EP2347498A2 - Elektrodynamischer linearschwingmotor - Google Patents

Elektrodynamischer linearschwingmotor

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EP2347498A2
EP2347498A2 EP09796603A EP09796603A EP2347498A2 EP 2347498 A2 EP2347498 A2 EP 2347498A2 EP 09796603 A EP09796603 A EP 09796603A EP 09796603 A EP09796603 A EP 09796603A EP 2347498 A2 EP2347498 A2 EP 2347498A2
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EP
European Patent Office
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linear
oscillating
motor
motor according
stator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09796603A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gunter Kaiser
Jürgen Klier
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Institut fuer Luft und Kaeltetechnik Gemeinnuetzige GmbH
Original Assignee
Institut fuer Luft und Kaeltetechnik Gemeinnuetzige GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/18—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/04—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving coil systems and stationary magnets

Definitions

  • the invention relates to an electrodynamic linear vibration motor, which is characterized by high force densities in the magnetic gap, magnetic return of the oscillating system in the middle position and a comparatively low weight of the oscillating system. With the motor electrodynamic conversion degrees up to 99% can be achieved.
  • the linear vibration motor is particularly suitable as a drive for refrigeration and air conditioning systems with low power and for pump, injection and shock absorber systems in vehicle construction.
  • compressors As a compressor for refrigeration and air conditioning systems with low power, as used in particular in the household sector, piston compressors are mainly used.
  • Rotary compressors, such as Scroll compressors are only used for devices with drive capacities of several kilowatts for economic reasons.
  • crank mechanisms are required to translate the rotary into the translatory motion required to operate reciprocating compressors.
  • crank loops are used in which the frictional forces of the piston are eliminated on the bushing, without, as in the other crank mechanisms, technically complex crosshead mechanisms are required.
  • MC motors have the advantage that a large permanent magnet can be used in the stator circuit, which enables high magnetic flux densities in the magnetic gap and high drive forces to be achieved. MC motors are therefore well suited for the operation of reciprocating compressors where low speeds (at high power) are needed. However, a magnetic bearing reset is missing. In addition, moving power supplies are required, but this disadvantage can be largely eliminated by a low-fatigue design.
  • MM linear motors which are used as drives for reciprocating compressors.
  • MM linear motors have the advantage that due to the reluctance force (principle of minimizing the magnetic field energy) a system-immanent provision of the oscillator takes place in the middle position, so that mechanical return systems, such. B. springs, can be dispensed with.
  • mechanical return systems such. B. springs
  • MM linear motors have the disadvantage that the magnetic flux density in the magnetic gap of the motor is relatively small, since, in order not to affect the kinetics of the oscillating system, the permanent magnet must be made as small and lightweight. As a result, only low driving forces are possible. Although these can be compensated by greater speeds of the vibration system, for use as a drive piston compressors, this is unfavorable.
  • the starting point is an electrodynamic linear oscillation motor whose stator system is equipped with at least one magnet and whose oscillating system is movably mounted in the magnetic field of the stator.
  • the vibration system of the engine comprises at least one core of a soft magnetic material, for.
  • a soft magnetic material for.
  • the magnets of the stator system as well as in the known MC motors, geometrically large and with high remanence and coercive force, so that a high magnetic flux density in the magnetic gap of the motor is achieved.
  • the motor can thus be operated with high driving forces and with low speeds of the oscillating system.
  • the oscillating system of the linear motor comprises a core made of a soft magnetic material, due to the reluctance force, a system-inherent provision of the oscillator takes place in the central position; As with MC linear motors, mechanical restoring systems (springs) can therefore be dispensed with.
  • the core of the oscillating system of the linear motor can be designed in principle with much lower mass than the corresponding permanent magnet of MM motors; however, the vibration system consisting of the core and at least one coil is heavier than the voice coils of MC motors.
  • the electrodynamic linear motor according to the invention largely combines the advantages of the known MC and MM linear motors.
