DE883173C - Doppelt wirkender elektromagnetischer Vibrationsmotor - Google Patents

Description

• Doppelt wirkender elektromagnetischer Vibrationsmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Vibrationsmotor zum Antrieb von Vibrationssieben, Förderern und anderen Vibrationsapparaten. Der Motor ist im wesentlichen durch zwei oder mehrere einander gegenübergestellte Elektromagneten gekennzeichnet, die mittels federnder Elemente mit einem Anker verbunden sind, der durch die Magneten wechselweise betätigt wird, so daß im System harmonische Vibrationen erzeugt werden.
• Die Ausfiihrung der Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung an einigen Beispielen erläutert. In Fig. 1 ist die grundsätzliche Anordnung vorbekannter Magnetvibratoren mit gegenseitig federnd verbundenem Magneten und Anker gezeigt; Fig. 2 zeigt in ähnlicher Weise die grundsätzliche Anordnung eines Vibrationsmotors gemäß der Erfindung; Fig. 3 und 4 sind eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, bzw. eine Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motors; Fig. 5 ist ein Schaltungsschema eines Vibrationsmotors gemäß der Erfindung.
• Bei der in Fig. I gezeigten vorbekannten Anordnung sind zwei schwingende Systeme I, 2 mittels Federn 3 miteinander verbunden. Das aus zwei schwingenden Massen zusammengesetzte System, von denen System 1 mit dem Elektromagneten 4 und System 2 mit dem Anker des Magneten fest verbunden sind, hat eine - gewisse Eigenschwingungszahl, die durch die Größe der Massen sowie die Federkonstanten bestimmt wird.
• Zwecks Erreichen der größtmöglichen Vibrationsleistung, also der größten Amplitude, soll die Eigenschwingungszahl des Systems mit der Frequenz der Impulskraft, die die Schwingung erzeugt, übereinstimmen. Es handelt sich somit hier um die Frequenz der durch den Strom in dem mit dem System 1 fest verbundenen Magneten 4 erzeugten magnetischen Kräfte, die den mit dem System 2 fest verbundenen Anker betätigen.
• Zwecks Erzielung des größtmöglichen Wirkungsgrades des Systems soll die Stärke des Magnetfeldes mit der Bewegung des schwingenden Systems möglichst in der gleichen Weise variieren.
• Diese Bewegung ist praktisch eine einfache Sinuswelle.
• Wenn der Elektromagnet 4, der bei den vorbekannten Systemen aus ein oder mehreren an der gleichen Seite des Ankers angebrachten, parallel arbeitenden Magneten besteht, durch Wechselstrom gespeist wird, erhält man eine durch Hysterese mehr oder weniger deformierte, in ihrer allgemeinen Form sinusartige Variation des Magnetfeldes, die sich somit an die Form, die die Schwingungskurve des mechanischen Systems besitzt, mehr oder weniger anschließt. Da der Anker jedesmal unmagnetisiert wird, wenn der Erregerstrom des Magneten sein Vorzeichen ändert, wird indessen die magnetische Feldstärke nicht eine mehr oder weniger sinusförmige Welle um eine mit der mechanischen Schwingung zusammenfallende Gleichgewichtslage beschreiben, sondern die Feldstärke erhält einen Verlauf, der im wesentlichen als eine Reihe unmittelbar aufeinander folgender Halbwellen charakterisiert werden kann.
• Wegen der mehr oder weniger ausgeprägten Diskontinuität einer derartigen Kurve wird der Anschluß an die mechanische Schwingungskurve immer unvollständig und somit der Wirkungsgrad schlecht.
• Durch Abschneiden jeder zweiten dieser Halbwellen, z. B. durch Speisen des Elektromagneten mit pulsierendem Gleichstrom, der durch Halbwellengleichrichtung eines gewöhnlichen Wechselstroms erzeugt wird, kann man zwar eine bessere Harmonie zwischen Magnetfeldstärke und mechanischer Schwingung erhalten, gleichzeitig wird aber die Anzahl derjenigen Impulse auf die Hälfte herabgesetzt, denen das schwingende System ausgesetzt wird, und zwar dadurch, daß die Stärke des Magnetfeldes während jeder zweiten Halbperiode die ganze Zeit gleich Null ist.
• Dadurch, daß erfindungsgemäß zwei oder mehrere Magneten paarweise entgegengesetzt und an je einen Gleichrichter derart gekuppelt angeordnet werden, daß während der ersten Halbperiode der eine Magnet dem System eine Impulskraft in der einen Richtung und während der anderen Halbperiode der andere Magnet eine Impulskraft in der entgegengesetzten Richtung liefert, werden die obenerwähnten Nachteile, die mit der Verwendung eines einseitigen Magnetsystems verbunden sind, beseitigt; gleichgültig, ob dieses System durch Wechselstrom oder pulsierenden Gleichstrom gespeist wird. Die Wirkung wird hierbei im wesentlichen die gleiche sein, als wären zwei mit pulsierendem Gleichstrom gespeiste Magnetsysteme derart in Phasenübereinstimmung gebracht, daß die positiven Halbwellen des einen Systems die negativen des anderen Systems ergänzen, so daß ein zusammenhängendes, sinusförmig variierendes magnetisches Kraftfeld gebildet wird, was, wie oben dargetan, mit einem einzigen, durch Wechselstrom gespeisten Magneten nicht erreicht werden kann. Hierdurch werden gegenüber dem durch Wechselstrom gespeisten einseitigen System nicht nur die obenerwähnten Vorteile, sondern auch der zusätzliche Vorteil erzielt, daß eine harmonische Impulswirkung auf die Schwingungskurve bei jeder Halbwelle derselben statt bei jeder zweiten eintritt. Die grundsätzliche Anordnung des erfindungsgemäßen Vihrationsmotors geht aus Fig. 2 hervor.
