DE3117377A1

DE3117377A1 - Method and device for converting a drive movement

Info

Publication number: DE3117377A1
Application number: DE19813117377
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: AMD VERTRIEB ANTRIEBSTECH
Current assignee: AMD VERTRIEB ANTRIEBSTECH
Priority date: 1981-05-02
Filing date: 1981-05-02
Publication date: 1982-12-30

Abstract

The invention relates to a system for converting a rotating or linear drive movement into a reciprocating linear output drive movement whose direction runs essentially at right angles to the plane of the drive movement. The transmission is effected in that both the drive element (1) and the output drive element (16) are provided with permanent magnet systems (15) which interact with one another in an alternating pole pairing as a result of the movement of the drive element (1), so that the alternate attraction and repulsion forces produced result in a reciprocating movement of the output drive element (16) in the output drive direction (11). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwandeln einer imThe invention relates to a method for converting an im

wesentlichen in einer Antriebs ebene erfolgenden rotierenden oder translatorischen Antriebsbewegung in eine im wesentlichen in senkrechter Richtung zur Antriebsehene erfolgende hin- und hergehende Abtriebsbewegung, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.essentially rotating or taking place in a drive plane translational drive movement in a substantially perpendicular direction to drive the reciprocating output movement, as well as a device to carry out such a procedure.

Die Umwandlung von bestimmten Antriebsbewegungen in andersartige oder andersgerichtete Abtriebsbewegungen ist in der Technik eine häufig auftretende Forderung. Während die Übertragung einer rotierenden Antriebsbewegung in eine ebenfalls rotierende Abtriebsbewegung sowohl bei parallelen oder koaxialen Rotationsachsen wie auch bei unter einem Winkel zuewnanir stehenden Rotationsachsen durch Einsatz von Zahnradgetrieben, Flüssigkeitsgetrieben und die verschiedesten Typen von Wellenkupplungen im allgemeinen kein Problem ist, bereitet die Umwandlung einer rotierenden Bewegung in eine hin- und hergehende, lineare Bewegung wie auch die Umwandlung einer bestimmten linearen Bewegung in eine ndsee~lineare Bewegung meistens einen größeren Aufwand. Für die Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine hin- und hergehende lineare Bewegung wird als mechanische Lösung häufig der Kurbeltrieb verwendet. In Form einer hydraulischen Übertragung läßt sich betpielsweise ein hin- und hergehender Arbeitskolben als Abtrieb mitt eine an einem Rotationsantrieb versehene Pumpe anschließen. In fast allen Fällen einer solchen Bewegungsumwandlung sind jedoch entweder getriebemäßige Verbindungsteile oder Leitungsverbindungen erforderlich, die den Einsatzbereich solcher Bewegungsumwandlungsgetriebe je nach Ausführung beschränken.The conversion of certain drive movements into different or Output movements in a different direction is a frequently occurring requirement in technology. During the transfer of a rotating drive movement into a likewise rotating one Output movement both with parallel or coaxial axes of rotation as well as with axes of rotation at an angle to each other through the use of gear drives, Fluid drives and the most varied types of shaft couplings in general is no problem, the conversion of a rotating movement into a reciprocating and moving, linear movement as well as the transformation of a certain linear one Movement in a second linear movement usually requires greater effort. For the Conversion of a rotational movement into a reciprocating linear movement the crank drive is often used as a mechanical solution. In the form of a hydraulic Transmission can be, for example, a reciprocating working piston as an output by means of a pump fitted with a rotary drive. In almost all cases such a conversion of movement are, however, either transmission-like connecting parts or line connections are required, which extend the application range of such motion conversion gear units depending on the version.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und cinc Vorrichtung der eines bezeichneten Art zu schaffen, die rnlt einfachsten Mitteln die tJmwandlung einer in einerAntriebsebene erfolgenden Antriebsbewegung in eine senkrecht zu dieser Ebene gerichtet hin- und hergehende Abtriebsbewegung gestatten, wobei es u.a. auch möglich sein soll, ohne formschlüssige oder mechanische Verbindung zwischen Antriebs- und Abtriebselementen zu arbeiten. Ein weiteres Ziel ist eine möglichst verlustlose Leistungsübertragung.The invention is based on the object of a method and a cinc device The one designated way of creating, the simplest means the transformation a drive movement taking place in a drive plane into a drive movement perpendicular to it Level directed reciprocating output movement allow, and there is also should be possible without a positive or mechanical connection between the drive and output elements to work. Another goal is to be as lossless as possible Power transmission.

Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, das Permanentmagnetfelder des die Antriebsbewegung ausführenden Antriebsgliedes durch dessen Bewegen im wesentlichen parallel zur Antriebsebene mit Permanentmagnetfelder des die Abtriebsbewegung ausführenden Abtriebsgliedes in wechselnder Polpaarung miteinander in Einwirkung gebracht werden.In terms of the method, this object is achieved according to the invention by the permanent magnetic fields of the drive element executing the drive movement by moving it essentially parallel to the drive plane with permanent magnetic fields of the output member executing the output movement in alternating pole pairing are brought into action with each other.

Eine entsprechende Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 2 ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Antriebsglied als auch das Abtriebsglied mit Permanentmagnetsystemen versehen sind, die durch Bewegen des Antriebsgliedes im wesentlichen in der Antriebsebene in wechselnder Polpaarung derart miteinander in Einwirkung treten, daß die wechselweise bewirkten Anziehungs- und Abstoßungskräfte eine lIin- und Herbewegung des Abtriebsgliedes in Abtriebsrichtung zur Folge haben.A corresponding device according to the preamble of the patent claim 2 is characterized according to the invention in that both the drive member and the output member are provided with permanent magnet systems, which by moving the Drive member in such a way essentially in the drive plane in alternating pole pairing come into action with each other that the alternately caused attraction and Repulsive forces cause the output member to move back and forth in the output direction have as a consequence.