  • the stator system is designed as an annular disk-shaped magnet magnetized in the axial direction, on the two end faces of which there is in each case an annular pole disk made of a soft-magnetic material.
  • the inner and outer diameters of the pole disks and of the annular disk-shaped magnet are either equal or the inner diameter of the pole disks is smaller than that of permanent magnets (eg to adapt the magnetic gap to the core diameter or to concentrate the magnetic flux or one of the coils save).
  • the oscillating system is mounted concentrically and movably in the axial direction inside the stator system.
  • It is composed of a soft-magnetic core, on which two separate drive coils are wound in such a way that, when the oscillatory system is in its central position, the coils are arranged in each case one of the magnetic gaps formed by the pole discs in connection with the disc-shaped magnet.
  • the two drive coils are wound in opposite directions, so that, taking into account the direction of the magnetic flux in the columns during operation of the motor, the Lorentz forces acting on the coils add up.
  • the core of the vibrating system is preferably cylindrical, wherein the Outer diameter of the oscillating system, which consists of the core and the two wound on these coils, is smaller than the inner diameter of the pole discs.
  • the linear vibration motor according to the invention is very well suited as a drive motor both piston compressors for refrigeration and air conditioning systems as well as single or double piston linear compressors in gas chillers to produce very low temperatures.
  • the motor can also be used advantageously as a drive motor of pumps in vehicle construction, which promote fuel, engine oil, cooling water or hydraulic fluids. Since it is possible to drive the linear vibration motor very quickly, it can also be used to control the injection of fuel in internal combustion engines.
  • each mechanical valve could be replaced by a valve, which is controlled by a linear vibrating motor, and the camshaft control by a fully electronic.
  • the linear oscillating motor according to the invention can also be operated as a linear generator, which is particularly suitable for generating electric power from drive systems with high power and small stroke, such.
  • B. free-piston Stirling engines, is suitable.
  • linear vibrating motor acts as a generator
  • Another application in which the linear vibrating motor acts as a generator is to use the motor to damp the independent wheel suspensions in motor vehicles.
  • the amount of damping can be controlled by the electrical load applied to the coils of the vibrating system.
  • the stator system can be advantageously equipped with an electromagnet both in the engine and in the generator case, which results in the case of damping an additional control option for the damping of the independent wheel by means of the strength of the magnetic field of the stator.
  • the generated electrical energy, The pulse-like output with strongly fluctuating voltage values can be modified by means of a rectifier with downstream transverter supplied to the electrical system of the motor vehicle.
  • Fig. 1 a linear vibration motor with oscillating system in the middle position
  • Fig. 2 a linear oscillating motor with deflected oscillating system.
  • the stator system of the linear oscillating motor consists of the ring-shaped permanent magnet 4 magnetized in the axial direction, on each of whose two end faces the first and the second annular pole disk 5; 6 are located.
  • the inner and outer diameter of the pole disks 5; 6 agree with those of the magnet 4.
  • the oscillating system is mounted concentrically and movably in the axial direction in the interior of the stator system and consists of the ferrite core 1, on each of which the first and the second drive coil 2; 3 wound up. As long as the oscillating system is in its central position, the first coil 2 is located centrally in the first magnetic gap 7 and correspondingly the second coil 3 in the second magnetic gap 8.
  • the moving power supply lines for the coils 2; 3 are laid so that they are only slightly bent.
  • the linear oscillating motor For operation of the linear oscillating motor is an AC voltage to the drive coils 2; 3 applied, the an alternating electrical current through the coils 2; 3 causes. Since the coils are arranged in the stator magnetic field, Lorentz forces act on the current-carrying coils whose magnitude and direction are dependent on the magnitude and polarity of the applied operating voltage. Since the two drive coils 2; 3 are wound so that during operation of the motor on the coils 2; Add 3 acting Lorentz forces, the applied AC voltage causes an oscillation of the oscillating system, which has the same frequency as the AC voltage.