• Eine geeignete Ausführungsform der Erfindung ist die in Fig. 3 und 4 gezeigte. Der ganze Vibrationsmotor ist in diesem Fall dazu bestimmt, mittels Bolzen durch in der Ankerbrücke 2 vorgesehene Bolzenlöcher in einer Bügelvorrichtung des zu vibrierenden Apparats befestigt zu werden.
• An dieser Brücke sind die Anker der vier Elektromagneten 4 befestigt. Letztere sind an den Magnetplatten 5 befestigt, deren Zahl zwei ist und die mittels der Bolzen 6 einander gegenüber montiert sind. Die Seitenstücke 7 haben in erster Linie den Zweck, die Magneten zu schützen und eine erforderliche Masse zu gewähren, was auch der Zweck der Zusatzgewichte 8 und der Magnetdeckel g ist.
• Das Federsystem, das die beiden schwingenden Systeme verbindet, besteht aus den Spiralfedern 3.
• Diese Federn sind mittels der Stellmuttern 10 einstellbar.
• Die eine der beiden vorerwähnten schwingenden Massen des Systems wird somit in diesem Fall aus der Ankerbrücke 2 nebst darauf montiertem Anker bestehen, wozu die Masse desjenigen Apparats hinzukommt, auf dem der Vibrationsmotor montiert ist. Die andere Masse besteht aus demjenigen Teil des Systems, der mit dem anderen Ende der Federn verbunden ist, d. h. aus den vier Elektromagneten nebst Magnetplatten 5, Zusatzgewichten S, Magnetdeckeln 9, Seitenstücken 7 sowie Bolzen 6 mit Muttern. Diese Masse soll im Verhältnis zur anderen Masse möglichst groß sein, weil man dadurch größere Amplituden und somit größere Vibrationsleistung der letzteren Masse erhält, in der der zu vibrierende Apparat enthalten ist.
• Normalerweise ist der Apparat durch zwei Gleichrichterventile anzutreiben, die parallel geschaltet und derart gekoppelt sind, daß der positive Strom in der einen Zweigleitung und der negative Strom in der anderen fließt. Trockengleichrichter, Glühkathodengleichrichter oder Quecksilbergleichrichter können verwendet werden; die Vorrichtung kann aber auch durch einen besonderen Einphasengenerator mit einem so konstruierten Kommutator angetrieben werden, daß die beiden Halbwellen je einem Magneten zugeführt werden können.
• Die Schaltung des Apparats geht aus dem Schaltungsschema der Fig. 5 hervor, in dem die Gleichrichter mit L bezeichnet sind. In diesem Fall kann der Apparat auf 110 V oder 220 V umschaltbar gemacht werden, was durch Parallelschalten bzw. Reihenschalten der beiden Magnet paare erfolgt. Bei der in der Figur gezeigten Anordnung sind sie für 220 V in Reihe geschaltet.
• Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern seine konstruktive Durchführung kann in mannigfachster Weise verwirklicht werden. So können die Anker in Form beweglicher Kerne in als Elektromagneten wirkenden Spulen enthalten sein. Gleichfalls kann das die Elektromagneten umfassende System mit dem zu vibrierenden Apparat fest verbunden sein, während das Ankersystem frei schwingend ausgebildet ist. Hierbei sollen die Zusatzgewichte mit dem Anker statt mit den Magneten zwecks Erreichung desjenigen Verhältnisses zwischen der frei schwingenden Masse und der mit dem angetriebenen Apparat verbundenen Masse vereinigt sein, das eine große Amplitude und somit eine hohe Vibrationsleistung ergibt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Doppelt wirkender elektromagnetischer Vibrationsmotor aus zwei miteinander federnd verbundenen schwingenden Massen, von denen die eine frei schwingend angeordnet und die andere dazu bestimmt ist, mit dem zu vibrierenden Apparat verbunden zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß die eine von den genannten Massen mit mindestens zwei einander gegenübergestellten, an jeder Seite eines mit der anderen Masse fest verbundenen Ankersystems angeordneten und mit dem genannten System zusammenwirkenden Elektromagneten fest verhunden ist, welche durch je eine Halbwelle eines im wesentlichen sinusförmigen Wechselstromes gespeist werden, und daß Federn und Massen so abgestimmt sind, daß die Eigenschwingungszahl des kombinierten Systems mit der Wechselstromfrequenz übereinstimmt.
2. 2. Vibrationsmotor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Magneten paarweise entgegengesetzt und an je einen Gleichrichter derart angeschlossen sind, daß während der ersten Halbperiode der eine Magnet dem System eine Impulskraft in der einen Richtung und während der anderen Halbperiode der andere Magnet eine Impulskraft in der entgegengesetzten Richtung liefert.