EP0878048A1 - Electromotive device for rotating a shaft - Google Patents

Electromotive device for rotating a shaft

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Publication number
EP0878048A1
EP0878048A1 EP97907034A EP97907034A EP0878048A1 EP 0878048 A1 EP0878048 A1 EP 0878048A1 EP 97907034 A EP97907034 A EP 97907034A EP 97907034 A EP97907034 A EP 97907034A EP 0878048 A1 EP0878048 A1 EP 0878048A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
frame profile
magnet
shaft
electromagnet
swivel arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97907034A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinz-Peter Schuster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SCHUSTER HEINZ PETER
Original Assignee
SCHUSTER HEINZ PETER
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE1996103306 external-priority patent/DE19603306C2/en
Priority claimed from DE1996134764 external-priority patent/DE19634764A1/en
Application filed by SCHUSTER HEINZ PETER filed Critical SCHUSTER HEINZ PETER
Publication of EP0878048A1 publication Critical patent/EP0878048A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/16Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K26/00Machines adapted to function as torque motors, i.e. to exert a torque when stalled

Definitions

  • the present invention relates to an electromotive device for rotating a shaft according to claim 1.
  • AI magnetically actuated rotary anchors are known which can be switched back and forth between two end positions. It is not possible to rotate these known rotating anchors around any desired pivot.
  • Electromotive drives are often used to turn shafts in the range between 0 ° and 360 °.
  • stepper motors are known to rotate shafts in certain angular steps.
  • gear devices in order to rotate shafts less than a full angle (360 °) by means of an electromotive drive.
  • exhaust gas shut-off devices according to DIN 3388/2 are known, so-called Diermayer flaps, which are driven by means of an electric motor. These exhaust gas shut-off devices or exhaust gas flaps are connected between the fireplace and the exhaust gas chimney, and these exhaust gas flaps automatically close the exhaust gas path during breaks in operation of the fireplace, so that the heat is retained. If a temperature controller requests heat from the fireplace, the actuator of the exhaust flap first keeps electricity.
  • the geared motor opens the shut-off disc against the force of a spring.
  • the device comprises a holder on which the shaft to be rotated is rotatably mounted.
  • At least one swivel arm made of a non-magnetic material is firmly connected at one end to the shaft to be rotated and at the other end of the swivel arm a first magnet with a north and a south pole is attached.
  • a frame profile is fastened to the holder and has a first and a second sliding surface which are arranged opposite one another.
  • the frame profile or the two sliding surfaces are shaped so that the first magnet over the entire Swivel range of the swivel arm moved between the two sliding surfaces.
  • the north pole of the first magnet faces the first sliding surface and the south pole faces the second sliding surface.
  • a second magnet closes a magnetic circuit which, starting from the second magnet, is formed by the frame profile with the first sliding surface, the first magnet, the frame profile with the second sliding surface and back to the second magnet.
  • At least one of the two magnets is an electromagnet, preferably the first magnet is a permanent or permanent magnet and the second magnet is the electromagnet (claim 2) because the current supply to the "stationary" second magnet can be implemented more easily.
  • the permanent magnet is attracted to the electromagnet with a certain force or repelled with opposite polarity, as a result of which a torque is exerted on the shaft rigidly connected to the swivel arm.
  • a change in magnetic saturation leads to torque on the shaft.
  • the frame profile is saturated when, for example, the electromagnetic and permanent magnetic force flow completely fill the profile cross section. In this arrangement, any change in this degree of saturation leads to a rotation of the shaft.
  • the device according to the invention is in terms of
  • the invention makes it possible to replace conventional designs comprising an electric motor and a reduction gear.
  • the size of the angle of rotation and the size of the torque can be defined relatively precisely by appropriate dimensioning and by electronic control of the electromagnet.
  • Fig.l a first embodiment of the invention with an electromagnet and a range of rotation between 0 ° and 180 °;
  • Fig. 2 is a side view of the embodiment of Fig. 1;
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the invention with two electromagnets and a range of rotation between 0 ° and 180 °;
  • FIG. 4 shows a sectional illustration of the embodiment according to FIG. 3 along the line AA;
  • 3 and 4 differs in that the magnetic circuits of the two electromagnets are decoupled
  • FIG. 9 shows a fifth embodiment of the invention with two electromagnets and a range of rotation between 0 ° and 180 °;
  • FIG. 10 shows a side view of the embodiment according to FIG. 9 with a partial sectional illustration
  • FIGS. 9 and 10 a sixth embodiment of the invention with two electromagnets and a rotation range 0 ° and over 180 ° as shown in FIGS. 9 and 10;
  • FIG. 13 shows a seventh embodiment of the invention with two electromagnets and a range of rotation 0 ° to 360 ° as shown in FIG. 9;
  • FIG. 14 shows an eighth embodiment of the invention with three electromagnets and a range of rotation 0 ° to 360 ° as shown in FIG. 9;
  • Fig. 15 shows a ninth embodiment of the invention, which differs from the embodiment of FIG. 14 in that the magnetic
  • FIG. 16 shows a tenth embodiment of the invention with two electromagnets and a range of rotation from 0 ° to 90 ° with the swivel arm in two different positions;
  • Fig. 17 shows the embodiment of Fig. 16, which shows the holder in more detail;
  • FIGS. 22 and 23 show a thirteenth embodiment of the invention, which differs from the embodiment according to FIGS. 21 and 22 in that the two magnetic circuits are decoupled and in that the two electromagnets are arranged outside the swiveling range of the swivel arms;
  • FIG. 24 shows a fourteenth embodiment which differs from the first embodiment in that a restoring force is exerted on the swivel arm by means of a torsion spring;
  • FIGS. 9 and 10 show a modification of the fifth embodiment according to FIGS. 9 and 10;
  • 26 is an electrical circuit diagram for explaining the application of the tenth embodiment according to FIGS. 16 and 17 for actuating an exhaust gas flap; 27 shows a fifteenth embodiment of the invention in supervision, in which the electromagnet is penetrated by the shaft to be rotated;
  • Fig. 28 is a sectional view of the embodiment of Fig. 27;
  • 29 is a sectional view illustrating a first modification of the fifteenth embodiment
  • FIG. 30 is a sectional view illustrating a second modification of the fifteenth embodiment
  • 31 is a second modification of the fifteenth embodiment in supervision
  • FIG. 32 is a sectional view of the embodiment of FIG. 31, and
  • FIG. 33 shows a third modification of the fifteenth embodiment corresponding to the embodiment of FIG. 30 in a sectional view.
  • Figures 1 and 2 show schematically a first embodiment of the invention with a range of rotation between 0 ° and 180 °.
  • the first embodiment comprises a holder 2 on which a swivel arm 4 with one end 6 is rotatably mounted on a shaft 8.
  • a permanent magnet 10 is attached to the other end 7 of the swivel arm 4 with a magnetic north pole 11 and a magnetic south pole 12.
  • bracket 2 On the bracket 2 is rigid a frame profile 14 with a first and a second frame profile element 15 and
  • the frame profile 14 or the two frame profile elements 15 and 16 is / are semicircular in shape and comprise profile extensions 17 extending radially with respect to the shaft 8.
  • the two frame profile elements 15 and 16 have a first and a second sliding surface 18 and 19 which are arranged opposite one another and at a constant distance from one another.
  • the frame profile element 14 is dimensioned so that the permanent magnet 10 at the end 7 of the swivel arm 4 moves over the entire swivel range between the two sliding surfaces 18 and 19.
  • the north pole 11 of the permanent magnet 10 faces the first sliding surface 18 or the first frame profile element 15 and the south pole 12 of the permanent magnet 10 faces the second sliding surface 19 or the second frame profile element 16.
  • One end 22 of the frame profile 15 is closed by a stop 24. From the other end 23 of the
  • Frame profile 14 extend in the radial direction
  • an electromagnet 26 with a coil 27 and a soft iron core 28 is arranged.
  • the two end faces of the soft iron core 28 are firmly connected to the two frame profile elements 15 and 16 or their profile attachments 17.
  • an air gap 30 is provided between the two poles 11 and 12 of the permanent magnet 10 and the sliding surfaces 18 and 19, so that the permanent magnet 10 can move between the two sliding surfaces 18 and 19 without friction .
  • Both the bracket 2 and the swivel arm 4 are made of a non-magnetic material.
  • the frame profile elements 15 and 16 as well as the coil core 28 consist of a ferromagnetic material.
  • the permanent magnet 10 can also, by means of roller or sliding material, for. B. Teflon, be guided between the frame profile elements 15 and 16.
  • the magnetic force field of the permanent magnet 10 enters the first frame profile element 15 via the upper air gap 30, passes through the coil core 28, the second frame profile element 16 and returns to the permanent magnet 10 via the lower air gap 30, so that the magnetic circuit is closed.
  • the dimensioning of the frame profile elements 15 and 16, the permanent magnet 10 and the coil core 27 is chosen so that the frame profile 14 and the coil core 28 are in the state of partial magnetic saturation.
  • the electromagnet 26 the coil core 28 of which the magnetic field of the permanent magnet 10 flows through, is supplied with direct current, a magnetic field also arises in the coil core 28 and in the frame profile 14, which is superimposed on the field of the permanent magnet 10 within the frame profile 14 and the coil core 28.
  • this direct current in the coil 27 so directed that the resulting magnetic field is rectified to the magnetic field of the permanent magnet 10
  • the change in magnetic saturation causes an attraction of the permanent magnet 10 and the electromagnet 26, ie the pivot arm 4 is rotated in the direction of the end 23 of the frame profile 14.
  • the change in magnetic saturation causes the electromagnet 26 and the permanent magnet 10 to be repelled, ie the swivel arm 4 is rotated in the direction of the end 22 of the frame profile 14.
  • the electromagnetic field in the coil core 28 and in the frame profile 14 causes a movement of the permanent magnet 4 and thus a rotation of the shaft 8 only by changing the magnetic saturation.
  • FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the invention, which differs from the first embodiment according to FIGS. 1 and 2 only in that, in addition to the first electromagnet 26-1, at the end 23 of the frame profile 14 is offset from the swivel range of the swivel arm 4 a second electromagnet 26-2 is provided between two profile lugs 17, the structure of which corresponds to the structure of the first electromagnet 26-1.
  • the force exerted on the swivel arm 4 and thus transmissible to the shaft 8 or the torque exertable on the shaft 8 can be increased, since the electromagnets 26-1 and 26-2 a repulsion of the one electromagnet and at the same time an attraction of the permanent magnet 10 can be brought about by the other electromagnet.
  • the rotational movement of the swivel arm 4 is not limited in the second embodiment by a stop at the ends 23 and 22 of the frame profile 14, but the swivel arm 4 or the permanent magnet 10 stops when the two electromagnets 26-1 and 26-2 are suitably controlled electrically that point - at the end 22 or 23 - stops with its movement at which the permanent magnetic field finds the shortest path to the coil core 28.
  • Figures 5 and 6 schematically show a third embodiment of the present invention, which differs from the second embodiment according to Figures 3 and 4 only in that the frame profile elements 15 and / or 16 each consist of two parts 15-1 and 15-2 .
  • the two parts 15-1 and 15-2 or 16-1 and 16-1 of the frame profile elements 15 and 16 engage in one another and are spaced apart from one another by an air gap 34.
  • the semicircular shape of the frame profile 14 is retained.
  • FIGS. 7 and 8 show a fourth embodiment of the invention.
  • This fourth embodiment differs from the previous embodiments by a holding electromagnet 36 which is arranged between the profile extensions 17 extending away from the end 22.
  • the holding electromagnet 36 comprises a coil 37 and a U-shaped yoke 38, the legs 39 of which are aligned with the shaft 8.
  • the swivel arm 4 is deflected against a spring force (not shown) acting on the shaft 8 into the position shown in FIGS. 7 and 8. If the first electromagnet 26 is now de-energized, the restoring force acting on the shaft 8 tries to turn the swivel arm 4 back into the starting position.
  • the holding electromagnet 36 which, when the electromagnet 26 is de-energized, by a suitable energy source (not shown), e.g. B. in the form of an acus or in the form of an electrolytic capacitor, is supplied with current so that the permanent magnet 10 or the swivel arm 4 is held in the position shown in FIGS. 7 and 8 for a certain period of time. If the short-term energy source is discharged, the swivel arm 4 is turned back into the starting position by the restoring force.
  • a suitable energy source e.g. B. in the form of an acus or in the form of an electrolytic capacitor
  • This embodiment is particularly suitable for the application of the present invention as a drive for flue gas flaps and replaces the complicated centrifugal control mechanism in flue gas flaps according to the prior art.
  • FIGS. 9 and 10 schematically show a fifth embodiment of the present invention.
  • This embodiment also includes two electromagnets 26-1 and 26-2, which here limit the swivel range of the swivel arm 4 or act as a stop.
  • the coil cores 28 of the electromagnets 26-i are perpendicular to the shaft 8. This requires an L-shaped design of the swivel arm 4, as can be seen from FIG. 10.
