Die vorliegende Erfindung betrifft einen Induktionsgenerator für einen Funkschalter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere für einen Miniaturschnappschalter.The present invention relates to an induction generator for a radio switch according to the preamble of claim 1, in particular for a miniature snap-action switch.
Im Stand der Technik sind zahlreiche Induktionsgeneratoren vorgeschlagen worden, welche wie vorliegend zur Verwendung in einem energieautarken Funkschalter einsetzbar sind.Numerous induction generators have been proposed in the prior art which, as in the present case, can be used for use in an energy self-sufficient radio switch.
Die Druckschrift DE 101 25 059 A1 zeigt z. B. einen induktiven Spannungsgenerator, welcher einen mechanischen Energiespeicher aufweist. Der Energiespeicher speichert Betätigungsenergie bis ein Umschlagpunkt erreicht ist, bei Erreichen dessen sich ein Permanentmagnet des Induktionssystems schlagartig bewegt. Infolge der Bewegung ändert sich der magnetische Fluss schlagartig, wobei der Permanentmagnet am Anfang oder am Ende der Bewegung auf den Kern aufschlägt.The publication DE 101 25 059 A1 shows z. B. an inductive voltage generator, which has a mechanical energy storage. The energy store stores actuation energy until a turnaround point is reached, upon reaching which a permanent magnet of the induction system abruptly moves. As a result of the movement of the magnetic flux changes abruptly, wherein the permanent magnet at the beginning or at the end of the movement hits the core.
Die Druckschrift US 3,693,033 zeigt einen als Taster ausgebildeten Impulsgenerator, bei welchem ein Kern eines ersten Permanentmagneten durch Bewegung des Tasters in eine Spule eintaucht. Das Magnetfeld eines weiteren Permanentmagneten hält den ersten Permanentmagneten, bis die in den Taster eingebrachte Betätigungsenergie ein schnelles Lösen und ein Eintauchen in die Spule ermöglicht, was ein kurzes Spannungssignal zur Folge hat.The publication US 3,693,033 shows a trained as a button pulse generator in which a core of a first permanent magnet is immersed by movement of the probe in a coil. The magnetic field of another permanent magnet holds the first permanent magnet until the actuation energy introduced into the probe allows for rapid release and immersion in the coil, resulting in a short voltage signal.
Die DE 103 15 765 B4 zeigt einen elektromagnetischen Energiewandler, bei welchem ein von einer Spule umschlossenes Element relativ zu einem Permanentmagneten bewegt werden kann, wobei in einer ersten und einer zweiten Ruhelage der magnetische Fluss durch das bewegliche Element jeweils geschlossen ist. Der Energiewandler ist derart ausgebildet, dass auch infolge einer langsamen Betätigung genügend Energie zum Betrieb eines Funkschalters gewandelt wird. Dazu kann das bewegliche Element durch Betätigung zwischen erster und zweiter Stellung jeweils nach Überwindung der Magnetkräfte umklappen.The DE 103 15 765 B4 shows an electromagnetic energy converter in which a coil-enclosed element can be moved relative to a permanent magnet, wherein in a first and a second rest position of the magnetic flux is closed by the movable member respectively. The energy converter is designed such that, as a result of a slow actuation, sufficient energy is converted to the operation of a radio switch. For this purpose, the movable element can be folded over by actuation between the first and second position after overcoming the magnetic forces.
Die DE 198 52 470 A1 zeigt ein Energieerzeugungssystem, bei welchem Dauermagneten in einem Schwingkreis an einer Induktionsspulenanordnung vorbeibewegt werden.The DE 198 52 470 A1 shows a power generation system in which permanent magnets are moved in a resonant circuit to an induction coil assembly.
Um einen Funkschalter wie vorliegend miniaturisierbar auszubilden, muss regelmäßig trotz einer kleinen Baugröße des Induktionssystems eine hohe elektrische Energie aus dem mechanischen Betätigungsvorgang des Schalters generiert werden. In dieser Hinsicht sind die bekannten Lösungen verbesserungsfähig.In order to make a radio switch miniaturizable as in the present case, a high electrical energy must regularly be generated from the mechanical actuation process of the switch despite a small size of the induction system. In this regard, the known solutions can be improved.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen alternativen, miniaturisierbaren Induktionsgenerator für einen Funkschalter vorzuschlagen, welcher bei einer kleinen Baugröße des Induktionssystems eine hohe Induktionsspannung bei Betätigung erzeugt.Proceeding from this, the present invention seeks to propose an alternative, miniaturizable induction generator for a radio switch, which generates a high induction voltage when actuated with a small size of the induction system.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1.
Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Induktionsgenerator für einen Funkschalter mit einem Magnetelement sowie einer Induktionsspule mit einem Spulenkern, wobei der Spulenkern U-förmig gebildet ist, wobei für das Magnetelement eine erste und eine zweite Ruhestellung jeweils in Anlage an den Schenkeln des Spulenkerns definiert ist, bei Wechsel zwischen welchen jeweils eine Flussrichtungsumkehr im Spulenkern erfolgt, wobei das Magnetelement relativ zu dem Spulenkern derart definiert drehbeweglich ist, dass es bei einer erzwungenen Bewegung zwischen den Ruhestellungen aus einer Ruhestellung jeweils bis zu einer definierten Zwischenstellung ausgelenkt wird und ab der definierten Zwischenstellung jeweils in die andere Ruhestellung eingelenkt wird, wobei im Zuge einer erzwungenen Bewegung ein erster, mit dem Magnetelement wirkverbundener mechanischer Energiespeicher bis zur Auslenkung in die definierte Zwischenstellung zunehmend Energie speichert, wobei die gespeicherte Energie ab Überwinden der definierten Zwischenstellung zu einer mechanisch beschleunigten Einlenkung des Magnetelements in die andere Ruhestellung an das Magnetelement abgebbar ist.The invention proposes an induction generator for a radio switch with a magnetic element and an induction coil with a coil core, wherein the coil core is U-shaped, wherein for the magnetic element, a first and a second rest position is defined respectively in contact with the legs of the spool, when changing between which in each case a flow direction reversal takes place in the coil core, wherein the magnetic element rotatable relative to the spool core is defined such that it is deflected at a forced movement between the rest positions from a rest position to a defined intermediate position and from the defined intermediate position respectively in the other Rest position is deflected, wherein in the course of a forced movement, a first, with the magnetic element operatively connected mechanical energy storage to the deflection in the defined intermediate position increasingly stores energy, the stored energy from practice Rwinden the defined intermediate position to a mechanically accelerated deflection of the magnetic element in the other rest position to the magnetic element can be issued.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Induktionsgenerators speichert ein zweiter mit dem Magnetelement wirkverbundener mechanischer Energiespeicher im Zuge des Erzwingens einer Bewegung aus einer Ruhestellung jeweils Energie, welche zur mechanisch beschleunigten Auslenkung aus einer Ruhestellung an das Magnetelement nach Verlassen einer Ruhestellung abgebbar ist.In an embodiment according to the invention of the induction generator, a second mechanical energy store operatively connected to the magnetic element stores energy in the course of forcing movement from a rest position, which energy can be delivered to the magnet element after leaving a rest position for a mechanically accelerated deflection.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Induktionsgenerators ist die im ersten Energiespeicher gespeicherte Energie ab der definierten Zwischenstellung zur Erzeugung eines Drehmoments an das Magnetelement abgebbar, welches in Richtung zur jeweils einzunehmenden Ruhestellung wirkt.In a further embodiment of the induction generator according to the invention, the energy stored in the first energy store can be delivered from the defined intermediate position for generating a torque to the magnetic element, which acts in the direction of the respective inoperative rest position.
Bei noch einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Induktionsgenerators ist die im zweiten Energiespeicher gespeicherte Energie ab Verlassen einer Ruhestellung zur Erzeugung eines Drehmoments an das Magnetelement abgebbar, welches in Richtung zur jeweils anderen einzunehmenden Ruhestellung wirkt.In yet another embodiment of the induction generator according to the invention, the energy stored in the second energy store can be dispensed from the moment it leaves a rest position to generate a torque to the magnetic element, which acts in the direction of the rest position to be taken in each case.
Bei einem Aspekt des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators ist die definierte Zwischenstellung eine Mittelstellung zwischen erster und zweiter Ruhestellung. In one aspect of the induction generator according to the invention, the defined intermediate position is a middle position between the first and second rest position.
Gemäß noch einem Aspekt des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators gelangt das Magnetelement bei einer Bewegung zwischen den Ruhestellungen ab Verlassen einer Ruhestellung bis zur Einnahme der weiteren Ruhestellung außer Anlage am Spulenkern.According to yet another aspect of the induction generator according to the invention, the magnetic element passes in a movement between the rest positions from leaving a rest position until taking the rest further position out of engagement with the spool core.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators weist der Induktionsgenerator einen dritten mechanischen Energiespeicher auf, welcher bei einem Wechsel des Magnetelements von der ersten in die zweite Ruhestellung kontinuierlich zunehmend Betätigungsenergie speichert, welche zur definierten Bewegung des Magnetelements in umgekehrter Richtung freisetzbar ist.According to yet another aspect of the induction generator according to the invention, the induction generator on a third mechanical energy storage, which continuously stores increasingly operating energy when changing the magnetic element from the first to the second rest position, which is releasable for defined movement of the magnetic element in the reverse direction.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators ist der erste und/oder der zweite und/oder der dritte Energiespeicher jeweils als Federelement gebildet.According to yet another aspect of the induction generator according to the invention, the first and / or the second and / or the third energy store is respectively formed as a spring element.
Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Induktionsgenerator vorgeschlagen, wobei der erste und der zweite mechanische Energiespeicher integral gebildet sind, insbesondere der erste, zweite und dritte mechanische Energiespeicher.Furthermore, an induction generator according to the invention is proposed, wherein the first and the second mechanical energy storage are formed integrally, in particular the first, second and third mechanical energy storage.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators weist der Induktionsgenerator zur Betätigung ein einstückiges federelastisch verformbares Element auf, welches den ersten und den zweiten mechanischen Energiespeicher ausbildet, insbesondere ein L-förmiges oder bügelförmiges federelastisch verformbares Element.In one embodiment of the induction generator according to the invention, the induction generator for actuating a one-piece resiliently deformable element, which forms the first and the second mechanical energy storage, in particular an L-shaped or bow-shaped resiliently deformable element.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators ist der Induktionsgenerator zur Erzwingung einer Bewegung des Magnetelements mittels des zweiten Energiespeichers ausgebildet, und/oder der zweite mechanische Energiespeicher ist zur Einleitung von Auslöseenergie in denselben vor Erzwingung einer Bewegung des Magnetelements vorgesehen.In a further embodiment of the induction generator according to the invention, the induction generator is designed for forcing a movement of the magnetic element by means of the second energy store, and / or the second mechanical energy store is provided for the initiation of release energy in the same before the movement of the magnetic element.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform des Induktionsgenerators bildet das federelastisch verformbare Element den dritten mechanischen Energiespeicher, welcher zur Speicherung von Betätigungsenergie zur Erzeugung einer Rückstellkraft ausgebildet ist, aus.In yet another embodiment of the induction generator, the resiliently deformable element forms the third mechanical energy store, which is designed to store actuating energy for generating a restoring force.
Gemäß einem Aspekt des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators ist ein Verlassen einer Ruhestellung für das Magnetelement jeweils ermöglicht, sobald der zweite Energiespeicher bis zu einem bestimmten Energieniveau befüllt ist.According to one aspect of the induction generator according to the invention a leaving a rest position for the magnetic element is in each case possible as soon as the second energy storage is filled to a certain energy level.
Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators erstrecken sich der erste und zweite mechanische Energiespeicher, welche insbesondere integral als mindestens ein Federarm gebildet sind, von einem Krafteinleitungsbereich des federelastisch verformbaren Elements in Richtung zu dem Magnetelement, wobei sich der dritte mechanische Energiespeicher, welcher insbesondere als blattförmiges Federelement gebildet ist, von dem Krafteinleitungsbereich des federelastisch verformbaren Elements in Richtung zu einem dem Magnetelementabgewandten Längsende der Induktionsspule erstreckt.According to a further aspect of the induction generator according to the invention, the first and second mechanical energy stores, which are in particular integrally formed as at least one spring arm, extend from a force introduction region of the elastically deformable element in the direction of the magnetic element, wherein the third mechanical energy store, which in particular is in the form of a sheet Spring element is formed, extends from the force introduction region of the elastically deformable element in the direction of a magnetic element facing away from the longitudinal end of the induction coil.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators ist das federelastisch verformbare Element mittels des dritten mechanischen Energiespeichers an der Induktionsspule abgestützt sowie mittels des ersten und/oder zweiten mechanischen Energiespeichers mit dem Magnetelement zur Kraftübertragung verbunden.According to yet another aspect of the induction generator according to the invention, the resiliently deformable element is supported by means of the third mechanical energy storage device on the induction coil and connected by means of the first and / or second mechanical energy storage device with the magnetic element for transmitting power.
Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß auch ein Funkschalter mit einer Senderbaugruppe und einer Antenne, wobei der Funkschalter einen erfindungsgemäßen Induktionsgenerator aufweist.The invention also proposes a radio switch with a transmitter module and an antenna, wherein the radio switch has an induction generator according to the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawings, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
1 exemplarisch eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Induktionsgenerators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 an example of a view of an induction generator according to the invention according to an embodiment of the invention;
2a) bis h) exemplarisch das Zusammenwirken der mechanischen Energiespeicher mit dem Magnetelement im Zuge einer definierten Drehbewegung des Magnetelements; 2a ) to h) exemplifies the interaction of the mechanical energy storage with the magnetic element in the course of a defined rotational movement of the magnetic element;
3 exemplarisch eine Explosionsansicht des Induktionsgenerators gemäß 1; 3 an example of an exploded view of the induction generator according to 1 ;
4 exemplarisch eine Teilschnittansicht des Induktionsgenerators nach 1; 4 by way of example a partial sectional view of the induction generator according to 1 ;
5 exemplarisch ein Magnetelement zur Bildung eines Induktionsgenerators gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und 5 exemplarily a magnetic element for forming an induction generator according to another embodiment of the invention; and
6 exemplarisch einen Funkschalter mit einem Induktionsgenerator nach 1. 6 an example of a radio switch with an induction generator after 1 ,
1 zeigt exemplarisch einen erfindungsgemäßen Induktionsgenerator 1, welcher z. B. in einem Funkschalter 2 gemäß z. B. 6 einsetzbar ist. Der Induktionsgenerator 1 ermöglicht die Abgabe einer sehr hohen Energiemenge relativ zu dem damit erzielbaren Miniaturisierungsgrad. Der Induktionsgenerator 1 ist äußerst kompakt ausbildbar, insbesondere als einstückiges Modul. 1 shows an example of an induction generator according to the invention 1 which z. B. in a radio switch 2 according to z. B. 6 can be used. The induction generator 1 allows the delivery of a very high amount of energy relative to the degree of miniaturization achievable with it. The induction generator 1 is extremely compact formable, especially as a one-piece module.
Der erfindungsgemäße Induktionsgenerator 1 weist zur Energieerzeugung ein Magnetelement 3 mit einem Permanentmagneten auf, sowie wenigstens eine Induktionsspule 4 (z. B. 1) mit einem U-förmigen Spulenkern 5 (z. B. 3, 1, 2a) bis h)). Erfindungsgemäß ist das Magnetelement 3 relativ zu dem Spulenkern 5 bzw. zu dessen Schenkeln 6, 7 definiert drehbewegbar bzw. drehbeweglich, um eine Flussänderung des magnetischen Flusses in dem Kern 5 infolge einer Betätigung des Induktionsgenerators 1 bewirken und eine Induktionsspannung mittels der Induktionsspule 4 erzeugen zu können. Die Schenkel 6, 7 erstrecken sich dabei vorzugsweise parallel zueinander.The induction generator according to the invention 1 has a magnetic element for power generation 3 with a permanent magnet, and at least one induction coil 4 (eg 1 ) with a U-shaped coil core 5 (eg 3 . 1 . 2a to h)). According to the invention, the magnetic element 3 relative to the spool core 5 or to its thighs 6 . 7 rotatably defines a flux change of the magnetic flux in the core 5 due to actuation of the induction generator 1 cause and an induction voltage by means of the induction coil 4 to be able to produce. The thigh 6 . 7 preferably extend parallel to each other.
Das Magnetelement 3 ist erfindungsgemäß insbesondere zwischen zwei definierten Anlagepositionen bzw. Stellungen, i. e. Ruhestellungen Y1, Y2 drehbewegbar, i. e. um eine Achse verschwenkbar, wobei das Magnetelement 3 in jeder Ruhestellung Y1, Y2 zur Anlage an jeweils beiden Schenkeln 6, 7 gelangt, derart, dass sich in jeder Ruhestellung Y1, Y2 ein geschlossener magnetischer Ringfluss durch das Magnetelement 3 und den Spulenkern 5 ergibt. im Zuge einer Betätigung, im Rahmen derer eine Betätigungskraft Fb in das Magnetelement 3 außerhalb des Schwerpunkts an z. B. einem als Hebelarmende wirkenden Ende 3a eingeleitet werden kann, ist dabei eine Drehbewegung des Magnetelements 3 insbesondere mit einem definierten Bewegungsumfang und einer definierten Bewegungskurve (kreisbogenförmig) bzw. einem Bewegungsweg relativ zu dem Spulenkern 5 erzwingbar. Das Magnetelement 3 ist insoweit definiert drehbeweglich relativ zu dem Spulenkern 5. Ein Bewegungsumfang wird z. B. durch Anschlagselemente vorgegeben, z. B. in Form der Schenkel 6, 7, der Bewegungsweg bzw. eine Bewegungskurve z. B. durch eine Abstützung oder ein Lager.The magnetic element 3 is according to the invention in particular between two defined bearing positions or positions, ie rest positions Y1, Y2 drehbewegbar, ie pivotable about an axis, wherein the magnetic element 3 in each rest position Y1, Y2 to rest on both legs 6 . 7 passes, such that in each rest position Y1, Y2 a closed magnetic flux loop through the magnetic element 3 and the spool core 5 results. in the course of an operation, in the context of which an actuating force F b in the magnetic element 3 outside the center of gravity at z. B. acting as Hebelarmende end 3a can be initiated, is a rotational movement of the magnetic element 3 in particular with a defined range of motion and a defined movement curve (circular arc-shaped) or a movement path relative to the coil core 5 enforceable. The magnetic element 3 is so far defined rotatably relative to the spool core 5 , A range of motion is z. B. predetermined by stop elements, z. B. in the form of the legs 6 . 7 , the movement path or a movement curve z. B. by a support or a bearing.
Bei einer Bewegung zwischen den Ruhestellungen Y1, Y2 gelangt das Magnetelement 3 ab Verlassen einer Ruhestellung Y1 bzw. Y2 bis zur Einnahme der weiteren Ruhestellung Y2 bzw. Y1 erfindungsgemäß außer Anlage am Spulenkern 5, derart, dass eine schnelle Bewegung relativ zu den Schenkeln 6, 7 bei einem Wechsel der Ruhestellungen einhergehend mit einer hohen induzierten Energiemenge ermöglicht ist.During a movement between the rest positions Y1, Y2 the magnetic element passes 3 from leaving a rest position Y1 or Y2 until taking the further rest position Y2 or Y1 according to the invention out of engagement with the spool core 5 , such that a quick movement relative to the thighs 6 . 7 is possible with a change of rest positions along with a high amount of induced energy.
Entlang des vorgegebenen Bewegungswegs ist zwischen den Ruhestellungen Y1, Y2 erfindungsgemäß eine Zwischenstellung Y0, insbesondere eine Mittelstellung, definiert, bis zu welcher das Magnetelement 3 bei einer erzwungenen Bewegung zwischen den Ruhestellungen Y1, Y2 zunehmend aus einer Ruhestellung Y1, Y2 ausgelenkt wird. Ab der definierten Zwischenstellung Y0 wird es zunehmend in die andere Ruhestellung eingelenkt, i. e. daran angenähert. Einhergehend mit der zunehmenden Auslenkung ist erfindungsgemäß eine kontinuierliche Energiespeicherung in einem ersten mechanischen Energiespeicher 8 vorgesehen, einhergehend mit der Einlenkung eine Freisetzung der gespeicherten Energie des ersten mechanischen Energiespeichers 8.Along the predetermined path of movement is between the rest positions Y1, Y2 according to the invention an intermediate position Y0, in particular a middle position defined, up to which the magnetic element 3 is increasingly deflected from a rest position Y1, Y2 in a forced movement between the rest positions Y1, Y2. From the defined intermediate position Y0, it is increasingly deflected into the other rest position, ie it approximates it. Along with the increasing deflection, according to the invention, there is a continuous storage of energy in a first mechanical energy store 8th provided, along with the introduction of a release of the stored energy of the first mechanical energy storage 8th ,
Die 2a) bis h) zeigen zunächst beispielhaft das Zusammenwirken des Magnetelements 3 mit dem erfindungsgemäß wirkverbundenen ersten mechanischen Energiespeicher 8 eines erfindungsgemäßen Induktionsgenerators 1 bei einer Drehbewegung relativ zu dem U-förmigen Spulenkern 5 bzw. dessen Schenkeln 6, 7 im Zuge eines Wechsels der Ruhestellungen von Y1 nach Y2 und umgekehrt. Das Magnetelement 3 ist hierbei insbesondere relativ zu den Schenkeln 6, 7 drehbeweglich, insbesondere definiert drehbeweglich, an dem Induktionsgenerator 1, z. B. an einem Spulenkörper 4a (1, 3) der Induktionsspule 4 gemäß 1 gelagert, bzw. abgestützt. Die Drehachse A erstreckt sich dabei quer zu der Ebene, in welcher die Schenkel zueinander benachbart sind, insbesondere mit gleichem Abstand zu jeweils den Schenkeln 6, 7, i. e. in Z-Richtung, 1.The 2a ) to h) first show, by way of example, the interaction of the magnetic element 3 with the inventively operatively connected first mechanical energy storage 8th an induction generator according to the invention 1 in a rotational movement relative to the U-shaped coil core 5 or its thighs 6 . 7 in the course of a change of rest positions from Y1 to Y2 and vice versa. The magnetic element 3 This is in particular relative to the thighs 6 . 7 rotatably, in particular defined rotatably, on the induction generator 1 , z. B. on a bobbin 4a ( 1 . 3 ) of the induction coil 4 according to 1 stored, or supported. The axis of rotation A extends transversely to the plane in which the legs are adjacent to each other, in particular at the same distance to each of the legs 6 . 7 , ie in the Z-direction, 1 ,
Ferner ist in den 2a) bis h) auch das erfindungsgemäße Zusammenwirken des Magnetelements 3 mit einem zweiten mechanischen Energiespeicher 9, welcher im Zuge des Erzwingens einer Bewegung des Magnetelements 3 Energie speichert, sowie einem dritten, optionalen mechanischen Energiespeicher 10 dargestellt. Ein solcher dritter Energiespeicher 10 kann eine Rückstellkraft für das Magnetelement 3 erzeugen, um dieses aus einer eingenommenen zweiten Ruhestellung Y2 in die erste Ausgangsruhestellung Y1 zurückzubewegen. Somit lässt sich ein Taster bilden bzw. ein monostabiler Schalter.Furthermore, in the 2a ) to h) and the interaction of the magnetic element according to the invention 3 with a second mechanical energy storage 9 , which in the course of forcing a movement of the magnetic element 3 Energy stores, as well as a third, optional mechanical energy storage 10 shown. Such a third energy storage 10 can be a restoring force for the magnetic element 3 generate in order to move this back from an assumed second rest position Y2 in the first home rest position Y1. Thus, a button can be formed or a monostable switch.
