energieumwandlungsrate zu verbessern.
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Die vorliegende Erfindung setzt die nachfolgenden technischen Mittel der Erfindung ein, um die oben erwähnten Aufgaben zu erfüllen und die vorteilhaften Effekte zu erzielen:
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Eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung, Folgendes umfassend:
- einen Induktionsspulensatz, der mindestens eine Spule aufweist;
- einen Satz von Betätigungsmagneten, der an einem Ende des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei der Satz von Betätigungsmagneten relativ zum Induktionsspulensatz bewegt werden kann, um Strom zu erzeugen, wobei der Satz von Betätigungsmagneten aus mindestens zwei beabstandeten Magnetstücken besteht, die jeweils als erstes Magnetstück bzw. zweites Magnetstück definiert sind, wobei ferner die Magnetpole des ersten und des zweiten Magnetstücks nebeneinander angeordnet sind, d. h. die vertikale Magnetpolachse steht senkrecht zur Bewegungsrichtung, wobei ferner eins der Magnetpole der ersten und zweiten Magnetstücke mit der Spulenachse des Induktionsspulensatzes korrespondiert, wobei das benachbarte erste und zweite Magnetstück entgegengesetzte Magnetpole aufweisen;
- einen Führungsmagnetsatz, der an dem zum Satz von Betätigungsmagneten entgegengesetzten Ende des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei der Führungsmagnetsatz synchron mit dem Satz von Betätigungsmagneten relativ zum Induktionsspulensatz bewegt werden kann, wobei ferner der Führungsmagnetsatz aus mindestens zwei beabstandeten Magnetstücken besteht, die jeweils als drittes Magnetstück und viertes Magnetstück definiert sind, wobei ferner die Magnetpole des dritten und vierten Magnetstücks einander gegenüberliegen, d. h. die Links-Rechts-Magnetpolachse des Magnetstücks liegt parallel zur Bewegungsrichtung, wobei ferner das dritte und das vierte Magnetstück jeweils mit der Abstandsposition zwischen dem benachbarten zweiten und ersten Magnetstück bzw. zwischen dem benachbarten ersten und zweiten Magnetstück des Satzes von Betätigungsmagneten korrespondieren, wobei sich die sich aus den Oberflächen der Magneten an zwei Enden des dritten und des vierten Magnetstücks erstreckenden Verlängerungslinien mit den sich aus den zu den Magnetpolen entgegengesetzten Seitenflächen des ersten und des zweiten Magnetstücks erstreckenden Verlängerungslinien überlagern, wobei ferner das benachbarte dritte und vierte Magnetstück, die die gleiche Polarität haben, nebeneinander angeordnet sind und eine entgegengesetzte Polarität zum ersten und zweiten Magnetstück des Satzes von Betätigungsmagneten aufweisen; und
- ein Sensorschaltermodul, bei dem eine Sensorkomponente zum Korrespondieren mit der Spulenachse des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei beim Sensorschaltermodul jeweils eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit auf der jeweiligen Seite, auf der beim ersten und zweiten Magnetstück eine Relativbewegung stattfindet und es sich somit in die entsprechende Spule hineinbewegt, angeordnet ist, wobei jeweils eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Erkennung von Stromausfall auf der jeweiligen Seite, auf der beim ersten und zweiten Magnetstück eine Relativbewegung stattfindet und es sich somit aus der entsprechenden Spule herausbewegt, angeordnet ist, um somit das Betätigungssignal so zu steuern, dass zwischen der Spule und der Last eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird oder die Schaltung unterbrochen wird.
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Wenn ferner der N-Pol des ersten Magnetstücks des Satzes von Betätigungsmagneten mit dem Induktionsspulensatz korrespondiert, liegen der S-Pol des dritten und des vierten Magnetstücks einander gegenüber und korrespondieren mit dem N-Pol des ersten Magnetstücks. Wenn der S-Pol des zweiten Magnetstücks mit dem Induktionsspulensatz korrespondiert, liegen der N-Pol des dritten und des vierten Magnetstücks einander gegenüber und korrespondieren mit dem S-Pol des zweiten Magnetstücks.
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Eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung, Folgendes umfassend:
- einen Induktionsspulensatz, der mindestens eine Spule aufweist;
- einen Satz von Betätigungsmagneten, der an einem Ende des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei der Satz von Betätigungsmagneten relativ zum Induktionsspulensatz bewegt werden kann, um Strom zu erzeugen, wobei der Satz von Betätigungsmagneten aus mindestens zwei beabstandeten Magnetstücken besteht, die jeweils als erstes Magnetstück bzw. zweites Magnetstück definiert sind, wobei ferner die Magnetpole des ersten und des zweiten Magnetstücks nebeneinander angeordnet sind, d. h. die vertikale Magnetpolachse steht senkrecht zur Bewegungsrichtung, wobei ferner eins der Magnetpole der ersten und zweiten Magnetstücke mit der Spulenachse des Induktionsspulensatzes korrespondiert, wobei das benachbarte erste und zweite Magnetstück entgegengesetzte Magnetpole aufweisen;
- einen Führungsmagnetsatz, der an dem zum Satz von Betätigungsmagneten entgegengesetzten Ende des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei der Führungsmagnetsatz synchron mit dem Satz von Betätigungsmagneten relativ zum Induktionsspulensatz bewegt werden kann, wobei ferner der Führungsmagnetsatz aus mindestens zwei beabstandeten Magnetstücken besteht, die jeweils als drittes Magnetstück und viertes Magnetstück definiert sind, wobei ferner die Magnetpole des dritten und vierten Magnetstücks einander gegenüberliegen, d. h. die Links-Rechts-Magnetpolachse des Magnetstücks liegt parallel zur Bewegungsrichtung, wobei ferner das dritte und das vierte Magnetstück jeweils mit der Abstandsposition zwischen dem benachbarten zweiten und ersten Magnetstück bzw. zwischen dem benachbarten ersten und zweiten Magnetstück des Satzes von Betätigungsmagneten korrespondieren, wobei sich die sich aus den Oberflächen der Magneten an zwei Enden des dritten und des vierten Magnetstücks erstreckenden Verlängerungslinien mit den sich aus den zu den Magnetpolen entgegengesetzten Seitenflächen des ersten und des zweiten Magnetstücks erstreckenden Verlängerungslinien überlagern, wobei ferner das benachbarte dritte und vierte Magnetstück, die die gleiche Polarität haben, nebeneinander angeordnet sind und eine entgegengesetzte Polarität zum ersten und zweiten Magnetstück des Satzes von Betätigungsmagneten aufweisen; und
- ein Sensorschaltermodul, bei dem eine Sensorkomponente zum Korrespondieren mit der Spulenachse des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei beim Sensorschaltermodul jeweils eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Erkennung von Stromausfall auf der jeweiligen Seite, auf der beim ersten und zweiten Magnetstück des Satzes von Betätigungsmagneten eine Relativbewegung stattfindet und es sich somit in die entsprechende Spule hineinbewegt, angeordnet ist, wobei jeweils eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit auf der jeweiligen Seite, auf der beim ersten und zweiten Magnetstück eine Relativbewegung stattfindet und es sich somit aus der entsprechenden Spule herausbewegt, angeordnet ist, um somit das Betätigungssignal so zu steuern, dass zwischen der Spule und der Last eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird oder die Schaltung unterbrochen wird.
