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Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit zwei gegeneinander schwingenden
Magnetteilen, wobei das eine Magnetteil E-förmig und das zweite Magnetteil U-förmig
ausgebildet ist sowie eines der Magnetteile wechselstromerregt und das andere permanentmagnetisch
ist.
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Ini Zusammenhang mit einer elektrischen Haarschneidemaschine
ist es bereits bekannt, den Elektromagneten E-förmig und den dauermagnetischen Anker
U-förmig auszubilden. Dabei wird unter Inkaufnahme einer geringen Leistungsabgabe
eine schnelle Schwingbewegung der Schneidmesser angestrebt (deutsche Patentschrift
835 413). Ein in seinem Aufbau ähnlicher Schwingankermotor besteht ebenfalls
aus einem dreischenkellgen und einem zweischenkeligen Magnetteil. Auch hier werden
die Polflächen von den Stirnflächen der Schenkelenden gebildet, wobei sich die Stirnflächen
der Schenkel des dreischenkeligen Magnetteils in einem geringen, die Schwingbewegung
ermöglichenden Abstand von der Kreisbogenfläche befinden, welche die Stirnflächen
der Schenkel des zweischenkeligen Magnetteils bei ihrer Hin- und Herschwingung beschreiben.
Eine der Magnetwicklungen wird von einem Gleichstrom und die andere von einem Wechselstrom
durchflossen (deutsche Patentschrift 64 715).
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Beiden Ausführungen ist der Mangel zu eigen, daß der Betrag der wirksamen
Polfläche und des wirksamen Luftspalts sich im Verlauf der Schwingbewegung ständig
ändert. Dies hat im Ergebnis eine Verringerung des wirksamen Magnetflusses und damit
der Leistungs- bzw. Drehmomentabgabe zur Folge.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile mit einfachen
Mitteln zu vermeiden. Hierzu besteht ferner das Ziel, bei einem derartigen
Schwingankermotor die Abgabe eines hohen Drehmomentes bei einer relativ langsamen
Drehzahl zu erreichen.
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Mit der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß die Schenkel des U-förmigen
Magnetteils an den Enden fingerartig in die Räume zwischen zwei freie Schenkelenden
des E-förmigen Magnetteils hineinragen. Bei Ausführung des E-förmigen Magnetteils
als Wechselstrommagnet entstehen zwischen den sich gegenüberliegenden Polflächen
der Schenkelenden pulsierende Anziehungskräfte. Da die Polflächen .nicht mehr von
den Stirnflächen, sondern von den vorderen Enden der Seitenflächen der Schenkel
gebildet werden, bleibt die wirksame Polfläche immer gleich groß, gleichgültig welche
Position die gegeneinander schwingenden Magnetteile einnehmen. Außerdem erhält man
mit der Erfindung eine Konstanz in der Gesamtlänge des Luftspalts, da in jedem Stadiumder
Schwingbewegung die Summe der Längen der beiden links und rechts der Polflächen
eines der schwingenden Schenkel vorhandenen Luftspalte konstant ist. Dies gilt auch
dann, wenn der Anker das Ende seiner Schwingbewegung erreicht hat und der Polaritätswechsel
stattfindet. Der magnetische Wechselfluß hat also stets die gleiche Luftspaltlänge
zu durchsetzen, d. h., der magnetische Widerstand für den Wechselstromfluß
bleibt konstant. Dadurch kann der Magnetkreis so ausgeführt werden, daß die magnetische
Leistungs- bzw. Aufnahniefähigkeit der Eisenteile zwar voll ausgenutzt wird, jedoch
eine Überhitzung der Spule vermieden ist. Dies könnte nämlich bei einer Vergrößerung
der Luftspalte, wie sie bei den vorbekannten Schwingankermotoren der Fall ist, eintreten.
Auch kann durch das fingerartige Ineinandergreifen der Schenkelenden beider Magnetteile
die gesamte Luftspaltlänge relativ klein gehalten und damit die Flußdichte und die
magnetische Kraft entsprechend erhöht werden, wodurch sich das Drehmoment des Motors
wesentlich steigert. Man erreicht also gegenüber den vorbekannten Schwingankermotoren
bei etwa gleichbleibenden Abmessungen des Magnetkreises eine höhere Leistung, wobei
aber der Wirkleistungsverbrauch der Wechselstromspule und damit die Wärmeentwicklung
sehr gering sind.