Zum vollständigen Verständnis der Erfindung sind einige der in den Patentansprüchen verwendeten Begriffe näher zu definieren.In order to fully understand the invention, some of the features set forth in FIGS Claims used to define terms in more detail.

So soll unter einer in einer Antriebsebene erfolgenden, rotierenden oder translatorischen Antriebsbewegung eine Bewegung verstanden werden, die im wesentlichen in einer Ebene verläuft.So should take place in a drive plane, rotating or translational drive movement are understood to mean a movement that is essentially runs in one plane.

D.h. daß die kraftübertragenden magnetischen Felder im wesentlichen senkrecht zu dieser gedachten Ebene gerichtet sind und während der Antriebsbewegung im wesentlichen in dieser Ebene oder einer entsprechenden parallelen Ebene verschoben erden.This means that the force-transmitting magnetic fields are essentially are directed perpendicular to this imaginary plane and during the drive movement shifted substantially in this plane or a corresponding parallel plane earth.

Bei einem rotierenden Antrieb, bei dem die kraftübertragenden magnetischen Felder im wesentlichen senkrecht zur einer Normalebene des Antriebsgliedes verlaufen bedeutet dies, daß die gedachte Antriebsebene eine Ebene senkrecht zur Rotationsachse ist.With a rotating drive in which the force-transmitting magnetic Fields run essentially perpendicular to a normal plane of the drive member this means that the imaginary drive plane is a plane perpendicular to the axis of rotation is.

Bei einem scheibenförmigen, rotierenden Antriebsglied dessen Magnetpole an den Stirnseiten der Scheibe liegen, ist die Antriebsebene damit eine in der Scheibe oder parallel zur Scheibe verlaufende Ebene. Bei einem traslatorischen Antrieb soll die Antriebsebene diejenige sein, in der die traslatorische Verschiebung des Antriebsgliedes stattfindet, wobei jedoch die kraftübertragenden magnetischen Felder des Antriebsgliedes im wesentlichen normal zu der Antriebsebene verlaufen sollen. Als ein Sonderfall einer solchen translatorischen Verschiebung innerhalb einer Antriebsebene soll derjenige verstanden werden, bei dem der Antrieb im Grunde genommen ein rotierender ist, die magnetischen Felder aber im wesentlichen in radialer Richtung verlaufen. Als Antriebsebene soll hierbei jeweils die Tangentialebene des Antriebsgliedes verstaiiden werden, zu der der jeweils in Einwirkung mit dem Magnetsystem des Abtriebsgliedes efindliche Magnetfeldanteil des Antriebsgliedes im wesentlichen senkrecht verläuft.In the case of a disk-shaped, rotating drive member, its magnetic poles are on the front sides of the disk, the drive plane is thus one in the disk or a plane running parallel to the disc. With a traslatorischen drive should the drive plane be the one in which the traslatory displacement of the drive member takes place, however, the force-transmitting magnetic fields of the drive member should run essentially normal to the drive plane. As a special case such a translational shift within a drive plane should be the one be understood, where the drive is basically a rotating one, the but magnetic fields run essentially in the radial direction. As a drive level the tangential plane of the drive member should be adjusted here, to that of the efindliche in each case in action with the magnetic system of the output member Magnetic field portion of the drive member is essentially perpendicular.

Die Abtriebsbewegung soll eine im wesentlichen linear gerichtete Hin- und Herbewegung sein, die im allgemeinen in senkrechter Richtung zu der gedachten Antriebsebene verläuft. Die senkrechte Ausrichtung wird zwar der Normalfall sein, sie ist aber keine strenge Voraussetzung für die Erfindung. Das kraftübertragende Magnetfeld des Abtriebsgliedes läuft im wesentlichen parallel zur Richtung des Abtriebsgliedes und somit senkrecht zur Antriebsebene.The output movement should be an essentially linearly directed and be reciprocation, generally in a direction perpendicular to the imaginary Drive level runs. The vertical alignment will be the normal case, but it is not a strict requirement for the invention. The power-transmitting Magnetic field the output member runs essentially parallel to the direction of the output member and thus perpendicular to the drive plane.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.Further advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims claimed.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Übertragungssystem ist es, zi.lß sowohl das Antriebsglied als auch das Abtriebsglied je mit einem Permanenimagnetsystem verschen sind. Dabei ist es jedoch nicht erforderlich, daß jedes der beiden Glieder mit mehreren jeweils mit dem anderen Glied in Wirkungseingriff bringbaren Magnetpolen versehen ist. Es reicht aus, wenn beispielsweise ein bestimmter Magnetpol des Abtriebsgliedes wechselweise mit unterschiedlichen Magnetpolen des Antriebsgliedes in Einwirkung gebracht werden kann. Die Mindestforderung ist, daß jeweils zwei gleichnamige und zwei ungleichnamige Pole der beiden Bewegungsglieder wechselweise miteinander in Eingriff gebracht werden können.It is essential for the transmission system according to the invention, zi.lß both the drive member and the driven member each with a permanent magnet system are given away. However, it is not necessary that each of the two members with several magnetic poles which can be brought into operative engagement with the other member is provided. It is sufficient if, for example, a certain magnetic pole of the output member alternately with different magnetic poles of the drive member in action can be brought. The minimum requirement is that two and two unlike poles of the two moving limbs alternately with one another Intervention can be brought about.