  • the linear vibration motor operates at a frequency of 50 Hz, has a stroke of 10 mm and provides a mechanical power of 100 W with an efficiency of approximately 87%.

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Linearschwingmotor, der sich durch hohe Kraftdichten im Magnetspalt, einen hohen Wirkungsgrad, magnetische Rückstellung des Schwingsystems in die Mittellage und ein vergleichsweise geringes Gewicht des Schwingsystems auszeichnet. Der Linearschwingmotor besteht aus einem Statorsystem, das mit mindestens einem Magneten (4) ausgestattet ist und einem Schwingsystem, das beweglich im Magnetfeld des Stators gelagert ist. Das Schwingsystem umfasst dabei mindestens einen Kern (1) aus einem weichmagnetischen Material, vorzugsweise Weicheisen, Dynamoeisen oder weichmagnetisches Baustahl, und mindestens einer Antriebsspule (2; 3). Der erfindungsgemäße elektrodynamische Linearmotor vereinigt weitgehend die Vorteile der bekannten MC- und MM-Linearmotoren, sodass elektrodynamische Wandlungsgrade bis zu 99% erreicht werden können. Der Linearschwingmotor ist als Antrieb für Kälte- und Klimaanlagen mit kleiner Leistung sowie für Pumpen-, Einspritz- und auch in der Umkehrung des elektro-dynamischen Prinzips als Generator, z.B. für Stoßdämpfersysteme im Fahrzeugbau geeignet.

Description

Elektrodynamischer Linearschwingmotor
Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Linearschwingmotor, der sich durch hohe Kraftdichten im Magnetspalt, magnetische Rückstellung des Schwingsystems in die Mittellage und ein vergleichsweise geringes Gewicht des Schwingsystems auszeichnet. Mit dem Motor können elektrodynamische Wandlungsgrade bis zu 99% erreicht werden. Der Linearschwingmotor ist besonders als Antrieb für Kälte- und Klimaanlagen mit kleiner Leistung sowie für Pumpen-, Einspritz- und Stoßdämpfersysteme im Fahrzeugbau geeignet.
Als Verdichter für Kälte- und Klimaanlagen mit kleiner Leistung, wie sie insbesondere im Haushaltsbereich eingesetzt werden, werden vorwiegend Kolbenverdichter verwendet. Rotationsverdichter, wie z.B. Scrollkompressoren, kommen aus ökonomischen Gründen erst bei Geräten mit Antriebsleistungen von mehreren Kilowatt zur Anwendung.
Die Kolbenverdichter werden durch Elektromotoren, die üblicherweise eine rotierende Bewegung erzeugen, angetrieben. Zur Umsetzung der rotierenden in die für den Betrieb von Kolbenverdichtern erforderliche translatorische Bewegung sind Kurbelmechanismen erforderlich. Hierfür werden Kurbelschleifen eingesetzt, bei denen die Reibungskräfte des Kolbens auf die Laufbuchse eliminiert werden, ohne dass, wie bei den sonstigen Kurbelmechanismen, technisch aufwendige Kreuzkopfmechanismen erforderlich sind. Hierdurch wird zwar eine hohe Verschleißfestigkeit und Lebensdauer der Antriebe erreicht, allerdings erzielen solche Systeme nur geringe Wirkungsgrade von unter 50%, da ca. 80% der Gesamtreibung im Kurbelmechanismus (in der Kurbelschleife) anfällt.