  • FIG. 10 In a modification of the fifth embodiment shown in FIG.
  • This fifth embodiment does not differ from the previous embodiments of the invention with regard to its mode of operation.
  • FIGS. 11 and 12 A sixth embodiment of the present invention is shown schematically in FIGS. 11 and 12, in which the swivel range or the swivel range of the swivel arm 4 is greater than 180 °. 11 in approximately 80% of a full circle at the ends 22 and 23 of the two electromagnets 26-1 and 26-2 limit the swivel range of the swivel arm 4.
  • the swivel arm 4 can be moved from one extreme position to the other extreme position or to intermediate positions in the same way as in the previous embodiments.
  • FIG. 13 shows a seventh embodiment of the invention which enables the shaft 8 to be rotated through 360 °.
  • the frame profile 14 is almost completely circular, only the ends 22 and 23 are separated by an air gap 35.
  • Profile extensions 17 extend from both ends 22 and 23 in the radial direction to the outside. Between the profile lugs 17, the two electromagnets 26-1 and 26-2 are arranged offset from the swivel range of the swivel arm. By If the electromagnets 26-i are appropriately energized, the swivel arm 4 can swing more than one full turn, ie the air gap 35 is skipped.
  • FIG. 14 schematically shows an eighth embodiment of the invention, which likewise enables the shaft 8 to be rotated through 360 ° and more and has three electromagnets 26-1, 26-2 and 26-3.
  • the frame profile 14 or the frame profile elements 15 and 16 are circular and have three profile extensions 17 which extend at the same distance from one another radially from the circular part.
  • the swivel arm 4 with the permanent magnet 10 can be rotated by more than the full angle.
  • FIG. 15 shows a ninth embodiment of the invention, which differs from the eighth embodiment of the invention according to FIG. 14 in that the individual magnetic circuits of the three electromagnets 26-i are magnetically decoupled from one another. This takes place in an analogous manner to the third embodiment according to FIGS. 5 and 6, in that at least one of the frame profile elements 15 or 16 consists of three parts which are separated from one another by air gaps 34. 15, the first frame profile element 15 consists of the parts 15-1, 15-2 and 15-3.
  • FIGS. 14 and 15 are particularly suitable for a new type of engine management in which the valve timing is controlled as a function of speed and load by means of the present invention. This can be used to replace complex hydraulic solutions such as those found in the M3 Engine known from BMW. With the embodiments according to FIGS. 14 and 15, a rotation of the shaft 8 by more than 360 ° and multiples thereof is possible in a simple manner.
  • FIGS. 17 and 16 A tenth embodiment of the invention is shown schematically in FIGS. 17 and 16, which comprises two electromagnets 26-1 and 26-2 and enables the shaft 8 to be rotated between 0 ° and 90 °.
  • the frame profile 14 has the shape of a quarter circle at the ends of which profile extensions 17 extend in the radial direction, between which the electromagnets 26-1 and 26-2 are arranged outside the pivoting range of the pivot arm 4.
  • FIG. 17 shows the rectangular configuration of the holder 8 in detail and in FIG. 16 the two end positions of the swivel arm 4 are shown.
  • the dashed straight line 32 in FIG. 16 indicates the pulling or pushing direction of a return spring, by means of which the swivel arm 4 can be brought back into its starting position after deflection from its starting position.
  • FIGS. 18 and 19 show an eleventh embodiment of the invention with four electromagnets 26-1, 26-2, 26-3 and 26-4.
  • the eleventh embodiment of the invention corresponds to a “doubling” of the second embodiment according to FIGS. 3 and 4, ie two pivot arms 4-1 and 4-2 are arranged on the shaft 8 in different planes that carry permanent magnets 10-1 and 10-2.
  • the frame profile 14 comprises three frame profile elements 15, 16 and 17, which are arranged one above the other or one above the other.
  • the four electromagnets 26-i are arranged between profile lugs 17 which, as in the second embodiment, extend radially from the semicircular part of the frame profile 14.
  • the two electromagnets 26-1 and 26- 3 on the one hand and the two electromagnets 26-2 and 26-4 on the other hand are arranged one below the other.
  • the swivel arm 4-1 with the permanent magnet 10-1 moves between the first two frame profile elements 15 and 16, while the second swivel arm 4-2 moves between the second frame profile element 16 and the third frame profile element 17.
  • Both swivel arms 4-i are rigidly connected to the shaft 8.
  • This eleventh embodiment allows a greater force to be exerted on the shaft 8.
  • FIGS. 20 and 21 show a twelfth embodiment of the invention.
  • This embodiment also comprises two swivel arms 4-1 and 4-2, which, however, in contrast to the eleventh embodiment, are in the same plane of rotation and are arranged on the shaft 8 by 180 ° to one another.
  • the frame profile 14 is circular, wherein two electromagnets 26-1 and 26-2 are arranged without profile lugs between the frame profile elements 15 and 16 and thus limit the angle of rotation of the swivel arms 4-1 and 4-2.
  • FIG. 22 and 23 show a thirteenth embodiment of the invention, which likewise comprises two pivot arms 4-1 and 4-2, which are constructed in the same way as the pivot arms 4-1 and 4-2 of the twelfth embodiment of the invention.
  • the frame profile 14 is also circular, wherein it has two profile lugs 17, which are arranged offset by 180 °, on which the two electromagnets 26-1 and 26-2 are arranged.
  • the first frame profile element 15 is used to decouple the magnetic circuits of the two electromagnets 26-i constructed from two parts 15-1 and 15-2, the parts 15-i being separated from one another by an air gap 34.
  • the position or location of the swivel arm 4 and thus the angle of rotation can be detected by a suitable sensor system.
  • the coil windings 27 of the permanent magnets 26-i and possibly also of the holding magnet 36 are supplied with a weak high-frequency alternating current in addition to the direct current.
  • a weak high-frequency alternating current By evaluating the superimposed direct and alternating currents, by measuring and evaluating the magnetic saturation of the individual coil cores and the magnetic resistances of the coils, an exact localization of the permanent magnets 10 and thus a determination of the respective angle of rotation can be achieved.
  • Appropriate training of the electronics means that any angle of rotation of the shaft 8 that is possible in terms of the technical structure can be realized.
  • Fig. 24 (representation corresponding to Fig. 2) schematically shows a fourteenth embodiment of the invention, which differs from the first embodiment only in that a restoring force is exerted on the swivel arm 4 by a torsion spring 45 encapsulated in the shaft 8.
  • the shaft 8 has a larger diameter, which makes it possible to introduce an annular groove 47 from one side.
  • This cavity 47 serves to receive the torsion spring 45 which is attached at one end to the shaft 8 or the swivel arm 4 and at the other end to the holder 2.
  • the main advantage of this embodiment is the space-saving and protected accommodation of a return or torsion spring 45, which can for example have the task of turning the shaft 8 or the swivel arm 4 back into the starting position after its deflection.
  • the tenth embodiment according to FIGS. 16 and 17 is particularly suitable for actuating an exhaust flap, as is often used in conventional building heating systems.
  • Fig. 25 shows an electrical circuit diagram showing the integration of the tenth embodiment in the electrical system of a heating system.
  • the exhaust flap is operated by an electric motor.
  • the remotely located thermostat supplies 220 V AC voltage to the electric motor of the flap. With 120 Nem, this slowly turns the flap from CLOSED to OPEN via a reduction gear and at the same time tensions a strong spring. Only when the flap is fully open does an electrical switch connect the 220 V to the burner of the heater. If the thermostat no longer supplies electricity, the burner stops. Immediately after a power failure, the spring begins to close, but is braked by the gearbox, motor and mechanical centrifugal governor in such a way that the flap takes 7 seconds to the CLOSED position so that the remaining flue gas column between the burner and flap can pull off.
  • the thermostat 40 supplies 220 V alternating voltage to a switch 41 which is arranged between the thermostat 40 and the burner 42, so that the burner 42 initially remains without current.
  • the coil 26-2 is supplied via a rectifier 43 arranged in parallel thereto and a changeover switch 46, and the coil 26-1 is also supplied via the changeover switch 46 and a diode 44. This will move the flap from the CLOSED to the OPEN state.
  • the switch 41 and the changeover switch 46 are actuated.
  • the switch 41 forwards the incoming 220 V to the burner 42.
  • the changeover switch 46 only conducts the direct current via a PTC resistor 48 to the coil 26-1, the coil 26-2 is switched off since the diode 44 is switched in the blocking direction.
  • PTC resistor 48 becomes warm and increases in resistance, thereby progressively decreasing the current to the only coil 26-1 still active.
  • Another advantage of the present invention is: significantly more cost-effective production, far lower power consumption, lower maintenance requirements.
  • the coil core 28 has a central bore 52 in the center. This central bore 52 is penetrated by the shaft 8.
  • the shaft 8 is held on an axle bearing through which the shaft 8 is guided and held.
  • the frame profile elements 14 and 15 are arranged parallel to one another in such a way that their sliding surfaces are perpendicular to the shaft 8.
  • the length of the frame profile elements 14 and 15 depends on the requirement of the angle of rotation of the shaft 8.
  • the polarity of the permanent magnet 10 runs parallel to the shaft 8.
  • pole pieces 51.1 and 51.2 as well as 51.3 and 51.4 are arranged at both ends.
  • the four ends of the pole pieces 51.1. and 51.2 and 51.3 and 51.4 are connected to the four ends of the frame profile elements 14 and 15 in such a way that two differently polarized pole shoes are connected to each frame profile element, and that opposite frame profile element ends each have different polarities.
  • the pole pieces 5l-i are connected to the coil core 28, they are magnetically separated from one another by an air gap 54.
  • FIG. 29 shows a swivel arm 4 which engages around the profile plane on the outside.
  • One Electric coil 27 concentrically contains the central bore 52 for the shaft 8 in the coil core 28.
  • the swivel arm 4 is fastened at one end to the shaft 8 projecting from the bore 52 and the permanent magnet 10 is fastened to the other end of the swivel arm 4.
  • the frame profile elements 14 and 15 are arranged parallel to one another in such a way that their sliding surfaces 18, 19 are aligned parallel to the shaft 8.
  • the length of the frame profile elements 14 and 15 depends on the requirement of the angle of rotation of the shaft 8.
  • the polarity of the permanent magnet 10 is perpendicular to the shaft 8.
  • pole pieces 51.1 and 51.2 as well as 51.3 and 51.4 are arranged at both ends.
  • the four ends of the pole shoes 51.1 and 51.2 and 51.3 and 51.4 are connected to the four ends of the frame profile elements 14 and 15 in such a way that two differently polarized pole shoes are connected to each frame profile element, and that opposite frame profile element ends each have different polarities.
  • the pole pieces emerge from the coil core, they are magnetically separated from one another by an air gap 54.
  • the permanent magnet 10 can be fixed in its end position in the de-energized state.
  • the ferromagnetic material of the pole shoes 51 and Profile approaches 17 at the transitions to the frame profile elements 15, 16 formed stronger, so that the force between the permanent magnet 10 in the end position and the pole pieces 51 or the profile approaches 17 is increased. This measure is possible in all embodiments.
  • profile shoulder 18 first sliding surface on 14 or 15 or 16

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

The invention concerns an electromotive device for rotating a shaft (8). The device comprises a mounting (2), on which the shaft (8) is rotatably mounted, and two magnets (10, 26) of which at least one is an electromagnet (26). A magnet, preferably the electromagnet (26), is magnetically connected to a frame profile (14) comprising two sliding surfaces (18, 19) disposed at a mutual spacing. A permanent magnet (10) moves between the two sliding surfaces (18, 19) and is secured at one end of a pivot arm (4) which is in turn secured to the shaft (8). A magnetic circuit is closed by the two magnets (10, 26) and the frame profile element (14) with its sliding surfaces (18, 19). Owing to the corresponding polarity of the two magnets (10, 26), they repel or attract each other, which results in a movement of the pivot arm (4) and hence rotation of the shaft (8).

Description

Beschreibung description
Elektromotorische Vorrichtung zum Drehen einer WelleElectromotive device for rotating a shaft
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromotorische Vorrichtung zum Drehen einer Welle gemäß dem Anspruch 1.The present invention relates to an electromotive device for rotating a shaft according to claim 1.
Aus DE 40 20 275 C2 und DE 30 05 921 AI sind magnetisch betätigte Drehanker bekannt, die zwischen zwei Endstellungen hin- und hergeschaltet werden können. Eine Drehung dieser bekannten Drehanker um beliebige Drehwihkel ist nicht möglich.From DE 40 20 275 C2 and DE 30 05 921 AI magnetically actuated rotary anchors are known which can be switched back and forth between two end positions. It is not possible to rotate these known rotating anchors around any desired pivot.