Die Kraftübertragung wird jedoch wesentlich günstiger, wenn sowohl das Antriebsglied als auch das Abtriebsglied jeweils mit einer bestimmten regelmäßigen Anordnung von unterschiedlichen Magnetpolen versehen sind, die so ausgebildet ist, daß bei einer bestimmten Nerschiebung des Antriebsgliedes in der Antriebsebene sich entweder jeweils gleichnamige oder ungleichnamige Pole der beiden Bewegungsglieder gegenüberliegen. Eine solche Ausbildung bietet sich für eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an, bei der der Antrieb ein Rotationsantrieb im Sinn der oben gegebenen Definition ist. Hierbei lassen sich ein oder mehrere rotierende Antriebs scheiben an ihren Stirnseiten mit einem Kranz abwechselnder Magnetpole versehen.However, the power transmission is much cheaper if both the drive member and the output member each with a certain regular Arrangement of different magnetic poles are provided, which is designed so, that at a certain Nerschrift the drive member in the drive plane either the same or different poles of the two movement elements opposite. Such a training lends itself to a particularly preferred one Embodiment of the invention, in which the drive is a rotary drive in mind of the definition given above. One or more rotating Drive disks on their end faces with a ring of alternating magnetic poles Mistake.

Kränze Das Abtriebsglied weist dabei entsprechend angeordnete/von Magnetpolen auf, ist aber gegenüber dem Antriebsglied drehfest gelagert und lediglich in axialer Richtung schiebbar geführt. Wreaths The output member has accordingly arranged / of Magnetic poles on, but is non-rotatable with respect to the drive member stored and guided only slidably in the axial direction.

Eine Bewegung des Antriebsgliedes in der Antriebsebene um den Winkel der Polteilung bringt jeweils andersnamige Magnetpole des Antriebsgliedes mit denjenigen des Abtriebsgliedes in Eingriff, wobei das Abtriebsglied wechselweise Anziehungs-und Abstoßungskräfte erfahrt, die die angestrebte, hin- und hergehende Linearbewegung des Abtriebsgliedes in seiner Führung senkrecht zur Antriebsebene zur Folge haben.A movement of the drive member in the drive plane by the angle the pole pitch brings different magnetic poles of the drive member with those of the output member in engagement, the output member alternately attraction and Repulsive forces experienced, which the desired, reciprocating linear movement of the output member in its guidance perpendicular to the drive plane result.

Da die Kennlinie der magnetischen Kraftübertragung nicht linear verläuft, d.h., die Kraft progressiv zunimmt, je näher die sich gegenüberstehenden Magnetsysteme des Antriebs- und Abtriebsgliedes aneinander gebracht werden, kann es in bestimmten Anwendungsfällen zweckmäßig sein, das Abtriebsglied gegen ein elastisches Element abzustützen, dessen Verhalten so ausgewählt werden kann, daß seine RückstelAkraft das Kennlinienverhalten der magnetischen Kraftübertragung beeinflußt.Since the characteristic curve of the magnetic power transmission is not linear, i.e., the force increases progressively the closer the opposing magnet systems are the drive and output member are brought together, it can in certain Applications may be useful, the output member against an elastic element support whose behavior can be selected so that its restoring force influences the characteristic behavior of the magnetic power transmission.

Als Permanentmagnetsysteme für die vorliegende Erfindung werden bevorzugt scheibenförmige Magnetstücke aus Sinterwerkstoffen verwendet, die sich heutzutage mit sehr hohen Kraftfeldern herstellen lassen. Diese Magnetscheiben können so ausgebildet werden, daß sich die unterschiedlichen Magnetpole an den entgegengesetzten Stirnflächen der Scheiben befinden. Hierdurch lassen sich verhältnismäßig flache, mit großen Polflächen gegeneinandergerichtete Magnetsysteme erzeugen, die insbesondere für die Umwandlung einer rotierenden in eine hin- und hergehende, Linear bewegung in Richtung der Rotationsachse besonders geeignet sind.Permanent magnet systems for the present invention are preferred Disc-shaped magnet pieces made of sintered materials are used nowadays can be produced with very high force fields. These magnetic disks can be designed in this way be that the different magnetic poles are on the opposite end faces of the discs. This makes it relatively flat, with large Generate pole faces oppositely directed magnet systems, especially for the conversion of a rotating into a reciprocating, linear movement in Direction of the axis of rotation are particularly suitable.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen noch näher erläutert. Darin stellen dar: Fig. 1 die Prinzipskizze einer Vorrichtung zur Übertragung einer Rotationsbewegung in eine linear, hin- und hergehende Bewegung in Richtung der Rotationsachse; Fig..2 die perspektivische Ansicht eines für Rotation vorgesehenen, scheibenförmigen Antriebsgliedes, in das sektorförmig, Permanentmagnetscheiben unterschiedlicher Polrichtung eingelassen sind; Fig. 3 die Prinzipskizze für die Übertragung einer translatorischen Bewegung in eine dazu senkrecht gerichtete, hin- und hergehende Linearbewegung; und Fig. 4 Prinzipskizze zur Umwandlung einer rotierenden Bewegung in eine zur Rotationsachse radial gerichtete hin- und hergehende Linearbewegung, wobei die Umfangsbewegung des rotierenden Antriebsgliedes als Translationsbewegung in Tangentialrichtung verstanden sein soll.In the following the invention with reference to the attached Drawings explained in more detail. It shows: Fig. 1 shows the schematic diagram of a device for transmitting a rotational movement in a linear, reciprocating movement in the direction of the axis of rotation; Fig..2 the perspective view of a disk-shaped drive member provided for rotation, in the sector-shaped, permanent magnet discs with different polar directions are; 3 shows the basic diagram for the transmission of a translational movement in a reciprocating linear movement perpendicular thereto; and Fig. 4 Schematic diagram for converting a rotating movement into one relating to the axis of rotation radially directed reciprocating linear movement, the circumferential movement of the rotating drive member understood as a translational movement in the tangential direction should be.