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Wenn ferner der N-Pol des ersten Magnetstücks des Satzes von Betätigungsmagneten mit dem Induktionsspulensatz korrespondiert, liegen der N-Pol des dritten und des vierten Magnetstücks einander gegenüber und korrespondieren mit dem N-Pol des ersten Magnetstücks. Wenn der S-Pol des zweiten Magnetstücks mit dem Induktionsspulensatz korrespondiert, liegen der S-Pol des dritten und des vierten Magnetstücks einander gegenüber und korrespondieren mit dem S-Pol des zweiten Magnetstücks.
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Eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung, Folgendes umfassend:
- einen Induktionsspulensatz, der mindestens eine Spule aufweist;
- einen Satz von Betätigungsmagneten, der an einem Ende des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei der Satz von Betätigungsmagneten relativ zum Induktionsspulensatz bewegt werden kann, um Strom zu erzeugen, wobei der Satz von Betätigungsmagneten aus mindestens zwei beabstandeten Magnetstücken besteht, die jeweils als erstes Magnetstück bzw. zweites Magnetstück definiert sind, wobei ferner die Magnetpole des ersten und des zweiten Magnetstücks nebeneinander angeordnet sind, d. h. die vertikale Magnetpolachse steht senkrecht zur Bewegungsrichtung, wobei ferner eins der Magnetpole der ersten und zweiten Magnetstücke mit der Spulenachse des Induktionsspulensatzes korrespondiert, wobei das benachbarte erste und zweite Magnetstück entgegengesetzte Magnetpole aufweisen;
- einen Führungsmagnetsatz, der an dem zum Satz von Betätigungsmagneten entgegengesetzten Ende des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei der Führungsmagnetsatz synchron mit dem Satz von Betätigungsmagneten relativ zum Induktionsspulensatz bewegt werden kann, wobei ferner der Führungsmagnetsatz aus mindestens zwei beabstandeten Magnetstücken besteht, die jeweils als drittes Magnetstück und viertes Magnetstück definiert sind, wobei ferner die Magnetpole des dritten und vierten Magnetstücks einander gegenüberliegen, d. h. die Links-Rechts-Magnetpolachse des Magnetstücks liegt parallel zur Bewegungsrichtung, wobei ferner das dritte und das vierte Magnetstück jeweils mit der Abstandsposition zwischen dem benachbarten zweiten und ersten Magnetstück bzw. zwischen dem benachbarten ersten und zweiten Magnetstück des Satzes von Betätigungsmagneten korrespondieren, wobei sich die sich aus den Oberflächen der Magneten an zwei Enden des dritten und des vierten Magnetstücks erstreckenden Verlängerungslinien mit den sich aus den zu den Magnetpolen entgegengesetzten Seitenflächen des ersten und des zweiten Magnetstücks erstreckenden Verlängerungslinien überlagern, wobei ferner das benachbarte dritte und vierte Magnetstück, die eine entgegengesetzte Polarität haben, nebeneinander angeordnet sind, d. h. der S-Pol des dritten Magnetstücks korrespondiert mit dem N-Pol des vierten Magnetstücks, wenn der N-Pol des ersten Magnetstücks mit dem Induktionsspulensatz korrespondiert; wobei der N-Pol des dritten Magnetstücks mit dem S-Pol des vierten Magnetstücks korrespondiert, wenn der S-Pol des zweiten Magnetstücks mit dem Induktionsspulensatz korrespondiert; und
- ein Sensorschaltermodul, bei dem eine Sensorkomponente zum Korrespondieren mit der Spulenachse des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei beim Sensorschaltermodul jeweils eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Erkennung von Stromausfall auf den beiden Seiten, auf denen beim ersten Magnetstück eine Relativbewegung stattfindet und es sich somit jeweils in die Spule hineinbewegt oder aus der Spule herausbewegt, angeordnet ist, wobei eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit in der Mitte des N-Pols des ersten Magnetstücks angeordnet ist; wobei jeweils eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit auf den beiden Seiten, auf denen beim zweiten Magnetstück eine Relativbewegung stattfindet und es sich somit jeweils in die Spule hineinbewegt oder aus der Spule herausbewegt, angeordnet ist, wobei eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Erkennung von Stromausfall in der Mitte des S-Pols des zweiten Magnetstücks angeordnet ist, um somit das Betätigungssignal so zu steuern, dass zwischen der Spule und der Last eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird oder die Schaltung unterbrochen wird.
