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Elektromagnetischer Schwingmotor
Elektromagnetische Schwingmotoren sind bereits in zahlreichen Ausführungen bekannt. Meist besteht der magnetische Kreis solcher Motoren aus zwei unter dem Einfluss einer Erregerspule und einer Rückstellfeder gegeneinander schwingenden Teilen. Der eine Teil des magnetischen Kreises kann gehäusefest angeordnet sein, wobei dann der zweite Teil gelenkig gelagert ist und gegenüber dem ersten Teil schwingt.
Diese Ausführung bringt mit Rücksicht auf die unausgewuchtete Schwingbewegung des einen Teiles des magnetischen Kreises starke Vibrationen mit sich. Günstiger ist in dieser Beziehung eine ebenfalls be- kannte Konstruktion, bei welcher die beiden Teile des magnetischen Kreises gegensinnig um eine gemeinsame Achse schwingen, weil hiebei bereits eine teilweise Auswuchtung der bewegten Massen stattfindet.
Ein weniger günstiges Verhältnis zeigen Schwingmotoren, bei welchen der magnetische Kreis aus drei Teilen besteht, nämlich einem feststehenden Teil und zwei an dessen Enden angeordneten, um getrennte Achsen gegensinnig schwingenden Ankerteilen. Abgesehen von dem grossen Aufwand ist bei solchen Schwing- motoren praktisch eine vollständige Symmetrie der beiden Luftspalte nicht zu erreichen, so dass schon im Leerlauf der bei gleicher Belastung der beiden Anker, in erhöhtem Ausmass oder bei unterschiedlicher oder abwechselnder Belastung der Anker eine Symmetrie der Ankerschwingungen und damit eine Auswuchtung derselben bezüglich der Symmetrieebene praktisch nicht erzielbar ist.
Um eine praktisch vollkommene Auswuchtung der bewegten Massen zu erzielen, ist es bekannt, bei Schwingmotoren mit zwei um eine gemeinsame Achse schwingenden Magnetschenkeln diese Magnetschenkel und die von ihnen mitbewegtenMassen so zu formen und zu bemessen, dass die Schwerpunkte der beiden von den Magnetschenkeln und den mitbewegten Massen gebildeten bewegten Systeme in der dem Nulldurchgang ihrer mechanischen Bewegungen entsprechenden Lage dieser Systeme zumindest annähernd zusammenfallen. Diese Konstruktion erfordert jedoch einen verhältnismässig komplizierten Aufbau und bringt ein erhöhtes Gesamtgewicht mit sich.
Die geschilderten Nachteile werden bei einem elektromagnetischen Schwingmotor gemäss der Erfindung durch die Kombination der Merkmale vermieden, dass sein Magnetkreis aus nur zwei unter dem Einfluss einer Erregerspule und einer Rückstellfeder gegeneinander schwingenden Teilen besteht, und dass diese beiden Teile des Magnetkreises um mit Abstand voneinander angeordnete Gelenk- oder ideelle Schwenkpunkte beweglich sind, die bei der Schwingungsmittellage dieser beiden Teile auf zur Verbindungslinie der Schwerpunkte dieser Teile senkrechten Schwerlinien liegen. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich die Schwerpunkte der beiden schwingenden Teile gegensinnig auf kleinen Kreisbögen bewegen, die praktisch durch eine gemeinsame Tangente ersetzbar sind, wodurch sich eine nahezu vollständige Auswuchtung ergibt.
Bei einer bevorzugtenAusführungsform der Erfindung sind die beiden Teile des Magnetkreises im wesentlichen C-förmig gestaltet, wobei sie mit ihren einen Enden gegensinnig in die Erregerspuleeintauchen und mit ihren andern, gegebenenfalls verzahnten Enden, in mittelbarer oder unmittelbarer Abwälzberührung stehen. Die beiden Teile des Magnetkreises werden zweckmässig durch endseitig eingespannte Blattfedern elastisch gehaltert.
Um von einem solchen ausgewuchteten Schwingmotor ohne Störung der Auswuchtung Leistung abzunehmen, wird zweckmässig jeder der beiden schwingenden Teile gleich stark belastet, was dadurch ge-
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schehen kann, dass mit jedem der schwingenden Teile ein Abtriebselement verbunden wird. Besonders zweckmässig ist in diesem Zusammenhang die Anwendung eines gemäss der Erfindung ausgebildeten vibrationsfreien Schwingmotors in Kombination mit einer Vorrichtung zum Umwandeln der Schwingbewegung in eine Drehbewegung, weil hiebei ein Drehantrieb erhalten wird, der unter Ausnutzung des einfachen Aufbaues eines Schwingmotors die vorteilhaften Eigenschaften des Selbstanlaufes, eines hohen Anlaufmomentes, grosser Störungsfreiheit und wählbarer Drehrichtung in sich vereinigt.