In 2a) (korrespondierend mit der in 1 gezeigten Stellung) und 2f) sind die erste Y1 und zweite Y2 definierte Ruhestellung beispielhaft dargestellt, in 2c) und 2g) jeweils die Mittelstellung Y0. Gemäß 2a) befindet sich das Magnetelement 3, in der ersten definierten Ruhestellung Y1 am Induktionsgenerator 1, entsprechend z. B. einer Ausgangsstellung, in Anlage an beiden, sich in X-Richtung erstreckenden Schenkeln 6, 7 des U-förmigen Spulenkerns 5. An dem ersten Schenkel 6 liegt in der ersten Ruhestellung Y1 ein Polabschnitt 3a bzw. Ende 3a' des Magnetelements 3 erster Polarität an, z. B. magnetisch Nord und in der zweiten Ruhestellung Y2 gemäß 2f), ein Ende 3b' bzw. Polabschnitt 3b des Magnetelements 3 zweiter, von der ersten verschiedenen Polarität, z. B. magnetisch Süd. Gleiches gilt mit umgekehrter Polarität für den zweiten Schenkel 7. Die Polstellung, i. e. die Stellung der Enden 3a', 3b' bzw. Polabschnitte 3a, 3b, an den Schenkeln 6, 7 infolge eines Wechsels der Ruhestellung ist folglich invertiert. Die zweite definierte Ruhestellung Y2 gemäß 2f) kann erfindungsgemäß infolge einer Drehbewegung des Magnetelements 3 gemäß des durch die Lagerung vorgegebenen kreisbogenförmigen Bewegungswegs B aus der Ruhestellung Y1 heraus eingenommen werden, wobei der Umfang der Bewegung durch die als Anschlagselemente wirkenden Schenkel 6, 7 begrenzt ist.In 2a ) (corresponding to the in 1 shown position) and 2f ) are the first Y1 and second Y2 defined rest position exemplified, in 2c ) and 2g ) in each case the middle position Y0. According to 2a ) is the magnetic element 3 , in the first defined rest position Y1 on the induction generator 1 , according to z. B. one Starting position, in abutment on both, extending in the X direction thighs 6 . 7 of the U-shaped spool core 5 , On the first leg 6 is in the first rest position Y1 a pole section 3a or end 3a ' of the magnetic element 3 first polarity, z. B. magnetic north and in the second rest position Y2 according to 2f ), an end 3b ' or pole section 3b of the magnetic element 3 second, from the first different polarity, z. B. magnetically south. The same applies with reverse polarity for the second leg 7 , The pole position, ie the position of the ends 3a ' . 3b ' or pole sections 3a . 3b , on the thighs 6 . 7 as a result of a change of the rest position is thus inverted. The second defined rest position Y2 according to 2f ) According to the invention due to a rotational movement of the magnetic element 3 are taken from the rest position Y1 out according to the predetermined by the storage arcuate movement path B, wherein the amount of movement through the legs acting as stop elements 6 . 7 is limited.
Die Flussrichtung in der ersten Ruhestellung Y1 ist dabei umgekehrt zu der zweiten Ruhestellung Y2 (angedeutet durch Pfeile im Spulenkern in 2a) und 2f), korrespondierend mit einer Umpolung des Spulenkerns 5 infolge eines Wechsels der Ruhestellungen, i. e. von Y1 nach Y2 oder umgekehrt.The flow direction in the first rest position Y1 is reversed to the second rest position Y2 (indicated by arrows in the coil core in 2a ) and 2f ), corresponding to a reversal of the coil core 5 as a result of a change of resting positions, ie from Y1 to Y2 or vice versa.
Bis zu der definierten Zwischenstellung bzw. Mittelstellung Y0 gemäß 2c) und 2g) wird das Magnetelement 3 erfindungsgemäß bei einer erzwungenen Bewegung aus einer Ruhestellung Y1 bzw. Y2 ausgelenkt, d. h. die Enden 3a', 3b' bzw. Polabschnitte 3a, 3b entfernen sich bei einer Bewegung von einer Ruhestellung Y1 bzw. Y2 in Richtung zur anderen Ruhestellung Y2 bzw. Y1 in einer ersten Drehrichtung zunehmend von jeweils den Schenkeln 6, 7. Ab der Zwischenstellung Y0 ist der Bewegungsweg derart vorgegeben, dass ein Einlenken erfolgt, d. h. bei einer weiteren Bewegung in derselben ersten Drehrichtung erfolgt eine Annäherung der Enden 3a', 3b' an die Schenkel 6, 7 entsprechend der einzunehmenden anderen Ruhestellung Y2 bzw. Y1 mit in Bezug auf die ursprüngliche Ruhestellung Y1 bzw. Y2 invertierter Polstellung.Up to the defined intermediate position or middle position Y0 according to 2c ) and 2g ) becomes the magnetic element 3 deflected according to the invention in a forced movement of a rest position Y1 or Y2, ie the ends 3a ' . 3b ' or pole sections 3a . 3b remove in a movement from a rest position Y1 or Y2 toward the other rest position Y2 or Y1 in a first direction of rotation increasingly from each of the legs 6 . 7 , Starting from the intermediate position Y0, the movement path is predetermined in such a way that a deflection takes place, ie in the case of a further movement in the same first direction of rotation, the ends are approached 3a ' . 3b ' to the thighs 6 . 7 corresponding to the other rest position Y2 or Y1 to be adopted with in relation to the original rest position Y1 or Y2 inverted Polstellung.
In der Mittelstellung Y0 sind die auf die Schenkel 6, 7 wirkenden Magnetkräfte im Gleichgewicht bzw. heben sich auf. In der gezeigten Mittelstellung Y0 sind die Enden 3a', 3b' des Magnetelements 3 entlang des Bewegungswegs jeweils von den Schenkeln 6, 7 am weitesten entfernt.In the middle position Y0 are on the thighs 6 . 7 acting magnetic forces in equilibrium or cancel each other. In the middle position Y0 shown are the ends 3a ' . 3b ' of the magnetic element 3 along the path of movement respectively from the thighs 6 . 7 the farthest away.
Insbesondere anhand der 2a) bis h) ist ersichtlich, wie die Energiespeicherung des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators 1 im Zuge des Erzwingens einer Bewegung sowie während eines Auslenkens und eine Energieabgabe an das Magnetelement 3 während eines Auslenkens bzw. einem Einlenken mittels der einzelnen mechanischen Energiespeicher 8, 9, 10, i. e. dem ersten 8 und zweiten 9 sowie einem dritten 10 mechanischen Energiespeicher realisierbar ist.In particular, based on the 2a ) to h) can be seen as the energy storage of the induction generator according to the invention 1 in the course of forcing a movement and during a deflection and an energy delivery to the magnetic element 3 during a deflection or a deflection by means of the individual mechanical energy storage 8th . 9 . 10 ie the first 8th and second 9 and a third 10 mechanical energy storage is feasible.
Mit dem Magnetelement 3 ist erfindungsgemäß der erste mechanische Energiespeicher 8 wirkverbunden (2a bis h), welcher z. B. mittels eines Federspeichers bzw. Federelements gebildet ist, dargestellt durch das drehbeweglich gelagerte Schraubenfederelement. Der erste mechanische Energiespeicher 8 ist dazu vorgesehen, im Zuge einer erzwungenen Bewegung des Magnetelements 3 korrespondierend mit der zunehmenden Auslenkung des Magnetelements 3 zunehmend befüllt und korrespondierend mit der Einlenkung entleert zu werden, entsprechend einer Energiespeicherung und einer Energiefreisetzung. Eine derartige Funktionalität ist erfindungsgemäß z. B. mittels zweier gegenläufiger kreisbogenförmiger Bewegungen, welche insbesondere entgegen gesetzten Drehsinn aufweisen, (Doppelpfeil in 2a und b und Bewegungskurve B), erzielbar.With the magnetic element 3 According to the invention, the first mechanical energy storage 8th actively connected ( 2a to h), which z. B. is formed by means of a spring accumulator or spring element, represented by the rotatably mounted coil spring element. The first mechanical energy storage 8th is intended, in the course of a forced movement of the magnetic element 3 corresponding to the increasing deflection of the magnetic element 3 increasingly filled and emptied corresponding to the deflection, according to an energy storage and an energy release. Such functionality is inventively z. B. by means of two opposite circular arc-shaped movements, which in particular opposite direction of rotation, (double arrow in 2a and b and movement curve B) can be achieved.
Mittels des ersten Energiespeichers 8 können in Abhängigkeit der Drehstellung des Magnetelements 3 Kräfte auf das Magnetelement 3 ausgeübt werden, welche in der Richtung wirken, in welcher die Schenkel zueinander benachbart sind (Y-Richtung in 2a)) und/oder in der Richtung, in welcher die Schenkel zueinander parallel sind (X-Richtung in 2a). Der erste mechanische Energiespeicher 8 ist z. B. mit einem Polabschnitt 3a des Magnetelements 3 bzw. einem Ende 3a' verbunden, welches als Hebelarmende wirkt und nachfolgend als solches bezeichnet ist.By means of the first energy storage 8th can in dependence of the rotational position of the magnetic element 3 Forces on the magnetic element 3 be exerted, which act in the direction in which the legs are adjacent to each other (Y-direction in 2a )) and / or in the direction in which the legs are parallel to each other (X-direction in 2a ). The first mechanical energy storage 8th is z. B. with a pole section 3a of the magnetic element 3 or one end 3a ' connected, which acts as Hebelarmende and hereinafter referred to as such.
Mit dem Magnetelement 3 ist weiterhin der in 2a) bis h) dargestellte zweite mechanische Energiespeicher 9 wirkverbunden. Dieser ist für einen Energieeintrag (in denselben) vor einer Bewegung aus einer Ruhestellung Y1 bzw. Y2 vorgesehen, und insbesondere dazu, infolge eines Energieeintrags bzw. der Speicherung von Energie eine Bewegung des Magnetelements 3 aus der Ruhestellung Y1 bzw. Y2 zu erzwingen, i. e. im Rahmen eines Auslösevorgangs, z. B. eines Rückstellvorgangs oder eines Betätigungsvorgangs. Der zweite mechanische Energiespeicher 9 speichert folglich Energie, (i. e. Auslöseenergie, i. e. Energie zum Lösen aus einer Ruhestellung Y1, Y2) bis das Magnetelement 3 die Ruhestellung Y1 bzw. Y2 verlässt, i. e. vor einer Auslenkung des Magnetelements 3 aus einer Ruhestellung Y1 bzw. Y2 bzw. vor einem Verlassen der Ruhestellung. Erfindungsgemäß ist eine Wirkverbindung des Magnetelements 3 mit dem zweiten mechanischen Energiespeicher 9 derart vorgesehen, dass das Magnetelement 3 im Rahmen eines Auslösevorgangs die Ruhestellung Y1 bzw. Y2 erst verlassen kann, wenn dieser Energie, insbesondere bis zu einem bestimmten Energieniveau, gespeichert hat.With the magnetic element 3 is still the in 2a ) to h) shown second mechanical energy storage 9 operatively connected. This is provided for an energy input (in the same) before a movement from a rest position Y1 or Y2, and in particular, as a result of an energy input or the storage of energy movement of the magnetic element 3 from the rest position to force Y1 or Y2, ie in the context of a tripping operation, for. B. a return operation or an actuating operation. The second mechanical energy storage 9 thus stores energy, (ie, release energy, ie energy to release from a rest position Y1, Y2) to the magnetic element 3 the rest position Y1 or Y2 leaves, ie before a deflection of the magnetic element 3 from a rest position Y1 or Y2 or before leaving the rest position. According to the invention, an active connection of the magnetic element 3 with the second mechanical energy storage 9 provided such that the magnetic element 3 as part of a tripping operation leave the rest position Y1 or Y2 only can, if this energy, especially up to a certain energy level, has saved.