Zum Drehen von Wellen im Bereich zwischen 0° und 360° werden vielfach elektromotorische Antriebe verwendet. Beispielsweise sind Schrittmotore bekannt, um Wellen in bestimmten Winkelstufen (Schritten) zu drehen. Alternativ ist es auch bekannt Getriebeeinrichtungen vorzusehen, um Wellen weniger als einen Vollwinkel (360°) mittels eines elektromotorischen Antriebs zu drehen.Electromotive drives are often used to turn shafts in the range between 0 ° and 360 °. For example, stepper motors are known to rotate shafts in certain angular steps. Alternatively, it is also known to provide gear devices in order to rotate shafts less than a full angle (360 °) by means of an electromotive drive.
Beispielsweise sind Abgas-Absperrvorrichtungen nach DIN 3388/2 bekannt, sogenannte Diermayer-Klappen, die mittels eines Elektromotors angetrieben werden. Diese Abgas-Absperrvorrichtungen bzw. Abgasklappen werden zwischen Feuerstätte und Abgaskamin geschaltet, und diese Abgasklappen schließen während der Betriebspausen der Feuerstätte automatisch den Abgasweg, so daß die Wärme erhalten bleibt. Fordert ein Temperaturregler von der Feuerstätte Wärme an, so hält zunächst der Stellantrieb der Abgasklappe Strom. Der Getriebemotor öffnet die Absperrscheibe gegen die Kraft einer Feder. Durch die Kopplung von der Motorwelle zur Klappenwelle und zurück zum Endschalter ist sichergestellt, daß der Endschalter nur bei ordnungsgemäß montiertem Stellantrieb und voll geöffneter Abgasklappe betätigt wird. Erst bei durchgeschaltetem Endschalter kann der Steuerstrom zum Stellglied (z. B. Magnet-Motorventil bzw. Feuerungsautomat) der Feuerstätte fließen, die dann in Betrieb geht. Der kurzschlußfeste Motor bleibt während der Betriebszeit unter Spannung. Beim Abschalten wird die Kraft der Feder die Absperrscheibe über eine Fliehkraftbremse langsam in die geschlossene Stellung und der Getriebemotor in seine Ausgangslage zurückgeführt. Durch das langsame Verschließen der Abgasklappe wird nach dem Ende der Feuerung noch der Abzug der Rauchgase bzw. Abgase ermöglicht. Nachteilig bei dieser bekannten Abgasklappe ist es, daß sie vergleichsweise aufwendig und teuer in der Herstellung ist.For example, exhaust gas shut-off devices according to DIN 3388/2 are known, so-called Diermayer flaps, which are driven by means of an electric motor. These exhaust gas shut-off devices or exhaust gas flaps are connected between the fireplace and the exhaust gas chimney, and these exhaust gas flaps automatically close the exhaust gas path during breaks in operation of the fireplace, so that the heat is retained. If a temperature controller requests heat from the fireplace, the actuator of the exhaust flap first keeps electricity. The geared motor opens the shut-off disc against the force of a spring. By coupling from the motor shaft to the valve shaft and back to the limit switch ensures that the limit switch is only actuated when the actuator is properly installed and the exhaust flap is fully open. Only when the limit switch is switched on can the control current flow to the actuator (e.g. solenoid motor valve or automatic burner control) of the fireplace, which then goes into operation. The short-circuit proof motor remains live during the operating time. When switching off, the force of the spring, the shut-off disk is slowly returned to the closed position via a centrifugal brake and the gear motor is returned to its starting position. By slowly closing the flue gas flue, the flue gases or flue gases can still be extracted after the end of the firing. A disadvantage of this known exhaust flap is that it is comparatively complex and expensive to manufacture.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektromotorische Vorrichtung zum Drehen einer Welle bereitzustellen, die einfach im Aufbau und zuverlässig im Betrieb ist.It is an object of the present invention to provide an electromotive device for rotating a shaft which is simple in construction and reliable in operation.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.This object is achieved by the features of claim 1.
Erfindungsgemäß umfaßt die Vorrichtung eine Halterung, an der die zu drehende Welle drehbar gelagert ist. Wenigstens ein Schwenkarm aus einem nicht magnetischen Material ist mit einem Ende fest mit der zu drehenden Welle verbunden und an dem anderen Ende des Schwenkarms ist ein erster Magnet mit einem Nord- und einem Südpol befestigt. An der Halterung ist ein Rahmenprofil befestigt, das eine erste und eine zweite Gleitfläche aufweist, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Das Rahmenprofil bzw. die beiden Gleitflächen sind so geformt, daß sich der erste Magnet über den gesamten Schwenkbereich des Schwenkarms zwischen den beiden Gleitflächen bewegt. Dabei ist der Nordpol des ersten Magneten der ersten Gleitfläche und der Südpol der zweiten Gleitfläche zugewandt. Durch einen zweiten Magneten wird ein magnetischer Kreis geschlossen, der ausgehend von dem zweiten Magneten durch das Rahmenprofil mit der ersten Gleitfläche, den ersten Magneten, das Rahmenprofil mit der zweiten Gleitfläche und zurück zum zweiten Magneten gebildet wird.According to the invention, the device comprises a holder on which the shaft to be rotated is rotatably mounted. At least one swivel arm made of a non-magnetic material is firmly connected at one end to the shaft to be rotated and at the other end of the swivel arm a first magnet with a north and a south pole is attached. A frame profile is fastened to the holder and has a first and a second sliding surface which are arranged opposite one another. The frame profile or the two sliding surfaces are shaped so that the first magnet over the entire Swivel range of the swivel arm moved between the two sliding surfaces. The north pole of the first magnet faces the first sliding surface and the south pole faces the second sliding surface. A second magnet closes a magnetic circuit which, starting from the second magnet, is formed by the frame profile with the first sliding surface, the first magnet, the frame profile with the second sliding surface and back to the second magnet.
Wenigstens einer der beiden Magneten ist ein Elektromagnet, vorzugsweise ist der erste Magnet ein Dauer- oder Permanentmagnet und der zweite Magnet ist der Elektromagnet (Anspruch 2), weil sich zu dem "stationären" zweiten Magneten die Stromzuführung einfacher realisieren läßt. Durch Beaufschlagung des Elektromagneten mit Strom entsprechender Polung und Stärke wird der Dauermagnet mit einer bestimmten Kraft von dem Elektromagneten angezogen bzw. bei entgegengesetzter Polung abgestoßen, wodurch auf die starr mit dem Schwenkarm verbundene Welle ein Drehmoment ausgeübt wird.At least one of the two magnets is an electromagnet, preferably the first magnet is a permanent or permanent magnet and the second magnet is the electromagnet (claim 2) because the current supply to the "stationary" second magnet can be implemented more easily. By applying the appropriate polarity and strength to the electromagnet, the permanent magnet is attracted to the electromagnet with a certain force or repelled with opposite polarity, as a result of which a torque is exerted on the shaft rigidly connected to the swivel arm.
Eine Änderung der magnetischen Sättigung führt zu einem Drehmoment auf die Welle. Gesättigt ist das Rahmenprofil dann, wenn beispielsweise der elektro- und der dauermagnetische Kraftfluß den Profilquerschnitt voll ausfüllen. Jede Änderung dieses Sättigungsgrades führt in dieser Anordnung zu einer Verdrehung der Welle. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist hinsichtlich ihresA change in magnetic saturation leads to torque on the shaft. The frame profile is saturated when, for example, the electromagnetic and permanent magnetic force flow completely fill the profile cross section. In this arrangement, any change in this degree of saturation leads to a rotation of the shaft. The device according to the invention is in terms of
Wirkungsgrades (maximale Stellkraft bei minimaler elektrischer Energie) sensibel, was die genaueEfficiency (maximum actuating force with minimal electrical energy) sensitive, which is the exact
Dimensionierung von Dauer- und Elektromagneten sowie denDimensioning of permanent and electromagnets as well as the
Querschnitt der dazwischen angeordneten Rahmenprofile betrifft. Durch die Erfindung können herkömmliche Konstruktionen aus Elektromotor und Untersetzungsgetriebe ersetzt werden. Die Größe des Drehwinkels und die Größe des Drehmoments können durch entsprechende Dimensionierung und durch eine elektronische Steuerung des Elektromagneten relativ genau definiert werden. Ein Vorteil der Erfindung besteht in der robusten und störunanfälligen Arbeitsweise und den preiswerten und einfachen Aufbau.Cross section of the frame profiles arranged in between relates. The invention makes it possible to replace conventional designs comprising an electric motor and a reduction gear. The size of the angle of rotation and the size of the torque can be defined relatively precisely by appropriate dimensioning and by electronic control of the electromagnet. An advantage of the invention is the robust and failure-prone mode of operation and the inexpensive and simple structure.
Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims relate to advantageous embodiments of the invention.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung.Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description with reference to the drawing.
Es zeigt:It shows:
Fig.l einer erste Ausführungsform der Erfindung mit einem Elektromagneten und einem Drehbereich zwischen 0° und 180°;Fig.l a first embodiment of the invention with an electromagnet and a range of rotation between 0 ° and 180 °;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 1;Fig. 2 is a side view of the embodiment of Fig. 1;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit zwei Elektromagneten und einem Drehbereich zwischen 0° und 180°;3 shows a second embodiment of the invention with two electromagnets and a range of rotation between 0 ° and 180 °;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform nach Fig. 3 entlang der Linie A - A;FIG. 4 shows a sectional illustration of the embodiment according to FIG. 3 along the line AA;
Fig. 5 und 6 eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der zweiten Ausführungsform nach5 and 6 a third embodiment of the invention, which differs from the second embodiment
Fig. 3 und 4 dadurch unterscheidet, daß die magnetischen Kreise der beiden Elektromagnete entkoppelt sind;3 and 4 differs in that the magnetic circuits of the two electromagnets are decoupled;
Fig. 7, 8 eine vierte Ausführungsform in analoger Darstellung zu der Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4;7, 8 a fourth embodiment in an analogous representation to the embodiment according to FIGS. 3 and 4;
Fig. 9 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung mit zwei Elektromagneten und einem Drehbereich zwischen 0° und 180°;9 shows a fifth embodiment of the invention with two electromagnets and a range of rotation between 0 ° and 180 °;
Fig. 10 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 9 mit teilweiser Schnittdarstellung;FIG. 10 shows a side view of the embodiment according to FIG. 9 with a partial sectional illustration; FIG.
Fig. 11 und 12 eine sechste Ausführungsform der Erfindung mit zwei Elektromagneten und einem Drehbereich 0° und über 180° entsprechend der Darstellung in Fig. 9 und 10;11 and 12 a sixth embodiment of the invention with two electromagnets and a rotation range 0 ° and over 180 ° as shown in FIGS. 9 and 10;
Fig. 13 eine siebte Ausführungsform der Erfindung mit zwei Elektromagneten und einem Drehbereich 0° bis 360° entsprechend der Darstellung in Fig. 9;FIG. 13 shows a seventh embodiment of the invention with two electromagnets and a range of rotation 0 ° to 360 ° as shown in FIG. 9;
Fig. 14 eine achte Ausführungsform der Erfindung mit drei Elektromagneten und einem Drehbereich 0° bis 360° entsprechend der Darstellung in Fig. 9;FIG. 14 shows an eighth embodiment of the invention with three electromagnets and a range of rotation 0 ° to 360 ° as shown in FIG. 9;
Fig. 15 eine neunte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der Ausführungsform nach Fig. 14 dadurch unterscheidet, daß die magnetischenFig. 15 shows a ninth embodiment of the invention, which differs from the embodiment of FIG. 14 in that the magnetic
Kreise der Elektromagnete entkoppelt sind;Circles of the electromagnets are decoupled;
Fig. 16 eine zehnte Ausführungsform der Erfindung mit zwei Elektromagneten und einem Drehbereich von 0° bis 90° mit dem Schwenkarm in zwei unterschiedlichen Stellungen; Fig. 17 die Ausführungsform von Fig. 16, die die Halterung genauer zeigt;16 shows a tenth embodiment of the invention with two electromagnets and a range of rotation from 0 ° to 90 ° with the swivel arm in two different positions; Fig. 17 shows the embodiment of Fig. 16, which shows the holder in more detail;
Fig. 18 und 19 eine elfte Ausführungsform der Erfindung mit vier Elektromagneten, zwei Schwenkarmen in unterschiedlichen Schwenkebenen und einem Drehbereich von 0° bis 180° entsprechend der Darstellung in Fig. 3 und 4;18 and 19 an eleventh embodiment of the invention with four electromagnets, two swivel arms in different swivel planes and a rotation range from 0 ° to 180 ° as shown in FIGS. 3 and 4;
Fig. 20 und 21 eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung mit zwei Elektromagneten, zwei Schwenkarmen in einer einzigen Schwenkebene und einem Drehbereich von 0° bis 90° entsprechend der Darstellung in Fig. 3 und 4;20 and 21 a twelfth embodiment of the invention with two electromagnets, two swivel arms in a single swivel plane and a range of rotation from 0 ° to 90 ° as shown in FIGS. 3 and 4;
Fig. 22 und 23 eine dreizehnte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der Ausführungsform nach Fig. 21 und 22 dadurch unterscheidet, daß die zwei magnetischen Kreise entkoppelt sind und daß die zwei Elektromagneten außerhalb des Schwenkbereichs der Schwenkarme angeordnet sind;22 and 23 show a thirteenth embodiment of the invention, which differs from the embodiment according to FIGS. 21 and 22 in that the two magnetic circuits are decoupled and in that the two electromagnets are arranged outside the swiveling range of the swivel arms;
Fig. 24 eine vierzehnte Ausführungsform, die sich von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß mittels einer Torsionsfeder eine Rückstellkraft auf den Schwenkarm ausgeübt wird;24 shows a fourteenth embodiment which differs from the first embodiment in that a restoring force is exerted on the swivel arm by means of a torsion spring;
Fig. 25 eine Modifikation der fünften Ausführungsform gemäß Figuren 9 und 10;25 shows a modification of the fifth embodiment according to FIGS. 9 and 10;
Fig. 26 ein elektrisches Schaltbild zur Erläuterung der Anwendung der zehnten Ausführungsform nach Fig. 16 und 17 zum betätigen einer Abgasklappe; Fig. 27 eine fünfzehnte Ausführungsform der Erfindung in Aufsicht, bei der der Elektromagnet von der zu drehenden Welle durchsetzt wird;26 is an electrical circuit diagram for explaining the application of the tenth embodiment according to FIGS. 16 and 17 for actuating an exhaust gas flap; 27 shows a fifteenth embodiment of the invention in supervision, in which the electromagnet is penetrated by the shaft to be rotated;
Fig. 28 eine Schnittansicht der Ausführungsform nach Fig. 27;Fig. 28 is a sectional view of the embodiment of Fig. 27;
Fig. 29 eine Schnittansicht, die eine erste Modifikation der fünfzehnten Ausführungsform darstellt,29 is a sectional view illustrating a first modification of the fifteenth embodiment;
Fig. 30 eine Schnittansicht, die eine zweite Modifikation der fünfzehnten Ausführungsform darstellt,30 is a sectional view illustrating a second modification of the fifteenth embodiment;
Fig. 31 eine zweite Modifikation der fünfzehnten Ausführungsform in Aufsicht,31 is a second modification of the fifteenth embodiment in supervision;
Fig. 32 eine Schnittansicht der Ausführungsform nach Fig. 31, und32 is a sectional view of the embodiment of FIG. 31, and
Fig. 33 eine der Ausführungsform von Fig. 30 entsprechende dritte Modifikation der fünfzehnten Ausführungsform in Schnittansicht.33 shows a third modification of the fifteenth embodiment corresponding to the embodiment of FIG. 30 in a sectional view.