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Eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung, Folgendes umfassend:
- einen Induktionsspulensatz, der mindestens eine Spule aufweist;
- einen Satz von Betätigungsmagneten, der an einem Ende des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei der Satz von Betätigungsmagneten relativ zum Induktionsspulensatz bewegt werden kann, um Strom zu erzeugen, wobei der Satz von Betätigungsmagneten aus mindestens zwei beabstandeten Magnetstücken besteht, die jeweils als erstes Magnetstück bzw. zweites Magnetstück definiert sind, wobei ferner die Magnetpole des ersten und des zweiten Magnetstücks nebeneinander angeordnet sind, d. h. die vertikale Magnetpolachse steht senkrecht zur Bewegungsrichtung, wobei ferner eins der Magnetpole der ersten und zweiten Magnetstücke mit der Spulenachse des Induktionsspulensatzes korrespondiert, wobei das benachbarte erste und zweite Magnetstück entgegengesetzte Magnetpole aufweisen;
- einen Führungsmagnetsatz, der an dem zum Satz von Betätigungsmagneten entgegengesetzten Ende des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei der Führungsmagnetsatz synchron mit dem Satz von Betätigungsmagneten relativ zum Induktionsspulensatz bewegt werden kann, wobei ferner der Führungsmagnetsatz aus mindestens zwei beabstandeten Magnetstücken besteht, die jeweils als drittes Magnetstück und viertes Magnetstück definiert sind, wobei ferner die Magnetpole des dritten und vierten Magnetstücks einander gegenüberliegen, d. h. die Links-Rechts-Magnetpolachse des Magnetstücks liegt parallel zur Bewegungsrichtung, wobei ferner das dritte und das vierte Magnetstück jeweils mit der Abstandsposition zwischen dem benachbarten zweiten und ersten Magnetstück bzw. zwischen dem benachbarten ersten und zweiten Magnetstück des Satzes von Betätigungsmagneten korrespondieren, wobei sich die sich aus den Oberflächen der Magneten an zwei Enden des dritten und des vierten Magnetstücks erstreckenden Verlängerungslinien mit den sich aus den zu den Magnetpolen entgegengesetzten Seitenflächen des ersten und des zweiten Magnetstücks erstreckenden Verlängerungslinien überlagern, wobei ferner das benachbarte dritte und vierte Magnetstück, die eine entgegengesetzte Polarität haben, nebeneinander angeordnet sind, d. h. der N-Pol des dritten Magnetstücks korrespondiert mit dem S-Pol des vierten Magnetstücks, wenn der N-Pol des ersten Magnetstücks mit dem Induktionsspulensatz korrespondiert; wobei der S-Pol des dritten Magnetstücks mit dem N-Pol des vierten Magnetstücks korrespondiert, wenn der S-Pol des zweiten Magnetstücks mit dem Induktionsspulensatz korrespondiert; und
- ein Sensorschaltermodul, bei dem eine Sensorkomponente zum Korrespondieren mit der Spulenachse des Induktionsspulensatzes angeordnet ist, wobei beim Sensorschaltermodul jeweils eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit auf den beiden Seiten, auf denen beim ersten Magnetstück Relativbewegungen stattfinden und es sich somit jeweils in die Spule hineinbewegt oder aus der Spule herausbewegt, angeordnet ist, wobei eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Erkennung von Stromausfall in der Mitte des N-Pols des ersten Magnetstücks angeordnet ist; wobei jeweils eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Erkennung von Stromausfall auf den beiden Seiten, auf denen beim zweiten Magnetstück Relativbewegungen stattfinden und es sich somit jeweils in die Spule hineinbewegt oder aus der Spule herausbewegt, angeordnet ist, wobei eine die Sensorkomponente detektierende Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit in der Mitte des S-Pols des zweiten Magnetstücks angeordnet ist, um somit das Betätigungssignal so zu steuern, dass zwischen der Spule und der Last eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird oder die Schaltung unterbrochen wird.
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Somit kann die erfindungsgemäße interaktive elektromagnetische Vorrichtung mit den oben beschriebenen technischen Mitteln realisiert werden. Dadurch, dass der zur Stromerzeugung dienende Satz von Betätigungsmagneten auf einer Seite des Induktionsspulensatzes angeordnet ist und der zur Führung dienende Führungsmagnetsatz auf der anderen Seite angeordnet ist und ferner das Sensorschaltermodul das Betätigungssignal so in verschiedene Positionen steuert, dass zwischen der Spule und der Last eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird oder die Schaltung unterbrochen wird, wird ermöglicht, dass die gesamte Vorrichtung unter Last nur eine einzige rückwärts gerichtete magnetische Widerstandskraft besitzt, denn nur ein Ende des Induktionsspulensatzes weist den zur Stromerzeugung dienenden Satz von Betätigungsmagneten auf, wodurch der Verlust kinetischer Energie effektiv reduziert werden kann. Darüber hinaus kann eine vorwärtsbewegende magnetische Unterstützungskraft durch den Führungsmagnetsatz erzeugt werden, um den Betrieb zu beschleunigen und dadurch die Energieumwandlungsrate zu verbessern. Auf diese Weise können der Mehrwert und die wirtschaftlichen Vorteile erheblich erhöht werden.
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Zur Erleichterung des Verständnisses des Aufbaus, der Merkmale und der Ziele der Erfindung werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben, sodass ein Fachmann auf diesem Gebiet in die Lage versetzt ist, die vorliegende Erfindung gemäß der Beschreibung ohne Weiteres zu realisieren.