Seit einigen Jahren sind aber auch Lineardirektantriebe für Kolbenverdichter verfügbar. Aus Kostengründen kommen bei Kältegeräten im Haushaltsbereich vor allem elektromagnetische Linearmotoren (Maxwell-Motoren) zum Einsatz. Zudem sind aus dem Gebiet der Linear-Antriebstechnik für Gaskältemaschinen zur Erzeugung sehr tiefer Temperaturen elektrodynamische Linearmotoren bekannt, die entweder mit bewegtem Permanentmagneten (MM: Moving Magnet) oder mit bewegter Spule (MC: Moving coil) ausgestattet sind. Bei Maxwell-Linearmotoren wird, basierend auf dem Prinzip der Minimierung der magnetischen Feldenergie, ein weichmagnetischer Kern in eine Spule gezogen, wenn diese von einem elektrischen Strom durchflössen wird. Für die Rückstellung nach Verringern der Spannung sind prinzipbedingt Kraftelemente, vorzugsweise Federn, erforderlich. Da der Kern unabhängig von der Polarität der angelegten Spannung in die Spule gezogen wird, schwingt der Kern des Motors bei einer Betriebsspannung von 50 Hz mit 100 Hz. Folglich müssen zur Anpassung an die Schwingungskinetik Federn mit hohen Federhärten eingesetzt werden. Wird der Linearmotor zum Antrieb von Kolbenverdichtern verwendet, führt dies dazu, dass die in der Feder gespeicherte Energie nicht vollständig für den Ansaugvorgang des Verdichters verbraucht wird und ein hoher Anteil der in der Feder gespeicherten Energie beim Anschlagen am unteren Totpunkt verloren geht.
Mit elektrodynamischen Linearmotoren können deutlich höhere Wandlerwirkungsgrade (von 60 bis 99%, abhängig von der Leistungsklasse) erreicht werden. Die Motoren werden durch die Lorenzkraft angetrieben, deren Betrag und Richtung abhängig von der Richtung und Stärke des fließenden Stroms ist; sie können also direkt durch Wechselspannungen angesteuert werden.
MC-Motoren haben den Vorteil, dass im Statorkreis ein großer Permanentmagnet eingesetzt werden kann, womit sich hohe magnetische Flussdichten im Magnetspalt und hohe Antriebskräfte realisieren lassen. MC-Motoren sind folglich gut für den Betrieb von Kolbenkompressoren geeignet, wo kleine Geschwindigkeiten (bei hoher Kraft) benötigt werden. Allerdings fehlt eine magnetische Lagerückstellung. Außerdem sind bewegte Stromzuführungen erforderlich, wobei dieser Nachteil jedoch durch eine ermüdungsarme Konstruktion weitgehend behoben werden kann.
Aus DE 10 2004 010403 A1 , WO 2008/046849 A1 und JP 2002031054 A sind MM-Linearmotoren, die als Antriebe für Kolbenverdichter eingesetzt werden, bekannt. MM-Linearmotoren haben den Vorteil, dass aufgrund der Reluktanzkraft (Prinzip der Minimierung der magnetischen Feldenergie) eine systemimmanente Rückstellung des Schwingers in die Mittellage erfolgt, sodass auf mechanische Rückstellsysteme, wie z. B. Federn, verzichtet werden kann. Außerdem sind keine bewegten Stromzuführungen erforderlich. Allerdings haben MM-Linearmotoren den Nachteil, dass die magnetische Flussdichte im Magnetspalt des Motors verhältnismäßig klein ist, da, um die Kinetik des schwingenden Systems nicht zu beeinträchtigen, der Permanentmagnet möglichst klein und leicht ausgeführt sein muss. Dadurch sind nur geringe Antriebskräfte möglich. Diese können zwar durch größere Geschwindigkeiten des Schwingsystems ausgeglichen werden, für die Verwendung als Antrieb von Kolbenverdichtern ist dies jedoch ungünstig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll ein Linearschwingmotor gefunden werden, der sich durch hohe Kraftdichten im Magnetspalt, eine magnetische Rückstellung des Schwingsystems in die Mittellage und ein vergleichsweise geringes Gewicht des Schwingsystems auszeichnet. Der Linearschwingmotor soll große Antriebskräfte bei kleinen Geschwindigkeiten des Schwingsystems erreichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen und Anwendungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 12.