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Um sicherzustellen, daß der verwendete Permanentmagnet im Betrieb
unter dem Einfluß des Wechselfeldes nicht entinagnetisiert wird, ist es notwendig,
für diesen ein Material hoher Reduktanz, wie z. B. ein Hartferrit, zu verwenden.
Dies hat eine Konzentration des Magnetflusses an den Schenkelenden und eine entsprechend
erhöhte Anziehungs-bzw. Abstoßungskraft und damit eine weitere Steigerung des Drehmoments
zur Folge.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Anordnung
vorgesehen, welche die Schwingbewegung der Magaetteile über Kupplungsmittel in die
Drehbewegung einer langsam laufenden Kraftabgabewelle verwandelt. Durch seine Eigenschaften
eignet sich der erfindungsgemäße Motor zum Antrieb von Arbeitsgeräten, bei denen
sich die Verwendung von Schwingankermotoren noch nicht durchgesetzt hat, wie z.
B. bei Photokopiergeräten, Verdampfern, Fernseh-Abstimmeinrichtungen, Vorrichtungen
zum Aufziehen und Verstellen von Uhren, nach der Zeit arbeitenden Einstellvorrichtungen,
Antrieben für Stufenschalter, Antrieben für Servogeräte, Drehvorrichtungen für Brat-
und Küchenzwecke (z. B. für Grillroste), Spielzeuge, Ausstellungsschildem, Bleistiftspitzern,
Büchsenöffnern, Büromaschinen, Garagentüren u. dgl. in.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können sich zwischen den Magnetteilen
elastische Mittel befinden, um ein eventuell auftretendes Aufprallen der Magnetteile
zu dämpfen. Diese können als Federn so angebracht sein, daß sie sich gegen das bewegliche
Magnetteil abstützen und von diesem abwechselnd zusammengedrückt werden. Die Kompression
dieser Federn, die bevorzugt eine nichtlineare Charakteristik besitzen, kann jede
Schwingung so abbremsen, daß ein Aufschlagen der zueinanderschwingenden Polflächen
ganz vermieden wird. Außerdem kann durch eine Verstellung der Federn die Länge des
Schwingungshubes des Magnetteils kontinuierlich geändert und damit das abgegebene
Drehmoment sowie die Geschwindigkeit der Kraftabgabewelle entsprechend variiert
werden.
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Die Wirkungsweise sowie weitere Besonderheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen
Motors sind nachstehend noch näher an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt F i g. 1 zum Teil im Schnitt eine
Draufsicht auf eine erste AusführungsformA des Motors, wobei einige Teile geschnitten
dargestellt sind, F ig. 2 eine Schnittansicht des Motors A gemäß der Ebene
2-2 der F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt des Motors A gemäß
der Ebene 3-3 der F i g. 1 und 2, F i g. 4 die Draufsicht auf
eine zweite Ausführungsform B, die ähnlich dem Ausführungsbeispiel A
ist,
wobei jedoch die Steuerungsfeder für den oszillierenden Magnetteil anders ausgebildet
ist,
F i g. 5 einen Schnitt der Ausführung B gemäß dei Ebene
5-5 in F i g. 4, wobei einige Teile im Schnitt dargestellt sind, F
i g. 6 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel C, das
ähnlich dem Ausführungsbeispiel A ist, wobei eine erschütterungsfreie bzw.