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Figurenliste
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Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung der Struktur eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen interaktiven elektromagnetischen Vorrichtung, die relative Beziehungen zwischen den Komponenten des Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
- 2A bis 2D schematische Darstellungen der Betätigungen, durch die in der ersten Stufe des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird;
- 3A und 3B schematische Darstellungen der Betätigungen, durch die in der zweiten Stufe des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung die Schaltung unterbrochen wird;
- 4A und 4D schematische Darstellungen der Betätigungen, durch die in der dritten Stufe des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird;
- 5A und 5B schematische Darstellungen der Betätigungen, durch die in der vierten Stufe des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung die Schaltung unterbrochen wird;
- 6 eine schematische Darstellung der Struktur eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen interaktiven elektromagnetischen Vorrichtung, die relative Beziehungen zwischen den Komponenten des Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
- 7 eine schematische Darstellung der Struktur eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen interaktiven elektromagnetischen Vorrichtung, die relative Beziehungen zwischen den Komponenten des Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
- 8 eine schematische Darstellung der Struktur eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen interaktiven elektromagnetischen Vorrichtung, die relative Beziehungen zwischen den Komponenten des Ausführungsbeispiels veranschaulicht.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung. In den spezifischen Ausführungsbeispielen werden die Komponenten der vorliegenden Erfindung mit relativen Begriffen, wie z. B. „vordere“, „hintere“, „linke“ , „rechte“, „oben“, „unten“, „obere“, „untere“, „hori zontale“ und „vertikale“ in Beziehung zueinander gesetzt. Dies erfolgt lediglich zur Vereinfachung der Beschreibung und ist nicht als einschränkend zu betrachten. Diese relativen Begriffe stellen daher keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung dar und schränken auch die Bauteile in irgendeiner Position oder räumlichen Ausrichtung in keiner Weise ein. Die in den Zeichnungen gezeigten oder in der Patentschrift angegebenen Abmessungen können je nach Gestaltung und Anforderungen der spezifischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung modifiziert werden, ohne dabei vom Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Der Aufbau der erfindungsgemäßen interaktiven elektromagnetischen Vorrichtung ist in 1 dargestellt. Die elektromagnetische Vorrichtung umfasst einen Satz von Betätigungsmagneten 10, einen zum Satz von Betätigungsmagneten 10 beabstandeten, parallelliegenden Führungsmagnetsatz 20, einen zwischen dem Satz von Betätigungsmagneten 10 und dem Führungsmagnetsatz 20 angeordneten Induktionsspulensatz 30 und ein Sensorschaltermodul 40, wobei der Induktionsspulensatz 30 relativ zum Satz von Betätigungsmagneten 10 und zum Führungsmagnetsatz 20 gedreht oder linear bewegt werden kann, wobei das Sensorschaltermodul 40 zur Steuerung dient und zwischen dem Induktionsspulensatz 30 und der Last die Herstellung oder Unterbrechung einer elektrisch leitenden Verbindung erlaubt.
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Siehe weiter 1, die den detaillierten Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen interaktiven elektromagnetischen Vorrichtung zeigt. Hierbei besteht der Satz von Betätigungsmagneten 10 aus mindestens zwei beabstandeten Magnetstücken 11, 12, die jeweils als erstes Magnetstück 11 und zweites Magnetstück 12 definiert sind, wobei das obere und das untere Ende des ersten und des zweiten Magnetstücks 11, 12 jeweils als N-Pol 111, 121 bzw. S-Pol 112,122 definiert sind, wobei ferner die Magnetpole des ersten und des zweiten Magnetstücks 11, 12 nebeneinander angeordnet sind, d. h. die vertikale Magnetpolachse steht senkrecht zur Bewegungsrichtung, wobei ferner eins der Magnetpole der ersten und zweiten Magnetstücke 11, 12 zur Stromerzeugung mit der Spulenachse des Induktionsspulensatzes 30 korrespondiert, wobei das erste und zweite Magnetstück 11, 12 entgegengesetzte Magnetpole aufweisen, d. h. der S-Pol 122 des zweiten Magnetstücks 12 korrespondiert mit dem Induktionsspulensatz 30, wenn der N-Pol 111 des ersten Magnetstücks 11 mit dem Induktionsspulensatz 30 korrespondiert.
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Ferner besteht der Führungsmagnetsatz 20 aus mindestens zwei beabstandeten Magnetstücken 23, 24, die jeweils als drittes Magnetstück 23 und viertes Magnetstück 24 definiert sind, wobei das linke und das rechte Ende des dritten und des vierten Magnetstücks 23, 24 jeweils als N-Pol 231, 241 und S-Pol 232, 242 definiert sind, wobei ferner die Magnetpole des dritten und vierten Magnetstücks 23, 24 einander gegenüberliegen, d. h. die Links-Rechts-Magnetpolachse des Magnetstücks liegt parallel zur Bewegungsrichtung, sodass kein Strom erzeugt wird, sondern die Magnetkraftlinien des ersten und des zweiten Magnetstücks 11, 12 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 einfach fließen. Darüber hinaus sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel das benachbarte dritte und vierte Magnetstück 23, 24, die die gleiche Polarität haben, nebeneinander angeordnet und weisen eine entgegengesetzte Polarität zum ersten und zweiten Magnetstück 11, 12 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 auf, d. h. der S-Pol 232, 242 des dritten und des vierten Magnetstücks 23, 24 liegen einander gegenüber und korrespondieren mit dem N-Pol 111 des ersten Magnetstücks 11, wenn der N-Pol 111 des ersten Magnetstücks 11 mit dem Induktionsspulensatz 30 korrespondiert; wobei der N-Pol 231, 241 des dritten und des vierten Magnetstücks 23, 24 einander gegenüber liegen und mit dem S-Pol 122 des zweiten Magnetstücks 12 korrespondieren, wenn der S-Pol 122 des zweiten Magnetstücks 12 mit dem Induktionsspulensatz 30 korrespondiert. Ferner kann der Führungsmagnetsatz 20 synchron mit dem Satz von Betätigungsmagneten 10 bewegt werden, wobei ferner das dritte und das vierte Magnetstück 23, 24 des Führungsmagnetsatzes 20 jeweils mit der Abstandsposition zwischen dem benachbarten zweiten und ersten Magnetstück 12, 11 bzw. zwischen dem benachbarten ersten und zweiten Magnetstück 11, 12 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 korrespondieren, wobei sich die sich aus den Oberflächen der Magneten an zwei Enden des dritten und des vierten Magnetstücks 23, 24 des Führungsmagnetsatzes 20 erstreckenden Verlängerungslinien mit den sich aus den zu den Magnetpolen entgegengesetzten Seitenflächen des ersten und des zweiten Magnetstücks 11, 12 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 erstreckenden Verlängerungslinien überlagern.
