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Elektromagnetischer Schwingmotor
Es sind elektromagnetische Schwingmotoren bekannt, die aus zwei Hauptteilen, dem Magnet- und dem Ankerteil, bestehen, die durch Schraubenfedern schwingfähig miteinander verbunden sind. Die Schraubenfedern, die beispielsweise in paarweiser Anordnung mit gegenseitiger Vorspannung eingebaut sind, bilden die Energiespeicher desSchwinggebildes. desseneine. Fauptmasse aus dem anzutreibenden Arbeitsgerät, z. B. einer Schwingförderrinne, und dem einen Hauptteil'des Schwingmotors, z. B. dem Ankerteil, besteht und dessen andere Hauptmasse aus dem von den Federn freischwingend getragenen Magnetteil dargestellt wird. Der Schwingmotor bildet also eine in sich geschlossene Antriebseinheit entsprechend z. B. einem Drehstrommotor für Drehantrieb.
Obwohl die magnetische Antriebskraft eines solchen Schwingmotors in linearer Richtung wirkt, ist dadurch nicht ohne weiteres ein geradliniges Schwingen des Schwingsystems gewährleistet. Erfahrungsgemäss treten Störkräfte auf, die aus mechanischen Unvollkommenheiten der Federn oder der Massen oder beiderTeile entstehen, vorzugsweise aus Unsymmetrien der genannten Bauelemente in bezug auf die Hauptschwingachse.
Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Schwingmotor, dessen Magnetteil über Schraubenfedern mit einem Ankerteil gekoppelt ist, wobei zur gegenseitigen Schwingungsführung der beiden Teile auf den Schmalseiten des Schwingmotors Blattfedern vorgesehen sind und besteht darin, dass auf jeder Schmalseite mindestens zwei ebene Blattfederelemente in Form eines Parallelogrammes angeordnet sind, deren Enden einerseits mit dem Magnetteil und anderseits mit dem Ankerteil formschlüssig verbunden sind.
Durch die brit. Patentschrift Nr. 467, 890 ist ein elektromagnetischer Vibrator bekannt geworden. Im Gegensatz zu der Anordnung nach der Erfindung besteht bei dieser bekannten Anordnung ein DreipunktAnschluss der Blattfedern. An denEnden ist nämlich diese Blattfeder mit der einen Masse verbunden, während die Mitte der Blattfeder mit der ändern Masse verbunden ist. Weiterhin besteht noch ein wesentlicher Unterschied zwischen der bekannten Anordnung und dem Schwingmotor gemäss der Erfindung insofern, als bei der bekannten Anordnung die Federn an ihrem Ende gabelförmig ausgebildet sind. Während also bei der Anordnung nach der Erfindung eine formschlüssige Verbindung zwischen den Blattfederelementen und den schwingenden Massen besteht, hat man es bei derbekannten Ausführung lediglich mit einer kraftschlüssigen Verbindung an den Federenden zu tun.
Infolgedessen kann bei der bekannten Anordnung eine Bewegung der Federn an den Enden entstehen, wodurch eine exakte Schwingungsführung nicht gewährleistet ist. Eine exakte Schwingungsführung entsteht jedoch nach der Anordnung gemäss der Erfindung, die noch durch die Anordnung der Federn in Form eines Parallelogrammes unterstützt wird. Während bei der bekannten Anordnung - abgesehen von dem Nachteil der kraftschlüssigen Einspannung der Federendeneine Drehschwingung der Massen in der Blattfederebene entstehen kann, ist eine derartige Störschwingung bei der Anordnung nach der Erfindung infolge der Doppelfederanordnung ausgeschaltet.
In der deutschen Patentschrift Nr. 837727 sind elektromagnetische Schv ! ingantriebe, die mit bügelartigen Federn ausgestattet sind, beschrieben. Diese Federn sind nicht in der Lage, eine exakte Schwingungsführung zu erzeugen.
In der brit. Patentschrift Nr. 664, 941 wird ein elektromagnetischer Schwingmotor beschrieben, bei
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dem zwei. Blattfederelemente zur Schwingungsführung angeordnet sind. Diese Blattfederelemente sind jedoch im Gegensatz zur Erfindung sowohl in der Mitte als auch an ihren Enden mit der schwingenden Masse formschlüssig verbunden.
Der Schwingmotor gemäss der Erfindung unterscheidet sich somit in seinem Aufbau wesentlich vcn diesem bekannten Schwingmotor. Bei dem Schwingmotor gemäss der Erfindung fuhren die schwingenden Massen eine Bewegung relativ zueinander aus, die auf einer leicht gekrümmten Bahn verläuft. Infolgedessen werden bei dem Schwingmotor gemäss der Erfindung die der Schwingungsführung dienenden Federelemente nicht auf Zug beansprucht. Dies trifft jedoch bei der bekannten Anordnung zu. Mit Hilfe der durch die brit. Patentschrift Nr. 664, 941 bekannten Anordnung ist daher lediglich eine Schwingung kleiner Amplitude erzielbar.