Figur 1 zeigt ein rotierendes Antriebsglied 1 , bestehend aus einer rotierenden Scheibe 2 , die am Ende einer in Lagern 3 drehbar gelagerten Welle 4 befestigt ist, welche mit einem beliebigen Rotationsantrieb 5 versehen sein kann. Wie sich aus der Anordnung der Lager 3 ergibt, ist die rotierende Scheibe 2 an einer axialen Verschiebung gehindert. Die gedachte Antriebsebene 7 verlaufe senkrecht zur Rotationsachse 6 durch die Scheibe 2. Der Antriebsscheibe 2 liegt in gewissem Abstand eine Abtriebsscheibe 8 gleicher Art gegenüber, die am Ende eines Vierkantschaftes 9 befestigt ist, welcher drehfast gegenüber der Antriebsscheibe 2 und der Welle 4, jedoch in axialer Richtung verschiebbar in einer V=-kantführung 10 geführt ist. Durch diese Führung wird die Richtung 11 der Abtriebsbewegung festgelegt. Die Abtriebsrichtung 11 fällt mit der Rotationsachse 6 zusammen. Der Vierkantschaft 9 ist beispielhaft an seinem Ende mit einem Kolben 12 versehen, der in einem schematisch angedeuteten ZyMhdergehäuse 13 eine durch den Doppelpfeil 14 angedeutete Hin- und Herbewegung ausführen kann. Die Lager 3, die Vierkantführung 10 und das Zylindergehäuse 13 sind gestellfest.Figure 1 shows a rotating drive member 1, consisting of a rotating disk 2, which at the end of a shaft 4 is attached, which can be provided with any rotary drive 5. As can be seen from the arrangement of the bearings 3, the rotating disk 2 is on one axial displacement prevented. The imaginary drive plane 7 runs vertically to the axis of rotation 6 through the disk 2. The drive disk 2 lies in a certain way Distance an output pulley 8 of the same type opposite that at the end of a square shaft 9 is attached, which rotates almost with respect to the drive pulley 2 and the shaft 4, but is guided in a V = -kantführung 10 displaceably in the axial direction. This guidance defines the direction 11 of the output movement. The output direction 11 coincides with the axis of rotation 6. The square shaft 9 is exemplarily provided at its end with a piston 12, which in a schematic indicated cylinder housing 13 a back and forth indicated by the double arrow 14 Can perform float. The bearings 3, the square guide 10 and the cylinder housing 13 are fixed to the frame.

In die einander zugewandten Stirnseiten der Antriebsscheibe 2 und der Abtriebsscheibe 8 sind Permanentrnagnetsystenie in Form von hoch magnetisierten Scheiben 15 aus einem Sinterwerkstoff eingelassen, die jeweils einen konzentrischen Kranz von Magnetpolen unterschiedlicher Feldrichtung bilden. Im einfachsten Fall können die beiden Magnetkränze aus jeweils zwei IIalbkreisringen bestehen, die an ihren aneinander anschließenden Enden durch ein nichtmagnetisches Material voneinander getrennt sind und in Bezug auf ihre Magnetpolung in umgekehrter Richtung zueinander in die Scheiben 2 bzw. 8 eingelassen sind.In the facing end faces of the drive pulley 2 and the output disk 8 are permanent magnet systems in the form of highly magnetized Discs 15 made of a sintered material, each one concentric Form a ring of magnetic poles with different field directions. In the simplest case the two magnetic rings can each consist of two semi-circular rings that are attached to their adjoining ends from each other by a non-magnetic material are separated and with respect to their magnetic polarity in the opposite direction to each other are embedded in the panes 2 and 8, respectively.

Halbkreissegtnente In der Annahme, daß die Magnetscheibe i5/sind, liegen gemäß der zeichnerischen Darstellung der Figur 1 jeweils die Halbkreisscheibe mit Nordpolen und diejenigen mit Südpolen an ihrer freien Oberlfäche einander gegenüber. Die dadurch entstehende magnetische Abstoßung bewirkt ein Verschieben der Abtriebsscheibe 8 nach rechts, was durch die Stellung des Kolbens 12 kurz vDr seiner rechten Totlage in Zylinder 13 angedeutet sein soll. Semicircle segregation Assuming that the magnetic disks are i5 /, are according to the graphic representation of Figure 1 each the semicircular disk with northern poles and those with southern poles opposite one another on their free surface. The resulting magnetic repulsion causes the output pulley to move 8 to the right, which is due to the position of the piston 12 shortly before its right dead center should be indicated in cylinder 13.

Wird die Welle 4 um 1800 gedreht, kommen jeweils entgegengesetzte Magnetpole in Gegenüberlage, wodurch die Abtriebsscheibe 8 von der Antriebsscheibe 2 angezogen wird. Sie bewegt sich damit zusammen mit dem Kolben 12 in der Vierkantführung 10 nach links.If the shaft 4 is rotated by 1800, the opposite occurs Magnetic poles opposite each other, removing the output pulley 8 from the drive pulley 2 is tightened. It thus moves together with the piston 12 in the square guide 10 to the left.