federnde Anbringung der Magnetteile vorgesehen ist, F i g. 7 im Aufriß eine
Seitenansicht der Ausführungsfonn C,
F i g. 8 eine Draufsicht, wobei
einige Teile geschnitten dargestellt sind, einer weiteren Ausführungsform
D, bei welcher die Motorwelle von jeder mechanischen Schwingung einen Impuls
erhält, F i g. 9 in einer Seitenansicht den Aufriß der Ausführungsform
D, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind, F i g. 10 im Schnitt eine
Teilansicht einer in der Praxis gebräuchlichen, abgewandelten Ausführungsform der
Kupplung, F i g. 11 die Teilansicht einer Verstellschraube für einen in der
Geschwindigkeit veränderbaren Motor. Der Schwingmotor A (Fi g. 1 bis
3) besitzt ein stationäres, aus Lamellen zusammengesetztes Magnetteil
1 und ein hiermit zusammenarbeitendes Magnetteil 2, das als Schwinganker
ausgebildet ist. Die aus Magnetblech od. dgl. gestanzten Lamellen des Teils
1
bilden an dessen linker Seite ein halbkreisförmiges Ende mit einer kreisförmigen
öffnung 3, die eine Kraftabgabewelle 4 und eine noch näher zu beschreibende
Kupplungseinrichtung umgibt. Das andere Ende des Teils 1 läuft in drei Schenkeln
aus, wobei der mittlere Schenkel 5 und die äußeren Schenkel 6
an ihren
nach innen gelegenen Enden durch ein Jochteil 7 untereinander und ferner
mit dem in F i g. 1 links dargestellten halbkreisförmigen Ende zu einem Teil
verbunden sind. Die äußeren Lamellen 8 des Pakets besitzen Augen
9 für die Befestigung bzw. Montage des Motors.
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Der mittlere Schenkel 5 trägt eine Spule 10. Der hiervon
hervorgerufene Magnetfluß durchsetzt diesen Schenkel und verzweigt sich einerseits
an dessen innerem Ende, um anschließend durch das Jochteil 7
in jeden der
seitlichen Schenkel 6 zu fließen. Außerdem verteilt sich der Magnetfluß im
rechten (immer bezogen auf die Darstellung der F i g. 1) Ende des Schenkels
5 und fließt zu den im Abstand davon angeordneten äußeren Enden der Seitenschenkel
6.
Somit hat jeder Seitenschenkel 6 an der Seitenfläche seines Außenendes
eine Arbeits- oder Polfläche 11
und der Mittelschenkel 5 an seinen
Seiten ein Paar Polflächen 12. F i g. 1 zeigt, daß jede Polfläche 12 des
Schenkels 5 einer entsprechenden Polfläche 11
des jeweiligen Schenkels
6 zugekehrt ist. Das Polpaar 12 befindet sich demnach auf der einen magnetischen
Seite der Spule 10 und besitzt die gleiche magnetische Polarität, während
das Polflächenpaar 11 auf der anderen magnetischen Seite der Spule
10
angeordnet ist und gegenüber den Polflächen 12 die entgegengesetzte Polarität
hat.
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Die äußeren Enden der Schenkel 6 werden von einem daran befestigten
Stoßdämpfertragarm 13
überbrückt, der ferner das in Fig. 1 rechts dargestellte
Ende des Ankers 2 umgreift. Die abgebogenen Enden 14 des Bügels 13 tragen
jeweils eine sich nach außen erstreckende Feder 18 und sind von einer Verstellschraube
15 durchsetzt, die über Federsitzscheiben 17 die Feder 18 zusammendrückt.
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Der Anker 2 kann in bezug auf das ortsfeste Teil 1
hin- und
herschwingen und besitzt einen permanentmagnetischen Teil 19 hoher Reluktanz.
Der Teil 19
befindet sich unmittelbar neben dem äußeren Ende des Mittelschenkels
5 und besitzt eine Aussparung, so daß er dieses Ende des Schenkels
5 sowohl von oben als auch von unten auf einem kurzen Stück übergreift. Die
Seitenfläche 20 des Mittelteils 19 bildet den einen Pol, während die andere
Seitenfläche 21 die entgegengesetzte Polarität besitzt.
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An den Seiten des Permanentmagneten 19 ist ein Paar von Ankerpolstücken
22 aus magnetisch leitfähigem Material befestigt. Wie insbesondere F i
g. 1
zeigt, bildet jedes Polstück 22 einen Schenkel, der in den Raum zwischen
dem Mittelschenkel 5 und einem Seitenschenkel 6 des Teils
1 hineinragt. Somit greifen die dreischenkelige Anordnung des Magnetteils
1
und die zweischenkelige Anordnung des Magnetankers 2 fingerartig ineinander,
wobei jedes Ankerpolstück 22 eine Arbeitsfläche 23 besitzt, die einer Arbeitsfläche
11 des Seitenschenkels 6 in einem geringen Abstand direkt gegenüberliegt.
Ferner besitzt jedes Polstück 22 eine zweite Arbeitsfläche 24, die der jeweiligen
Arbeitspolfläche 12 des Mittelschenkels 5 ebenfalls in einem geringen Abstand
gegenüberliegt. Durch die Anordnung der Polflächen wird erreicht, daß der Fluß senkrecht
zu den Polflächen verläuft.