Ferner ist der mit dem Magnetelement 3 geeignet wirkverbundene zweite mechanische Energiespeicher 9 z. B. dazu vorgesehen, dass Magnetelement 3 nach erfolgter Energiespeicherung aus der Ruhestellung Y1 bzw. Y2 zu drängen, i. e. eine Bewegung zu erzwingen, welche insbesondere bei weiterer Energieeinleitung in den zweiten mechanischen Energiespeicher 9 nach Befüllung desselben möglich ist.Furthermore, the one with the magnetic element 3 suitably operatively connected second mechanical energy storage 9 z. B. provided that the magnetic element 3 after energy storage from the rest position Y1 or Y2 to urge, ie to force a movement, which in particular with further energy input into the second mechanical energy storage 9 after filling the same is possible.
Der zweite mechanische Energiespeicher 9 ist ferner dazu vorgesehen, die Auslenkung des Magnetelements 3 aus einer Ruhestellung Y1 bzw. Y2 mechanisch zu beschleunigen, d. h. durch Abgabe der gespeicherten Energie an das Magnetelement 3, um eine möglichst hohe Energiemenge durch eine rasche Flussänderung zu erzielen. Eine solche Beschleunigung erfolgt unmittelbar nach Verlassen einer Ruhestellung Y1, Y2, wenn die magnetischen Haltekräfte zwischen Magnetelement 3 und den Schenkeln 6, 7 überwunden sind.The second mechanical energy storage 9 is also intended to the deflection of the magnetic element 3 mechanically accelerate from a rest position Y1 or Y2, ie by delivering the stored energy to the magnetic element 3 To achieve the highest possible amount of energy through a rapid flow change. Such acceleration occurs immediately after leaving a rest position Y1, Y2, when the magnetic holding forces between the magnetic element 3 and thighs 6 . 7 are overcome.
Der zweite mechanische Energiespeicher 9, z. B. gebildet mittels eines Federelements, weist insbesondere einen ersten 9a und einen zweiten 9b Abschnitt auf, welche in der Ruhestellung Y1 des Magnetelements 3 bei Auslösekrafteinleitung in Y-Richtung in den zweiten mechanischen Energiespeicher 9 korrespondierend mit der eingeleiteten Auslösekraft zunächst gemeinsam gegen das Eingriffsende bzw. Hebelarmende 3a' in Richtung der eingeleiteten Auslösekraft arbeiten. Dabei wird der zweite mechanische Energiespeicher 9 befüllt, i. e. dadurch, dass sowohl erster 9a als auch zweiter 9b Abschnitt verformt werden. Dies kann wie im gezeigten Beispiel, mittels eines Klammerelements für den ersten 9a und zweiten 9b Abschnitt realisiert werden, welches zum einen eine Abstützung liefert, um den ersten 9a und zweiten 9b Abschnitt gemeinsam verformen zu können, sowie die Möglichkeit, beide Abschnitte 9a, 9b gemeinsam in Y-Richtung zu verlagern.The second mechanical energy storage 9 , z. B. formed by means of a spring element, in particular has a first 9a and a second 9b Section on, which in the rest position Y1 of the magnetic element 3 at release force in the Y direction in the second mechanical energy storage 9 Corresponding to the initiated release force, first together against the engagement end or Hebelarmende 3a ' work in the direction of the initiated release force. In this case, the second mechanical energy storage 9 filled, ie the fact that both first 9a as well as second 9b Section deformed. This can, as in the example shown, by means of a clamping element for the first 9a and second 9b Be realized section, which provides on the one hand a support to the first 9a and second 9b Section to deform together, as well as the possibility of both sections 9a . 9b shift together in the Y direction.
Nach Befüllung des zweiten mechanischen Energiespeichers 9 mittels der eingeleiteten Auslösekraft, z. B. einer Betätigungskraft Fb, kann das Magnetelement 3 mittels des zweiten mechanischen Energiespeichers 9 aus der Ruhestellung Y1 bewegt werden. Das deshalb, weil eine weitere Befüllung mittels Auslösekraft, i. e. eine Verformung der ersten 9a und zweiten 9b Abschnitte, dazu führt, dass nunmehr, z. B. aufgrund zunehmender Biegesteifigkeit der ersten 9a und zweiten 9b Abschnitte, vermehrt Auslösekraft an das Magnetelement 3 übertragen wird und die Haltekräfte des Magnetelements 3 in der Ruhestellung Y1 überwunden werden können. Das Magnetelement 3 kann folglich die Ruhestellung Y1 verlassen. Nach Überwinden der Haltekräfte kann das Hebelarmende 3a' des Magnetelements 3 zusammen mit dem zweiten mechanischen Energiespeicher 9 in Y-Richtung verlagert werden.After filling the second mechanical energy storage 9 by means of the initiated release force, z. B. an actuating force F b , the magnetic element 3 by means of the second mechanical energy store 9 be moved from the rest position Y1. This is because another filling by means of release force, ie a deformation of the first 9a and second 9b Sections, causes now, z. B. due to increasing bending stiffness of the first 9a and second 9b Sections, increasing release force to the magnetic element 3 is transferred and the holding forces of the magnetic element 3 can be overcome in the rest position Y1. The magnetic element 3 can thus leave the rest position Y1. After overcoming the holding forces, the Hebelarmende 3a ' of the magnetic element 3 together with the second mechanical energy storage 9 be shifted in the Y direction.
Das Wirkprinzip des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators wird nunmehr anhand verschiedener Betriebszustände des beispielhaft gezeigten Induktionsgenerators gemäß 2a) bis h) erläutert.The operating principle of the induction generator according to the invention will now be described with reference to various operating states of the induction generator shown by way of example 2a ) to h) explained.
In 2a) befindet sich der erfindungsgemäße Induktionsgenerator 1 in einem Ruhezustand entsprechend einem unbetätigtem Zustand, wobei sich das Magnetelement 3 in der Ausgangsruhestellung Y1 befindet. Die auf das Magnetelement 3 durch die Energiespeicher 8, 9, 10 einwirkenden Kräfte sind durch die Bezeichnungen F (erster mechanischer Energiespeicher), F1 (Haltekraft), F2 (Kraft erster Abschnitt 9a des zweiten mechanischen Energiespeichers 9), F3 (Kraft zweiter Abschnitt 9b des zweiten mechanischen Energiespeichers 9) verdeutlicht. F4 bezeichnet eine Kraft (Kraft dritter mechanischer Energiespeicher 10), welche eine Rückstellkraft liefert.In 2a ) is the induction generator according to the invention 1 in an idle state corresponding to an unactuated state, wherein the magnetic element 3 located in the home rest position Y1. The on the magnetic element 3 through the energy storage 8th . 9 . 10 acting forces are by the designations F (first mechanical energy storage), F1 (holding force), F2 (force first section 9a of the second mechanical energy storage 9 ), F3 (force second section 9b of the second mechanical energy storage 9 ) illustrates. F4 denotes a force (force of the third mechanical energy storage 10 ), which provides a restoring force.
Das Magnetelement 3 wird durch die magnetischen Anziehungskräfte an den Schenkeln 6, 7 gehalten. Auf das zur Krafteinleitung vorgesehene Eingriffsende bzw. das Hebelarmende 3a' wirkt z. B. ferner eine Kraft F, welche durch den ersten Energiespeicher 8 bereitgestellt wird und die magnetische Haltekraft unterstützt (durch deren in Y-Richtung wirkende Komponente; Gesamthaltekraft F1). Der erste 8 und der zweite 9 als auch der optionale dritte 10 mechanische Energiespeicher (Kraft F4) sind weitgehend unbefüllt. Der erste 9a (Kraft F2) und der zweite 9b Abschnitt (Kraft F3) des zweiten mechanischen Energiespeichers 9 liefern jeweils eine Kraft in Y-Richtung.The magnetic element 3 is due to the magnetic attraction forces on the thighs 6 . 7 held. On the provided for force transmission end or Hebelarmende 3a ' acts z. B. Furthermore, a force F, which by the first energy storage 8th and supports the magnetic holding force (by its Y-direction component, total holding force F1). The first 8th and the second 9 as well as the optional third 10 mechanical energy stores (force F4) are largely unfilled. The first 9a (Force F2) and the second 9b Section (force F3) of the second mechanical energy storage 9 each deliver a force in the Y direction.
In 2b) wirkt nun eine Auslösekraft in Form einer, durch z. B. einen Nutzer des Induktionsgenerators 1 ausgeübten, Betätigungskraft Fb zur Erzwingung einer Bewegung des Magnetelements 3 auf den zweiten mechanischen Energiespeicher 9 in Y-Richtung ein, i. e. in –Y-Richtung. Der erste Abschnitt 9a des zweiten mechanischen Energiespeichers 9 wird aufgrund der einsetzenden Verlagerung eines ersten Endes 9a' des ersten Abschnitts 9a komprimiert und speichert Auslöseenergie, insoweit das zweite, am Magnetelement 3 (mittelbar) abgestützte Ende 9a'' des ersten Abschnitts 9a nicht nachgeben kann. Der zweite Abschnitt 9b des zweiten mechanischen Energiespeichers 9 wird ebenfalls elastisch verformt, in diesem Fall gelängt, so dass auch dieser Energie speichert. Das erste Ende 9b' des zweiten Abschnitts 9 bewegt sich von dem zweiten Ende 9b'' des zweiten Abschnitts 9 weg, insofern als dieses nicht nachgeben kann.In 2 B ) now has a triggering force in the form of, by z. B. a user of the induction generator 1 exerted, actuating force F b forcing a movement of the magnetic element 3 on the second mechanical energy storage 9 in Y-direction, ie in -Y-direction. The first paragraph 9a of the second mechanical energy storage 9 is due to the onset of relocation of a first end 9a ' of the first section 9a compresses and stores tripping energy, as far as the second, at the magnetic element 3 (indirectly) supported end 9a '' of the first section 9a can not give in. The second section 9b of the second mechanical energy storage 9 is also deformed elastically, in this case lengthened, so that this energy stores. The first end 9b ' of the second section 9 moves from the second end 9b '' of the second section 9 away insofar as this can not give way.