Ausgegangen wird von einem elektrodynamischen Linearschwingmotor, dessen Statorsystem mit mindestens einem Magneten ausgestattet und dessen Schwingsystem beweglich im Magnetfeld des Stators gelagert ist.
Nach Maßgabe der Erfindung umfasst das Schwingsystem des Motors mindestens einen Kern aus einem weichmagnetischen Material, z. B. aus einem Weicheisen, Dynamoeisen oder weichmagnetischem Baustahl, und mindestens eine Spule.
Es ist vorgesehen, bei dem erfindungsgemäßen elektrodynamischen Linearschwingmotor den Magneten des Statorsystems, wie auch bei den bekannten MC- Motoren, geometrisch groß und mit hoher Remanenz und Koerzitivfeldstärke auszuführen, sodass eine hohe magnetische Flussdichte im Magnetspalt des Motors erreicht wird. Der Motor kann folglich mit großen Antriebskräften und mit kleinen Geschwindigkeiten des Schwingsystems betrieben werden. - A -
Da das Schwingsystem des erfindungsgemäßen Linearmotors einen Kern aus einem weichmagnetischen Material umfasst, erfolgt aufgrund der Reluktanzkraft eine systemimmanente Rückstellung des Schwingers in die Mittellage; es kann also, wie auch bei MC-Linearmotoren, auf mechanische Rückstellsysteme (Federn) verzichtet werden.
Der Kern des Schwingsystems des Linearmotors kann prinzipbedingt mit wesentlich geringerer Masse konzipiert werden, als die entsprechenden Permanentmagneten von MM-Motoren; allerdings ist das aus dem Kern und mindestens einer Spule bestehende Schwingsystem schwerer als die Tauchspulen von MC-Motoren.
Somit vereinigt der erfindungsgemäße elektrodynamische Linearmotor weitgehend die Vorteile der bekannten MC- und MM-Linearmotoren.
In einer bevorzugten Variante ist das Statorsystem als ein in axialer Richtung magne- tisierter ringscheibenförmiger Magnet ausgeführt, an dessen beiden Stirnseiten sich jeweils eine ringförmige Polscheibe aus einem weichmagnetischen Material befindet. Die Innen- und Außendurchmesser der Polscheiben und des ringscheibenförmigen Magneten sind entweder gleich groß oder der Innendurchmesser der Polscheiben ist kleiner als der es Permanentmagneten (z. B. um den Magnetspalt an den Kern- durchmesser anzupassen oder den magnetischen Fluss zu konzentrieren oder eine der Spulen einzusparen). Das Schwingsystem ist konzentrisch und in axialer Richtung beweglich im Innern des Statorsystems gelagert. Es ist aus einem weichmagnetischen Kern aufgebaut, auf den zwei separate Antriebsspulen derart aufgewickelt sind, dass die Spulen, wenn sich das Schwingsystem in seiner Mittellage befindet, in jeweils einer der durch die Polscheiben in Verbindung mit dem scheibenförmigem Magneten gebildeten Magnetspalten angeordnet sind. Dabei sind die beiden Antriebsspulen entgegengesetzt gerichtet gewickelt, damit sich unter Berücksichtigung der Richtung des magnetischen Flusses in den Spalten beim Betrieb des Motors die auf die Spulen wirkenden Lorentzkräfte addieren.
Der Kern des Schwingsystems ist bevorzugt zylindrisch ausgeformt, wobei der Außendurchmesser des Schwingsystems, das aus dem Kern und den zwei auf diesen aufgewickelten Spulen besteht, kleiner ist als der Innendurchmesser der Polscheiben.
Abhängig von der Größe/Leistung des erfindungsgemäßen Linearmotors können Wirkungsgrade von über 90% erreicht werden.
Der erfindungsgemäße Linearschwingmotor ist als Antriebsmotor sowohl von Kolbenverdichtern für Kälte- und Klimaanlagen als auch von Einzel- oder Doppelkolben- Linearverdichtern in Gaskältemaschinen zur Erzeugung sehr tiefer Temperaturen sehr gut geeignet.