Durch Rotation der Achse 4 um jeweils 1800 wird damit eine Bewegungsumkehr der Abtriebsscheibe 8 in Abtriebsrichtung 11 erzeugt, die zu einer hin- und hergegenden bewegung des Kolbens 12 im Zylinder 13 führt,/Xi8s durch den Doppelpfeil 14 angedeutet ist.By rotating the axis 4 by 1800 a movement is reversed the output pulley 8 is generated in the output direction 11, to a reciprocating movement of the piston 12 in the cylinder 13 leads, / Xi8s indicated by the double arrow 14 is.

nie Anordnung der Figur 1 stellt nur eine beispielhafte Ausführung dar. So können z.B. die Magnetscheiben 15 in Art eines Polkranzes mit mehrfachem Polwechsel ausgeführt sein, wie dies am Beispiel der in Figur 2 dargestellten Antriebsscheibe 22 mit vier sektorförmigen Magnetscheiben 25 gezeigt ist. Bei Verwendung einer solchen Antriebsscheibe führt jeweils eine viertel Drehung zu einer Gegenbewegung des Abtrebsgliedes. In Figur 1 sind das Antriebsglied 1 und das Abtriebsglied 16 in vollkommener unabhängiger Anordnung voneinander dargestellt, die beispielsweise von Vorteil sein kann, wenn Antrieb und Abtrieb aus isolierungsgründen/Virch eine Wand voneinander getrennten Räumen untergebracht werden sollen. Es ist aber auch dul-<lllalls möglich, das Abtriebsglied drehfest, aber verschiebbar auf einer starren Achse zu lagern, die durchgehend ist, und auf der das Antriebsglied axial unverschiebbar aber drehbar gelagert ist. Es sind auch Ausführungen denkbar, bei denen eine paketartige Anordnung von mehreren Antriebs- und Abtriebsgliedern wechselnd hintereinander vorgesehen ist. In diesem Fall können die Antriebsglieder auf einer durchgehenden, gemeinsamen Welle befestigt sein, während die Abtriebsglieder di11ch ein Gehäuse miteinander verbunden sind und vom Umfang hei zwisollen <lie Antriebsgl i eder greifen. Solche Abwandlungen in der Nagnetanordnung hängen ganz davon ab, welche Kräfte zu übertragen sind. Auch ist es möglich, den Hub des Abtriebsgliedes durch verstellbare Anschläge veränderlich zu machen.The arrangement of FIG. 1 is only an exemplary embodiment . So, for example, the magnetic disks 15 in the manner of a pole ring with multiple Pole change be carried out, as shown in the example of the drive pulley shown in FIG 22 with four sector-shaped magnetic disks 25 is shown. When using such Drive pulley leads a quarter turn to a countermovement of the abortion member. In Figure 1, the drive member 1 and the output member 16 are completely independent Arrangement shown from each other, which can be advantageous, for example, if Drive and output for reasons of isolation / Virch separated a wall from each other Rooms are to be accommodated. But it is also always possible that Output member to be rotatably, but displaceably mounted on a rigid axle, the is continuous, and on which the drive member is axially immovable but rotatable is stored. Designs are also conceivable in which a package-like arrangement provided alternately one behind the other by several drive and output members is. In this case, the drive links can be on a continuous, common Shaft be fixed, while the output members di11ch a housing with each other are connected and the circumference of the drive links are hot between them. Such Modifications in the magnet arrangement depend entirely on the forces to be transmitted are. It is also possible to adjust the stroke of the output member by means of adjustable stops to make mutable.

Die Antriebsbewegung braucht ferner keine gleichsinnige Rotationsbewegung zu sein, sie kann auch eine alternierende Drehwinkelbewegung sein.Furthermore, the drive movement does not need a rotational movement in the same direction to be, it can also be an alternating rotational angular movement.

Die Anwendungsmöglichkeiten dieser besonders bevorzugten Ausführungsform einer Übertragungseinrichtung sind vielfältig, ohne daß hier der Versuch gemacht werden soll eine Mehrzahl von Einsatzgebieten anzudeuten. Der in Figur 1 dargestellte Kolben antrieb soll nur als Beispiel dienen.The possible uses of this particularly preferred embodiment a transmission device are varied, without having made an attempt here should be a plurality of To indicate areas of application. The in Figure 1 piston drive shown is only intended as an example.

In Figur 2 ist schematisch eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Bewegung dargestellt, bei der eine lineare, translatorische Antriebsbewegung in eine dazu senkrechte, hin- und hergehende Abtriebsbewegung umgewandelt wird. Hier ist als Antriebsglied 31 ein verschiebbares, langliches Bauteil 32 vorgesehen, welches in Vnearführungen 33 in Richtung des Doppelpfeiles 35 hin-und herheweghar ist. Tn das Aniriefisbaitei'l 32 sind in nichtllng des Pfeiles 35 eine Reihe von Nagnetklötzen 35 eingelassen, deren nach i gerichteten Magnetpole jeweils eine abwechselnde Polung aufweisen Als Antriebsebene 37 soll hier diejenige Ebene verstanden werden, die in der Mittellinie des Antriebsbauteiles 32 senkrecht zur Zeichenebene liegt. Sie verläuft somit in Normalrichtung zur Hauptrichtung der Magnetfelder der Magnetklötzer 35. Oberhalb des Antriebsgliedes 31 ist ein Abtriebsglied 36 angeordnet, welches aus einem klotzartigen Bauteil 38 besteht, das mit einem Schaft 39 in senkrechter Richtung beweglich in einer gestellfesten Führung 40 geführt ist.A device for converting a movement is schematically shown in FIG shown, in which a linear, translational drive movement in a to vertical, reciprocating output movement is converted. Here is as Drive member 31 a displaceable, elongated component 32 is provided, which in Vnearführung 33 back and forth in the direction of the double arrow 35 is. Tn that Aniriefisbaitei'l 32 are a row of magnetic blocks not in the direction of arrow 35 35 let in, whose magnetic poles directed towards i each have an alternating polarity The drive plane 37 is to be understood here as that plane which in the center line of the drive component 32 is perpendicular to the plane of the drawing. she thus runs in the normal direction to the main direction of the magnetic fields of the magnetic blocks 35. Above the drive member 31, an output member 36 is arranged which consists of a block-like component 38, which with a shaft 39 in a vertical Direction is movably guided in a guide 40 fixed to the frame.