Beide Abschnitte 9a, 9b speichern im Zuge des Erzwingens einer Bewegung (Auslöse)Energie solange, bis eine weitere Befüllung des zweiten mechanischen Energiespeichers 9, einhergehend mit einer Zunahme der Druckkraft F2 und einer Zugkraft F3 auf das Hebelarmende 3a' dem Magnetelement 3 ermöglicht, die erste Ruhestellung Y1 zu verlassen, i. e. die Haltekraft F1 zu überwinden. Mit dem Verlassen der Ruhestellung Y1 kann der zweite mechanische Energiespeicher 9 die gespeicherte Energie zu einem beschleunigten Auslenken an das Magnetelement 3 abgeben, da die zueinander benachbarten Enden 9a'', 9b'' der Abschnitte 9a, 9b, gegen welche im Zuge der elastischen Verformung der Abschnitte 9a, 9b gearbeitet wurde, nunmehr nachgeben können (2c), insofern als das nunmehr freie Hebelarmende 3a' keinen beachtlichen Widerstand liefert. Eine Kraft in –Y-Richtung wird auf das Hebelarmende 3a' des Magnetelements 3 ausgeübt. Die abgegebene Energie verursacht z. B. ein Drehmoment an dem Hebelarmende 3a' und insoweit ein mechanisch beschleunigtes Auslenken.Both sections 9a . 9b Save in the course of forcing a movement (trigger) energy until a further filling of the second mechanical energy store 9 , along with an increase in the compressive force F2 and a tensile force F3 on the Hebelarmende 3a ' the magnetic element 3 allows to leave the first rest position Y1, ie to overcome the holding force F1. By leaving the rest position Y1, the second mechanical energy storage 9 the stored energy for accelerated deflection to the magnetic element 3 leave, as the mutually adjacent ends 9a '' . 9b '' the sections 9a . 9b , against which in the course of the elastic deformation of the sections 9a . 9b worked, can now yield ( 2c ), insofar as the now free Hebelarmende 3a ' does not provide any significant resistance. A force in -Y-direction becomes on the Hebelarmende 3a ' of the magnetic element 3 exercised. The emitted energy causes z. B. a torque at the Hebelarmende 3a ' and insofar a mechanically accelerated deflection.
Mit zunehmender Auslenkung bis zur definierten Zwischenstellung bzw. Mittelstellung Y0 nimmt der erste mechanische Energiespeicher 8 durch die gegenläufigen Kreisbewegungen (entgegen gesetzter Drehsinn) von Magnetelement 3 und erstem Energiespeicher 8 zunehmend Energie auf, dargestellt durch das nunmehr stärker belastete bzw. komprimierte Federelement in 2c).With increasing deflection up to the defined intermediate position or middle position Y0, the first mechanical energy store increases 8th by the counter-rotating circular movements (opposite direction of rotation) of magnetic element 3 and first energy storage 8th increasingly energy, represented by the now more heavily loaded or compressed spring element in 2c ).
2c) zeigt die Mittelstellung Y0 des Magnetelements 3, bis zu welcher die gespeicherte Energie im ersten Energiespeicher 8 entlang des Bewegungswegs B zunimmt. Dabei wird bis zur Mittelstellung Y0, insbesondere durch den ersten mechanischen Energiespeicher 8, ein Drehmoment –M auf das Magnetelement 3 übertragen, welches gegen die Betätigungskraft Fb wirkt, 2a), 2b). Dieses Drehmoment ist in der Mittelstellung Y0 Null, M = 0, 2b), die Kraft F wirkt in Schwerpunktrichtung des Magnetelements 3. Die gespeicherte Energie des zweiten mechanischen Energiespeichers 9 ist dabei über die Mittelstellung Y0 hinaus freisetzbar, so dass die Mittelstellung Y0 leicht überwunden werden kann, dargestellt durch die noch belasteten ersten 9a und zweiten 9b Abschnitte in 2c). 2c ) shows the center position Y0 of the magnetic element 3 , up to which the stored energy in the first energy storage 8th along the movement path B increases. It is up to the middle position Y0, in particular by the first mechanical energy storage 8th , a torque -M on the magnetic element 3 transferred, which acts against the actuating force F b , 2a ) 2 B ). This torque is zero in the middle position Y0, M = 0, 2 B ), the force F acts in the direction of gravity of the magnetic element 3 , The stored energy of the second mechanical energy storage 9 is releasable beyond the middle position Y0, so that the middle position Y0 can be easily overcome, represented by the first one which is still loaded 9a and second 9b Sections in 2c ).
Wie in 2d) gezeigt kann ab der Mittelstellung Y0, insbesondere bei fortgesetzt eingeleiteter Betätigungskraft Fb bzw. einer Auslösekraft ein Drehmoment +M mittels des ersten Energiespeichers 8, i. e. mittels dessen gespeicherter Energie, auf das Magnetelement 3 übertragen werden, welches die Bewegung in die weitere, einzunehmende Ruhestellung Y2, i. e. ein Einlenken unterstützt. Dieses Drehmoment, welches in Bewegungsrichtung wirkt, wird durch die Kraft F erzeugt, welche auf das Hebelarmende 3a' einwirkt. Diese in das Magnetelement 3 ab der Mittelstellung Y0 eingetragene Energie, dargestellt durch das entlastete Federelement in 2d), unterstützt die magnetischen Anziehungskräfte F1 und führt zu einer schlagartigen Einnahme der weiteren Ruhestellung Y2 (Einlenken), vergleichbar mit dem Freilassen einer gespannten Bogensehne, und somit zu einer Induktionsspannung, welche in einer sehr hohen Energiemenge resultiert. Insbesondere im Bereich der Mittelstellung Y0 wirkt dabei eine Kraftkomponente in +X-Richtung auf das Hebelarmende 3a', welche durch den ersten Energiespeicher 8 geliefert wird.As in 2d ) can be shown from the center position Y0, in particular with continued actuation force F b or a tripping force, a torque + M means of the first energy storage 8th , ie by means of its stored energy, on the magnetic element 3 be transferred, which supports the movement in the further, to be taken rest position Y2, ie a steering. This torque, which acts in the direction of movement, is generated by the force F, which is on the Hebelarmende 3a ' acts. This in the magnetic element 3 from the center position Y0 registered energy, represented by the relieved spring element in 2d ), supports the magnetic attraction forces F1 and leads to a sudden taking of the further rest position Y2 (turning in), comparable to the release of a cocked bowstring, and thus to an induction voltage, which results in a very high amount of energy. In particular in the area of the center position Y0, a force component in the + X direction acts on the lever arm end 3a ' , which through the first energy storage 8th is delivered.
2e) zeigt einen Zustand, bei welchem der Induktionsgenerator 1 nach Erreichen der zweiten Ruhestellung Y2 weiterhin mit Betätigungsenergie beaufschlagt wird (Nachlaufweg), welche in den zweiten mechanischen Energiespeicher 9 eingeleitet wird. Einhergehend mit Einnahme der zweiten Ruhestellung Y2 können die mit dem Hebelarmende 3a' wirkverbundenen, sich gegenüberliegenden Enden 9a'', 9b'' des ersten 9a und zweiten 9b Abschnitts wiederum nicht nachgeben, so dass erneut eine elastische Verformung erfolgen kann. 2e ) shows a state in which the induction generator 1 After reaching the second rest position Y2 continues to be acted upon by actuating energy (overrun), which in the second mechanical energy storage 9 is initiated. Along with taking the second rest position Y2 can with the Hebelarmende 3a ' operatively connected, opposite ends 9a '' . 9b '' of the first 9a and second 9b In turn, do not yield the section, so that an elastic deformation can take place again.
In 2e) ist der optionale dritte mechanische Energiespeicher 10, welcher über die gesamte Betätigungsstrecke der 2a) bis e) hinweg befüllbar ist bzw. befüllt wird, i. e. durch Betätigungsenergie, maximal befüllt, dargestellt durch das komprimierte weitere Schraubenfederelement.In 2e ) is the optional third mechanical energy storage 10 , which over the entire operating distance of 2a ) to e) can be filled or filled, ie by actuating energy, maximum filled, represented by the compressed additional coil spring element.
In 2f) ist ein Zustand des zuvor betätigten Induktionsgenerators 1 gezeigt, bei welchem die Betätigungskraft Fb fortgefallen ist, d. h. die Betätigung vorüber ist und welcher mittels des optionalen dritten mechanischen Energiespeichers 10 einnehmbar ist. Der zuvor befüllte dritte mechanische Energiespeicher 10 kann sich nach Fortfall der Betätigungskraft Fb leeren und leitet seine gespeicherte Energie als Auslösekraft wiederum in den zweiten mechanischen Energiespeicher 9 ein. Der zweite mechanische Energiespeicher 9 wird in Richtung zur Ausgangsstellung Y1 verlagert (in +Y-Richtung). Dabei wird der zweite Abschnitt 9b komprimiert, während der erste Abschnitt 9a gelängt wird, i. e. der zweite mechanische Energiespeicher 9 wird wieder befüllt. Das deshalb, weil die benachbarten Enden 9a'', 9b'' unnachgiebig am Magnetelement 3 abgestützt sind, i. e. an dessen nunmehr am zweiten Schenkel 7 gehaltenen Ende 3a'.In 2f ) is a state of the previously operated induction generator 1 shown, in which the operating force F b has dropped, ie the operation is over and which by means of the optional third mechanical energy storage 10 is ingestible. The previously filled third mechanical energy storage 10 can empty after discontinuation of the actuation force F b and forwards its stored energy as a triggering force in turn into the second mechanical energy storage 9 one. The second mechanical energy storage 9 is displaced towards the starting position Y1 (in + Y direction). This will be the second section 9b compressed during the first section 9a is lengthened, ie the second mechanical energy storage 9 is refilled. That's because the adjacent ends 9a '' . 9b '' relentless on the magnetic element 3 are supported, ie at the now on the second leg 7 held end 3a ' ,
Nach Befüllen des zweiten mechanischen Energiespeichers 9 im Zuge des Erzwingens einer Rückbewegung mit Auslöseenergie, welche aus der gespeicherten Energie des dritten mechanischen Energiespeichers 10 zur Rückstellung herrührt, kann das Magnetelement 3, welches mit dem zweiten mechanischen Energiespeicher 9 wirkverbunden ist, mittels der im dritten mechanischen Energiespeicher 10 gespeicherten Energie zum Verlassen der zweiten Ruhestellung Y2 gezwungen werden. Die Haltekraft F1 wird überwunden. Nach Verlassen der Ruhestellung Y2 kann der zweite mechanische Energiespeicher 9 die gespeicherte Auslöseenergie freisetzen und eine Auslenkung in Richtung zur Mittelstellung Y0 mechanisch beschleunigen (2g)), d. h. durch Einleiten einer Kraft F2, F3 in das Hebelarmende 3a' bzw. den zugehörigen Polabschnitt 3a in +Y-Richtung. Bis zur Mittelstellung Y0 wird dabei der erste mechanische Energiespeicher 8 im Zuge einer Auslenkung wiederum befüllt, i. e. auf oben beschriebene Weise.After filling the second mechanical energy storage 9 in the course of forcing a return movement with tripping energy, which from the stored energy of the third mechanical energy storage 10 to reset, the magnetic element 3 , which with the second mechanical energy storage 9 is operatively connected, by means of the third mechanical energy storage 10 stored energy to leave the second rest position Y2 be forced. The Holding force F1 is overcome. After leaving the rest position Y2, the second mechanical energy storage 9 release the stored release energy and mechanically accelerate a deflection towards the middle position Y0 ( 2g )), ie by introducing a force F2, F3 in the Hebelarmende 3a ' or the associated pole section 3a in + Y direction. Up to the middle position Y0 is the first mechanical energy storage 8th in the course of a deflection in turn filled, ie in the manner described above.
Ab der Mittelstellung Y0 wird nunmehr die im ersten mechanischen Energiespeicher 8 gespeicherte Energie zu einem mechanisch beschleunigten Einlenken in die erste Ruhestellung Y1 an das Magnetelement 3 abgegeben, i. e. ein Drehmoment erzeugt, welches in Bewegungsrichtung wirkt.From the middle position Y0 now in the first mechanical energy storage 8th stored energy to a mechanically accelerated turning into the first rest position Y1 to the magnetic element 3 delivered, ie generates a torque which acts in the direction of movement.