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Ferner ist der Induktionsspulensatz 30 zwischen dem Satz von Betätigungsmagneten 10 und dem Führungsmagnetsatz 20 angeordnet, wobei der Induktionsspulensatz 30 aus einer Spule 31 besteht, wobei die beiden Enden der Spule 31 jeweils mit dem Satz von Betätigungsmagneten 10 und dem Führungsmagnetsatz 20 korrespondieren, d. h. die Achse der Spule 31 steht senkrecht zur Bewegungsrichtung.
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Das Sensorschaltermodul 40 besteht aus mindestens einer Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41, einer Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 und einer Sensorkomponente 45, wobei die Sensorkomponente 45 am mit dem Satz von Betätigungsmagneten 10 korrespondierenden Ende der Achse der Spule 31 des Induktionsspulensatzes 30 angeordnet ist, wobei die Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41 des Sensorschaltermoduls 40 auf der jeweiligen Seite, auf der beim ersten und zweiten Magnetstück 11, 12 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 eine Bewegung stattfindet und es sich somit in die entsprechende Spule 31 hineinbewegt, angeordnet ist, wobei die Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 auf der jeweiligen Seite, auf der beim ersten und zweiten Magnetstück 11, 12 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 eine Bewegung stattfindet und es sich somit aus der entsprechenden Spule 31 herausbewegt, angeordnet ist, um durch die Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41 oder die Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 des ersten und des zweiten Magnetstücks 11, 12 und durch die Sensorkomponente 45 der Spule 31 zu erkennen, ob beim ersten und zweiten Magnetstück 11, 12 eine Bewegung stattgefunden hat und es sich somit in die Spule 31 hineinbewegt oder aus der Spule 31 herausbewegt hat, um somit das Betätigungssignal so zu steuern, dass zwischen der Spule 31 und der Last eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird oder die Schaltung unterbrochen wird.
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Auf diese Weise ist eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung gebildet, durch die die magnetische Widerstandskraft effektiv reduziert, eine magnetische Unterstützungskraft erzeugt und die Energieumwandlungsrate verbessert werden kann.
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Ein vollständiger Arbeitszyklus im praktischen Einsatz der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vorrichtung, durch die die magnetische Widerstandskraft effektiv reduziert, eine magnetische Unterstützungskraft erzeugt und die Energieumwandlungsrate verbessert werden kann, ist in den 2 bis 5 offenbart. Die 2A bis 2D zeigen einen Zustand, in dem bei der Relativbewegung des Satzes von Betätigungsmagneten 10 und des Führungsmagnetsatzes 20 hin zum Induktionsspulensatz 30 das erste Magnetstück 11 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 sich in die Spule 31 hineinbewegt. Wenn die Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41 des Sensorschaltermoduls 40 des ersten Magnetstücks 11 mit der Sensorkomponente 45 der Spule 31 korrespondiert (wie in 2A gezeigt), kann zwischen der Spule 31 und der Last eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt werden. Wenn sich der N-Pol 111 des ersten Magnetstücks 11 dem Mittelpunkt der Spule 31 nähert (wie in 2B gezeigt), findet nach dem Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung bei der Spule 31 ein Magnetpolwechsel statt, um dadurch einen N-Pol zu bilden, wodurch es aufgrund der gleichen Polarität zu einer Abstoßung und einem Rückwärtsblockieren kommt, wobei gleichzeitig ein S-Pol am anderen Ende der Spule 31 gebildet ist. Da das vierte Magnetstück 24 des Führungsmagnetsatzes 20 ein S-Pol 242 ist, kommt es aufgrund der gleichen Polarität zu einer Abstoßung und somit zu einem Drücken, sodass eine magnetische Unterstützungskraft, durch die der Führungsmagnetsatz 20 und der Satz von Betätigungsmagneten 10 vorwärtsbewegt werden können, erzeugt wird. Siehe weiter 2C. Wenn die Achse der Spule 31 mit dem Mittelpunkt des N-Pols 111 des ersten Magnetstücks 11 korrespondiert, stellt sich ein ausgeglichener, drehmomentfreier Zustand ein, was eine maximale Stromerzeugung ermöglicht. Wenn der N-Pol 111 des ersten Magnetstücks 11 den Mittelpunkt der Spule 31 passiert (vgl. 2D), erfolgt beim Ende der Spule 31 ein Wechsel und es wird bei ihm ein S-Pol gebildet, wodurch es aufgrund der entgegengesetzten Polaritäten zu einer Anziehung und einer rückwärts gerichteten Ziehwirkung kommt, sodass gleichzeitig am anderen Ende der Spule 31 ein N-Pol gebildet wird. Da das auf der anderen Seite des Führungsmagnetsatzes 20 befindliche dritte Magnetstück 23 einen S-Pol 232 aufweist, kommt es aufgrund der entgegengesetzten Polaritäten zu einer Anziehung und einer vorwärts gerichteten Ziehwirkung, wodurch eine magnetische Unterstützungskraft, durch die der Führungsmagnetsatz 20 und der Satz von Betätigungsmagneten 10 vorwärtsbewegt werden, erzeugt wird. Da an den beiden Enden des Induktionsspulensatzes 30 nur ein Ende einen Satz von Betätigungsmagneten 10, der durch sich Schneiden Strom erzeugen kann, aufweist, wird bei der gesamten elektromagnetischen Vorrichtung nur eine einzige magnetische Widerstandskraft erzeugt. Im Vergleich zum Stand der Technik der am doppelten Anziehungspunkt entstehenden magnetischen Widerstandskraft kann bei der Erfindung der Verlust kinetischer Energie effektiv reduziert werden. Da ferner das andere Ende des Induktionsspulensatzes 30 einen Führungsmagnetsatz 20, bei dem das sich Schneiden nicht stattfindet und der somit kein Strom erzeugen kann, aufweist, kann bei der gesamten elektromagnetischen Vorrichtung eine vorwärts gerichtete magnetische Unterstützungskraft erzeugt werden. Im Vergleich zum Stand der Technik der am doppelten Anziehungspunkt entstehenden magnetischen Widerstandskraft kann bei der Erfindung der Betrieb beschleunigt werden, um dadurch die Energieumwandlungsrate zu verbessern.