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Jedes Ankerpolstück 22 besitzt eine schräg verlaufende Gewindebohrung,
welche den mit Gewinde versehenen Schaft einer der Verstellschrauben 15,
16
aufnimmt. Wenn sich der Anker 2 in der mittleren Lage gemäß F i
g. 1 befindet, werden die Schrauben 15, 16 hineingedreht, um
die Steuerungsfedern 18
gleichmäßig unter Druck zu setzen.
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In Nuten der Ankerpolstücke 22 greifen Anne 26
einer oberen
und einer unteren Seitenplatte 25 ein, so daß mit Hilfe der hiervon betätigten,
noch näher zu beschreibenden Kupplungsanordnung die Schwingbewegung des Ankers 2
in eine Drehbewegung der Welle 4 verwandelt wird. Drei Niete 27 halten dabei
die Platten 25 und die Kupplungsanordnung zusammen. Es sei bemerkt, daß die
obere Seitenplatte nur teilweise dargestellt ist (eine vollständige Seitenplatte
gleicher Form zeigt F i g. 6).
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Innerhalb der kreisförmigen öffnung 3 des stationären Magnetteils
1 ist eine Kupplung 28 angeordnet, die ein fest in die Lamellen eingepreßtes
Armkreuz 29 aufweist. Wie F i g. 1 zeigt, besitzt das Armkreuz einen
Satz von drei radial nach innen gerichteten Speichen 30, welche den in radialer
Richtung vergrößerten zentralen Nabenteil der Kraftabgabewelle 4 eng umschließen
und in seiner Lage halten. Ferner ist ein Satz von drei Kupplungsrollen
31 vorgesehen, die in dem Kupplungsarmkreuz 29 angeordnet sind und
sich sowohl gegenden Nabenteil der Welle 4 als auch gegen spiralförinig bzw. schräg
verlaufende Laufflächen 32 abstützen, die sich von jeder Speiche
30 her in Umfangsrichtung erstrecken. Jeder Rolle 31 ist eine wellenförrnig
ausgebildete, unter Vorspannung stehende Feder 33 zugeordnet, die sich mit
einer Seite gegen die Speiche 30 und mit ihrer anderen Seite gegen die Rolle
31 abstützt. Somit wird jede Rolle durch ihre dazugehörige vorgespannte Feder
33 zwischen die Welle 4 und die dazugehörige spiralförmige Lauffläche
32 gedrängt bzw. eingeklemmt, so daß bei dem Versuch, die Welle im Gegenuhrzeigersinn
(entsprechend der Darstellung in Fig. 1) zu drehen, die Welle festgehalten
bzw. abgebremst
wird. Andererseits wird eine Drehung der Welle
4 im Uhrzeigersinn diesen Keilschluß der Rollen 31 lösen und somit eine freie
Drehung der Welle in dieser Richtung ermöglichen.
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Zwischen den Seitenplatten 25 und dem Kupplungsarmkreuz
29 ist ein Paar von Dichtungsscheiben 34 aus einem synthetischen Material
eingelegt. Wie F i g. 2 zeigt, ist jede Scheibe 34 an ihrer äußeren ringförmigen
Kante etwas topfförmig ausgebildet, um einen staubdichten Abschluß zu erreichen.
Ferner besitzen die Scheiben 34 an ihrer Innenfläche hervorstehende Augen
35, welche auf den Enden der Kupplungsrollen 31 aufsitzen. Wie aus
F i g. 1 und auch aus der Ausführungsform B der F i g. 4 ersichtlich
ist, besitzt jede Scheibe 34 eine innere dreieckförmige öffnung, welche über die
Niete 27, diese an ihrem Scheitelpunkt umgebend, paßt. Innerhalb der dreieckförmigen
öffnung der oberen Scheibe 34 ist eine ringförmige, gewellte Feder 36 vorgesehen,
die sich gegen die innere Oberfläche der oberen Seitenplatte 25 und ferner
gegen den Nabenteil der Welle 4 abstätzt. Ein Reibring 37 aus geeignetem
Material ist fest zwischen die innere Oberfläche der unteren Platte 25 und
dem in radialer Richtung vergrößerten Nabenteil der Welle 4 eingespannt,
so daß die gewellte Feder 36 die Welle 4 mittels des Reibrings
37 in einen festen Eingriff mit der unteren Seitenplatte 25 bringt.