In das klotzartige Bauteil 38 ist von unten ein Magnetklotz 41 eingelassen, dessen Nordpol nach unten weist. Der Schaft 39 ist oberhalb der gestellfesten Führung 40 mit einem Bund 42 versehen. Zwischen dem Bund 42 und der Führung 40 ist eine beispielsweise mit Vorspannung beaufschlagte Schraubenfeder 43 abgestützt. Die Richtung der hin- und hergehenden Abtriebsbewegung ist durch den Doppelpfeil 44 angedeutet. Sie verläuft senkrecht zur Antriebsebene 37.A magnetic block 41 is let into the block-like component 38 from below, whose north pole points downwards. The shaft 39 is above the guide fixed to the frame 40 provided with a collar 42. Between the collar 42 and the guide 40 is one for example, helical spring 43 acted upon by bias is supported. The direction the reciprocating output movement is indicated by the double arrow 44. It runs perpendicular to the drive plane 37.

Im Gegensatz zur Ausführungsform der Figur 1, bei der Antriebs-und Abtriebsglied jeweils mit einer identischen Anzahl und Anordnung von Magnetpolen vershen sind, weist das Abtriebsglied 36 nach Figur 3 nur einen für die Bewegungsübertragung wirksamen Magnetpol, nämlich den nach untengerichteten Nordpol des Magnetklotzes 41 auf. Dagegen ist das linear verschiebbare Antriebsglied 31 mit einer Folge von vier wechselnden blagnetpolen versehen. Wird das Antriebsbauteil 32 um eine Polteilung nach rechts in Richtung des Pfeiles 35 verschoben, kommt ein Südpol in Gegenüberlage zu dem Nordpol des Abtriebsgliedes 36, wodurch dieses gegen die Xtüekstellkraft der Feder 43 nach unten gezogen wird. Die Begrenzung des Hubes kann durch die Feder 43 elastisch erfolgen, es kônnen aber auch entsprechende hubberciizende Anschläge vorgesechen sein.In contrast to the embodiment of Figure 1, in the drive and Output member each with an identical number and arrangement of magnetic poles are provided, the output member 36 according to Figure 3 has only one for the transmission of motion effective Magnetic pole, namely the downward north pole of the magnet block 41. In contrast, the linearly displaceable drive member 31 is provided with a sequence of four alternating magnetic poles. Becomes the drive component 32 shifted by one pole pitch to the right in the direction of arrow 35 comes on South pole in opposition to the north pole of the output member 36, whereby this against the Xtüekstellkraft the spring 43 is pulled down. The limitation of the stroke can take place elastically by the spring 43, but it can also be corresponding hubberciizende Notices.

Pur die Funktionsfähigkeit des Übertragungssystems nach Figur 3 wären lediglich ei unterschiedliche nach oben gerichtete aIagnetpole im Antriebsbauteil 32 erforderlich, insofern dieses zwischen zwei Stellungen hin- und herbewegt wird, in denen sich jeweils einer der Pole dem Magnetklotz 41 des Abtriebsgliedes gegenüber befindet. Es kann in bestimmten Am.endungsfällen aber auch erwünscht sein, einen mehrfachen Polwechsel durch eine lineare Antriebsbewegung zu erzeugen, die in einer Richtung gerichtet ist. Andererseits wäre es zur Vergrößerung der Kraftübertragung auch bei der Anordnung der Figur 3 möglich, im Abtriebsglied 36 zwei oder mehr nebeneinanderliegende Magnetpole unterschiedlicher Polung vorzusehen.Purely the functionality of the transmission system according to Figure 3 would be only one different upwardly directed magnetic pole in the drive component 32 required, insofar as this is moved back and forth between two positions, in each of which one of the poles is opposite to the magnetic block 41 of the output member is located. However, in certain cases it may also be desirable to use a to generate multiple pole changes by a linear drive movement, which in one Direction is directed. On the other hand, it would be to increase the power transmission also possible with the arrangement of FIG. 3, in the output member 36 two or more juxtaposed Provide magnetic poles of different polarity.

Die Ausführungsform der Figur 4 entspricht im Grundprinzip derjenigen der Figur 3, wobei jedoch die lineare Antriebsbewegung in der Antriebsebene 47 auf enen Tangentialbereich beschränkt ist, da die Magnetpole des Antriebsgliedes am Umfang eines rotierenden Bauteiles 52 angeordnet sind, dessen Rotationsachse 54 parallel zur Antriebs ebene 47 verläuft. Zur Verminderung des magnetischen Kurzschlusses im zentralen Bereich des Antriebsgliedes 51 weist diesesnur einen einzeigen zentralen Magnet 55 auf, der an beiden Seiten mit magnetischeleitenden Pol schuhen 56 versehen ist, aus deren Unifangsflächen die rla¢netischen Kraftfelder im wesentlichen senkrecht austreten und im Fall eines nach oben gerichteten Poles im wesentlichen senkrecht zur Antriebsebene 47 verlaufen, in gleicher Weise, wie dies auch beim Ausführungsbeispiel der IPigllr 7 gegeben ist. Das ntriebsglied 5i kann beispielsweise in Richtung der Pfeile 57 um die Antriebsachse 54 rotieren.The embodiment of Figure 4 corresponds in the basic principle to that of Figure 3, but the linear drive movement in the drive plane 47 on enen tangential area is limited, since the magnetic poles of the drive member on Circumference of a rotating component 52 are arranged, the axis of rotation 54 parallel to the drive plane 47 runs. To reduce the magnetic short circuit in the central area of the drive member 51 this has only a single central one Magnet 55 on, the magnetically conductive on both sides pole shoes 56 is provided, from the university surfaces of which the magnetic force fields emerge substantially vertically and in the case of an upward pole run essentially perpendicular to the drive plane 47, in the same way as this is also the case in the exemplary embodiment of FIG. 7. The drive link 5i can, for example, rotate in the direction of arrows 57 about drive axis 54.