Die Ableitung einer Drehbewegung von einer elektromagnetisch erzeugten Schwingbewegung ist an sich bekannt, doch wurden bisher für diesen Zweck feststehende Elektromagnete mit schwingenden Ankern benutzt, die zu starken Vibrationen neigen und daher für höhere Leistungen oder tragbare Geräte praktisch nicht in Betracht gezogen werden konnten (vgl. USA-Patentschrift Nr. 2, 512, 288, brit. Patentschrift Nr. 181, 478). Der erfindungsgemässe Schwingmotor, der störende Vibration vermeidet, ermöglicht es, rotierende Elektromotoren zu ersetzen und dabei höheren Wirkungsgrad und für viele Anwendungsfälle auch günstigere Betriebsbedingungen zu erzielen.
Weitere Merkmale der Erfindung sollen nun an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden. Die Fig. l und 2 zeigen in teilweise geschnittener Vorderansicht bzw. in Seitenansicht einen Schwingmotor gemäss der Erfindung ; die Fig. 3 und 4 stellen in teilweise geschnit- tener Vorderansicht bzw. in Seitenansicht den erfindungsgemässen Schwingmotor in Kombination mit einer an sich bekannten Vorrichtung zum Ableiten einer Drehbewegung hoher Drehzahl von der Schwingbewegung dar ;
die Fig. 5 und 6 zeigen in ähnlichen Ansichten wie die Fig. 3 und 4 einen erfindungsgemässen Schwingmotor in Kombination mit einer Vorrichtung zum Ableiten einer Drehbewegung mit niedriger Drehzahl aus der Schwingbewegung.
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gnetschenkel tauchen gegensinnig in eine Erregerspule 2, während die andern Enden miteinander in Wälzberührung stehen. Die Schwerpunkte der Magnetschenkel la, Ib und der mit diesen Schenkeln verbundenen Systeme sind mit Sa, Sb bezeichnet. Auf Schwerlinien sa, sb, die senkrecht zur Verbindungslinie v der Schwerpunkte Sa bzw. Sb verlaufen, sind die Magnetschenkel la bzw. Ib um Gelenkzapfen 3a, 3b, die Bohrungen der Schenkel durchsetzen, schwenkbar gelagert.
Die einander berührenden Endflächen der Schenkel la, lb können als Zylinderflächen ausgebildet sein, die koaxial zu den Zapfen 3a bzw. 3b liegen. Gegebenenfalls können diese Berührungsflächen, wie dargestellt, zur Herabsetzung des magnetischen Widerstandes verzahnt sein. Es ist ferner möglich, zwischen diesen Flächen einen Abwälzkörper, z. B. einen zylindrischen Bolzen, einzulegen, der in Ausnehmungen der beiden Schenkelenden geführt ist.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Lagerbock 4 der beiden Magnetschenkel auf Auflagern 5 eine Blattfeder 6 angeordnet, die über Rollen 7, welche in Rastausnehmungen an den Schenkelenden ruhen, gegen die Schenkelenden drückt und so die für den Schwingbetrieb erforderliche Rückstellkraft aufbringt. Die Leistungsabnahme erfolgt vorzugsweise gleichmässig von zwei mit je einem der Magnetschenkel la, Ib verbundenen Armen 8a, 8b, die in den Fig. l und 2 nur gestrichelt angedeutet sind.
AnStelle einer gelenkigen Lagerung der Magnetschenkel in den Punkten 3a und 3b kann auch eine elastischeHalterung der Magnetschenkel, z. B. mit Hilfe von Blattfedern, angewendet werden, die so aus- gebildetist, dasssiedenschwerpunkten Sa, Sb eineälinlicheBewegungsbahnmitgemeinsamerTan- gente vorschreibt, wie die gelenkige Lagerung der Schenkel in den Punkten 3a, 3b.