2h) zeigt das in die Ausgangsruhestellung zurückgekehrte Magnetelement 3, korrespondierend mit 2a). 2h ) shows the returned to the initial rest position magnetic element 3 , corresponding to 2a ).
Mittels des anhand der 2a) bis h) gezeigten erfindungsgemäßen Induktionsgenerators und dessen geschilderter Funktionalität kann bei einer Hinbewegung von einer Y1 in die andere Y2 Ruhestellung und bei einer Rückbewegung in die eine Y1 Ruhestellung gleichermaßen eine Unterstützung der Einlenkbewegung, i. e. eine mechanische Beschleunigung des Magnetelements 3 durch die gespeicherte Energie des ersten mechanischen Energiespeichers 8, erfolgen. Mittels des ersten mechanischen Energiespeichers 8 kann insbesondere eine Kraftkomponente zur Verfügung gestellt werden, welche in X-Richtung wirkt, derart, dass ein Drehmoment in Einlenkrichtung übertragen wird. Ferner kann jeweils bereits vor einer Bewegung des Magnetelements 3 aus einer Ruhestellung Y1 bzw. Y2 Auslöseenergie im zweiten mechanischen Energiespeicher 9 gespeichert werden, welche zu einem mechanisch beschleunigten Auslenken, insbesondere in Y-Richtung, von diesem an das Magnetelement 3 abgebbar ist.By means of the 2a ) to h) induction generator according to the invention and its described functionality can in a forward movement of a Y1 in the other Y2 rest position and a return movement in the one Y1 rest position equally support the Einlenkbewegung, ie a mechanical acceleration of the magnetic element 3 by the stored energy of the first mechanical energy store 8th , respectively. By means of the first mechanical energy storage 8th In particular, it is possible to provide a force component which acts in the X direction, such that a torque is transmitted in the direction of insertion. Furthermore, each already before a movement of the magnetic element 3 from a rest position Y1 or Y2 tripping energy in the second mechanical energy storage 9 which are to a mechanically accelerated deflection, in particular in the Y direction, from this to the magnetic element 3 is deliverable.
Eine vorteilhafte und beispielhaft beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Induktionsgenerators 1, welcher von vorstehend erläuterter Funktionalität Gebrauch macht und bei welcher ein erster 8 und ein zweiter 9 mechanischer Energiespeicher sowie ein optionaler dritter mechanischer Energiespeicher 10 vorgesehen sind, zeigt z. B. 1.An advantageous and exemplified embodiment of the induction generator according to the invention 1 which makes use of the above-explained functionality and in which a first 8th and a second one 9 mechanical energy storage and an optional third mechanical energy storage 10 are provided, z. B. 1 ,
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist das Magnetelement 3 mittels eines quaderförmigen Dauermagneten gebildet, auf dessen beiden Pol-Seiten N, S je ein quaderförmiger Polschuh 11, 12 zur Bildung der Polabschnitte 3a, 3b aufgesetzt ist (z. B. 1, 4). Alle Komponenten des Magnetelements 3 sind z. B. in Kunststoff gefasst, z. B. umspritzt. An einem derartigen Kunststoffgehäuse bzw. an dem Magnetelement 3 befinden sich z. B. beidseitig mittig jeweils ein Drehzapfen 13, welche zusammen die Drehachse A definieren und welche in einem Lager 14 des Magnetelements 3 zur drehbeweglichen Lagerung des Magnetelements 3 führbar sind. Die Drehzapfen 13 sind z. B. in der Lagerschale verrastet.At the in 1 the embodiment shown is the magnetic element 3 formed by a cuboid permanent magnet, on whose two pole sides N, S depending a cuboid pole piece 11 . 12 to form the pole sections 3a . 3b is attached (eg 1 . 4 ). All components of the magnetic element 3 are z. B. taken in plastic, z. B. overmoulded. On such a plastic housing or on the magnetic element 3 are z. B. on both sides in the middle in each case a pivot 13 , which together define the axis of rotation A and which in a warehouse 14 of the magnetic element 3 for rotatably supporting the magnetic element 3 are feasible. The pivots 13 are z. B. locked in the bearing shell.
Das Magnetelement 3 ist zwischen den Schenkeln 6, 7 verschwenkbar angeordnet, i. e. zwischen den Ruhestellungen Y1, Y2. Die Drehachse A erstreckt sich in Z-Richtung zwischen den Schenkeln 6, 7. Eine Krafteinleitung (Auslöseenergie) in das Magnetelement 3 mittels des zweiten mechanischen Energiespeichers 9 ist an einem Eingriffs- bzw. Hebelarmende 3a' vorgesehen, welches zur Induktionsspule 4 benachbart ist. In der ersten Ruhestellung Y1 liegt der das Hebelarmende 3a' ausbildende Polabschnitt 3a am ersten Schenkel 6 (oberer Schenkel in 1) an, so dass das Magnetelement 3 durch Einleitung einer Auslösekraft in –Y-Richtung in das Ende 3a' aus der gezeigten Ruhestellung Y1 auslenkbar ist, und durch Einleitung einer Kraft in +Y-Richtung am Hebelarmende 3a' bzw. am zugehörigen Polabschnitt 3a (mit Versatz in X-Richtung zur Drehachse A) aus der Ruhestellung Y2 zurück in die erste Ruhestellung Y1 bringbar ist.The magnetic element 3 is between the thighs 6 . 7 pivotally arranged, ie between the rest positions Y1, Y2. The axis of rotation A extends in the Z direction between the legs 6 . 7 , A force (trigger energy) in the magnetic element 3 by means of the second mechanical energy store 9 is at an engagement or Hebelarmende 3a ' provided, which to the induction coil 4 is adjacent. In the first rest position Y1 is the Hebelarmende 3a ' forming pole section 3a on the first leg 6 (upper thigh in 1 ), so that the magnetic element 3 by initiating a triggering force in -Y direction in the end 3a ' from the rest position shown Y1 is deflected, and by introducing a force in the + Y direction at the Hebelarmende 3a ' or at the associated pole section 3a (With offset in the X direction to the axis of rotation A) from the rest position Y2 back into the first rest position Y1 can be brought.
Das Magnetelement 3 weist zur Verbindung mit den mechanischen Energiespeichern 8 bzw. 9, mittels derer eine Krafteinleitung am Hebelarmende 3a' vorgesehen ist, mindestens ein Anlenkelement 15 auf, z. B. einen Zapfen, welches z. B. mit einem korrespondierenden Anlenkelement 16 eines mechanischen Energiespeichers 8 bzw. 9 zur Anlenkung zusammenwirken kann.The magnetic element 3 indicates the connection with the mechanical energy storage 8th respectively. 9 , By means of which an introduction of force at Hebelarmende 3a ' is provided, at least one hinge element 15 on, z. B. a pin, which z. B. with a corresponding hinge element 16 a mechanical energy store 8th respectively. 9 can interact for articulation.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der erste mechanische Energiespeicher 8 zusammen mit dem zweiten mechanischen Energiespeicher 9 sowie dem dritten mechanischen Energiespeicher 10 integral in einem einstückigen blattförmigen federelastisch verformbaren Element 17 gebildet. Das federelastisch verformbare Element 17 bildet den Betätiger des Induktionsgenerators 1. Das federelastisch verformbare Element 17 ist zum Beispiel als Stanzbiegebauteil aus einem Federmaterial, z. B. einem Blechstreifen, kostengünstig als blattförmiges Federelement gefertigt.At the in 1 Shown embodiment, the first mechanical energy storage 8th together with the second mechanical energy storage 9 and the third mechanical energy storage 10 integral in a one-piece sheet-like resiliently deformable element 17 educated. The elastically deformable element 17 forms the actuator of the induction generator 1 , The elastically deformable element 17 is for example as a punching bending component of a spring material, for. B. a metal strip, inexpensively manufactured as a leaf-shaped spring element.
Das federelastisch verformbare Element 17 gemäß 1 ist erfindungsgemäß insbesondere bügelförmig gebildet, wobei auch eine L-Form denkbar ist. Ein erster, federelastischer Endabschnitt 17a des federelastisch verformbaren Elements 17 bildet den ersten 8 als auch den zweiten 9 mechanischen Energiespeicher aus und ist an dem Anlenkelement 15 des Magnetelements 3 z. B. mittels des korrespondierenden Anlenkelements 16 angelenkt. Ein zweiter Endabschnitt 17b des federelastisch verformbaren Elements 17 ist an der Induktionsspule 4 relativ zu dieser ortsfest fixiert, z. B. steckverbunden oder verrastet und ermöglicht eine Abstützung für das federelastisch verformbare Element 17 an der Induktionsspule 4.The elastically deformable element 17 according to 1 is inventively formed in particular bow-shaped, with an L-shape is conceivable. A first, elastic end section 17a of the elastically deformable element 17 makes the first one 8th as well as the second 9 mechanical energy storage and is on the hinge element 15 of the magnetic element 3 z. B. by means of corresponding coupling element 16 hinged. A second end section 17b of the elastically deformable element 17 is at the induction coil 4 fixed relative to this stationary, z. B. plugged or locked and allows a support for the resiliently deformable element 17 at the induction coil 4 ,
Zwischen den ersten 17a und zweiten 17b Endabschnitten erstreckt sich ein Stegelement 17c des federelastisch verformbaren Elements 17 in im Wesentlichen X-Richtung, i. e. in Richtung der Schenkellängserstreckung, wobei mittels des Stegelements 17c bzw. Stegs der dritte mechanische Energiespeicher 10 gebildet ist. Am Stegelement 17c ist ein Krafteinleitungsbereich 17d zur Einleitung einer Auslösekraft in Form der Betätigungskraft Fb in –Y-Richtung vorgesehen, insbesondere z. B. benachbart zum ersten Endabschnitt 17a. Zur Krafteinleitung in den Krafteinleitungsbereich 17d ist an dem Stegelement 17c z. B. eine Zunge 17e angeformt, z. B. integral damit gebildet, welche mit einer Betätigungsvorrichtung eines Funkschalters 2 zusammen wirken kann, i. e. zur Druckbetätigung. Die Zunge 17e kann alternativ entfallen.Between the first 17a and second 17b End sections extends a web element 17c of the elastically deformable element 17 in the substantially X-direction, ie in the direction of the limb longitudinal extension, wherein by means of the rod element 17c or web of the third mechanical energy storage 10 is formed. At the bridge element 17c is a force application area 17d provided for initiation of a release force in the form of the actuating force F b in the -Y direction, in particular z. B. adjacent to the first end portion 17a , For introducing force into the force application area 17d is on the web element 17c z. As a tongue 17e molded, z. B. integral therewith, which with an actuator of a radio switch 2 can work together, ie the pressure operation. The tongue 17e may be omitted alternatively.
