Elektromagnetisches Werkzeug. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Werkzeug der jenigen Art, bei dem durch Zusammenarbei ten von Gleichstrom- und Wechselstromwick- lungen ein unter Federwirkung stehender An ker synchron mit dem Wechselstrom hin- und herbewegt wird.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wirkt auf den Anker eine Mehrzahl von Federn, .die so gewählt sind, dass die Eigenfrequenz der Gesamtheit dieser Federn samt dem Anker unterhalb der Frequenz des Wechselstromes liegt.
Durch diese Wahl der Eigenfrequenz des Systems FedeTungsanker werden nun wesent liche Vorteile erzielt. Um richtig arbeiten zu können, muss das Werkzeug .den Charakter eines Elektromotors haben, der gleiche Ampli- tud-en hat bei Leerlauf wie bei Belastung, das heisst der Anker muss einen konstanten Ausschlag haben, und zwar einen erheblich kleineren, als er haben würde, wenn die Fre quenzen gleich wären.
Die Konstanz des Aus schlages ist .aber, abgesehen vom Gewicht des Ankers und von der Stärke und der Form der Pele, abhängig von der Wahl -der Fede- rung. Ist die Eigenfrequenz des Systems Fe derungsanker gleich der Frequenz des Wech selstromes, so erzielt man zwar einen grossen Ausschlag des Ankers, aber die Störung der regelmässig sinusförmigen Schwingung des Systems durch den Arbeitsvorgang wäre er heblich.
Umgekehrt ginge dann auch der Ar beitsvGrg.ang nicht normal vor sich, .denn die beste Wirkung wird nur dann erzielt, wenn die Ankerschwingungen nach einer möglichst reinen Sinuslinie, d. h. mit konstanter Ampli tude verlaufen.
Wählt man die Eigenfrequenz des Sy stems höher als die Stromfrequenz, so wird man zwar den Anker auch in Schwingungen versetzen können, aber mit geringer Kraft, und es ist leicht einzusehen, dass sich in die sem Falle erst recht nicht ein konstanter Aus schlag mit und ohne Belastung erzielen lässt.
Wird dagegen, wie vorliegend, die Eigen frequenz des Systems Federungsanker so ge wählt, .dass sie unterhalb der Frequenz des Wechselstromes bleibt, so hat der Anker das Bestreben, in der Phase gegen den Strom zu rückzubleiben. Er wird dann von letzterem nachgezogen, bleibt also immer im Schritt mit ihm, und es werden Schläge von gleich mässiger Wucht geben den zu bearbeitenden Gegenstand erzielt. Die Vorrichtung ist also schon bei Leerlauf etwas belastet wegen des Nachziehens des Ankers. Es entstehen dann auch bei dem Arbeitsvorgang Schwingungen.
die praktisch nach einer reinen Sinuslini.e ver laufen, weil die Federn bei jedem Hin- und Hergang des Ankers doppelt wirken müssen, nämlich auf Zug und auf Druck; denn im Gegensatz zu den bekannten Werkzeugen dieser Art sind keine sonstigen Begrenzungs mittel für die-,Ankerbewegungen vorgesehen. Das Anlaufen des Werkzeuges erfolgt derart, dass der Anker sich unmittelbar mit dem Strom in gleichen Schritt setzt und die Am plitude seiner Schwingungen rasch zunimmt, bis sie normale Grösse erreicht hat.
Zur besseren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, die ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes veranschaulicht, und zwar in der Fig. 1 einen Längsschnitt, Fig. 2 eine Vorderansicht, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1, und Fig. 4 ein Schaltungsschema.
Im Mantel 1 sind Wicklungen 3 unter gebracht, die mit Magnetpolen 2 .abwechseln. Die Wicklungen 3, die von einer Gleichstrom quelle 4 gespeist werden, sind so miteinander verbunden, dass die a.ufeinanderfolgenden .'Magnetfelder entgegengesetzte Richtung ha ben. Der Anker 8 ist durch endlose Schrau benfedern 11 und 12, die als Rollkörper die nen. in Ringen 6 und 7 des Mantels geführt und mit Ringnuten versehen, in denen Wick lungen 15 liegen. Diese Wicklungen sind an eine Wechselstromquelle 16 angeschlossen und so untereinander verbunden, dass die auf einanderfolgenden Magnetfelder entgegenge setzte Richtung haben. Die Nuten sind durch aufgeschobene Polringe 13 teilweise ge schlossen.
Die Polteilung, d. h. der Abstand von Mitte zu Mitte Pol, ist bei den Wicklungen 15 gleich gross wie bei den Wicklungen 3. Die Zwischenräume 17 zwischen den Polschuhen 2 sind mit unmagnetil-cliem Material ausgefüllt; ihre Breite ist etwa gleich der der Polringe. Die Wirkungsweise der Wicklungen 3 und 15 ist die bekannte.
Der Anker 8 wird durch eine Anzahl leicht zugänglicher und auswechselbarer Schraubenfedern 18 in der Ruhestallung ge halten, in der die Polringe 13 und die un- magnetischen Zwischenringe 17 sich decken und die ersteren ausserdem die Schlussjoche zu den Magnetpolen ? bilden.
Die Federn 18 be sitzen alle verschiedene Eigenschwingungen, und zwar aus folgenden Grründen: Es wurde beobachtet, dass beispielsweise Schrauben- federn, die beim Arbeitsvorgang in ihrer Längsrichtung in Schwingung versetzt wer den, nicht in allen Teilen gleichmässig schwin gen.
Es besteht die Neigung zur Bildung von Knotenpunkten, in denen überhaupt keine Schwingung stattfindet, und von Schwin- gungsbäuclien, in denen es zu örtlichen Über beanspruchungen der Federn kommt, die mit der Zeit zum Bruch führen.
Auch wirken diese Teilschwingungen störend a.uf den An ker insofern, als bei .den bekannten Werk zeugen das aus Federung und Anker be stehende System nicht mehr nach einer reinen Sinuslinie schwing, sondern nach einer durch Wellenüberlagerung deformierten Welle. Die Anwendung nur einer oder mehrerer gleicher Federn bei Werkzeugen .der vorliegenden Art bedingt also aus diesen Gründen nicht nur die Gefahr eines Federbruches, sondern hat auch eine' ungiinstige Arbeitsweise zur Folge wegen der Beeinflussung des Ankers durch die er wähnten Teilschwingungen.
Deshalb werden vorliegend mehrere Federn angewendet, die verschiedene Ei,#-enseliwingung besitzen und infolgedessen die erwähnten TeilschwingUn- gen durch gegenseitigen Ausgleich wenig stens zum grössten Teil zum Verschwinden bringen. Es ergibt sich dann eine mittlere Eigenschwingung der ganzen Federung, wel che die örtlichen Überspannungen in weit gehendem Masse beseitigt und die Gefahr eines Bruches verhindert.
Ausserdem ist die Federung durch die leichte Zugänglichl@eit und Auswechselba.r- keit jeder einzelnen Feder einfach. Feste Be grenzungsanschläge oder sonstige Begren zungsmittel für den Hub des Ankers sind ausser der Federung nicht vorhanden.