Elektromagnetische Einrichtung zum Fördern oder Verdichten. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die zum Fördern oder Verdichten, z. B. von gassförmigen Medien oder von Flüssigkeiten, bestimmt ist und die elektromagnetisch be trieben wird.
Es ist bekannt, die Ankerbewegung eines elektromagnetischen Schwingmotors zumr An trieb eines Kolben- oder Membranverdichters zu verwenden. Ferner ist es bekannt, den An ker eines solchen Schwingmotors als Wälz- oder Rollglied auszubilden, wobei sowohl die Oberfläche des Ankers, als auch die des Magnetgestelles nach einer Kurvenlinie ge formt sein kann, so dass sich der Anker schwingend auf der so gebildeten Leitbahn abwälzt. Derartige Schwingmotoren können mit Wechselstrom betrieben werden, oder es kann der Anker mit Rückholfeder und Kon takten versehen sein, die einen Gleichstrom unterbrechen oder pulsieren lassen.
Es ist at u eh schon vorgeschlagen worden, die Bewe gung eines Wälz- oder Rollankers mechanisch auf zu treibende Vorrichtungen, insbesondere auf Sperrzahnräder, zu übertragen.
Dem gegenüber besteht die Erfindung darin, dass ein Arbeitselement in einem aus den Gehäuseteilen und dem Arbeitselement gebildeten Raum beweglich angeordnet ist und unter dem Einfluss eines Elektromagne tes in Schwingbewegungen versetzt werden kann.
Zum Betrieb des Elektromagnetes findet vorteilhaft Wechselstrom Verwendung, z. B. der übliche Netzstrom mit 50 Perioden pro Sekunde. Es kann jedoch auch Gleichstrom benutzt werden, wobei zweckmässig das Schwingsystem mittels Rückholfeder und Kontakten als Selbstunterbrecher arbeitet. Bei Anwendung eines federnden Ankers kann dessen Federkraft gleichzeitig als Rückhol- kraft dienen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Aus-. führungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 biss 4 mehrere Ausführungsbei spiele der ganzen Einriehtung und Einzel heiten, Fig. 5 bis 10 schematisch verschiedene Beispiele für die Ausbildung des Magnet gestelles, des Ankers und der Wieklung und Fig. 11 bis 14 verschiedene Einriechtun- gen, bei denen das als Membrane oder Kol ben wirkende Arbeitselement mit dem Anker eines Schwingmotors verbunden ist und durch diesen bewegt wird.
In Fig. 1 ist mit 1 das aus lamellierten Blechen bestehende Magnetgestell bezeichnet. 2 und 3 wind die gewölbten Arbeitspole des Magnetesz. d ist ein Zwischenstüick aus un magnetischem Material. An dem Arbeitspol 2 ist ein mit seinem freien Ende in geringen Grenzen federnder Teil 5 befestigt, der als der als Verlängerung des Arbeitspols wirkt. Mit die- semn Teil ist durch Nieten oder Sclrauben 9 der federnde Anker 10 fest verbunden. Die Magnetschenkel tragen Wicklungen 7 und 8. 11 ist das Gehäuse, dessen vordere Wand 12 entsprechend der Bewegurng des Ankers 10 geformt ist.
An der Wand 12) ist ein federn des Blech 13 befestigt, das die Ventilöffnun gen 141 in der Gehäusewand 12 abdeekt und das selbst mit Löchern versehen ist, die ge genüber den Ventilöffnungen 14 versetzt an geordnet und daher in der Zeichnung nicht dargestellt sind. 15 ist die Ausblasedüse. Die Vorrichtung wird zweckmässig mit Wechsel strom betrieben; ihre Wirkrungsweise isst fol gende: Bei Stromdurehfluss in der einen Rich tung bildet sich zum Beispiel der Arbeits pol 3 zum Südpol aus, wobei der Arbeitspol 2 zum Nordpol wird und gleichzeitig in der V erlänzerun g 5 bis in den Anker 10 hinein eine Fortsetzung des Nordpols vorherrscht.