Der erste Endabschnitt 17a des federelastisch verformbaren Elements 17 erstreckt sich erfindungsgemäß von dem Hebelarmende 3a' zu dem Krafteinleitungsbereich 17d des Stegelements 17 in +X und +Y-Richtung von dem Eingriffsende 3a' weg, z. B. unter Einschluss eines spitzen Winkels mit der Längserstreckungsrichtung des Schenkels 6. Ein erstes Ende 17a' des ersten Endabschnitts 17a ist an dem Magnetelement 3 angelenkt, ein zweites Ende 17a'' integral mit einem ersten Ende 17c' des Stegelements 17c gebildet, welches zu dem Krafteinleitungsbereich 17d benachbart ist. Das Stegelement 17c erstreckt sich im Wesentlichen von seinem ersten Ende 17c' in +X-Richtung zu einem weiteren Ende 17c'', welches von dem Magnetelement 3 entfernt und mit dem zweiten Endabschnitt 17b verbunden ist. Dabei ist das Stegelement 17c mittels des zweiten Endabschnitts 17b an der Induktionsspule 4 abgestützt, welcher sich in –Y-Richtung davon wegerstreckt.The first end section 17a of the elastically deformable element 17 extends according to the invention of the Hebelarmende 3a ' to the force application area 17d of the posture 17 in + X and + Y direction from the engagement end 3a ' away, z. B. including an acute angle with the longitudinal direction of the leg 6 , A first end 17a ' of the first end section 17a is on the magnetic element 3 hinged, a second end 17a '' integral with a first end 17c ' of the posture 17c formed, which is the force introduction area 17d is adjacent. The web element 17c essentially extends from its first end 17c ' in the + X direction to another end 17c '' , which of the magnetic element 3 removed and with the second end portion 17b connected is. Here is the web element 17c by means of the second end portion 17b at the induction coil 4 supported, which extends in -Y-direction of it.
Im Zuge des Einleitens einer Betätigungskraft Fb in –Y-Richtung in den Krafteinleitungsbereich 17d, i. e. im Zuge des Erzwingens einer Bewegung des Magnetelements 3, erfahren zunächst sowohl der Steg 17c, ggf. in Verbindung mit dem zweiten Endabschnitt 17b, als auch der damit verbundene erste Endabschnitt 17a eine Belastung und werden folglich jeweils federelastisch verformt, entsprechend einer Energiespeicherung im zweiten 9 und dritten 10 mechanischen Energiespeicher. Das integral gebildete Ende von Stegelement 17c und erstem Abschnitt 17a, welcher als zweiter Energiespeicher 9 wirkt, wird dabei in –Y-Richtung gedrängt, i. e. eine Auslösekraft in den zweiten Energiespeicher 9 eingeleitet. Für den ersten Abschnitt 17a bedeutet dass, dass das zweite Ende 17a'' in –Y-Richtung gegen das erste Ende 17a' des ersten Abschnitts 17a gedrängt wird, so dass der erste Abschnitt 17a eine Biegung (im Mittenbereich) erfährt, welche nachfolgend die Freisetzung einer Kraft in –Y-Richtung ermöglicht, sobald das Magnetelement aus der Ruhestellung Y1 ausgelenkt ist.In the course of introducing an actuating force F b in the -Y direction in the force application area 17d ie in the course of forcing a movement of the magnetic element 3 , first learn both the jetty 17c , possibly in conjunction with the second end portion 17b , as well as the associated first end section 17a a load and are therefore each resiliently deformed, according to an energy storage in the second 9 and third 10 mechanical energy storage. The integrally formed end of web element 17c and first section 17a , which as a second energy storage 9 acts, it is pushed in the -Y direction, ie a triggering force in the second energy storage 9 initiated. For the first section 17a that means that the second end 17a '' in -Y direction towards the first end 17a ' of the first section 17a is crowded, leaving the first section 17a undergoes a bending (in the center region), which subsequently allows the release of a force in -Y direction as soon as the magnetic element is deflected from the rest position Y1.
Eine elastische Verformung (Biegung) des ersten Abschnitts 17a erfolgt solange, bis die zunehmende Biegesteifigkeit, korrespondierend mit einer zunehmenden Befüllung des zweiten mechanischen Energiespeichers 9, bewirkt, bei fortgesetzter Auslösekrafteinleitung vermehrt Kraft auf das an dem ersten Endabschnitt 17a angelenkte Magnetelement 3 durch den ersten Abschnitt 17a ausüben zu können. Erfindungsgemäß ist das federelastisch verformbare Element 17 insbesondere derart ausgebildet, dass das Erreichen eines bestimmten Energieniveaus im zweiten mechanischen Energiespeicher 9 vor einem Lösen des Magnetelements 3 von den Schenkeln 6, 7 ermöglicht ist.An elastic deformation (bending) of the first section 17a takes place until the increasing bending stiffness, corresponding to an increasing filling of the second mechanical energy storage 9 , causes increased force on the at the first end portion with continued triggering force introduction 17a hinged magnetic element 3 through the first section 17a to be able to exercise. According to the invention is the resilient deformable element 17 in particular designed such that the achievement of a certain energy level in the second mechanical energy storage 9 before a release of the magnetic element 3 from the thighs 6 . 7 is possible.
Sobald die nunmehr auf das Magnetelement 3 verstärkt einwirkende Betätigungskraft Fb ausreicht, das Magnetelement 3 von den Schenkeln 6, 7 zu lösen, i. e. die Ausgangsruhestellung Y1 zu verlassen, löst sich das Magnetelement 3 von den Schenkeln 6, 7, i. e. aus der ersten Ruhestellung Y1, wobei der mittels des ersten Endabschnitts 17a gebildete zweite mechanische Energiespeicher 9 gemäß der anhand der 2a) bis h) geschilderten Funktionalität zur beschleunigten Auslenkung gespeicherte Energie an das Magnetelement 3 abgibt, i. e. sich der erste Endabschnitt 17a entlastet.Once the now on the magnetic element 3 amplified acting actuating force F b is sufficient, the magnetic element 3 from the thighs 6 . 7 To solve, ie leave the home rest position Y1, the magnetic element dissolves 3 from the thighs 6 . 7 , ie from the first rest position Y1, wherein the means of the first end portion 17a formed second mechanical energy storage 9 according to the 2a ) to h) described functionality for accelerated deflection stored energy to the magnetic element 3 emits, ie the first end section 17a relieved.
Der erste Endabschnitt 17a, nunmehr in seiner Eigenschaft als erster mechanischer Energiespeicher 8, speichert ab Verlassen der ersten Ruhestellung Y1 des Magnetelements 3 bis zum Erreichen der Mittelstellung Y0 nunmehr weiter Energie, insbesondere durch Verlagerung seines ersten Endes 17a' in Richtung zum zweiten Endabschnitt 17b (+X-Richtung) während das zweite Ende 17b'' in +X-Richtung kaum verlagert wird. Die Biegung bzw. elastische Verformung erfolgt durch die Bewegung des ersten Endes 17a' auf einer Kreisbahn zusammen mit dem angelenkten Ende 3a' des Magnetelements 3, während das zweite Ende 17a'' bei einem Wechsel der Ruhestellung Y1 nach Y2 und umgekehrt im Wesentlichen lediglich linear verlagert wird (Y-Richtung). Ab der Mittelstellung Y0 ist die gespeicherte Energie des ersten Energiespeichers 8 bei einer weiteren Drehbewegung des Magnetelements 3 zu einem mechanisch beschleunigten Einlenken des damit wirkverbundenen Magnetelements 3 freisetzbar, i. e. im Zuge einer nunmehr möglichen Entlastung, insbesondere durch Rückbiegung korrespondierend mit der Freisetzung einer Kraft in –X-Richtung, welche ein Drehmoment am Magnetelement 3 in Bewegungsrichtung erzeugt.The first end section 17a , now in its capacity as the first mechanical energy storage 8th , stores from leaving the first rest position Y1 of the magnetic element 3 until reaching the middle position Y0 now continues to energy, in particular by shifting its first end 17a ' toward the second end portion 17b (+ X direction) while the second end 17b '' is hardly displaced in the + X direction. The bending or elastic deformation takes place by the movement of the first end 17a ' on a circular path together with the hinged end 3a ' of the magnetic element 3 while the second end 17a '' is changed substantially only linearly when changing the rest position Y1 to Y2 and vice versa (Y direction). From the middle position Y0 is the stored energy of the first energy storage 8th in a further rotational movement of the magnetic element 3 to a mechanically accelerated turning in of the magnet element operatively connected thereto 3 releasable, ie in the course of a now possible relief, in particular by backward bending corresponding to the release of a force in the -X direction, which a torque on the magnetic element 3 generated in the direction of movement.
Der dritte mechanische Energiespeicher 10, welcher mittels des Stegelements 17c gebildet ist, wird während der Bewegung in die zweite Ruhestellung Y2 zunehmend befüllt, i. e. dadurch, dass der Steg 17c, ggf. in Verbindung mit dem zweiten Endabschnitt 17b, zunehmend federelastisch verformt wird. Das erste, integral mit dem zweiten Ende 17a'' des ersten Abschnitts 17a gebildete Stegende 17c' wird während der Bewegung in die zweite Ruhestellung Y2 zunehmend in –Y-Richtung verlagert, während das zweite Ende 17c'' positionsstabil bleibt, so dass der Steg 17c eine zunehmende Biegung erfährt (Energiespeicherung). Bei dem in 1 gezeigten Induktionsgenerator 1 wird dabei der Krafteinleitungsbereich 17d in –Y-Richtung gedrängt.The third mechanical energy storage 10 , which by means of the bar element 17c is formed, during the movement in the second rest position Y2 increasingly filled, ie the fact that the web 17c , possibly in conjunction with the second end portion 17b , increasingly resiliently deformed. The first, integral with the second end 17a '' of the first section 17a formed bridge end 17c ' is increasingly displaced in -Y-direction during the movement to the second rest position Y2, while the second end 17c '' stable position, leaving the bridge 17c an increasing bending experiences (energy storage). At the in 1 shown induction generator 1 is thereby the force introduction area 17d pushed in -Y direction.
Sobald die Betätigungskraft Fb fortfällt, kann der dritte mechanische Energiespeicher 10, welcher insbesondere zusätzlich eine Vorspannkraft bereitstellt, welche auf die Einnahme der ersten Ruhestellung Y1 hinwirkt, mittels des zweiten mechanischen Energiespeichers 9 das Magnetelement 3 durch nunmehr freisetzbare, gespeicherte Energie von der zweiten Ruhestellung Y2 in die erste Ausgangsruhestellung Y1 zurückführen, i. e. durch Entlastung bzw. Rückbiegung. Vor einer Rückbewegung und/oder im Zuge einer Rückbewegung wird der erste Endabschnitt 17a dabei insbesondere im Vergleich zur Bewegung aus der Ausgangsstellung Y1 entgegen gesetzt gebogen, i. e. zunächst bis die Haltekraft F1 überwunden ist (in einem Mittenbereich; zweiter mechanischer Energiespeicher 9) und anschließend bis zur Mittelstellung Y0 (über seine Länge; erster mechanischer Energiespeicher).As soon as the actuating force F b disappears, the third mechanical energy store can 10 , which in particular additionally provides a biasing force, which acts on the assumption of the first rest position Y1, by means of the second mechanical energy storage 9 the magnetic element 3 by now releasable, stored energy from the second rest position Y2 back to the first home rest position Y1, ie by relief or back bending. Before a return movement and / or in the course of a return movement, the first end portion 17a In this case, in particular in comparison to the movement from the initial position Y1, it is bent in the opposite direction, that is, until the holding force F1 has been overcome (in a central region, second mechanical energy store) 9 ) and then to the middle position Y0 (over its length, first mechanical energy storage).
Ab Verlassen der zweiten Ruhestellung Y2 wird wiederum Energie von dem zweiten Energiespeicher 9 zu einem beschleunigten Auslenken freigesetzt (gespeicherte Auslöseenergie), ab der Mittelstellung Y0 Energie zu einem beschleunigten Einlenken (in X-Richtung) von dem weiteren, ersten Energiespeicher 8, welche jeweils an das Magnetelement 3 abgegeben wird.From leaving the second rest position Y2 is in turn energy from the second energy storage 9 released to an accelerated deflection (stored release energy), from the center position Y0 energy to an accelerated turning (in the X direction) of the other, first energy storage 8th , which in each case to the magnetic element 3 is delivered.