In der nachfolgenden Figurenbeschreibung verschiedener bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder einander entsprechende Teile der Erfindung mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the following description of the figures of various preferred embodiments of the invention, identical or corresponding parts of the invention are provided with the same reference numerals.
Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisch eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem Drehbereich zwischen 0° und 180°. Die erste Ausführungsform umfaßt eine Halterung 2 an der ein Schwenkarm 4 mit einem Ende 6 an einer Welle 8 drehbar gelagert ist. An dem anderen Ende 7 des Schwenkarms 4 ist ein Dauermagnet 10 befestigt mit einem magnetischen Nordpol 11 und einem magnetischen Südpol 12.Figures 1 and 2 show schematically a first embodiment of the invention with a range of rotation between 0 ° and 180 °. The first embodiment comprises a holder 2 on which a swivel arm 4 with one end 6 is rotatably mounted on a shaft 8. A permanent magnet 10 is attached to the other end 7 of the swivel arm 4 with a magnetic north pole 11 and a magnetic south pole 12.
An der Halterung 2 ist starr ein Rahmenprofil 14 mit einem ersten und einem zweiten Rahmenprofilelement 15 undOn the bracket 2 is rigid a frame profile 14 with a first and a second frame profile element 15 and
16 befestigt. Das Rahmenprofil 14 bzw. die beiden Rahmenprofilelemente 15 und 16 ist/sind halbkreisförmig geformt und umfassen radial bezüglich der Welle 8 sich wegerstreckende Profilansätze 17 auf. Im Bereich des halbkreisförmigen Teils des Rahmenprofils 14 weisen die beiden Rahmenprofilelemente 15 und 16 eine erste und eine zweite Gleitfläche 18 und 19 auf, die einander gegenüberliegend und in konstantem Abstand zueinander angeordnet sind. Das Rahmenprofilelement 14 ist hierbei so dimensioniert, daß der Dauermagnet 10 an dem Ende 7 des Schwenkarms 4 über den gesamten Schwenkbereich zwischen den beiden Gleitflächen 18 und 19 sich bewegt. Der Nordpol 11 des Dauermagneten 10 ist hierbei der ersten Gleitfläche 18 bzw. dem ersten Rahmenprofilelement 15 und der Südpol 12 des Dauermagneten 10 ist hierbei der zweiten Gleitfläche 19 bzw. dem zweiten Rahmenprofilelement 16 zugewandt.16 attached. The frame profile 14 or the two frame profile elements 15 and 16 is / are semicircular in shape and comprise profile extensions 17 extending radially with respect to the shaft 8. In the area of the semicircular part of the frame profile 14, the two frame profile elements 15 and 16 have a first and a second sliding surface 18 and 19 which are arranged opposite one another and at a constant distance from one another. The frame profile element 14 is dimensioned so that the permanent magnet 10 at the end 7 of the swivel arm 4 moves over the entire swivel range between the two sliding surfaces 18 and 19. The north pole 11 of the permanent magnet 10 faces the first sliding surface 18 or the first frame profile element 15 and the south pole 12 of the permanent magnet 10 faces the second sliding surface 19 or the second frame profile element 16.
Ein Ende 22 des Rahmenprofils 15 wird durch einen Anschlag 24 abgeschlossen. Von dem anderen Ende 23 desOne end 22 of the frame profile 15 is closed by a stop 24. From the other end 23 of the
Rahmenprofils 14 erstrecken sich in radialer Richtung dieFrame profile 14 extend in the radial direction
Profilansätze 17 weg. Zwischen den beiden ProfilansätzenProfile approaches 17 away. Between the two profile approaches
17 ist ein Elektromagnet 26 mit einer Spule 27 und einem Weicheisenkern 28 angeordnet. Hierbei sind die beiden Stirnflächen des Weicheisenkerns 28 mit den beiden Rahmenprofilelementen 15 und 16 bzw. deren Profilansätzen 17 fest verbunden.17, an electromagnet 26 with a coil 27 and a soft iron core 28 is arranged. Here, the two end faces of the soft iron core 28 are firmly connected to the two frame profile elements 15 and 16 or their profile attachments 17.
Durch die Dimensionierung des Anschlags 24 und des Weicheisenkerns 28 werden die beiden RahmenprofilelementeBy dimensioning the stop 24 and the soft iron core 28, the two frame profile elements
15 und 16 im konstanten Abstand zueinander gehalten. Wie 7/28597 PCJ7DE97/0018115 and 16 kept at a constant distance from each other. How 7/28597 PCJ7DE97 / 00181
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insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist jeweils zwischen den beiden Polen 11 und 12 des Dauermagneten 10 und den Gleitflächen 18 bzw. 19 ein Luftspalt 30 vorgesehen, so daß der Dauermagnet 10 sich zwischen den beiden Gleitflächen 18 und 19 ohne Reibung bewegen kann.2, an air gap 30 is provided between the two poles 11 and 12 of the permanent magnet 10 and the sliding surfaces 18 and 19, so that the permanent magnet 10 can move between the two sliding surfaces 18 and 19 without friction .
Sowohl die Halterung 2 als auch der Schwenkarm 4 bestehen aus einem nichtmagnetischen Material. Die Rahmenprofilelemente 15 und 16 bestehen ebenso wie der Spulenkern 28 bestehen aus einem ferromagnetischen Material .Both the bracket 2 and the swivel arm 4 are made of a non-magnetic material. The frame profile elements 15 and 16 as well as the coil core 28 consist of a ferromagnetic material.
Anstelle der beiden Luftspalte 30 kann der Dauermagnet 10 auch, mittels Rollen- oder Gleitmaterial, z. B. Teflon, zwischen den Rahmenprofilelementen 15 und 16 geführt sein.Instead of the two air gaps 30, the permanent magnet 10 can also, by means of roller or sliding material, for. B. Teflon, be guided between the frame profile elements 15 and 16.
Im stromlosen Zustand der Spule 27 des Elektromagneten 26 tritt das magnetische Kraftfeld des Dauermagneten 10 über den oberen Luftspalt 30 in das erste Rahmenprofilelement 15 ein, durchsetzt den Spulenkern 28, das zweite Rahmenprofilelement 16 und kehrt über den unteren Luftspalt 30 in den Dauermagneten 10 zurück, so daß der magnetische Kreis geschlossen ist. Die Dimensionierung der Rahmenprofilelemente 15 und 16, des Dauermagneten 10 sowie des Spulenkerns 27 wird so gewählt, daß sich das Rahmenprofil 14 und der Spulenkern 28 im Zustand einer magnetischen Teilsättigung befinden.When the coil 27 of the electromagnet 26 is de-energized, the magnetic force field of the permanent magnet 10 enters the first frame profile element 15 via the upper air gap 30, passes through the coil core 28, the second frame profile element 16 and returns to the permanent magnet 10 via the lower air gap 30, so that the magnetic circuit is closed. The dimensioning of the frame profile elements 15 and 16, the permanent magnet 10 and the coil core 27 is chosen so that the frame profile 14 and the coil core 28 are in the state of partial magnetic saturation.
Beaufschlagt man den Elektromagneten 26, dessen Spulenkern 28 vom Magnetfeld des Dauermagneten 10 durchflössen wird, mit Gleichstrom, so entsteht im Spulenkern 28 sowie im Rahmenprofil 14 zusätzlich ein Magnetfeld, das sich dem Feld des Dauermagneten 10 innerhalb dem Rahmenprofil 14 und dem Spulenkern 28 überlagert. Ist dieser Gleichstrom in der Spule 27 so gerichtet, daß das daraus resultierende Magnetfeld dem Magnetfeld des Dauermagneten 10 gleichgerichtet ist, so bewirkt die Änderung der magnetischen Sättigung eine Anziehung des Dauermagneten 10 und des Elektromagneten 26, d. h. der Schwenkarm 4 wird in Richtung des Endes 23 des Rahmenprofils 14 verdreht. Bei entgegengesetzter Polung des Stroms durch die Spule 27 bewirkt die Änderung der magnetischen Sättigung eine Abstoßung von Elektromagnet 26 und Dauermagnet 10, d. h. der Schwenkarm 4 wird in Richtung des Endes 22 des Rahmenprofils 14 gedreht .If the electromagnet 26, the coil core 28 of which the magnetic field of the permanent magnet 10 flows through, is supplied with direct current, a magnetic field also arises in the coil core 28 and in the frame profile 14, which is superimposed on the field of the permanent magnet 10 within the frame profile 14 and the coil core 28. Is this direct current in the coil 27 so directed that the resulting magnetic field is rectified to the magnetic field of the permanent magnet 10, the change in magnetic saturation causes an attraction of the permanent magnet 10 and the electromagnet 26, ie the pivot arm 4 is rotated in the direction of the end 23 of the frame profile 14. If the polarity of the current through the coil 27 is opposite, the change in magnetic saturation causes the electromagnet 26 and the permanent magnet 10 to be repelled, ie the swivel arm 4 is rotated in the direction of the end 22 of the frame profile 14.
Im Gegensatz zum Stand der Technik bewirkt hier das Elektromagnetfeld im Spulenkern 28 sowie im Rahmenprofil 14 nur durch eine Änderung der magnetischen Sättigung eine Bewegung des Dauermagneten 4 und damit eine Drehung der Welle 8.In contrast to the prior art, the electromagnetic field in the coil core 28 and in the frame profile 14 causes a movement of the permanent magnet 4 and thus a rotation of the shaft 8 only by changing the magnetic saturation.
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die sich von der ersten Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2 lediglich dadurch unterscheidet, daß neben dem ersten Elektromagneten 26-1 an dem Ende 23 des Rahmenprofils 14 aus dem Schwenkbereich des Schwenkarms 4 abgesetzt zwischen zwei Profilansätzen 17 ein zweiter Elektromagnet 26-2 vorgesehen ist, der in seinem Aufbau dem Aufbau des ersten Elektromagneten 26-1 entspricht.FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the invention, which differs from the first embodiment according to FIGS. 1 and 2 only in that, in addition to the first electromagnet 26-1, at the end 23 of the frame profile 14 is offset from the swivel range of the swivel arm 4 a second electromagnet 26-2 is provided between two profile lugs 17, the structure of which corresponds to the structure of the first electromagnet 26-1.