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Sofern, gemäß der Darstellung in F i g. 1, der Anker 2 in Uhrzeigerrichtung
schwingt, erhalten die Seitenplatten 25 eine entsprechende Drehbewegung und
treiben auf Grund der festen Einspannung des Reibrings 37 die Kraftabgabewelle
4. Die Welle 4 kann sich in dieser Richtung frei drehen, da die Kupplungsrollen
31 - wie vorstehend beschrieben -
aus ihrer Klemmlage gelöst sind.
Somit bekommt die Welle 4 mittels der Kupplungs- oder Greifwirkung des Reibrings
37 und der Feder 36 eine zusätzliche Drehbewegung. Bei der Rückschwingung
des Ankers 2 und der Seitenplatten 25 in die entgegengesetzte Richtung treibt
diese Bewegung die Welle 4 durch die feste Anlage des Rings 37 in die gleiche
Richtung. Dabei wird jedoch die Welle 4 in bezug auf die Seitenplatten 25 und den
Ring 37 gleiten bzw. schlüpfen, da die Kupplungsrollen 31 zwischen
den Laufbahnen 32 und der Nabe der Welle 4 eingeklemmt werden und somit während
dieser Rückschwingung die Welle 4 festhalten. Die Kraftabgabewelle 4 wird somit
in einer Drehrichtung durch eine Folge von Bewegungsschritten angetrieben, die mit
der Bewegung des Ankers 2 in einer der Hubrichtungen übereinstimmen.
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Bei Anschluß der Spule 10 an eine Wechselstromquelle vollführt
der Anker 2 je Periode eine vollständige mechanische Schwingung, die aus
einer Bewegung im Gegenuhrzeigersinn und aus einer darauf folgenden Bewegung im
Uhrzeigersinn besteht. Die Frequenz dieser mechanischen Schwingung ist nur halb
so groß wie die Frequenz der die Spule 10
speisenden Wechselstromquelle.
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An Stelle des Permanentmagneten 19 im Anker kann auch eine
Spule eingesetzt werden, so daß man zwei Elektromagnete erhält, oder man kann die
Lagen der Spule und des Permanentmagneten miteinander vertauschen. Bei beiden Ausführungsformen
i besitzt jedes Magnetteil eine magnetische Flußquene, wobei eine dieser Flußquellen
einen im Bezug auf die andere Quelle wechselnden Fluß schafft. Falls zwei Spulen
mit magnetischen Stählen von einen geringen Magnetwiderstand verwendet werden, sc
kann der resultierende Feldverlauf des Flusses vor dem des vorstehend beschriebenen
Kreises mit einen hohen Magnetwiderstand abweichen und wird teilweise von der gegenseitigen
Beeinflussung bzw Wechselwirkung zwischen den Spulen abhängen.
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Die Steuerfedem 18 bilden federnde Stoßdämpfer, welche zum
Abbremsen des Ankers 2 dienen und seinen hin- und herschwinaenden Hub dadurch begrenzen,
daß sie auf ihn eine Kraft ausüben, die arn Ende der Schwingung plötzlich ansteigt.
Die bei dern Motor A verwendete Feder 18 besteht aus einer Anzahl
von in einer Reihe angeordneten Tellerfedern. Jede Feder 18 steht unter einem
solchen Druck, daß sie über den ganzen Hub des Ankers 2 zusammengepreßt bleibt,
d. h. keine Geräusche oder Vibrationen von freien Teilen auftreten. Außerdem
erteilen die zusammengedrückten Federn bei Beginn des Rückwärtszuges dem Anker eine
zusätzliche Antriebskraft.
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Es kommt hinzu, daß durch Verstellung der Federn 18 die Geschwindigkeit
der Motorwelle und deren Drehmoment variiert werden kann, indem z. B. durch ein
Einwärtsdrehen der Schrauben 15
die Amphtude des Ankerhubes verringert wird.
In der Teilansicht der F i g. 11 ist dazu eine verstellbare Steuerschraube
38 dargestellt, die ein Gesperre 39
und eine darin eingreifende Klinke
40 aufweist und für einen Motor mit veränderlicher Geschwindigkeit verwendet wird.