Das frei schwingende Ende des Ankers 10 steht in der Bereitschaftsstellung um ein weniges über die Oberkante der Seitenwan dung des Gehäuses vor, so dass an dieser Stelle eine Einlassöffnung 1(6 entsteht. Durch die in dem frei sclhwingenden Ende des An- hers 10 und dem Arbeitspol 3 herrschende entgegengesetzte Polarität wird der Anker 10i vom Arbeitspol 3 zuerst schwach und dann immer kräftiger werdend angezogen, wobei die in demn Arbeitsraum bei 11 befindliche Luft zusammengedrückt wird, bis sich da, Ventilblech 13 anhebt und die komprimierte Luft unter Druck durch die Öffnungen <B>1</B>4 und die Düse 15 entweicht.
Beim Durchgang des Stromes durch die Amplitudenmitte wird der Magnet kurze Zeit unmagnetisch, so dass der gespannte Anker in die in der Zeichnung dargestellte Stellung zurückfedert und die Öffnung 16 erneut freigibt, um beim Rich tungswechsel des Stromes wieder angezogen zu werden; d. h. dass der Anker bei dem üb lichen 50periodigen Netzwechselstrom 100 Arbeitslübe pro Sekunde ausführt und in folge dieser hohen Schwingungszahl auch bei kleinen Hüben schon eine grosse Luftmenge fördert bezw. verdichtet.
Die Fortsetzung 5 des Arbeitspols 2 besteht zweckmässig aus federndem, magnetisierbarem Material, um durch das Mitsclwingen des freien Endes zu erreichen, dass auch bei verhältnismässig kleinen Abmnessungen der ganzen Vorrich tung ein weites Zuriickfedern des Ankers 10 erfolgt und dadurch ein grosser Arbeitsraum gebildet wird, ohne dass der Ankerselbst sich bei jedem Arbeitshub übermässig stark durch zubiegen braucht. Dadurch ist die Lebens dauer und Betriebssicherheit der Einrichtung @veseritlich erhöht.
In Fig. 1 ist zur anschau lichen Darstellung der Weg des Schwing ankers übertrieben gross dargestellt.
Die Wärme des Elektromagnetes wird an das zu fördernde, gasförmige Medium wäh rend und nach der Kompression abgegeben; infolge der Erhöhung des Energieinhaltes des Gases wird dessen Austrittsgeschwindigkeit vergrössert. Im vorliegenden Fall wird diese Wärme vorwiegend von dem federnden An ker abgegeben, der sieh durch die häufige L'mmagnetisierung erwärmt. Selbstverständ lich kann die ganze Einrichtung in einem in der Zeichnung ans C'Tründen der Übersicht lichkeit nicht dargestellten Gehäuse beliebi ger Formgebung untergebracht sein.
In Fiä. ? ist schemati"eli eine Düse 1:# dargestellt, welche sich direkt an der Wand 12 des Gehäuses befindet. Vor der Düse 15 ist in einiger Entfernung eine Auffangdüse 17 befestigt, deren Fortsetzung ein Rohr 18 ist. Bei dieser Ausbildung wird durch den aus der Düse 15 austretenden Luftstrahl mit tels der Düse 17 zusätzliche Luft von aussen mitgerissen und es entsteht bei entsprechen der Länge des Rohres 18 und bei zurück federndem Anker eine Rückstauung, durch die verhindert wird, dass durch die Düse 15 die Luft in den Arbeitsraum 11 zurückge langt.
Auf diese Weise ist es möglich, die Einrichtung ventillos arbeiten zu lassen und dadurch den Verschleiss auch bei Dauerbe trieb auf ein Mindestmass zu beschränken.