Durch das Vorsehen von zwei Elektromagneten 26-1 und 26-2 kann die auf den Schwenkarm 4 ausgeübte und damit auf die Welle 8 übertragbare Kraft bzw. das auf die Welle 8 ausübbare Drehmoment erhöht werden, da durch entsprechende Polung der Elektromagneten 26-1 und 26-2 eine Abstoßung von dem einen Elektromagneten und gleichzeitig eine Anziehung des Dauermagneten 10 durch den anderen Elektromagneten herbeigeführt werden kann. Die Drehbewegung des Schwenkarms 4 wird bei der zweiten Ausführungsform nicht durch einen Anschlag an den Enden 23 und 22 des Rahmenprofils 14 begrenzt, sondern der Schwenkarm 4 bzw. der Dauermagnet 10 hält bei geeigneter elektrischer Ansteuerung der beiden Elektromagnete 26-1 und 26-2 an jener Stelle - am Ende 22 oder 23 - mit seiner Bewegung inne, an der das Dauermagnetfeld den kürzesten Weg zum Spulenkern 28 findet. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einer geräuscharmen Ausführung, da der Schwenkarm 4 in seiner Maximalstellung auf keinen mechanischen Anschlag aufschlägt. Außerdem kann folglich auch kein mechanischer Verschleiß am Anschlag entstehen, da er nicht vorhanden ist.By providing two electromagnets 26-1 and 26-2, the force exerted on the swivel arm 4 and thus transmissible to the shaft 8 or the torque exertable on the shaft 8 can be increased, since the electromagnets 26-1 and 26-2 a repulsion of the one electromagnet and at the same time an attraction of the permanent magnet 10 can be brought about by the other electromagnet. The rotational movement of the swivel arm 4 is not limited in the second embodiment by a stop at the ends 23 and 22 of the frame profile 14, but the swivel arm 4 or the permanent magnet 10 stops when the two electromagnets 26-1 and 26-2 are suitably controlled electrically that point - at the end 22 or 23 - stops with its movement at which the permanent magnetic field finds the shortest path to the coil core 28. This advantageously leads to a low-noise design, since the swivel arm 4 does not hit a mechanical stop in its maximum position. In addition, there can be no mechanical wear on the stop because it is not present.
Die Figuren 5 und 6 zeigen schematisch eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich von der zweiten Ausführungsform gemäß den Figuren 3 und 4 lediglich dadurch unterscheidet, daß die Rahmenprofilelemente 15 und/oder 16 jeweils aus zwei Teilen 15-1 und 15-2 bestehen. Die beiden Teile 15-1 und 15-2 bzw. 16-1 und 16-1 der Rahmenprofilelemente 15 und 16 greifen ineinander und sind durch einen Luftspalt 34 voneinander beabstandet. Durch das Ineinandergreifen der Teile 15-1 und 15-2 bzw. 16-1 und 16-2 bleibt die halbkreisförmige Form des Rahmenprofils 14 erhalten.Figures 5 and 6 schematically show a third embodiment of the present invention, which differs from the second embodiment according to Figures 3 and 4 only in that the frame profile elements 15 and / or 16 each consist of two parts 15-1 and 15-2 . The two parts 15-1 and 15-2 or 16-1 and 16-1 of the frame profile elements 15 and 16 engage in one another and are spaced apart from one another by an air gap 34. By interlocking the parts 15-1 and 15-2 or 16-1 and 16-2, the semicircular shape of the frame profile 14 is retained.
In den Figuren 7 und 8 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese vierte Ausführungsform unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsformen durch einen Halteelektromagneten 36, der zwischen den sich von dem Ende 22 weg erstreckenden Profilansätzen 17 angeordnet ist. Der Halteelektromagnet 36 umfaßt eine Spule 37 und ein U-förmiges Joch 38, dessen Schenkel 39 auf die Welle 8 hin ausgerichtet sind. Durch entsprechende Beschickung mit Strom des ersten Elektromagneten 26 wird der Schwenkarm 4 gegen eine nicht dargestellte auf die Welle 8 einwirkende Federkraft in die Stellung ausgelenkt, wie sie in den Figuren 7 und 8 gezeichnet ist. Wird nun der erste Elektromagnet 26 stromlos, versucht die auf die Welle 8 wirkende Rückstellkraft den Schwenkarm 4 in die Ausgangsstellung zurückzudrehen. Dies kann vorübergehend durch den Halte- Elektromagneten 36 verhindert werden, der dann, wenn der Elektromagnet 26 stromlos wird, durch eine geeignete Energiequelle (nicht dargestellt), z. B. in Form eines Akus oder in Form eines Elektrolytkondensators, mit Strom versorgt wird, so daß der Dauermagnet 10 bzw. der Schwenkarm 4 für eine bestimmte Zeitdauer in der in den Figuren 7 und 8 gezeigten Stellung gehalten wird. Ist die Kurzzeitenergiequelle entladen, wird der Schwenkarm 4 durch die Rückstellkraft in die Ausgangsstellung zurückgedreht.FIGS. 7 and 8 show a fourth embodiment of the invention. This fourth embodiment differs from the previous embodiments by a holding electromagnet 36 which is arranged between the profile extensions 17 extending away from the end 22. The holding electromagnet 36 comprises a coil 37 and a U-shaped yoke 38, the legs 39 of which are aligned with the shaft 8. By appropriate charging with current of the first electromagnet 26, the swivel arm 4 is deflected against a spring force (not shown) acting on the shaft 8 into the position shown in FIGS. 7 and 8. If the first electromagnet 26 is now de-energized, the restoring force acting on the shaft 8 tries to turn the swivel arm 4 back into the starting position. This can be temporarily prevented by the holding electromagnet 36 which, when the electromagnet 26 is de-energized, by a suitable energy source (not shown), e.g. B. in the form of an acus or in the form of an electrolytic capacitor, is supplied with current so that the permanent magnet 10 or the swivel arm 4 is held in the position shown in FIGS. 7 and 8 for a certain period of time. If the short-term energy source is discharged, the swivel arm 4 is turned back into the starting position by the restoring force.
Diese Ausführungsform ist insbesondere für die Anwendung der vorliegenden Erfindung als Antrieb für Rauchgasklappen geeignet und ersetzt den komplizierten Fliehkraftreglermechanismus bei Rauchgasklappen nach dem Stand der Technik.This embodiment is particularly suitable for the application of the present invention as a drive for flue gas flaps and replaces the complicated centrifugal control mechanism in flue gas flaps according to the prior art.
In den Figuren 9 und 10 ist schematisch eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform umfaßt ebenfalls zwei Elektromagneten 26-1 und 26-2, die hier den Schwenkbereich des Schwenkarms 4 begrenzen bzw. als Anschlag wirken. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsformen liegen hier die Spulenkerne 28 der Elektromagneten 26-i senkrecht zur Welle 8. Dies bedingt eine L-förmige Ausbildung des Schwenkarms 4, wie dies aus Figur 10 zu ersehen ist. Bei einer in Fig. 25 dargestellten Modifikation der fünften Ausführungsform wird eine anschlagförmige Begrenzung der Schwenkbewegung des Schwenkarms 4 durch die Elektromagnete 26-1 und 26-2 dadurch vermieden, daß die beiden Elektromagnete 26-1 und 26-2 zwischen zwei Profilansätzen 17 angeordnet sind, die von dem halbkreisförmigen Rahmenprofil 14 rechtwinklig (parallel zur Welle 8) nach oben oder unten abgesetzt sind (in Fig. 25 nach oben) .FIGS. 9 and 10 schematically show a fifth embodiment of the present invention. This embodiment also includes two electromagnets 26-1 and 26-2, which here limit the swivel range of the swivel arm 4 or act as a stop. In contrast to the previous embodiments, the coil cores 28 of the electromagnets 26-i are perpendicular to the shaft 8. This requires an L-shaped design of the swivel arm 4, as can be seen from FIG. 10. In a modification of the fifth embodiment shown in FIG. 25, a stop-shaped limitation of the pivoting movement of the pivot arm 4 by the electromagnets 26-1 and 26-2 is avoided in that the two electromagnets 26-1 and 26-2 are arranged between two profile projections 17 , which are offset from the semicircular frame profile 14 at right angles (parallel to the shaft 8) upwards or downwards (upwards in FIG. 25).
Hinsichtlich ihrer Funktionsweise unterscheidet sich diese fünfte Ausführungsform (mit Modifikation) nicht von den vorhergehenden Ausführungsformen der Erfindung.This fifth embodiment (with modification) does not differ from the previous embodiments of the invention with regard to its mode of operation.
In den Figuren 11 und 12 ist eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt, bei der der Schwenkbereich bzw. der Drehbereich des Schwenkarms 4 größer als 180° ist. Das Rahmenprofil 14 ist hierbei in Aufsicht gemäß Fig. 11 in etwa 80% eines Vollkreises ausgebildet an dessen Enden 22 und 23 die beiden Elektromagneten 26-1 und 26-2 den Schwenkbereich des Schwenkarms 4 begrenzen. Durch geeignete Ansteuerung der beiden Elektromagneten 26-i kann in gleicher Weise wie bei den vorhergehenden Ausführungen der Schwenkarm 4 von einer Extremstellung in die andere Extremstellung bzw. zu Zwischenstellungen bewegt werden.A sixth embodiment of the present invention is shown schematically in FIGS. 11 and 12, in which the swivel range or the swivel range of the swivel arm 4 is greater than 180 °. 11 in approximately 80% of a full circle at the ends 22 and 23 of the two electromagnets 26-1 and 26-2 limit the swivel range of the swivel arm 4. By suitable control of the two electromagnets 26-i, the swivel arm 4 can be moved from one extreme position to the other extreme position or to intermediate positions in the same way as in the previous embodiments.
In Figur 13 ist eine siebte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die eine Verdrehung der Welle 8 um 360° ermöglicht. Das Rahmenprofil 14 ist nahezu vollständig kreisförmig, lediglich die Enden 22 und 23 werden durch einen Luftspalt 35 getrennt. Von beiden Enden 22 und 23 erstrecken sich Profilansätze 17 in radialer Richtung nach außen. Zwischen den Profilansätzen 17 sind aus dem Schwenkbereich des Schwenkarmse abgesetzt die beiden Elektromagnete 26-1 und 26-2 angeordnet. Durch entsprechende Beaufschlagung der Elektromagneten 26-i mit Strom kann der Schwenkarm 4 durch Schwung mehr als eine Volldrehung ausführen, d. h. der Luftspalt 35 wird übersprungen.FIG. 13 shows a seventh embodiment of the invention which enables the shaft 8 to be rotated through 360 °. The frame profile 14 is almost completely circular, only the ends 22 and 23 are separated by an air gap 35. Profile extensions 17 extend from both ends 22 and 23 in the radial direction to the outside. Between the profile lugs 17, the two electromagnets 26-1 and 26-2 are arranged offset from the swivel range of the swivel arm. By If the electromagnets 26-i are appropriately energized, the swivel arm 4 can swing more than one full turn, ie the air gap 35 is skipped.
In Figur 14 ist schematisch eine achte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die ebenfalls eine Drehung der Welle 8 um 360° und mehr ermöglicht und drei Elektromagnete 26-1, 26-2 und 26-3 aufweist. Das Rahrnenprofil 14 bzw. die Rahmenprofilelemente 15 und 16 sind kreisförmig ausgebildet und weisen drei in gleichen Abständen voneinander sich radial von dem kreisförmigen Teil wegerstreckende Profilansätze 17 auf.FIG. 14 schematically shows an eighth embodiment of the invention, which likewise enables the shaft 8 to be rotated through 360 ° and more and has three electromagnets 26-1, 26-2 and 26-3. The frame profile 14 or the frame profile elements 15 and 16 are circular and have three profile extensions 17 which extend at the same distance from one another radially from the circular part.
Durch entsprechende Ansteuerung der drei Elektromagneten 26-i kann der Schwenkarm 4 mit dem Dauermagneten 10 um mehr als den Vollwinkel gedreht werden.By appropriately controlling the three electromagnets 26-i, the swivel arm 4 with the permanent magnet 10 can be rotated by more than the full angle.
Figur 15 zeigt eine neunte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der achten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 14 dadurch unterscheidet, daß die einzelnen magnetischen Kreise der drei Elektromagneten 26-i voneinander magnetisch entkoppelt sind. Dies geschieht in analoger Weise zu der dritten Ausführungsform gemäß den Figuren 5 und 6 indem wenigstens eines der Rahmenprofilelemente 15 oder 16 aus drei Teilen besteht, die durch Luftspalte 34 voneinander getrennt sind. In Fig. 15 besteht das erste Rahmenprofilelement 15 aus den Teilen 15-1, 15-2 und 15-3.FIG. 15 shows a ninth embodiment of the invention, which differs from the eighth embodiment of the invention according to FIG. 14 in that the individual magnetic circuits of the three electromagnets 26-i are magnetically decoupled from one another. This takes place in an analogous manner to the third embodiment according to FIGS. 5 and 6, in that at least one of the frame profile elements 15 or 16 consists of three parts which are separated from one another by air gaps 34. 15, the first frame profile element 15 consists of the parts 15-1, 15-2 and 15-3.