Die Einstellung der Geschwindigkeit kann aber auch im Herstellerbetrieb vorgenommen
werden, wo nach erfolgter Justierung die Schraube 15
fixiert wird.
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Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 4 und 5
(Motor B)
sind -die Steueriedem anders ausgebildet. Im übrigen tragen hier mit den Teilen
des MotorsA gleiche Teile dieselben Bezugsziffern. Die Kupplungselemente sind dieselben
wie beim MotorA, jedoch schwingt hier der lamellierte Teil 41, während der Anker
2 ortsfest ist. Damit dient in diesem Beispiel die Kupplung 28 zum Antrieb
der Welle 4, während der hier nicht dargestellte Reibring die Welle 4 bei der Rückwärtsdrehung
festhält.
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Bei dieser Ausführungsform. sind U-förmige Federn 44 mit ihren Enden
in die Ecken von Nuten 42 eingelegt, die in die Außenflächen der Seitenschenkel
43 eingeschnitten sind. Die Seitenplatten 45 entsprechen den Platten 25 des
Motors A und besitzen an jeder Seite nach außen gerichtete Arme 46, welche
die rohrförmigen Halter 47 tragen. An der Innenseite jedes Halters 47 befindet sich
ein Block 49, in dessen Nut 51 jeweils ein Keil 52 eingreift (siehe
insbesondere F i g. 4). Hiermit kann die Kompression der Feder nach Wunsch
eingestellt und anschließend der Keil in dieser Lage gesichert werden.
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Die Wirkung der Federn 44 ist ähnlich der Wirkung der Steuerfedern
des Motors A. Auf Grund ihrer Wölbung nimmt ihr Gegendruck zu Beginn des
Zusammendrückens nur um ein geringes Maß zu. Sobald die Arbeitspolflächen der beiden
Magnetteile dicht aneinanderliegen, gelangt man an einen übergangsbereich, in dem
die Federkonstante mit dem weiteren Zusammendrücken plötzlich sehr stark anwächst.
Damit wird die Bewegung des Magnetteils 41 gebremst und ein hartes stoßartiges Anschlagen
der Magnetteile aneinander verhindert, da ihre Schwungkraft von den Federn aufgenommen
wird. Bei
der Rückschwingung des Teils 41 dreht sich die zuvor zusammengedrückte
Feder aus, während die andere Feder zusammengepreßt wird. Diese nichtlineare Federcharakteristik
ist ähnlich dem Ausführungsbeispiel A, bei dem die Federn 18 so weit
zusammengepreßt werden, bis eine weitere Bewegung der hin-und herschwingenden Magnetteile
verhindert wird. Bei beiden Ausführungsformen A und B wird somit ein direkter
Zusammenprall der Magnetteile verhindert und dadurch die Lebensdauer des Motors
erhöht sowie ein ruhiger Lauf erreicht.
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Der Motor C (F i g. 6 und 7) zeigt eine
elastische Lagerung des Magnetteils. Er ist im übrigen ähnlich den Motoren A und
B ausgebildet, wobei wiederum die hien-nit gleichen Teile mit denselben Bezugsziffern
bezeichnet sind. Für den Halt des Motors ist die Kraftabgabewelle 55 an jedem
Ende entsprechend verlängert und an den Enden eines etwa U-förmigen Tragarms
56 befestigt, wobei noch Distanzscheiben 57, Sicherungsringe
58 und Befestigungslöcher 59
vorgesehen sind.
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Der Mittelsteg der Arme 56 endet in Federhalterungen
61, die das lamellierte Magnetteil 54 bogenförmig umgreifen und so angeordnet
sind, daß sie senkrecht zum Radius der Kraftabgabewelle 55
stehen. An den
Halterungen 61 stützen sich Federn 62 ab, welche Vorsprünge
95 des Magnetteils 54 umgreifen. Ein solcher Motor läuft besonders ruhig,
da die Schwingungen des stationären Magnetteils 54 abgedämpft werden. Hierbei ist
noch zu beachten, daß der schwingende Teil unter Last, d. h. bei übertragung
eines Drehmornents nicht so weit vorrückt, wie er bei seiner unbelasteten Rückschwingung
zurückgeht. Damit besteht die Gefahr, daß die Polflächen beim Rückwärtshub aneinanderstoßen.