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Wenn ferner die Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 des am anderen Ende des ersten Magnetstücks 11 befindlichen Sensorschaltermoduls 40 mit der Sensorkomponente 45 der Spule 31 korrespondiert (wie in 3A gezeigt), wird bewirkt, dass der Satz von Betätigungsmagneten 10 vom Induktionsspulensatz 30 getrennt wird. Auf diese Weise können die Spule 31 und die Last so gesteuert werden, dass bei ihnen die Schaltung unterbrochen wird und im Zustand ohne Last vermieden werden kann, dass beim Führungsmagnetsatz 20 eine magnetische Widerstandskraft, durch die es aufgrund der entgegengesetzten Polaritäten zu einer Anziehung und einer rückwärts gerichteten Ziehwirkung kommt, durch den Induktionsspulensatz 30 erzeugt wird. Wenn der Satz von Betätigungsmagneten 10 vom ersten Magnetstück 11 in Richtung zum zweiten Magnetstück 12 bewegt wird (wie in 3B gezeigt), kann beim Betrieb des Magnetsatzes der Verlust kinetischer Energie durch die erzeugte vorwärts gerichtete magnetische Unterstützungskraft und die verringerte rückwärts gerichtete magnetische Widerstandskraft reduziert werden, sodass die Magnetsätze durch Trägheitskraft bewegt werden können.
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Die 4A bis 4D zeigen einen Zustand, in dem bei der Relativbewegung des Satzes von Betätigungsmagneten 10 und des Führungsmagnetsatzes 20 hin zum Induktionsspulensatz 30 das zweite Magnetstück 12 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 sich in die Spule 31 des Induktionsspulensatzes 30 hineinbewegt. Wenn die Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41 des Sensorschaltermoduls 40 des zweiten Magnetstücks 12 mit der Sensorkomponente 45 der Spule 31 korrespondiert (wie in 4A gezeigt), können die Spule 31 und die Last so gesteuert werden, dass zwischen den beiden eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird. Wenn sich der S-Pol 122 des zweiten Magnetstücks 12 dem Mittelpunkt der Spule 31 nähert (wie in 4B gezeigt), findet nach dem Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung bei der Spule 31 ein Magnetpolwechsel statt, um dadurch einen S-Pol zu bilden, wodurch es aufgrund der gleichen Polarität zu einer Abstoßung und einem Rückwärtsblockieren kommt, wobei gleichzeitig ein N-Pol am anderen Ende der Spule 31 gebildet ist. Da das dritte Magnetstück 23 des Führungsmagnetsatzes 20 ein N-Pol 231 ist, kommt es aufgrund der gleichen Polarität zu einer Abstoßung und somit zu einem Drücken, sodass eine magnetische Unterstützungskraft, durch die der Führungsmagnetsatz 20 und der Satz von Betätigungsmagneten 10 vorwärtsbewegt werden können, erzeugt wird. Siehe weiter 4C. Wenn die Achse der Spule 31 mit dem Mittelpunkt des S-Pols 122 des zweiten Magnetstücks 12 korrespondiert, stellt sich ein ausgeglichener, drehmomentfreier Zustand ein, was eine maximale Stromerzeugung ermöglicht. Wenn der S-Pol 122 des zweiten Magnetstücks 12 den Mittelpunkt der Spule 31 passiert (vgl. 4D), erfolgt beim Ende der Spule 31 ein Wechsel und es wird bei ihm ein N-Pol gebildet, wodurch es aufgrund der entgegengesetzten Polaritäten zu einer Anziehung und einer rückwärts gerichteten Ziehwirkung kommt, sodass gleichzeitig am anderen Ende der Spule 31 ein S-Pol gebildet wird. Da das auf der anderen Seite des Führungsmagnetsatzes 20 befindliche vierte Magnetstück 24 einen N-Pol 241 aufweist, kommt es aufgrund der entgegengesetzten Polaritäten zu einer Anziehung und einer vorwärts gerichteten Ziehwirkung, wodurch eine magnetische Unterstützungskraft, durch die der Führungsmagnetsatz 20 und der Satz von Betätigungsmagneten 10 vorwärtsbewegt werden, erzeugt wird. Da an den beiden Enden des Induktionsspulensatzes 30 nur ein Ende einen Satz von Betätigungsmagneten 10, der durch sich Schneiden Strom erzeugen kann, aufweist, wird bei der gesamten elektromagnetischen Vorrichtung nur eine einzige magnetische Widerstandskraft erzeugt. Im Vergleich zum Stand der Technik der am doppelten Anziehungspunkt entstehenden magnetischen Widerstandskraft kann bei der Erfindung der Verlust kinetischer Energie effektiv reduziert werden. Da ferner das andere Ende des Induktionsspulensatzes 30 einen Führungsmagnetsatz 20, bei dem das sich Schneiden nicht stattfindet und der somit kein Strom erzeugen kann, aufweist, kann bei der gesamten elektromagnetischen Vorrichtung eine vorwärts gerichtete magnetische Unterstützungskraft erzeugt werden. Im Vergleich zum Stand der Technik der am doppelten Anziehungspunkt entstehenden magnetischen Widerstandskraft kann bei der Erfindung der Betrieb beschleunigt werden, um dadurch die Energieumwandlungsrate zu verbessern.