Des Weiteren kann der Motor auch vorteilhaft als Antriebsmotor von Pumpen im Fahrzeugbau, die Kraftstoff, Motoröl, Kühlwasser oder Hydraulikfluide fördern, eingesetzt werden. Da es möglich ist, den Linearschwingmotor sehr schnell anzusteuern, kann er auch zur Steuerung der Einspritzung von Kraftstoff in Verbrennungsmotoren verwendet werden. Hierzu könnte jedes mechanische Ventil durch ein Ventil, das mittels eines Linearschwingmotors gesteuert wird, und die Nockenwellensteuerung durch eine vollelektronische ersetzt werden.
Da das elektrodynamische Antriebsprinzip umkehrbar ist, kann der erfindungsgemäße Linearschwingmotor auch als Lineargenerator betrieben werden, der besonders zur Elektroenergieerzeugung aus Antriebssystemen mit hoher Kraft und kleinen Hub, wie z. B. Freikolben-Stirlingmotoren, geeignet ist.
Eine weitere Anwendung, bei der der Linearschwingmotor als Generator wirkt, besteht darin, den Motor zur Dämpfung der Einzelradaufhängungen in Kraftfahrzeugen einzusetzen. Die Stärke der Dämpfung kann durch die elektrische Last geregelt werden, mit denen die Spulen des Schwingsystems beaufschlagt werden.
Das Statorsystem kann sowohl im Motor- als auch im Generatorfall vorteilhafterweise mit einem Elektromagneten ausgestattet sein, wodurch sich im Falle der Dämpfung eine zusätzliche Regelmöglichkeit für die Dämpfung der Einzelradaufhängungen mittels der Stärke des Magnetfelds des Stators ergibt. Die erzeugte elektrische Energie, die pulsartig mit stark schwankenden Spannungswerten ausgegeben wird, kann mittels eines Gleichrichters mit nachgeschaltetem Transverter modifiziert dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs zugeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, dargestellt für einen typischen Kleinkälte-Verdichter, näher erläutert; hierzu zeigen im Querschnitt:
Fig. 1 : einen Linearschwingmotor mit Schwingsystem in der Mittellage;
Fig. 2: einen Linearschwingmotor mit ausgelenktem Schwingsystem.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht das Statorsystem des Linearschwingmotors aus dem in axialer Richtung magnetisierten ringscheibenförmigen Permanentmagneten 4, an dessen beiden Stirnseiten sich jeweils die erste und die zweite ringförmige Polscheibe 5; 6 befinden. Die Innen- und Außendurchmesser der Polscheiben 5; 6 stimmen mit denen des Magneten 4 überein.
Das Schwingsystem ist konzentrisch und in axialer Richtung beweglich im Innern des Statorsystems gelagert und besteht aus dem Ferrit-Kern 1 , auf den jeweils die erste und die zweite Antriebsspule 2; 3 aufgewickelt sind. Solange sich das Schwingsystem in seiner Mittellage befindet, befindet sich die erste Spule 2 mittig im ersten Magnetspalt 7 und entsprechend die zweite Spule 3 im zweiten Magnetspalt 8. Die bewegten Stromzuführungen für die Spulen 2; 3 sind so verlegt, dass sie nur geringfügigen Verbiegungen ausgesetzt sind.
Zum Betrieb des Linearschwingmotors wird eine Wechselspannung an die Antriebsspulen 2; 3 angelegt, die einen elektrischen Wechselstrom durch die Spulen 2; 3 bewirkt. Da die Spulen im Statormagnetfeld angeordnet sind, wirken auf die strom- durchflossenen Spulen Lorentzkräfte, deren Betrag und Richtung abhängig von der Höhe und Polarität der angelegten Betriebsspannung ist. Da die beiden Antriebsspulen 2; 3 so gewickelt sind, dass sich beim Betrieb des Motors die auf die Spulen 2; 3 wirkenden Lorentzkräfte addieren, bewirkt die angelegte Wechselspannung eine Oszillation des Schwingsystems, die dieselbe Frequenz wie die Wechselspannung hat. Der Linearschwingmotor arbeitet mit einer Frequenz von 50 Hz, hat einen Hub von 10 mm und erbringt eine mechanische Leistung von 100 W bei einem Wirkungsgrad von ca. 87%.