Jeder derartige, mit einer entsprechenden Kraft erfolgende Zusammenstoß wird nun
durch die Federn 62 absorbiert, wodurch im Betrieb die Laufruhe des Motors
erhöht wird.
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Beim Motor D (F i g. 8 und 9) erfolgt mit jeder
Schwingung des beweglichen Magnetteils ein Krafthub. Die Geschwindigkeit seiner
Kraftabgabewelle ist demnach doppelt so groß wie die der MotorenA, B und
C, vorausgesetzt, daß die übrigen Umstände und Bedingungen die gleichen geblieben
sind. Der Motor D besitzt ein aus Lamellen zusammengesetztes Magnetteil
63 mit der charakteristischen Dreischenkelanordnung der vorstehend bereits
beschriebenen Ausführungsbeispiele, wobei am Mittelschenkel eine Spule 64 angebracht
ist. Die in F i g. 9 mit 65 bezeichnete Kupplung enthält ein Armkreuz,
Rollen und unter Vorspannung stehende Federn, entsprechend den vorstehend beschriebenen
Kupplungen, wobei das Kupplungsarmkreuz mit der hin- und her-"ehenden Bewegung des
Lamellenteils 63 rotiert, so daß in der einen Schwingungsrichtung die Kupplung
65 an der Kraftabgabewelle 66 angreift und diese dreht, während bei
der Schwingung in der umgekehrten Richtung die Kupplung frei über die Welle
66
hinwegläuft.
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Der lamellierte Magnetteil 63 besitzt eine Bohrung
67, in der sich mit einem festen Haftsitz eine Zapfwelle 68 befindet.
Jedes der Enden der Welle 68
steht über den Magnetteil 67 über, um
jeweils eine frei drehbare Schwinge 69 aufnehmen zu können. Jede der Schwingen
69 ist weiterhin nahe ihrer Mitte an einem Stift 70 angelenkt, der
von einer Seitenplatte 71 hervorragt. Dieses Paar Seitenplatten
71
umgibt - wie bei den Ausführungsbeispielen der Motoren
A bis C - die Kraftabgabewelle 66 eng mit einem solchen Sitz,
daß sich die Welle zwar frei drehen kann, jedoch die Lage der Seitenplatten in bezug
auf die übrigen Motorteile hiermit festgelegt ist. Die Seitenplatten tragen ferner
einen zweiten Magnetteil 72 mit einem Permanentmagneten 73 und zwei
Seitenstücken 74. Diese bilden Schenkel, die mit den Schenkeln des Magnetteils
63 fingerartig ineinandergreifen, ähnlich den vorstehend beschriebenen Motoren.
Jedes der Seitenstücke 74 trägt eine Stellschraube 75, die sich durch einen
L-förmigen Stoßdämpferarm 76 erstreckt, der an dem Ende eines Seitenschenkels
des Lamellenteils 63 befestigt ist. Jede Verstellschraube 75 besitzt
dazugehörige Federn 77,
ähnlich den Ausführungsbeispielen der F i
g. 1 und 6.
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Auf beiden Seiten des Blechpakets 63 befin#den sich Kupplungen
78 mit Abdeckungen 96. Zwischen jeder Seitenplatte 71 und der
benachbarten Kupplung 78 ist eine Scheibe 79 eingelegt. Eine weitere
Scheibe 80 befindet sich zwischen jeder Seitenplatte 71 und der mittleren
Kupplung 65, die von dem Lamellenteil 63 umgeben ist. Die seitlichen
Kupplungen 78 sind ähnlich bzw. gleich den vorstehend beschriebenen Kupplungen
ausgebildet, indem jede ein Kupplungsarinkreuz 81 zusammen mit einem Satz
Rollen und dazugehörigen vorgespannten Federn (in der Zeichnung nicht dargestellt)
besitzt. Sowohl die zentrale Kupplung 65 als auch die seitlichen Kupplungen
78 sind so angeordnet, daß sie beide die Kraftabgabewelle in der gleichen
Drehrichtung betätigen, z. B. gemäß der Darstellung der F i g. 8 in Uhrzeigerrichtung.
Jedes der Kupplungsarmkreuze 81 besitzt eine Lagerstelle 82 (siehe
F i g. 8), welche ein abgerundetes Ende der Schwinge 69 aufnimmt.