Fig. 3 zeigt eine Ausbildung des Erfin dungsgegenstandes mit starrem Anker 10, der in zwei Kammern arbeitet. Bei dieser Anord nung besteht das Magnetgestell vorteilhaft aus zwei Magneten 2 und 3, die mittels Gleich- oder Weohselstrom abwechselnder regt werden und durch ein Zwischenstück 1 in geeigneter Weise magnetisch voneinander getrennt sind. Diese Einrichtung eignet sich zur Erzeugung eines Luftstromes ohne hohen Druck, z. B. als Ventilator. Der Anker 10 besteht aus einer flachen, nicht biegsamen Platte aus magnetisierbarem Material. An seinen Enden sind Bandfedern 19 und 20 von derselben Breite wie der Anker ange bracht.
Der Anker 10 schwingt zwischen zwei seitlichen Wänden 21, in denen sich in nerhalb der durch die Bandfedern 19 und 20 begrenzten Flächen die Ventilöffnungen 23 und 23 befinden. An einer die Gehäusewan dungen verbindenden Brücke 24 ist eine Druckfeder 25 abgestützt, die in der Schwin- gungsmittedes Ankers auf diesen drückt und somit die Abdichtung der Arbeitskammern gegeneinander gewährleistet.
Zweckmässiger weise wird die kurvenförmige Arbeitsbahn auf dem Magnetgestell und die Unterseite des Ankers, sowie dessen seitlicher Randge schliffen, um somit eine hinreichende Ab- diehtung der Arbeitskammerngegeneinander und gegen die umgebende Luft zu erreichen.
Fig. 4 zeigt eine ähnliche Ausbildung wie Fig. 1, jedoch mit d am Unterschied, dass hierbei die Wicklung 8 in einem quer lamel- lierten Magnetgestell 1 untergebracht ist. Die Wicklung kann durch unmagnetische Zwi schenlagen 26 abgedeckt sein.
Fig. 5 zeigt schematisch ebenfalls eine der Fig. 1 ähnliche Ausführung, bei der je doch nur einer der Magnetschenkel mit einer Wicklung versehen ist. Gehäuseteile sind bei dieser und den folgenden Abbildungen aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt.
Fig. 6 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Arbeitselementes dar, bei dem die Oberfläche des lamellierten Magnetgestelles 1 gerade ge formt ist. Dabei ist der federnde Anker 10, der gemäss Fig. 1 in einem Gehäuse arbeitet, gebogen und wird bei jedem Arbeitshub von der Oberfläche des Magnetgestelles angezogen.
Nach dem Beispiel der Fig. 7 ist als Arbeitselement ebenfalls .ein gebogener An ker 10 und gleichzeitig eine gekrümmte Ober fläche des Magnetgestelles 1 vorgesehen. Der Anker ist in der Mitte des Magnetgestelles 1 befestigt, so dass, wenn sieh das ganze in einem Gehäuse, ähnlich demjenigen der Fig.1, befindet, sich zwei Arbeitskammern ergeben.
Bei der. Ausführung nach Fig. 8 trägt dass Magnetgestell 1 an seinen Enden in La gern drehbare Rollen 27 und 28, auf denen als ATbeitselement ein federnder Anker 10 gelagert ist. Die Polfläche des Magnetgestel les ist konkav eingezogen, so dass sich der Arbeitsraum zwischen der Polfläche und dem Anker bildet. Der Anker wird bei jedem Arbeitshub von .der Polfläaehe angezogen, wo bei er an seinen Enden auf ,den Rollen 27 und 28 abwälzt.
An geeigneter Stelle sind - in der Zeichnung nicht dargestellte Druck- oder Blattfedern bezw. Gummistücke vorgesehen, :die eine Verschiebung ,des An kers aus :seiner Lage verhindern.
Die Lagerung und Befestigung des Ar- beitselementes als starres Wälzglied kann vorteilhaft nach dem in Fig. 9 dargestellten Beispiel erfolgen.