Die Ausführungsformen gemäß den Fig. 14 und 15 sind besonders für ein neuartiges Motormanagement geeignet, bei der mittels der vorliegenden Erfindung die Ventilsteuerzeiten drehzahl- und lastabhängig gesteuert werden. Damit lassen sich aufwendige hydraulische Lösungen ersetzen, wie sie beispielsweise aus dem M3- Motor von BMW bekannt sind. Mit den Ausführungsformen gemäß Fig. 14 und 15 auf einfache Weise auch eine Verdrehung der Welle 8 um mehr als 360° und Vielfache davon möglich.The embodiments according to FIGS. 14 and 15 are particularly suitable for a new type of engine management in which the valve timing is controlled as a function of speed and load by means of the present invention. This can be used to replace complex hydraulic solutions such as those found in the M3 Engine known from BMW. With the embodiments according to FIGS. 14 and 15, a rotation of the shaft 8 by more than 360 ° and multiples thereof is possible in a simple manner.
In den Figuren 17 und 16 ist eine zehnte Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt, die zwei Elektromagnete 26-1 und 26-2 umfaßt und eine Drehung der Welle 8 zwischen 0° und 90° ermöglicht. Das Rahmenprofil 14 weist die Form eines Viertelkreises auf an deren Enden sich in radialer Richtung Profilansätze 17 wegerstrecken, zwischen denen die Elektromagneten 26-1 und 26-2 außerhalb des Schwenkbereichs des Schwenkarms 4 angeordnet sind. Die Fig. 17 zeigt die rechtwinklige Ausbildung der Halterung 8 im Detail und in Fig. 16 sind die beiden Endstellungen des Schwenkarms 4 dargestellt.A tenth embodiment of the invention is shown schematically in FIGS. 17 and 16, which comprises two electromagnets 26-1 and 26-2 and enables the shaft 8 to be rotated between 0 ° and 90 °. The frame profile 14 has the shape of a quarter circle at the ends of which profile extensions 17 extend in the radial direction, between which the electromagnets 26-1 and 26-2 are arranged outside the pivoting range of the pivot arm 4. FIG. 17 shows the rectangular configuration of the holder 8 in detail and in FIG. 16 the two end positions of the swivel arm 4 are shown.
Die gestrichelte Gerade 32 in Fig. 16 gibt die Zug- oder Druckrichtung einer Rückstellfeder an, durch die der Schwenkarm 4 nach Auslenkung aus seiner Ausgangslage wieder in seine Ausgangslage zurückgeholt werden kann.The dashed straight line 32 in FIG. 16 indicates the pulling or pushing direction of a return spring, by means of which the swivel arm 4 can be brought back into its starting position after deflection from its starting position.
Die Figuren 18 und 19 zeigen eine elfte Ausführungsform der Erfindung mit vier Elektromagneten 26-1, 26-2, 26-3 und 26-4. Wie insbesondere aus Fig. 19 zu ersehen ist, entspricht die elfte Ausführungsform der Erfindung einer "Verdoppelung" der zweiten Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4, d. h. auf der Welle 8 sind in verschiedenen Ebenen zwei Schwenkarme 4-1 und 4-2 angeordnet, die Dauermagnete 10-1 und 10-2 tragen. Das Rahmenprofil 14 umfaßt drei Rahmenprofilelemente 15, 16 und 17, die untereinander bzw. übereinander angeordnet sind. Die vier Elektromagnete 26-i sind zwischen Profilansätzen 17 angeordnet, die sich wie bei der zweiten Ausführungsform radial von dem halbkreisförmigen Teil des Rahmenprofils 14 wegerstrecken. Die beiden Elektromagneten 26-1 und 26- 3 einerseits und die beiden Elektromagneten 26-2 und 26-4 andererseits sind untereinander angeordnet. Der Schwenkarm 4-1 mit dem Dauermagneten 10-1 bewegt sich zwischen den ersten beiden Rahmenprofilelementen 15 und 16, während sich der zweite Schwenkarm 4-2 zwischen dem zweiten Rahmenprofilelement 16 und dem dritten Rahmenprofilelement 17 bewegt. Beide Schwenkarme 4-i sind starr mit der Welle 8 verbunden.FIGS. 18 and 19 show an eleventh embodiment of the invention with four electromagnets 26-1, 26-2, 26-3 and 26-4. As can be seen in particular from FIG. 19, the eleventh embodiment of the invention corresponds to a “doubling” of the second embodiment according to FIGS. 3 and 4, ie two pivot arms 4-1 and 4-2 are arranged on the shaft 8 in different planes that carry permanent magnets 10-1 and 10-2. The frame profile 14 comprises three frame profile elements 15, 16 and 17, which are arranged one above the other or one above the other. The four electromagnets 26-i are arranged between profile lugs 17 which, as in the second embodiment, extend radially from the semicircular part of the frame profile 14. The two electromagnets 26-1 and 26- 3 on the one hand and the two electromagnets 26-2 and 26-4 on the other hand are arranged one below the other. The swivel arm 4-1 with the permanent magnet 10-1 moves between the first two frame profile elements 15 and 16, while the second swivel arm 4-2 moves between the second frame profile element 16 and the third frame profile element 17. Both swivel arms 4-i are rigidly connected to the shaft 8.
Durch diese elfte Ausführungsform läßt sich eine größere Kraftwirkung auf die Welle 8 ausüben.This eleventh embodiment allows a greater force to be exerted on the shaft 8.
In den Figuren 20 und 21 ist eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform umfaßt ebenfalls zwei Schwenkarme 4-1 und 4-2, die jedoch im Gegensatz zu der elften Ausführungsform in der gleichen Drehebene liegen und an der Welle 8 um 180° versetzt zueinander angeordnet sind. Das Rahmenprofil 14 ist kreisförmig ausgebildet, wobei zwei Elektromagneten 26-1 und 26-2 ohne Profilansätze zwischen den Rahmenprofilelementen 15 und 16 angeordnet sind und so den Drehwinkel der Schwenkarme 4-1 und 4-2 begrenzen.FIGS. 20 and 21 show a twelfth embodiment of the invention. This embodiment also comprises two swivel arms 4-1 and 4-2, which, however, in contrast to the eleventh embodiment, are in the same plane of rotation and are arranged on the shaft 8 by 180 ° to one another. The frame profile 14 is circular, wherein two electromagnets 26-1 and 26-2 are arranged without profile lugs between the frame profile elements 15 and 16 and thus limit the angle of rotation of the swivel arms 4-1 and 4-2.
In den Figuren 22 und 23 ist eine dreizehnte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die ebenfalls zwei Schwenkarme 4-1 und 4-2 umfaßt, die in gleicher Weise aufgebaut sind, wie die Schwenkarme 4-1 und 4-2 der zwölften Ausführungsform der Erfindung. Das Rahmenprofil 14 ist ebenfalls kreisförmig ausgebildet, wobei es zwei Profilansätze 17 aufweist, die um 180° versetzt angeordnet sind, an denen die beiden Elektromagneten 26-1 und 26-2 angeordnet sind.22 and 23 show a thirteenth embodiment of the invention, which likewise comprises two pivot arms 4-1 and 4-2, which are constructed in the same way as the pivot arms 4-1 and 4-2 of the twelfth embodiment of the invention. The frame profile 14 is also circular, wherein it has two profile lugs 17, which are arranged offset by 180 °, on which the two electromagnets 26-1 and 26-2 are arranged.
Zur Entkopplung der magnetischen Kreise der beiden Elektromagneten 26-i ist das erste Rahmenprofilelement 15 aus zwei Teilen 15-1 und 15-2 aufgebaut, wobei die Teile 15-i durch einen Luftspalt 34 voneinander getrennt sind.The first frame profile element 15 is used to decouple the magnetic circuits of the two electromagnets 26-i constructed from two parts 15-1 and 15-2, the parts 15-i being separated from one another by an air gap 34.
Bei allen beispielshaft beschriebenen dreizehn Ausführungsformen der Erfindung kann die Position bzw. Lage des Schwenkarms 4 und damit der Drehwinkel durch eine geeignete Sensorik erfaßt werden. Zu diesem Zweck werden die Spulenwicklungen 27 der Dauermagneten 26-i und ggfs. auch des Haltemagneten 36 zusätzlich zu dem Gleichstrom mit einem schwachen hochfrequenten Wechselstrom beschickt. Durch die Auswertung der sich überlagenden Gleich- und Wechselströme, durch Messen und Auswerten der magnetischen Sättigung der einzelnen Spulenkerne und der magnetischen Widerstände der Spulen läßt sich eine genaue Lokalisierung der Dauermagneten 10 und damit eine Bestimmung des jeweiligen Drehwinkels erreichen. Durch eine entsprechende Ausbildung der Elektronik läßt sich so jeder von dem technischen Aufbau her mögliche Drehwinkel der Welle 8 realisieren.In all thirteen embodiments of the invention described by way of example, the position or location of the swivel arm 4 and thus the angle of rotation can be detected by a suitable sensor system. For this purpose, the coil windings 27 of the permanent magnets 26-i and possibly also of the holding magnet 36 are supplied with a weak high-frequency alternating current in addition to the direct current. By evaluating the superimposed direct and alternating currents, by measuring and evaluating the magnetic saturation of the individual coil cores and the magnetic resistances of the coils, an exact localization of the permanent magnets 10 and thus a determination of the respective angle of rotation can be achieved. Appropriate training of the electronics means that any angle of rotation of the shaft 8 that is possible in terms of the technical structure can be realized.
Fig. 24 (Darstellung entsprechend Fig. 2) zeigt schematisch eine vierzehnte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der ersten Ausführungsform lediglich dadurch unterscheidet, daß auf den Schwenkarm 4 durch eine in der Welle 8 gekapselte Torsionsfeder 45 eine Rückstellkraft ausgeübt wird. Hierbei hat die Welle 8 einem größeren Durchmesser, der es ermöglicht, von einer Seite her eine Ringnut 47 einzubringen. Dieser Hohlraum 47 dient zur Aufnahme der Torsionsfeder 45 die mit einem Ende mit der Welle 8 bzw. dem Schwenkarm 4 und mit dem anderen Ende an der Halterung 2 befestigt ist. Hauptvorteil dieser Ausführungsform ist die raumsparende und geschützte Unterbringung einer Rückstell- bzw. Torsionsfeder 45, die z.B. die Aufgabe haben kann, die Welle 8 bzw. den Schwenkarm 4 nach deren Auslenkung wieder in die Ausgangslage zurückzudrehen. Die zehnte Ausführungsform gemäß den Figuren 16 und 17 ist besonders zur Betätigung einer Abgasklappe geeignet, wie sie herkömmlichen Gebäudeheizungen vielfach eingesetzt wird. Fig. 25 zeigt ein elektrisches Schaltbild, das die Einbindung der zehnten Ausführungsform in die Elektrik einer Heizungsanlage zeigt.Fig. 24 (representation corresponding to Fig. 2) schematically shows a fourteenth embodiment of the invention, which differs from the first embodiment only in that a restoring force is exerted on the swivel arm 4 by a torsion spring 45 encapsulated in the shaft 8. Here, the shaft 8 has a larger diameter, which makes it possible to introduce an annular groove 47 from one side. This cavity 47 serves to receive the torsion spring 45 which is attached at one end to the shaft 8 or the swivel arm 4 and at the other end to the holder 2. The main advantage of this embodiment is the space-saving and protected accommodation of a return or torsion spring 45, which can for example have the task of turning the shaft 8 or the swivel arm 4 back into the starting position after its deflection. The tenth embodiment according to FIGS. 16 and 17 is particularly suitable for actuating an exhaust flap, as is often used in conventional building heating systems. Fig. 25 shows an electrical circuit diagram showing the integration of the tenth embodiment in the electrical system of a heating system.
In herkömmlichen Heizungsanlagen wird die Abgasklappe mittels eines Elektromotors betätigt. Hierzu liefert der entfernt lokalisierte Thermostat 220 V Wechselspannung an den Elektromotor der Klappe. Dieser dreht mit 120 Nem über ein Untersetzungsgetriebe langsam die Klappe von ZU nach AUF und spannt gleichzeitig eine starke Feder. Erst wenn die Klappe ganz geöffnet ist, verbindet ein elektrischer Schalter die 220 V mit dem Brenner der Heizung. Liefert der Thermostat keinen Strom mehr, bleibt der Brenner stehen. Unmittelbar nach Stromausfall beginnt die Feder mit dem Schließvorgang, wird aber durch Getriebe, Motor und mechanischem Fliehkraftregler dergestalt abgebremst, daß die Klappe 7 Sekunden bis in die ZU-Stellung benötigt, damit die verbleibende Abgassäule zwischen Brenner und Klappe abziehen kann.In conventional heating systems, the exhaust flap is operated by an electric motor. For this purpose, the remotely located thermostat supplies 220 V AC voltage to the electric motor of the flap. With 120 Nem, this slowly turns the flap from CLOSED to OPEN via a reduction gear and at the same time tensions a strong spring. Only when the flap is fully open does an electrical switch connect the 220 V to the burner of the heater. If the thermostat no longer supplies electricity, the burner stops. Immediately after a power failure, the spring begins to close, but is braked by the gearbox, motor and mechanical centrifugal governor in such a way that the flap takes 7 seconds to the CLOSED position so that the remaining flue gas column between the burner and flap can pull off.
