Elektro-magneto-mechanischer Energiewandler als Elektromagnet, Transformator oder Elektromotor

Durch den Einsatz von ferromagnetischen oder weichmagnetischen Materialien werden Felderzeugung und Feldführung durch ein und dieselbe Spule realisierbar. Durch die damit verbundene Einsparung an Gewicht und Bauraum können ganz neue Anwendungsbereiche erschlossen sowie andere Anwendungen erweitert und optimiert werden.

• Durch eine geeignete Steuerung ist eine anwendungsspezifische Anpassung der Magnetfeldprofile möglich
• Neue Bauformen (z. B. Motoren mit mehreren Rotoren/Läufern, Koppelung verschiedener Motorentypen), weitere neue Anwendungen
• Gewichts- und Volumenreduzierung, vereinfachte Konstruktion, wenigere Komponenten, Miniaturisierung
• Geringerer Streufluss

Die Erfindung beschreibt eine neuartige Lösung für elektro-magneto-mechanische Energiewandler wie Elektromoto­ren, Transformatoren oder Elektromagneten. Die Erfin­dung ermöglicht einen vereinfachten Aufbau, eine Gewichts- und Volumenreduzierung, neue Bauformen, neue Anwendungen, sowie ein vereinfachtes Herstellungs­verfahren.

Elektro-magneto-mechanische Energiewandler sind Bau­gruppen die elektrische Energie in magnetische Energie und dann in mechanische Energie wandeln und umge­kehrt. Der magnetische Fluss wird mit einer nicht magne­tisch leitenden Spule (aus Kupfer, Aluminium, etc.) erzeugt. Die Spule dient alleine der Felderzeugung, nicht aber der Feldführung. Für die magnetische Feldführung wird zum Beispiel ein Kern aus einem ferromagnetischen Material (Eisen, etc.) verwendet.

Durch den Einsatz von ferromagnetischen / weichmagneti­schen Materialien (4) in der Spule (3), ermöglicht diese die Felderzeugung sowie auch die Feldführung (magneti­scher Rückschluss). Die Felderzeugung und Feldführung werden somit von ein und demselben Bauteil erledigt, z. B. in Elektromagneten (Bild 1), Transformatoren, Elektromo­toren (Bild 2 / Synchronmotor), Linearmotoren, etc. Auch eine Schichtbauweise, bei der über eine Spule aus einem nicht ferromagnetischen Material (z. B. Kupfer) eine wei­tere Spule aus einem ferromagnetischen Material gewi­ckelt und diese Bauweise mehrmals wiederholt wird, oder alternativ die Spulendrähte mit einem ferromagnetischen Material umhüllt werden, ist möglich. Diese neuen Bauwei­sen im elektromagnetischen Kreis erlauben neue Baufor­men und Anwendungen. So erlaubt es bspw. eine Einzel­steuerung der Stromleiter verschiedene Magnetfeldbilder zu generieren und somit das Magnetfeld an Anwendungen spezifisch anzupassen oder mehrere Rotoren bzw. Läufer in Elektromotoren oder verschiedene Läufertypen bzw. Motorentypen zu koppeln. Eine Drehmoment- bzw. Drehzahlanpassung ist durch eine elektronische Steue­rung der „Bestromungsprofile“/ Magnetfeldbilder möglich.