Hierbei sind an dem Magnetgestell, das aus den abwechselnd er regten Magneten 2 und 3 und dem unmagne- tischen Zwischenteil 1 besteht, in einigem Abstand voneinander Führungsbänder oder Drähte 29 und 30 weclhselseitig je mit ihrem einen Ende am Magnetgestell und mit ihrem andern Ende am Wälzanker 10 befestigt. Diese für Wälzglieder anderer Art bekannte Anordnung hat den Vorteil einer guten Füh rung des Wälzankers auch bei Dauerbetrieb.
Zur Vermeidung unerwünschter Schwin gungen wird das Ankergewicht gegenüber dem des Ständers möglichst klein gewählt. In Fig. 10 ist bezeigt, dass als Arbeitsele- mnente zwei oder mehr Anker an einem Magnetgestell vorgesehen werden können. Wird zu diesem Zweck beispielsweise das in Fig. 6 dargestellte Magnetgestell verwendet, so ergeben sich, wie Fig. 10 zeigt, zusammen mit dem nicht dargestellten Gehäuse zwei Arbeitskammern und die Anker kompensie ren durch ihr gleichzeitiges Ansprechen die in dem System auftretenden Schwingungen.
Fig. 11 zeigt schematisch ein Magnet gestell 1, dessen Arbeitspole 2 den am federn den Arbeitsglied 31 befestigten Ankerteil 10 entsprechend der Frequenz der Stromimpulse anziehen. Die Rückstellung und Führung des Ankers 10 erfolgt durch das Arbeitsglied 31.
In Fig. 12 sind an einer starren Zwischen wand 32 zwei Blattfedern 31 befestigt und durch eine mitschwingende Wand 33 mitein ander verbunden. An dieser Wand 33 ist über ein Halteglied 34 der Anker 10 befestigt. Dieser wird durch die an dem lamellierten Magnetgestell 34 vorgesehenen Arbeitspole 36 angezogen und durch eine nicht dargestellte Rückholfeder in die Bereitschaftsstellung zu rückgestellt.
Die in Fig. 13 gezeigte Ausführung be steht aus dem kreisrunden oder kurvenförmi gen Gehäuseteil 1, der an beiden Seiten über stehende Wandungen 2 hat, wobei zwischen diesen Wandungen sich ein an dem Gehäuse 1 befestigtes federndes Arbeitsglied befindet. Das freie Ende dieses Federbandes wird über einen Hebel 34 durch deal Anker 1() des Schwingmotors 35 auf dem äussern Umfang des Gehäuses 1 festgezogen und mittels einer an geeigneter Stelle befindlichen Rückhol feder 43 in die Bereitschaftsstellung zurück- gebracht. Zweckmässig ist. zwischen dem freien Endle des Federbandes 3 und dem Ge häuse 1 eine Rolle 44 vorgesehen, die eines teils zur Abdichtung und andernteils zur Vermeidung der Reibung zwischen dem Ende des Federbandes und der Gehäusewandung dient.
Fig. 14 zeigt die Einrichtung nach Fig. 13 im Schnitt. Die Wiirkungsweise ist folgende: Die Bandfeder 3 steht in der gezeigten Stel lung über die obere Kante der seitlichen Wandungen 2 soweit hervor, dass sich zwi schen der Bandfeder und der obern Kante eine Einlassöffnung bildet. Wird jetzt der Anker 10 des Magnetes von den Arbeits polen 36 angezogen, so wird die Bandfeder 3 über den Hebel 34 mitgenommen und kompri- nliert die zwischen dem Gehäuse 1 und der Feder 3 befindliche Luft, bis über eine Aus lassöffnung die Spannung des Ventilbleches 15 überwunden wird und dieses sich von der Wandung 1 abhebt.
Auf diese Weise gelangt die komprimierte Luft in den durch das Ge- häuise 1 gebildeten Druckkessel 46, in dem ,sich ein regelbares Auslassventil 47 befindet.