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Wenn ferner die Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 des am anderen Ende des zweiten Magnetstücks 12 befindlichen Sensorschaltermoduls 40 mit der Sensorkomponente 45 der Spule 31 korrespondiert (wie in 5A gezeigt), wird bewirkt, dass der Satz von Betätigungsmagneten 10 vom Induktionsspulensatz 30 getrennt wird. Auf diese Weise können die Spule 31 und die Last so gesteuert werden, dass bei ihnen die Schaltung unterbrochen wird und im Zustand ohne Last vermieden werden kann, dass beim Führungsmagnetsatz 20 eine magnetische Widerstandskraft, durch die es aufgrund der entgegengesetzten Polaritäten zu einer Anziehung und einer rückwärts gerichteten Ziehwirkung kommt, durch den Induktionsspulensatz 30 erzeugt wird. Wenn der Satz von Betätigungsmagneten 10 vom zweiten Magnetstück 12 in Richtung zum ersten Magnetstück 11 bewegt wird (wie in 5B gezeigt), kann beim Betrieb des Magnetsatzes der Verlust kinetischer Energie durch die erzeugte vorwärts gerichtete magnetische Unterstützungskraft und die verringerte rückwärts gerichtete magnetische Widerstandskraft reduziert werden, sodass die Magnetsätze durch Trägheitskraft bewegt werden können.
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Zusammenfassend wird der vollständige Zyklus aus den 2A bis 5B ersichtlich. Da die gesamte elektromagnetische Vorrichtung nur eine einzige magnetische Widerstandskraft aufweist, kann im Vergleich zum Stand der Technik die am doppelten Anziehungspunkt entstehende magnetische Widerstandskraft bei der Erfindung effektiv reduziert werden, wobei gleichzeitig Unterstützungskräfte mittels des Führungsmagnetsatzes 20 und des Sensorschaltermoduls 40 erzeugt werden können, wodurch der Verlust kinetischer Energie effektiv reduziert und der Betrieb beschleunigt und somit die gesamte Energieumwandlungsrate verbessert werden kann.
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6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen interaktiven elektromagnetischen Vorrichtung. Der Unterschied zwischen dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass das benachbarte dritte und vierte Magnetstück 23, 24 des Führungsmagnetsatzes 20, die die gleiche Polarität haben, nebeneinander angeordnet sind und eine entgegengesetzte Polarität zum ersten und zweiten Magnetstück 11, 12 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 aufweisen, d. h. der N-Pol 231, 241 des dritten und des vierten Magnetstücks 23, 24 liegen einander gegenüber und korrespondieren mit dem N-Pol 111 des ersten Magnetstücks 11, wenn der N-Pol 111 des ersten Magnetstücks 11 mit dem Induktionsspulensatz 30 korrespondiert; wobei der S-Pol 232, 242 des dritten und des vierten Magnetstücks 23, 24 einander gegenüberliegen und mit dem S-Pol 122 des zweiten Magnetstücks 12 korrespondieren, wenn der S-Pol 122 des zweiten Magnetstücks 12 mit dem Induktionsspulensatz 30 korrespondiert. Ferner ist die Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 des Sensorschaltermoduls 40 auf der jeweiligen Seite, auf der beim ersten und zweiten Magnetstück 11, 12 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 eine Bewegung stattfindet und es sich somit in die entsprechende Spule 31 hineinbewegt, angeordnet, wobei die Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41 auf der jeweiligen Seite, auf der beim ersten und zweiten Magnetstück 11, 12 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 eine Bewegung stattfindet und es sich somit aus der entsprechenden Spule 31 herausbewegt, angeordnet ist, um durch die Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 oder die Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41, die an unterschiedlichen Positionen des ersten und des zweiten Magnetstücks 11, 12 angeordnet sind, und durch die Sensorkomponente 45 der Spule 31 die Detektion zu ermöglichen und das Betätigungssignal so zu steuern, dass zwischen der Spule 31 und der Last eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird oder die Schaltung unterbrochen wird. Auf diese Weise ist eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung gebildet, durch die die magnetische Widerstandskraft effektiv reduziert und die eine Vorwärtsbewegung bewirkende magnetische Unterstützungskraft erzeugt werden kann.