Der erste Endabschnitt 17a des federelastisch verformbaren Elements 17 ist insbesondere in Form mindestens eines Federarms 18 gebildet, vorliegend insbesondere in Form zweier Federarme 18, welche z. B. jeweils stäbchenförmig bzw. zinkenförmig gebildet sein können. Diese können beidseitig des Magnetelements 3 zum Zwecke einer gleichmäßigen Krafteinleitung entlang der Drehachse A angelenkt sein.The first end section 17a of the elastically deformable element 17 is in particular in the form of at least one spring arm 18 formed, present in particular in the form of two spring arms 18 which z. B. each may be formed rod-shaped or tine-shaped. These can be on both sides of the magnetic element 3 be articulated along the axis of rotation A for the purpose of a uniform introduction of force.
Alternativ kann zur Bildung eines Induktionsgenerators 1 bzw. eines Funkschalters 2, welcher keine Rückstellung des Magnetelements 3 aus der zweiten Ruhestellung Y2 durch einen dritten mechanischen Energiespeicher 10 vorsieht, i. e. eines bistabilen Induktionsgenerators 1, der optionale dritte mechanische Energiespeicher 10 entfallen, wobei stattdessen z. B. ein starres Element, welches an der Induktionsspule 4 gelenkig abgestützt ist, vorgesehen sein kann, wobei das starre Element integral mit dem ersten Endabschnitt 17a gebildet sein kann. Ferner kann z. B. der Steg 17c direkt an einer Abstützvorrichtung der Induktionsspule 4 abgestützt sein, derart, dass der zweite Endabschnitt 17b entbehrlich ist.Alternatively, to form an induction generator 1 or a radio switch 2 , which does not return the magnetic element 3 from the second rest position Y2 by a third mechanical energy storage 10 provides, ie a bistable induction generator 1 , the optional third mechanical energy storage 10 omitted, instead z. B. a rigid element, which on the induction coil 4 is hinged, may be provided, wherein the rigid element is integral with the first end portion 17a can be formed. Furthermore, z. B. the bridge 17c directly on a supporting device of the induction coil 4 be supported, such that the second end portion 17b is dispensable.
5 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Magnetelement 3, welches mit den Schenkeln 6, 7 eines erfindungsgemäßen Induktionsgenerators 1 drehbeweglich zusammenwirkt. Das Magnetelement 3 bildet mittels zweier Polschuhe 11', 12' drei zueinander benachbarte Polabschnitte 3a, 3b, 3c unterschiedlicher Polarität N, S aus. Die Anschlagselemente werden dabei durch den Polschuh 11 gebildet, welche bei einer Drehbewegung mit den Schenkeln 6, 7 zur Definition des Bewegungsumfangs zusammenwirken. 5 shows a further inventive magnetic element 3 , which with the thighs 6 . 7 an induction generator according to the invention 1 rotatable cooperates. The magnetic element 3 forms by means of two pole shoes 11 ' . 12 ' three mutually adjacent pole sections 3a . 3b . 3c different polarity N, S out. The stop elements are thereby through the pole piece 11 formed, which in a rotational movement with the legs 6 . 7 interact to define the range of motion.
Der erfindungsgemäße Induktionsgenerator 1 kann eine mit dem Spulenkern 5 zusammenwirkende Induktionsspule 4 aufweisen (1) oder zwei Induktionsspulen 4, welche vorzugsweise benachbart zueinander angeordnet sind und in welche jeweils ein Schenkel 6, 7 des U-förmigen Spulenkerns 5 derart eingebracht ist, dass das Magnetelement 3 an den Schenkeln 6, 7 zur Anlage gelangen kann. Der erfindungsgemäß integral gebildete erste 8 und zweite 9 und ggf. dritte 10 Energiespeicher, insbesondere in Form des als Federbügel gebildeten federelastisch verformbaren Elements 17, kann dabei dazu genutzt werden, dass Magnetelement 3 mit der Induktionsspule 4 zu einem einstückig ausgebildeten Modul zusammenzufügen. Dazu wird der Federbügel 17 sowohl an dem Magnetelement 3 als auch der Induktionsspule 4, z. B. an deren Spulenkörper 4a, fixiert. Das so gebildete Modul besteht ausschließlich aus dem Federbügel 17, der Induktionsspule 4 mit dem Spulenkern 5 und dem Magnetelement 3.The induction generator according to the invention 1 can one with the spool core 5 cooperating induction coil 4 exhibit ( 1 ) or two induction coils 4 which are preferably arranged adjacent to each other and in each of which a leg 6 . 7 of the U-shaped spool core 5 is introduced such that the magnetic element 3 on the thighs 6 . 7 can get to the plant. The inventively integrally formed first 8th and second 9 and possibly third 10 Energy storage, in particular in the form of the spring-deformable element formed as a spring clip 17 , can be used to magnet element 3 with the induction coil 4 to assemble into a one-piece module. This is the spring clip 17 both on the magnetic element 3 as well as the induction coil 4 , z. B. at the bobbin 4a , fixed. The module thus formed consists exclusively of the spring clip 17 , the induction coil 4 with the spool core 5 and the magnetic element 3 ,
Der Induktionsgenerator 1 ist erfindungsgemäß derart konzipiert, dass der Umschaltpunkt, entsprechend einer Bewegungseinleitung des Magnetelements 3, nur durch einen bestimmten Kraftbetrag, welcher im zweiten Energiespeicher 9 aufgebaut wird, bestimmt wird. Der Kraftbetrag kann dabei bedingt durch Fertigungstoleranzen an den Einzelteilen bzw. Magnetkraft-Reibkraftstreuung schwanken, wodurch eine Schaltpunktungenauigkeit möglich wird.The induction generator 1 According to the invention is designed such that the switching point, corresponding to a movement initiation of the magnetic element 3 , only by a certain amount of force, which in the second energy storage 9 is determined, is determined. The amount of force can fluctuate due to manufacturing tolerances on the items or magnetic force Reibkraftstreuung, making a switching point inaccuracy is possible.
Um die Schaltpunktgenauigkeit zu erhöhen, kann der Induktionsgenerator 1 derart ausgelegt werden, dass bei einer Betätigung auf einem definierten Weg (= Schaltpunkt) im zweiten mechanischen Energiespeicher 9 z. B. nur 90% der zum Umschalten erforderlichen Kraft gespeichert werden. Die letzten 10% der Kraft können durch eine Direktbetätigung des Magnetelementes 3 zugefügt werden.To increase the switching point accuracy, the induction generator can 1 be designed so that when actuated on a defined way (= switching point) in the second mechanical energy storage 9 z. B. only 90% of the force required for switching stored. The last 10% of the force can be achieved by a direct actuation of the magnetic element 3 be added.
Konstruktiv kann dies z. B. so realisiert werden, dass z. B. von dem Krafteinleitungselement 17e, insbesondere einem oberen Ende, ein starrer Steg in die Richtung des Magnetelements 3 ausgebildet ist, der nach einem definierten Weg, korrespondierend mit einer elastischen Verformung des Federelements 17, direkt auf das Magnetelement 3 drückt und bei einer weiteren Betätigung dieses in Bewegung setzt.Constructively, this z. B. be realized so that z. B. from the force application element 17e , in particular an upper end, a rigid web in the direction of the magnetic element 3 is formed, according to a defined path, corresponding to an elastic deformation of the spring element 17 , directly on the magnetic element 3 press and on another actuation sets this in motion.
Der erfindungsgemäße Induktionsgenerator 1 ist zum Beispiel zur Bildung eines Funkschalters 2 gemäß 6 vorgesehen, welcher eine Senderbaugruppe 19 und eine Antennenbaugruppe 20 mit einer Antenne aufweist. Der Induktionsgenerator 1 ist dabei z. B. mittels eines Kontaktelements 21 zur Energieabgabe an die Senderbaugruppe 19 mit dieser elektrisch kontaktierend verbunden, z. B. steckverbunden. Der Induktionsgenerator 1 kann z. B. mittels eines Bedienelements 22 des Funkschalters 2, welches mit dem Krafteinleitungselement 17e zusammen wirkt, betätigt werden, i. e. durch Krafteinleitung in das Bedienelement 22 bzw. in das Krafteinleitungselement 16 in –Y-Richtung.The induction generator according to the invention 1 is for example to form a radio switch 2 according to 6 provided, which a transmitter module 19 and an antenna assembly 20 having an antenna. The induction generator 1 is z. B. by means of a contact element 21 for energy delivery to the transmitter module 19 connected to this electrically contacting, z. B. plugged. The induction generator 1 can z. B. by means of an operating element 22 of the radio switch 2 , which with the force introduction element 17e acts together, be operated, ie by force into the control 22 or in the force introduction element 16 in -Y direction.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
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Induktionsgeneratorinduction generator
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22
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Funkschalterradio switch
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33
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Magnetelementmagnetic element
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3a, 3b, 3c3a, 3b, 3c
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Polabschnittepole sections
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3a', 3b'3a ', 3b'
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Enden MagnetelementEnds magnetic element
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44
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Induktionsspuleinduction coil
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4a4a
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Spulenkörperbobbins
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55
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U-förmiger SpulenkernU-shaped coil core
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66
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erster Schenkelfirst leg
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77
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zweiter Schenkelsecond leg
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88th
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erster mechanischer Energiespeicherfirst mechanical energy storage
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99
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zweiter mechanischer Energiespeichersecond mechanical energy storage
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9a9a
-
erster Abschnitt 10 first section 10
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9a'9a '
-
erstes Ende 9a first end 9a
-
9a''9a ''
-
zweites Ende 9a second end 9a
-
9b9b
-
zweiter Abschnitt 10 second part 10
-
9b'9b '
-
erstes Ende 9b first end 9b
-
9b''9b ''
-
zweites Ende 9b second end 9b
-
1010
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dritter mechanischer Energiespeicherthird mechanical energy storage
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11, 11'11, 11 '
-
Polschuhpole
-
12, 12'12, 12 '
-
Polschuhpole
-
1313
-
Drehzapfenpivot
-
1414
-
Lagercamp
-
1515
-
Anlenkelement 3 articulation element 3
-
1616
-
Anlenkelementarticulation element
-
1717
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federelastisch verformbares Elementresiliently deformable element
-
17a17a
-
erster Abschnitt 17 first section 17
-
17b17b
-
zweiter Abschnitt 17 second part 17
-
17c17c
-
Stegelementweb element
-
17a'17a '
-
erstes Ende 17a first end 17a
-
17a''17a ''
-
zweites Ende 17a second end 17a
-
17c'17c '
-
erstes Ende 17c first end 17c
-
17c''17c ''
-
zweites Ende 17c second end 17c
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17d17d
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KrafteinleitungsbereichForce application area
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17e17e
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Zungetongue
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1818
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Federarmspring arm
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1919
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Senderbaugruppetransmitter assembly
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2020
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Antennenbaugruppeantenna assembly
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2121
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Kontaktelementcontact element
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2222
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Bedienelementoperating element
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AA
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Achseaxis
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BB
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kreisbogenförmiger Bewegungswegarcuate motion path
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Fb F b
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Betätigungskraftoperating force
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X, Y, ZX, Y, Z
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Richtungendirections
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Y1Y1
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AusgangsruhestellungStarting rest position
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Y2Y2
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zweite Ruhestellungsecond resting position
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 10125059 A1 [0003] DE 10125059 A1 [0003]
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US 3693033 [0004] US 3693033 [0004]
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DE 10315765 B4 [0005] DE 10315765 B4 [0005]
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DE 19852470 A1 [0006] DE 19852470 A1 [0006]