Liste der verwendeten Bezugszeichen
1 Kern des Schwingsystems
2 erste Antriebsspule
3 zweite Antriebsspule
4 Magnet des Statorsystems
5 erste Polscheiben
6 zweite Polscheiben
7 erster Magnetspalt
8 zweiter Magnetspalt

Claims

Patentansprüche
1. Elektrodynamischer Linearschwingmotor mit mindestens einem Magneten (4) im Statorsystem und einem Schwingsystem, das beweglich im Magnetfeld des Stators gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingsystem des Motors mindestens einen Kern (1) aus einem weichmagnetischen Material und mindestens eine Antriebsspule (2; 3) umfasst.
2. Linearschwingmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Magnet (4) des Statorsystems ein Permanentmagnet ist.
3. Linearschwingmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Magnet (4) des Statorsystems ein Elektromagnet ist.
4. Linearschwingmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) des Schwingsystems aus Weicheisen, Dynamoeisen oder weichmagnetischem Baustahl besteht.
5. Linearschwingmotor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorsystem aus einem in axialer Richtung magnetisierten ringscheibenförmigen Magneten (4) besteht, an dessen beiden Stirnseiten sich jeweils eine ringförmige Polscheibe (5; 6) aus einem weichmagnetischen Material befindet, und das konzentrisch im Innern des Statorsystems in axialer Richtung beweglich gelagerte Schwingsystem aus einem weichmagnetischen Kern (1) aufgebaut ist, auf den zwei separate Antriebsspulen (2; 3) gewickelt sind, wobei die beiden Antriebsspulen(2; 3), wenn sich das Schwingsystem in seiner Mittellage befindet, in jeweils einer der durch die Polscheiben (5; 6) in Verbindung mit dem scheibenförmigem Magneten (4) gebildeten Magnetspalten (7; 8) angeordnet sind, und die beiden Antriebsspulen (2; 3) entgegengesetzt gerichtet gewickelt sind, sodass sich beim Betrieb des Motors die auf die Spulen (2; 3) wirkenden Lorentzkräfte addieren.
6. Linearschwingmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) des Schwingsystem zylindrisch ausgeformt und der Außendurchmes- ser des aus Kern (1) und aufgewickelten Spulen (2; 3) gebildeten Schwingsystems kleiner als der Innendurchmesser des Magneten (4) des Statorsystems ist.
7. Verwendung des Linearschwingmotors nach Anspruch 1 als Antriebsmotor eines Kolbenverdichters für Kälte- und Klimaanlagen.
8. Verwendung des Linearschwingmotors nach Anspruch 1 als Antriebsmotor einer Pumpe für Kraftstoff, Motoröl, Kühlwasser oder Hydraulikfluid.
9. Verwendung des Linearschwingmotors nach Anspruch 1 für die Einspritzung von Kraftstoff in Verbrennungsmotoren.
10.Verwendung des Linearschwingmotors nach Anspruch 1 als Antriebsmotor von Einzel- oder Doppelkolben-Linearverdichtem in Gaskältemaschinen zur Erzeugung sehr tiefer Temperaturen.
11.Verwendung des Linearschwingmotors nach Anspruch 1 als Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Antriebssystemen, die große Kräfte erzeugen und mit kleinem Hub arbeiten.
12. Verwendung des Linearschwingmotors nach Anspruch 1 als Stromgenerator, ausgeführt als elektrodynamisches Dämpfungssystem für Einzelradaufhängungen in Kraftfahrzeugen.
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