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7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen interaktiven elektromagnetischen Vorrichtung. Der Unterschied zwischen dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass das benachbarte dritte und vierte Magnetstück 23, 24 des Führungsmagnetsatzes 20, die eine entgegengesetzte Polarität haben, nebeneinander angeordnet sind, d. h. der S-Pol 232 des dritten Magnetstücks 23 korrespondiert mit dem N-Pol 241 des vierten Magnetstücks 24, wenn der N-Pol 111 des ersten Magnetstücks 11 mit dem Induktionsspulensatz 30 korrespondiert; wobei der N-Pol 231 des dritten Magnetstücks 23 mit dem S-Pol 242 des vierten Magnetstücks 24 korrespondiert, wenn der S-Pol 122 des zweiten Magnetstücks 12 mit dem Induktionsspulensatz 30 korrespondiert. Ferner ist beim Sensorschaltermodul 40 jeweils eine Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 auf den beiden Seiten, auf denen beim ersten Magnetstück 11 Relativbewegungen stattfinden und es sich somit jeweils in die Spule 31 hineinbewegt oder aus der Spule herausbewegt, angeordnet, wobei die Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41 in der Mitte des N-Pols 111 des ersten Magnetstücks 11 angeordnet ist; wobei jeweils eine Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41 auf den beiden Seiten, auf denen beim zweiten Magnetstück 12 Relativbewegungen stattfinden und es sich somit jeweils in die Spule 31 hineinbewegt oder aus der Spule herausbewegt, angeordnet ist, wobei die Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 in der Mitte des S-Pols 122 des zweiten Magnetstücks 12 angeordnet ist, um durch die Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 oder die Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41, die an unterschiedlichen Positionen des ersten und des zweiten Magnetstücks 11, 12 angeordnet sind, und durch die Sensorkomponente 45 der Spule 31 die Detektion zu ermöglichen und das Betätigungssignal so zu steuern, dass zwischen der Spule 31 und der Last eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird oder die Schaltung unterbrochen wird. Auf diese Weise ist eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung gebildet, durch die die magnetische Widerstandskraft effektiv reduziert und die eine Vorwärtsbewegung bewirkende magnetische Unterstützungskraft erzeugt werden kann.
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8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen interaktiven elektromagnetischen Vorrichtung. Der Unterschied zwischen dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass das benachbarte dritte und vierte Magnetstück 23, 24 des Führungsmagnetsatzes 20, die eine entgegengesetzte Polarität haben, nebeneinander angeordnet sind, d. h. der N-Pol 231 des dritten Magnetstücks 23 korrespondiert mit dem S-Pol 242 des vierten Magnetstücks 24, wenn der N-Pol 111 des ersten Magnetstücks 11 mit dem Induktionsspulensatz 30 korrespondiert; wobei der S-Pol 232 des dritten Magnetstücks 23 mit dem N-Pol 241 des vierten Magnetstücks 24 korrespondiert, wenn der S-Pol 122 des zweiten Magnetstücks 12 mit dem Induktionsspulensatz 30 korrespondiert. Ferner ist beim Sensorschaltermodul 40 jeweils eine Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41 auf den beiden Seiten, auf denen beim ersten Magnetstück 11 Relativbewegungen stattfinden und es sich somit jeweils in die Spule 31 hineinbewegt oder aus der Spule herausbewegt, angeordnet, wobei die Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 in der Mitte des N-Pols 111 des ersten Magnetstücks 11 angeordnet ist; wobei jeweils eine Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 auf den beiden Seiten, auf denen beim zweiten Magnetstück 12 Relativbewegungen stattfinden und es sich somit jeweils in die Spule 31 hineinbewegt oder aus der Spule herausbewegt, angeordnet ist, wobei die Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41 in der Mitte des S-Pols 122 des zweiten Magnetstücks 12 angeordnet ist, um durch die Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41 oder die Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42, die an unterschiedlichen Positionen des ersten und des zweiten Magnetstücks 11, 12 angeordnet sind, und durch die Sensorkomponente 45 der Spule 31 die Detektion zu ermöglichen und das Betätigungssignal so zu steuern, dass zwischen der Spule 31 und der Last eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird oder die Schaltung unterbrochen wird. Auf diese Weise ist eine interaktive elektromagnetische Vorrichtung gebildet, durch die die magnetische Widerstandskraft effektiv reduziert und die eine Vorwärtsbewegung bewirkende magnetische Unterstützungskraft erzeugt werden kann.
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Gemäß der obigen Beschreibung ist in der erfindungsgemäßen interaktiven elektromagnetischen Vorrichtung der zur Stromerzeugung dienende Satz von Betätigungsmagneten 10 auf einer Seite des Induktionsspulensatzes 30 angeordnet und der zur Führung dienende Führungsmagnetsatz 20 auf der anderen Seite angeordnet, wobei ferner die Position der Spule 31 mittels der Komponente zur Detektion von elektrischer Leitfähigkeit 41, der Komponente zur Erkennung von Stromausfall 42 und der Sensorkomponente 45, die beim Sensorschaltermodul 40 an verschiedenen Positionen des ersten und des zweiten Magnetstücks 11, 12 des Satzes von Betätigungsmagneten 10 angeordnet sind, erfasst wird, wobei das Betätigungssignal so gesteuert wird, dass zwischen der Spule und der Last eine elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird oder die Schaltung unterbrochen wird. Da nur ein Ende des Induktionsspulensatzes 30 den zur Stromerzeugung dienenden Satz von Betätigungsmagneten 10 aufweist, wird ermöglicht, dass die gesamte Vorrichtung unter Last nur eine einzige rückwärts gerichtete magnetische Widerstandskraft besitzt. Im Vergleich zum Stand der Technik der am doppelten Anziehungspunkt entstehenden magnetischen Widerstandskraft kann bei der Erfindung der Verlust kinetischer Energie effektiv reduziert werden. Darüber hinaus kann eine vorwärtsbewegende magnetische Unterstützungskraft durch den Führungsmagnetsatz 20 erzeugt werden, um den Betrieb zu beschleunigen und dadurch die Energieumwandlungsrate zu verbessern.
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Aus dem Vorstehenden geht hervor, dass die vorliegende Erfindung erfinderisch ist. Mit der Erfindung können die Probleme im Stand der Technik gelöst werden und es kann eine erhebliche Verbesserung bezüglich der vorteilhaften Effekte erzielt werden. Die Produktform und die Gestaltung der vorliegenden Erfindung werden von den Ausführungsbeispielen und Zeichnungen nicht beschränkt. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