Die Fig. 3 und 4 zeigen den erfindungsgemässen Schwingmotor in Kombination mit einer an sich be-
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winkelt und mit einer Kulisse 9a bzw. 9b zur Aufnahme der abgeschulterten Endteile einer Blattfeder 10 versehen. Mit der Blattfeder 10 isteineSchwingachse 11 verbunden, die durch die Schwing- bewegung der Magnetschenkel la, Ib in eine Schwingbewegung versetzt wird, die im wesentlichen bezüglich Fig. 4 senkrecht zur Zeichenebene liegt und durch die Achse 11 hindurchgeht.
Auf die Schwingachse 11 ist ein ungefähr ringförmiger Teil 12 mit grosser Bohrung aufgeschoben, der die Schwingachse lose umgibt und um diese eine Umlaufbewegung ausführen kann. Durch die Schwingbewegung der Achse 11 wird dieser ringförmige Teil 12 in bekannterWeise in eine Umlaufbewegungversetzt, wobei er zum freienEndederAchse 11 hin wandert. Dem freien Ende der Achse 11 liegt eine Kupplungsscheibe 13 gegenüber, deren Abtriebswelle 14 bei 15 gelagert ist. Bei der Wanderung des umlaufenden Ringteiles 12 zum freien Ende der Achse 11, gelangt eineKupplungs-
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nase 12a am Ringteil 12 in Eingriff mit einer Kupplungsausnehmung 13a an der Kupplung 13, wodurch die Welle 14 in Drehbewegung versetzt wird. Dieser Drehantrieb zeichnet sich durch Selbstanlauf, hohes Anlaufmoment und hohen Wirkungsgrad aus.
DieDrehrichtungkanninbekannterWeise durch VerdrehenderBlattfeder 10 in den Kulissen 9a, 9b festgelegt werden. Diese Kulissen sind zu diesem Zweck derart doppelsektorförmig ausgebildet, dass sie eine Drehung der Blattfeder um einen kleinen Winkel gestatten.
Die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Kombination des erfindungsgemässen Schwingmotors mit einer Vorrichtung zum Umwandeln der Schwingbewegung in eine Drehbewegung erlaubt die Ableitung einer Drehbewegung mit kleiner Drehzahl, hohem Anlaufmoment und hohem Wirkungsgrad. Mit jedem der beiden schwingenden Magnetschenkel la, lb ist ein Hebelarm 16a bzw. 16b verbunden, der je eine Klemm- rolle 17a bzw. 17b, d. h. eine unter Federbelastung stehende Rolle oder Kugel trägt, die selbsthem- mend mit einer Andruckfläche 21 zusammenwirkt.
Durch den Treffpunkt der Hebelarme 16a, 16b geht die bei 20 gelagerte Achse 18 einer Kupplungsscheibe 19 hindurch, mit deren Randteil die Klemmrollen iota, 17b zusammenwirken.
Die Klemmrollen 17a und 17b sind in bezug auf die Kupplungsscheibe 19 gleichsinnig angeordnet. Beim Einwärtsschwingen der Magnetschenkel la, Ib (Pfeile Pl) nimmt die Klemmrolle 17b die Kupplungsscheibe 19 entgegen dem Uhrzeigersinn, bezogen auf Fig. 5, mit, wogegen die Klemmrolle 17a leerläuft. Beim Auswärtsschwingen der Magnetschenkel kehren sich die Funktionen der Klemmrollen um, so dass nunmehr die Kupplungsscheibe 19 von der Klemmrolle 17a, ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn, mitgenommen wird. An Stelle der dargestellten Klemmrollen können andere einseitig wirkende Mitnehmer, z. B. mit Klinkenrädern zusammenwirkende Sperrklinken, Anwendung finden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektromagnetischer Schwingmotor, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, dass sein Magnetkreis aus nur zwei unter dem Einfluss einer Erregerspule und einer Rückstellfeder gegeneinander schwingenden Teilen besteht, und dass diese beiden Teile (la, lb) des Magnetkreises um mit Abstand voneinander angeordnete Gelenk- oder ideelle Schwenkpunkte (3a, 3b) beweglich sind, die bei derSchwingungsmittellage dieser beiden Teile (la, Ib) auf zur Verbindungslinie (V) der Schwerpunk-
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des Magnetkreises im wesentlichen C-förmig gestaltet sind, mit ihren einen Enden gegensinnig in die Erregerspule (2) eintauchen und mit ihren andern, gegebenenfalls verzahnten Enden, in mittelbarer oder unmittelbarer Abwälzberührung stehen.
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