Das A triebsglied 58 ist an seiner nach unten gerichteten Stirnfläche lediglich der Umfangskontur des Antriebsglieds 51 angepaßt. Es ist mit seinem Schaft 59 in einem gestellfesten Bauteil 60 geführt, welches gleichzeitig zur Anschlagbegrenzung des Abtriebsgliedes 58 dient. Die zur Antriebsebene 57 senkrecht verlaufene, hin- und hergehende Abtriebsbewegung ist duich den Doppel pfeil 61 angedelltet.The A drive member 58 is at its downward facing face only adapted to the circumferential contour of the drive member 51. It is with his shaft 59 guided in a frame-fixed component 60, which at the same time serves to limit the stop of the output member 58 is used. The backward running perpendicular to the drive plane 57 and forthcoming output movement is duich the double arrow 61 angedelltet.

Die in den Figuren 1 bis ii wiedergegebenen schematischen Anordnungen stellen lediglich beispielhafte Ausführungen des beanspruchten Systems durch Bewegungsumwandlung dar. Insbesondere die Ausführungsform der Figur 1 läßt deutlich erkennen, wie durch einfachste koaxiale Anordnung mit geringem Konstruktionsraum eine rotierende Antriebsbewegung in eine Hubbewegung umgewandet werden kann. Die Übertragungsanordnungen weisen neben den jeweiligen Lagerungen für das Antriebs- und Abtriebsglied keine weiteren dem Verschleiß unterworfenen Bauteile auf. Es ist lediglich darauf zu achten, daß das Abtriebsglied in seiner hin- und hergehenden IJinearbewegang einwandfrei und zuverlässig geführt ist. Die Verwendung von Permanentmagneten entsprechend starker Kraftfelder macht es möglich, hohe Leistungen mit den beschribenen Systemen zu übertragen. Der Hub und die Frequenz der übertragenen Bewegung können nach Bedarf gewählt werden und lassen sich auch so ausführen, daS sie während des Betriebes leicht veränderbar sind. Wegen der geringen Anzahl von Lagerungen lassen sich die Übertragungsverluste gering halten.The schematic arrangements shown in FIGS. 1 to ii represent only exemplary embodiments of the claimed system through motion conversion represents. In particular, the embodiment of Figure 1 clearly shows how through simplest coaxial arrangement with little construction space a rotating drive movement can be converted into a lifting movement. The transmission arrangements have next the respective bearings for the drive and output member no further dem Components subject to wear. It is only necessary to ensure that the Output link flawlessly and reliably in its reciprocating linear motion is led. The use of permanent magnets with correspondingly strong force fields makes it possible to transfer high performance with the described systems. Of the The stroke and the frequency of the transmitted movement can be selected as required and can also be implemented in such a way that they can be easily changed during operation are. Because of the small number of Storage can be the Keep transmission losses low.

on besonderem Vorteil kann die nach Wunsch berührungsfreie Bewegungsübertragung sein.The non-contact transmission of motion, if desired, can be of particular advantage be.

LeesreiteLeesreite

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Umwandeln einer AntriebsWeegllng Patentansprüche Verfahren zum Umwandeln einer im wesentlichen in einer Antr iebsebene erfolgenden rotierenden oder translatorischen Antriebsbewegung in eine im wesentlichen in senkrechter Richtung zur Antriebsebene erfolgende hin- und hergehende Abtriebsbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß Permanentmagnetfelder des die Antriebsbewegung ausführenden Antriebsgliedes durch dessen Bewegen im wesentlichen parallel mr Antriebsebene mit. Permanentmagnetfelern des die Abtriebsbewegung ausführenden Abtriebsgliedes in wechselnder Polpaarung miteinander in Einwirkung gebracht werden. Method and device for converting a drive path Patent claims Method for converting an essentially in one drive plane rotating or translational drive movement in a substantially vertical Direction to the drive plane taking place back and forth output movement, thereby characterized in that permanent magnetic fields of the executing the drive movement Drive member by moving it substantially parallel to the drive plane with mr. Permanent magnet fields of the output member executing the output movement in alternating Pole pairing are brought into action with one another.

2. Antriebsvorrichtung zum Umwandeln einer im wesentlichen in einer Antriebsebene verlaufenden rotierenden oder translatorischen Antrebsbewegung eines Antriebsgliedes in eine zur Antriebsebene im wesentlichen in senkrechter Richtung verlaufende hin- und hergehende Abtriebsbewegung eines Abtriebsgliedes, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Antriebsglied (i> als auch das Abtriebsglied (16) mit Permanentmag netsystemen (i5) versehen sind, die durch Bewegen des Antriebsgliedes (i) im wesentlichen in der Antriebsebene (7) in wechselnder Polpaarung derart miteinander in Einwirkung treten, daß die wechselweise bewirkten Anziehungs- und Abstoßungskräfte eine Hin- und Herbewegung des Abtriebsgliedes (16) in Abtriebsrichtung (ii) zur Folge haben. 2. Drive device for converting one substantially into one Drive plane running rotating or translational drive movement of a Drive member in a direction substantially perpendicular to the drive plane running reciprocating output movement of an output member, thereby characterized in that both the drive element (i> and the output element (16) with permanent magnet netsystemen (i5) are provided, which by moving of the drive member (i) essentially in the drive plane (7) in alternating Pole pairing come into effect with one another in such a way that they alternate Forces of attraction and repulsion cause a back and forth movement of the output member (16) in output direction (ii) result.