Diese komplizierte und aufwendige Vorrichtung wird durch die vorliegende Erfindung erheblich vereinfacht. Wie aus Fig. 26 zu ersehen ist, liefert der Thermostat 40 220 V Wechselspannung an einen Schalter 41, der zwischen Thermostat 40 und Brenner 42 angeordnet ist, so daß der Brenner 42 zunächst noch stromlos bleibt. Über einen parallel dazu angeordneten Gleichrichter 43 und einen Umschalter 46 wird die Spule 26-2 versorgt, über den Umschalter 46 und eine Diode 44 auch die Spule 26-1. Dadurch wird die Klappe vom ZU- in den AUF-Zustand versetzt. Außerdem wird der Schalter 41 und der Umschalter 46 betätigt. Der Schalter 41 leitet die ankommenden 220 V an den Brenner 42 weiter. Der Umschalter 46 leitet den Gleichstrom über einen PTC- Widerstand 48 nur noch auf die Spule 26-1, die Spule 26-2 wird ausgeschaltet, da die Diode 44 in Sperr-Richtung geschaltet ist.This complicated and expensive device is considerably simplified by the present invention. As can be seen from FIG. 26, the thermostat 40 supplies 220 V alternating voltage to a switch 41 which is arranged between the thermostat 40 and the burner 42, so that the burner 42 initially remains without current. The coil 26-2 is supplied via a rectifier 43 arranged in parallel thereto and a changeover switch 46, and the coil 26-1 is also supplied via the changeover switch 46 and a diode 44. This will move the flap from the CLOSED to the OPEN state. In addition, the switch 41 and the changeover switch 46 are actuated. The switch 41 forwards the incoming 220 V to the burner 42. The changeover switch 46 only conducts the direct current via a PTC resistor 48 to the coil 26-1, the coil 26-2 is switched off since the diode 44 is switched in the blocking direction.
Während der Betriebsdauer des Brenners 42 wird der PTC- Widerstand 48 warm und erhöht seinen Widerstandswert, wodurch der Strom zu der einzigen noch aktiven Spule 26-1 zunehmend verringert wird.During the life of burner 42, PTC resistor 48 becomes warm and increases in resistance, thereby progressively decreasing the current to the only coil 26-1 still active.
Liefert der Thermostat keinen Strom mehr, bleibt der Brenner 42 stehen. Ein parallel zu dem Gleichrichter 43 geschalteter Kondensator 50 beginnt sich langsam über den PTC-Widerstand 48 und die Spule 26-1 zu entladen und verschafft der Spule 26-1 bei geeigneter Dimensionierung der beteiligten Elemente ein kleines Magnetkraftfeld, welches ausreicht, mindestens 7 Sekunden der Feder entgegenzuwirken.If the thermostat no longer supplies electricity, the burner 42 stops. A capacitor 50 connected in parallel with the rectifier 43 slowly begins to discharge via the PTC resistor 48 and the coil 26-1 and, with suitable dimensioning of the elements involved, provides the coil 26-1 with a small magnetic force field which is sufficient, at least 7 seconds Counteract the spring.
Da die Feder nicht einen Motor und einen Fliehkraftregler gegen ein Untersetzungsgetriebe in Bewegung versetzen muß, braucht ihre Konstante nur einen Bruchteil der derzeitigen Technik zu betragen, um auszureichen, die grundsätzlich leichtgängige Klappe um 90° in die Zu¬ stellung zurückzudrehen. Weiter ist bei der vorliegenden Erfindung vorteilhaft: Wesentlich kostengünstigere Herstellung, weit geringerer Stromverbrauch, geringerer Wartungsbedarf.Since the spring does not have to set a motor and a centrifugal governor in motion against a reduction gear, its constant only needs to be a fraction of the current technology in order to be sufficient to turn the basically smooth flap back into the position by 90 °. Another advantage of the present invention is: significantly more cost-effective production, far lower power consumption, lower maintenance requirements.
In den Fig. 27 bis 32 wird eine fünfzehnte Ausführungsform der Erfindung mit verschiedenen27 to 32, a fifteenth embodiment of the invention with different
Modifikationen gezeigt. Das gemeinsame der verschiedenen Modifikationen der fünfzehnten Ausführungsform besteht darin, daß der Elektromagnet 26 bzw. dessen Spule 27 und dessen Kern 28 von der zu drehenden Welle 8 durchsetzt wird.Modifications shown. The common of the different Modifications of the fifteenth embodiment consist in that the electromagnet 26 or its coil 27 and its core 28 are penetrated by the shaft 8 to be rotated.
In den Ausführungsformen nach Fig. 27, 28, 29 und 30 weist der Spulenkern 28 mittig eine zentrale Bohrung 52 auf. Diese zentrale Bohrung 52 wird von der Welle 8 durchsetzt. Die Welle 8 ist an einer Achslagerung gehalten durch die die Welle 8 geführt und gehalten ist. Um die Spule 27 herum sind die Rahmenprofilelemente 14 und 15 parallel dergestalt zueinander angeordnet, daß ihre Gleitflächen zur Welle 8 senkrecht stehen. Die Länge der Rahmenprofilelemente 14 und 15 richtet sich nach dem Erfordernis des Drehwinkels der Welle 8. Die Polung des Dauermagneten 10 verläuft parallel zur Welle 8.27, 28, 29 and 30, the coil core 28 has a central bore 52 in the center. This central bore 52 is penetrated by the shaft 8. The shaft 8 is held on an axle bearing through which the shaft 8 is guided and held. Around the coil 27, the frame profile elements 14 and 15 are arranged parallel to one another in such a way that their sliding surfaces are perpendicular to the shaft 8. The length of the frame profile elements 14 and 15 depends on the requirement of the angle of rotation of the shaft 8. The polarity of the permanent magnet 10 runs parallel to the shaft 8.
An dem ferromagnetischen Spulenkern 28 sind an beiden Enden je zwei Polschuhe 51.1 und 51.2 sowie 51.3 und 51.4 angeordnet. Die vier Enden der Polschuhe 51.1. und 51.2 sowie 51.3 und 51.4 sind dergestalt mit den vier Enden der Rahmenprofilelemente 14 und 15 verbunden, daß mit jedem Rahmenprofilelement zwei unterschiedlich gepolte Polschuhe verbunden sind, und daß gegenüberliegende Rahmenprofilelemente-Enden jeweils unterschiedliche Polungen aufweisen. Dort, wo die Polschuhe 5l-i mit dem Spulenkern 28 verbunden sind, sind sie voneinander durch einen Luftspalt 54 magnetisch getrennt.On the ferromagnetic coil core 28, two pole pieces 51.1 and 51.2 as well as 51.3 and 51.4 are arranged at both ends. The four ends of the pole pieces 51.1. and 51.2 and 51.3 and 51.4 are connected to the four ends of the frame profile elements 14 and 15 in such a way that two differently polarized pole shoes are connected to each frame profile element, and that opposite frame profile element ends each have different polarities. Where the pole pieces 5l-i are connected to the coil core 28, they are magnetically separated from one another by an air gap 54.
Während der Dauermagnet 10 in Fig. 27 und 28 von der achsnahen Seite mittels Schwenkarm 4 in seine Betriebsebene gebracht wird, zeigt Fig. 29 einen Schwenkarm 4, der außen um die Profilebene herum greift.While the permanent magnet 10 in FIGS. 27 and 28 is brought into its operating plane from the side near the axis by means of a swivel arm 4, FIG. 29 shows a swivel arm 4 which engages around the profile plane on the outside.
Fig. 31, 32 und 33 zeigen das durchgehend selbe Prinzip in einer weiteren Auführungsform. Eine einzige elektrische Spule 27 beinhaltet im Spulenkern 28 konzentrisch die zentrale Bohrung 52 für die Welle 8. An der aus der Bohrung 52 herausragenden Welle 8 ist der Schwenkarm 4 mit einem Ende befestigt und an dem anderen Ende des Schwenkarms 4 ist der Dauermagneten 10 befestigt. Um die Spule 27 herum sind die Rahmenprofilelemente 14 und 15 parallel dergestalt zueinander angeordnet, daß ihre Gleitflächen 18, 19 parallel zur Welle 8 ausgerichtet sind. Die Länge der Rahmenprofilelemente 14 und 15 richtet sich nach dem Erfordernis des Drehwinkels der Welle 8. Die Polung des Dauermagneten 10 verläuft senkrecht zur Welle 8.31, 32 and 33 show the same principle throughout in another embodiment. One Electric coil 27 concentrically contains the central bore 52 for the shaft 8 in the coil core 28. The swivel arm 4 is fastened at one end to the shaft 8 projecting from the bore 52 and the permanent magnet 10 is fastened to the other end of the swivel arm 4. Around the coil 27, the frame profile elements 14 and 15 are arranged parallel to one another in such a way that their sliding surfaces 18, 19 are aligned parallel to the shaft 8. The length of the frame profile elements 14 and 15 depends on the requirement of the angle of rotation of the shaft 8. The polarity of the permanent magnet 10 is perpendicular to the shaft 8.
An dem ferromagnetischen Spulenkern 28 sind an beiden Enden je zwei Polschuhe 51.1 und 51.2 sowie 51.3 und 51.4 angeordnet. Die vier Enden der Polschuhe 51.1 und 51.2 sowie 51.3 und 51.4 sind dergestalt mit den vier Enden der Rahmenprofilelemente 14 und 15 verbunden, daß mit jedem Rahmenprofilelement zwei unterschiedlich gepolte Polschuhe verbunden sind, und daß gegenüberliegenden Rahmenprofilelemente-Enden jeweils unterschiedliche Polungen aufweisen. Dort, wo die Polschuhe aus dem Spulenkern austreten, sind sie voneinander durch eine Luftspalt 54 magnetisch voneinander getrennt.On the ferromagnetic coil core 28, two pole pieces 51.1 and 51.2 as well as 51.3 and 51.4 are arranged at both ends. The four ends of the pole shoes 51.1 and 51.2 and 51.3 and 51.4 are connected to the four ends of the frame profile elements 14 and 15 in such a way that two differently polarized pole shoes are connected to each frame profile element, and that opposite frame profile element ends each have different polarities. Where the pole pieces emerge from the coil core, they are magnetically separated from one another by an air gap 54.
Der große Vorteil dieser Bauart ist die Platzerspar¬ nis aufgrund der konzentrischen Anordnung der Elemente. Ferner ist die Anforderung an die Stabilität von Welle samt Lagerung sowie der Halterung des Dauermagneten weit geringer zu dimensionieren, weil die magnetischen Kräfte nur radial auf die Welle einwirken.The great advantage of this design is the space saving due to the concentric arrangement of the elements. Furthermore, the requirements for the stability of the shaft, including the bearing and the holder of the permanent magnet, are to be dimensioned far less because the magnetic forces act only radially on the shaft.
Gemäß einer nicht näher dargestellten Ausführungsform ist der Dauermagnet 10 im stromlosen Zustand in seiner Endstellung fixierbar. Um dies zu erreichen wird das feromagnetische Material der Polschuhe 51 bzw. der Profilansaätze 17 an den Übergängen zu dem Rahmenprofilelementen 15, 16 stärker ausgebildet, so daß die Kraftwirkung zwischen dem Dauermagneten 10 in Endstellung und den Polschuhen 51 bzw. den Profilansätzen 17 verstärkt wird. Diese Maßnahme ist bei allen Ausführungsformen möglich.According to an embodiment not shown in detail, the permanent magnet 10 can be fixed in its end position in the de-energized state. To achieve this, the ferromagnetic material of the pole shoes 51 and Profile approaches 17 at the transitions to the frame profile elements 15, 16 formed stronger, so that the force between the permanent magnet 10 in the end position and the pole pieces 51 or the profile approaches 17 is increased. This measure is possible in all embodiments.
Bei bestimmten Anwendungszwecken undFor certain applications and
Dimensionierungen der Magnete 10, 26 und Rahmenprofile 14 kann es sinnvoll sein zwischen Rahmenprofil 14 undDimensions of the magnets 10, 26 and frame profiles 14, it may be useful between frame profile 14 and
Polschuhen 51 bzw. Profilansätzen 17 einen Luftspalt analog dem Luftspalt 34 vorzusehen. Pole shoes 51 or profile approaches 17 to provide an air gap analogous to the air gap 34.