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Beim Betrieb des Motors D wird die mittlere Kupplung
65 also in die eine Richtung gedreht, während sich gleichzeitig die seitlichen
Kupplungen 78
in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Während der darauffolgenden
Schwingung wird jede Kupplung ihre Drehrichtung wechseln, so daß dann die mittlere
Kupplung 65 wiederum eine Drehrichtung erfährt, welche der Drehrichtung der
Seitenkupplungen 78 entgegengesetzt ist. So wird z. B. bei einer Schwingung
des lamellierten Magnetteils 63 im Uhrzeigersinn sich die innere Kupplung
65 in der gleichen Richtung um die Welle 66, diese angreifend und
antreibend, drehen. Zur gleichen Zeit wird sich jede der Schwingen 69 um
den Verbindungspunkt mit der dazugehörigen Seitenplatte 71 derart drehen,
daß ihre abgerundeten Enden - gemäß der Darstellung in F i g. 8 -
nach oben bewegt werden und damit den seitlichen Kupplungen 78 eine Drehung
im Gegenuhrzeigersinn vermitteln. Dabei sind die seitlichen Kupplungen
78 von der Kraftabgabewelle gelöst und zurückgezogen, so daß sie bei der
nachfolgenden Schwingung für die Übertragung eines Drehmoments zur Verfügung stehen.
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Bei dieser nachfolgenden Schwingung wird sich der lamellierte Magnetteil
im Bezug auf die Darstellung in F i g. 8 im Gegenuhrzeigersinn drehen, so
daß der mittlere Kupplungsteil 65 von der Kraftabgabewelle gelöst ist und
davon zurückgezogen wird. Inzwischen sind die Schwingen 69 so verdreht worden,
daß sie die seitlichen Kupplungen 78 im Uhrzeigersinn bewegen, wobei diese
die Kraftabgabewelle 66 ergreifen und ihr Drehmoment zuführen. Damit wird
die Welle 66 praktisch kontinuierlich betrieben, wobei
ihre
Geschwindigkeit und etwa auch ihr Drehmoment doppelt so groß ist wie bei einem Motor,
der für jede Schwingungsperiode -nur einen Krafthub besitzt. Der Motor nach der
Erfindung erreicht daher durch die Anordnung einer Doppelkupplung eine größere Geschwindigkeit
und ein größeres Drehmoment.
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Eine weitere Abwandlung des erfindungsgemäßen Motors ist in F i
g. 10 dargestellt, gemäß welcher statt des Reibrings 37 und der flachen,
gewellten Feder 36 (Motor A) ein Kupplungsteil 84 vorgesehen ist.
Das Armkreuz 85 der Kupplung 84 ist z. B. mittels eines Klebstoffs an einer
Seitenplatte 86 befestigt. Der in radialer Richtung vergrößerte Teil der
Kraftabgabewelle 87 erstreckt sich nach unten in das Armkreuz 84 hinein,
wobei zwischen der Welle 87 und dem Armkreuz 84 Rollen 88 angeordnet
sind. Somit treibt bei einer Bewegung der Seitenplatten, die bei dieser Ausführungsform
zur übertragung eines Drehmoments schwingen, die Kupplung 84 die Welle
87 während einer Schwingung an, um sich während der darauffolgenden Schwingung
davon zu lösen. Dieses abwechselnde Ergreifen und Loslassen der Welle
87 wechselt ab mit dem Ergreifen und Loslassen einer Kupplung 89,
welche gleich der Kupplung ist, die im Zusammenhang mit den Motoren
A und B dargestellt wurde und dazu dient, während der Rückschwingung der
Seitenplatten eine Rückbewegung der Kraftabgabewelle zu verhindern.
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Zur Vervollständigung der Ausführungsform nach F i g. 10 sind
an den Seiten der Kupplung 89 geeignete Scheiben 90 und
91 eingelegt. Eine dritte Scheibe 92 ist zwischen dem unteren Ende
der Welle 87 und einer Deckplatte 93 vorgesehen, welche die Kupplung
abdeckt bzw. einschließt.
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Während die vorstehend beschriebenen Kupplungsteile nach dem Kupplungs-
und Bremsprinzip arbeiten, könnten statt dessen auch Sperrklinkeneinrichtungen verwendet
werden.