. Antriebsvorrichtung nnch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, drall ejitwedei das Anstriebsgleied (31) oder das abtriebsglied mit einem Permanentmagnetsystem (35) versehen ist, dessen unterschiedliche Pole nacheinander mit einem bestimmten Pol des Permanentmagnetsystems (41) des jeweiligen anderen Gliedes (36) in Einwirkung treten. . Drive device according to Claim 2, characterized in that it is twisted ejitwedei the drive link (31) or the output link with a permanent magnet system (35) is provided, the different poles of which are consecutively marked with a certain Pole of the permanent magnet system (41) of the respective other link (36) in action step.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Permanentmagnetsystem (35) des Antriebsgliedes (31) dasjenige ist, welches in wechselnder Polung mit einem bestimmten Pol (N) des Permanentmagnetsystems (41) des Abtriebsgliedes (36) in Einwirkung tritt.4. Drive device according to claim 3, characterized in that the permanent magnet system (35) of the drive member (31) is that which in alternating polarity with a specific pole (N) of the permanent magnet system (41) of the output member (36) comes into effect.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Antriebsglied (i) wie auch das Abtriebsglied (16) mit je einem Permanentmagnetsystem (15) mit mindestens zwei unterschiedlichen Polen (S,N) in gleicher Raumrichtung versehen ist, wobei diese Permanentmagnetsysteme (15) derart ausgebildet sind, daß sich durch eine bestimmte Verschiebung beider Permanentmagnetsysteme (15) gegeneinander parallel zur Antriebsebene (7) entweder jeweils gleichnamige oder entgegengesetzte Pole beider Permanentmagnetsysteme (15) gegeneinüberliegen. 5. Drive device according to claim 2, characterized in that both the drive member (i) and the driven member (16) each with a permanent magnet system (15) with at least two different poles (S, N) in the same spatial direction is provided, these permanent magnet systems (15) are designed such that by a certain displacement of the two permanent magnet systems (15) against each other parallel to the drive plane (7) either with the same name or opposite Poles of both permanent magnet systems (15) are opposite one another.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Aniriebsbewegung eine Drehbewegung ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (i) ein mit einem Drehantrieb (5) versehenes Rotationsteil (2) ist, dessen Permanentmagnetsystem (15) mindestens einen konzentrischen ranz von abwechselnden Magnetpolen in gleicher Raumrichtung aufweist, und daß das Abtriebsglied (16) ein in Richtung der Achse (6) des Antriebsgliedes (i) beweglich geführtes, gegenüber dem Antriebsglied (i) drehfest gelagertes Bauteil (8) ist, dessen Permanentinagnetsystem (15) mit einer entsprechenden Anordnung von Magnctpoi en +«els(^llen ist, die den I>olen des Antriebsgl ides (1) zugewal(lt sind. 6. Drive device according to claim 5, wherein the Aniriebsbewegung is a rotary movement, characterized in that the drive member (i) has a a rotary drive (5) provided rotary part (2) whose permanent magnet system (15) at least one concentric rance of alternating magnetic poles in the same Has spatial direction, and that the output member (16) one in the direction of the axis (6) of the drive member (i) movably guided in relation to the drive member (i) rotatably mounted component (8), the permanent magnet system (15) with a corresponding arrangement of Magnctpoi en + «els (^ llen, which the I> olen des Drive elements (1) are assigned (according to

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Permanentmagnetsystem des Antriebsgliedes (i) wie auch das Permanentmagnetsystem des Abtriebsgliedes (16) aus koaxial angeordneten Ringmagneten (15) bestehen, welche in Segmente (25) unterteilt sind, deren axiale Stirnflächen jeweils abwechselnde Magnetpolung aufweisen. 7. Drive device according to claim 6, characterized in that both the permanent magnet system of the drive member (i) and the permanent magnet system of the output member (16) consist of coaxially arranged ring magnets (15) which are divided into segments (25), the axial end faces of which are alternating Have magnetic polarity.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente der Ringmagnetsysteme (15) Halbkreiselemente sind. 8. Drive device according to claim 7, characterized in that the segments of the ring magnet systems (15) are semicircular elements.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbewegung des Antriebsgliedes (i) eine Drehwinkelbewegung ist. 9. Drive device according to one of claims 6 to 8, characterized characterized in that the rotational movement of the drive member (i) is a rotational angular movement is.

10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Antriebsbewegung eine translatorische Bewegung ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied t1) mit mindestens einer Permanentmagnetleiste (32) mit Bereichen (35) abwechselnder Polung versehen ist, die in translatorischer Bewegung gegenüber dem Permanentmagnetsystem (41) des Abtriebsgliedes (36) verschiebbar ist.10. Drive device according to claim 4 or 5, wherein the drive movement is a translational movement, characterized in that the drive member t1) with at least one Permanent magnet strip (32) with areas (35) is provided with alternating polarity, the opposite in translational movement the permanent magnet system (41) of the output member (36) is displaceable.

11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (54) abwechselnder Polung auf dem Umfang eilles Rotationselementes (ist) llegerl, dessen tangentiale Umfangsbevegung die translatorische Antriebsbewegung darstellt.11. Drive device according to claim 10, characterized in that that the areas (54) of alternating polarity on the circumference of a rotary element (is) llegerl, whose tangential circumferential movement is the translatory drive movement represents.

12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsglied (36) gegen ein Federelement (43) abgestützt ist.12. Drive device according to one of claims 2 to 11, characterized characterized in that the output member (36) is supported against a spring element (43) is.