Bei dem Schwingmotor gemäss der Erfindung ändert sich der Luftspalt entsprechend den Schwingungen der Teilrinnen relativ zueinander. Dies trifft nicht zu bei dem Schwingmotor gemäss der brit. Patentschrift Nr. 664,941. Der Luftspalt in der Anordnung nach dieser Patentschrift verläuft parallel zur Bewegungsrichtung. Er muss, damit der energetische Wirkungsgrad genügend gross ist, genügend klein gehalten werden, z. B. kleiner als 1 mm. Weiterhin muss die Grösse diesem Luftspaltes konstant bleiben. Würde man bei der bekannten Anordnung die eine Hälfte der in der Mitte mit der einen Masse und mit den beiden Enden an die andere Masse angeschlossenen Blattfedern weglassen, so würde der Anker eine kreisbogenförmige Schwingung ausführen, was zur Folge hätte, dass der Luftspalt nicht konstant bliebe.
Der Schwingmotor gemäss der Erfindung ist somit im Vergleich zu dem nachgewiesenen Stand der Technik vorteilhaft.
Die Blattfederelemente, die vorzugsweise in der gleichen, senkrecht zur Hauptschwingrichtung stehenden Ebene liegen, verhindern infolge ihrer hohen Zugsteifigkeit ein gegenseitiges Abweicnen von Magnet-und Ankerteil aus der Hauptschwingrichtung (Längsrichtung) und gestatten anderseits infolge ihrer Biegeweichheit das ungehinderte gegenläufige Längsschwingen der beiden Teile.
Infolge der Parallelführung von Anker- und Magnetteil beschreiben streng genommen die beiden Enden der Lenkerfeder schwachgekrümmte, etwa kreisbogenförmige Bahnen ; da jedoch bei elektromagnetischen Schwingmotoren infolge ihrer hohen Schwingfrequenz (z. B. 50 Hz) die gegenläufigen Schwingungen von Magnetteil und Ankerteil in der Grössenordnung von wenigen Millimetern liegen und nur einige Prozente der ausführbaren Länge der Lenkerfeder betragen, ist die kreisbogenförmige Abweichung von der streng linearen Schwingrichtung vernachlässigbar klein.
Als Federelement kann einFederblatt vorgesehen sein. Um die betriebsmässige Biegespannung der Federelemente in dauerschwingsicheren Grenzen halten zu können, ist es unter Umständen zweckmässig, statt einzelner stärkerer Blattfedern jeweils mehrere dünnere Federblätter übereinander anzuordnen. Das kann auch notwendig werden, um durch die höhere Steifigkeit der ganzen Fa ; allellenkeranordnung Störkräfte, die von aussen her in den Schwingmotor eingeleitet weiden, sicher auffangen zu können. Derartige, unter Umständen sehr erhebliche Störkräfte, werden z. B. bei Schwingfördergeräten durch die Rückwirkung aes Fördergutes ausgelöst.
Das Fördergut wird beim Schwingen von dem Fördergerät abgeworfen und prallt darauf wieder auf, u. zw. im allgemeinen mit einer Stossfolge, die gleich der Schwingfrequenz ist.
Der Rückprall des Fördergutes überträgt sich daher auch auf den mit dem Fördergerät verbundenen Hauptteil des Schwingmotors, z. B. auf den Ankerteil. Diese senkrecht wirkenden Stosskräfte des Fördergutes haben eine starke Komponente senkrecht zur Hauptschwingachse des Schwingmotors - wie anschliessend näher erläutert wird-und erzeugen daher erfahrungsgemäss entsprechende überlagerte Schwingbewegungen der Freimasse, wenn diese allein durch Schraubenfedern getragen ist. Es entstehen dadurch erhebliche, die Betriebssicherheit der Schraubenfedern gefährdende zusätzliche Spannungen.
Die erfindungsgemäss vorgesehenenFederelemente können ohne wesentliche Änderungen desSchwing- motors eingebaut werden. Die Erfindung bringt noch den Vorteil, dass die Federelemente auch bei fertigen Schwingmotoren noch nachträglich hinzugefügt werden können.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 der Zeichnung dient zur Schilderung einer Anordnung gemäss dem Stand der Technik. Das oben geschilderte Kräftespiel ist in einer schematisch wiedergegebenen Anordnung eines elektrischen, eine Förderrinne antreibenden Vibrators dargestellt.
Der Schwingmotor besteht z. B. aus einem Ankerteil 1, einem Magnetteil 2, Schraubenfedern 3 und Federbolzen 4, die über Federteller 5 die Schraubenfedern 3 unter gegenseitiger Vorspannung halten, so dass der Magnetteil 2 freischwebend und-schwingend gehalten ist. Das nicht gezeichnete Elektromagnetsystem besteht aus einem in den Magnetteil 2 eingebauten Magnetkörper mit Magnetspulen und einem im Ankerteil 1 sitzenden Magnetanker. Das Elektromagnetsystem wirkt schwingungserregend in Richtung der Federbolzenachse, wie durch den Wechselpfeil a angedeutet ist.
Mit dem Ankerteil starr verbunden ist eine z. B. trogförmige Schwingförderrinne 6, in der das punk-
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