BezuσszeichenlisteReference list
2 Halterung2 bracket
4 Schwenkarm 6 ein Ende des Schwenkarms 44 swivel arm 6 one end of the swivel arm 4
7 anderes Ende des Schwenkarms 47 other end of the swivel arm 4
8 Welle8 wave
10 Dauermagnet10 permanent magnet
11 Nordpol des Dauermagneten 10 12 Südpol des Dauermagneten 1011 North pole of the permanent magnet 10 12 South pole of the permanent magnet 10
14 Rahmenprofil14 frame profile
15 Rahmenprofilelement15 frame profile element
16 Rahmenprofilelement16 frame profile element
17 Profilansatz 18 erste Gleitfläche an 14 bzw. 15 bzw. 1617 profile shoulder 18 first sliding surface on 14 or 15 or 16
19 zweite Gleitfläche an 14 bzw. 15 bzw. 1619 second sliding surface on 14 or 15 or 16
22 ein Ende des Rahmenprofils 1422 one end of the frame profile 14
23 anderes Ende des Rahmenprofils 1423 other end of the frame profile 14
24 Anschlag 26 Elektromagnet24 stop 26 electromagnet
27 Spule des Elektromagneten 2627 coil of the electromagnet 26
28 Spulenkern des Elektromagneten 26 bzw. der Spule 27 30 Luftspalt zwischen Gleitflächen 18, 19 und Dauerma¬ gnet 10 32 Beispiel der Richtung einer Rückstellfeder, Pfeil in Fig 1628 coil core of the electromagnet 26 or the coil 27 30 air gap between sliding surfaces 18, 19 and permanent magnet 10 32 example of the direction of a return spring, arrow in FIG. 16
34 Luftspalt im Rahmenprofilelement 15, 1634 air gap in the frame profile element 15, 16
35 Luftspalt zwischen zusammengebogenen Rahmenprofile¬ lementen 15, 16 36 Halte-Elektromagnet35 air gap between bent frame profile elements 15, 16 36 holding electromagnet
37 Spule des Elektromagneten 3637 coil of the electromagnet 36
38 Joch des Elektromagneten 3638 yoke of the electromagnet 36
39 Schenkel von Joch 3839 legs of yoke 38
40 Thermostat 41 erster Schalter40 thermostat 41 first switch
42 Brenner 43 Gleichrichter42 burners 43 rectifiers
44 Diode44 diode
45 Torsionsfeder45 torsion spring
46 Umschalter 47 Ringnut46 changeover switch 47 ring groove
48 PTC-Widerstand48 PTC resistor
50 Kondensator50 capacitor
51.1 Polschuh51.1 Pole shoe
51.2 Polschuh 51.3 Polschuh51.2 pole shoe 51.3 pole shoe
51.4 Polschuh51.4 Pole shoe
52 Achslagerung52 axle bearing
54 Luftspalt zwischen Polschuhen 51 54 Air gap between pole pieces 51

Claims

Aπspruche Claims
1. Elektromotorische Vorrichtung zum Drehen einer Welle (8), mit einer Halterung (2), an der die Welle (8) drehbar gelagert ist, wenigstens einem im wesentlichen in radialer Richtung von der Welle (8) abstehenden mit der Welle (8) fest verbundenem Schwenkarm (4) aus einem nichtmagneti- schem Material, an dem ein erster Magnet (10) mit Nord- und Südpol (11, 12) befestigt ist, einem mit der Halterung (2) verbundenen Rahmenprofil (14), das eine erste und eine zweite Gleitfläche (18, 19) aufweist, die einander gegenüberliegend angeord- net sind, wobei das Rahmenprofil (14) zumindest im Bereich der Gleitflächen (18, 19) aus einem ferromagnetischen Material besteht, wobei der Abstand der zwei Gleitflächen (18, 19) voneinander und die Größe des Rahmenprofils (14), des ersten Magneten (10) und des Schwenkarms (4) so gewählt sind, daß der erste Magnet (10) zwischen den beiden Gleitflächen (18, 19) beweglich angeordnet ist, und wobei der Nordpol (11) des ersten Magneten (10) der ersten Gleitfläche (18) und der Südpol (12) des er¬ sten Magneten (10) der zweiten Gleitfläche (19) zuge¬ wandt ist, und wenigstens einem zweiten Magneten (26), durch den ein magnetischer Kreis durch den ersten Magneten (10), das Rahmenprofil (14), den zweiten Magneten (26), wiederum das Rahmenprofil (14) und zurück in den ersten Magneten (10) geschlossen wird, wobei wenigstens einer der Magneten (10, 26) ein Elektromagnet ist. 1. Electromotive device for rotating a shaft (8), with a holder (2) on which the shaft (8) is rotatably mounted, at least one with the shaft (8) projecting essentially in the radial direction from the shaft (8) firmly connected swivel arm (4) made of a non-magnetic material to which a first magnet (10) with north and south pole (11, 12) is attached, a frame profile (14) connected to the holder (2), which has a first and has a second sliding surface (18, 19) which are arranged opposite one another, the frame profile (14) consisting at least in the region of the sliding surfaces (18, 19) of a ferromagnetic material, the distance between the two sliding surfaces (18, 19) from each other and the size of the frame profile (14), the first magnet (10) and the swivel arm (4) are chosen so that the first magnet (10) is movably arranged between the two sliding surfaces (18, 19), and wherein the north pole (11) of the first magnet (10) of the first Sliding surface (18) and the south pole (12) of the first magnet (10) facing the second sliding surface (19), and at least one second magnet (26) through which a magnetic circuit through the first magnet (10) , the frame profile (14), the second magnet (26), in turn the frame profile (14) and back into the first magnet (10) is closed, at least one of the magnets (10, 26) being an electromagnet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Magnet ein Dauermagnet (10) und der zweite Magnet ein Elektromagnet (26) ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the first magnet is a permanent magnet (10) and the second magnet is an electromagnet (26).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Gleitflächen (18, 19) ebene Fläche sind und der senkrechte Abstand der beiden Gleitflä¬ chen voneinander konstant ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the sliding surfaces (18, 19) are flat surface and the vertical distance between the two sliding surfaces is constant.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen (18, 19) senkrecht zur Achsrich¬ tung der Welle (8) ausgerichtet sind.4. The device according to claim 3, characterized in that the sliding surfaces (18, 19) are aligned perpendicular to the axis direction of the shaft (8).
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen dem Nordpol (11) des ersten Magneten (10) und der ersten Gleitfläche (18) und dem Südpol (12) des ersten Magneten (10) und der zweiten Gleitfläche (19) ein Luftspalt (30) vorgesehen ist.5. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that in each case between the north pole (11) of the first magnet (10) and the first sliding surface (18) and the south pole (12) of the first magnet (10) and the second sliding surface (19) an air gap (30) is provided.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Elektromagnet (26) eine mit Strom beaufschlag¬ bare Spule (27) mit einem Kern (28) aus ferromagneti- schem Material umfaßt.6. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one electromagnet (26) comprises a coil (27) which can be loaded with current and has a core (28) made of ferromagnetic material.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen des Kerns (28) der Spule (27) mit der ersten und zweiten Gleitfläche (18, 19) ver- bunden sind.7. The device according to claim 6, characterized in that the end faces of the core (28) of the coil (27) with the first and second sliding surface (18, 19) are connected.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (26) außerhalb des Schwenkbe¬ reichs des Schwenkarms (4) angeordnet ist, und daß die Stirnflächen des Spulenkerns (28) deε Elektroma¬ gneten (26) mit dem Rahmenprofil (14) verbunden sind. 8. The device according to claim 6, characterized in that the electromagnet (26) outside of the swivel area of the swivel arm (4) is arranged, and that the end faces of the coil core (28) deε Elektroma¬ gneten (26) with the frame profile (14th ) are connected.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Elektromagneten (26-1, 26-2) räumlich getrennt voneinander vorgesehen sind.9. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least two electromagnets (26-1, 26-2) are provided spatially separated from one another.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei magnetischen Kreise durch die wenigstens zwei Elektromagnete (26-1, 26-2) magnetisch voneinander entkoppelt sind.10. The device according to claim 9, characterized in that the at least two magnetic circuits are magnetically decoupled from one another by the at least two electromagnets (26-1, 26-2).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei magnetischen Kreise dadurch voneinander entkoppelt sind, daß das Rahmenprofil (14) mehrteilig ( 15-i bzw. 16-i) ausgeführt ist und daß die Teile des Rahmenprofils, die einem bestimmten magnetischen Kreis zugeordnet sind von den Teilen des Rahmenprofilε, die einem anderen magnetischen Kreis zugeordnet sind, durch einen Luftspalt (34) voneinan- der getrennt sind.11. The device according to claim 10, characterized in that the at least two magnetic circuits are decoupled from each other in that the frame profile (14) is in several parts (15-i or 16-i) and that the parts of the frame profile that a certain assigned to the magnetic circuit are separated from the parts of the frame profile which are assigned to another magnetic circuit by an air gap (34).
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenprofil (14) aus einem ersten und einem zweiten Rahmenprofilelement (15, 16) besteht, daß auf dem ersten Rahmenprofilelement (15) die erste Gleitfläche (18) und auf dem zweiten Rahmenprofile¬ lement (16) die zweite Gleitfläche (19) angeordnet ist, und daß der wenigstens eine Elektromagnet (26) die bei¬ den Rahmenprofilelemente (15, 16) verbindet.12. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the frame profile (14) consists of a first and a second frame profile element (15, 16) that on the first frame profile element (15), the first sliding surface (18) and on the second frame profile element (16), the second sliding surface (19) is arranged, and that the at least one electromagnet (26) connects the two frame profile elements (15, 16).
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der zweite Magnet (26) eine zentrale Bohrung (52) aufweist, die durch die Welle (8) durchsetzt ist, und daß die Halterung (2) Polschuhe (51) umfaßt, die die zwei Stirnflächen des zweiten Magneten (26) mit dem Rahmenprofil (14) verbinden.13. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second magnet (26) has a central bore (52) which is penetrated by the shaft (8), and that the holder (2) comprises pole shoes (51) which connect the two end faces of the second magnet (26) to the frame profile (14).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Bohrung (52) den Spulenkern (28) des Elektromagneten (26) durchsetzt.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the central bore (52) passes through the coil core (28) of the electromagnet (26).
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn- zeichnet, daß an den zwei Stirnflächen des zweiten Magneten (26) jeweils zwei Polschuhe (51.1, 51.2, 51.3, 51.4) angeordnet sind, die durch einen Luft¬ spalt (54) voneinander getrennt sind.15. The apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that two pole shoes (51.1, 51.2, 51.3, 51.4) are arranged on the two end faces of the second magnet (26), which are separated from one another by an air gap (54) are separated.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenprofil (14) zwei Rahmenprofilelemente (15, 16) mit jeweils zwei Enden aufweist, daß jeweils zwei unterschiedlich gepolte Polschuhe mit den je¬ weils zwei Enden jedes der Rahmenprofilelemente ver- bunden sind.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the frame profile (14) has two frame profile elements (15, 16) each with two ends, that two differently polarized pole pieces are connected to the two ends of each of the frame profile elements.
17. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (4) außerhalb des zweiten Magneten (26) an der Welle (8) befestigt ist.17. The device according to at least one of the preceding claims 13 to 16, characterized in that the swivel arm (4) outside the second magnet (26) on the shaft (8) is attached.
18. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Gleitflächen (18, 19) des Rahmenprofils (14) parallel zur Achsrichtung der Welle (8) ausgerichtet sind.18. The device according to at least one of the preceding claims 13 to 17, characterized in that the flat sliding surfaces (18, 19) of the frame profile (14) are aligned parallel to the axial direction of the shaft (8).
19. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schwenkarme (4-1, 4-2) vorgesehen sind, an deren Enden jeweils Dauermagnete (10-1, 10-2) befestigt sind.19. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least two pivot arms (4-1, 4-2) are provided, at the Ends of each permanent magnet (10-1, 10-2) are attached.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Schwenkarme (4-i) in einer einzigen Schwenkebene angeordnet sind.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the at least two pivot arms (4-i) are arranged in a single pivot plane.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Schwenkarme (4-i) in unter- schiedlichen Schwenkebenen angeordnet sind.21. The apparatus according to claim 19, characterized in that the at least two pivot arms (4-i) are arranged in different pivot planes.
22. Verwendung einer Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche als Antrieb einer Abgas- Absperrvorrichtung.22. Use of a device according to at least one of the preceding claims as a drive of an exhaust gas shut-off device.
23. Verwendung einer Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche als Antrieb einer dreh¬ zahl- und lastabhängigen Ventilsteuerung in Kraft¬ fahrzeugen.23. Use of a device according to at least one of the preceding claims as a drive of a speed-dependent and load-dependent valve control in motor vehicles.
24. Verwendung einer Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche als von Elektro- /Getriebe-Stellmotoren in Kraftfahrzeugen.24. Use of a device according to at least one of the preceding claims as electric / gearbox servomotors in motor vehicles.
25. Verwendung einer Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche als Antrieb von Absperr¬ vorrichtungen, insbesondere als Antrieb von Absperr¬ klappen und Kugelhähnen. 25. Use of a device according to at least one of the preceding claims as a drive of shut-off devices, in particular as a drive of shut-off valves and ball valves.
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