DE1447327A1 - Schwingungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sieh auf eine Schwingungsvorrichtung, die einen ersten, scheinbar fest aufgestellten, und einen gegenüber diesem bewegbar aufgestellten Körper enthält, wobei iin ersten Körper mindestens ein permanenter Magnet und im zweiten Körper mehrere permanente Magnete angeordnet sind.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art setzt man voraus, daß die anziehenden und/oder abstoßenden Kräfte zwischen den permanenten Magneten des ersten und des zweiten Körpers ohne weiteres wirksam sind. Für die anziehenden Kräfte wäre dies vielleicht tatsächlich zu verwirklichen, da dabei das Kraftlinienfeld über den im einen Körper angebrachten permanenten Ma neten das Gestell des anderen Körpers und das Gestell des ersten Körpers geschlossen werden kann. Pur die abstoßenden Kräfte iat dies jedoch niemals möglich, so daß die letzteren viel kleiner sein werden als die ersteren.

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natürlich konnte man ausschließlich mit anziehenden Kräften arbeiten. Die zurücktreibende Kraft müßte dann aber durch Feuern oder sonstiges elastisches Material geliefert werden. Besonders wenn die von der Sehwinguiigsvorrichtung zn erzeugende Schwingung eine hohe Schwingungszahl haben nm;. , ist eine derartige zurücktreibende Kraft unzureichend. Wenn nämlich der Motor, der die Schwingungsvorrichtung antreibt, eine hohe Umdrehungszahl besitzt, stirbt die Schwingung aus, da die durch das elastische Material verursachte Dämpfung zu groß wird.

Die Fachteile der bekannten Schwingungsvorrichtungen können erfindungsgemäß dadurch beseitigt werden, daß eine nahezu nur einseitig gerichtete Kraft (nur abstoßend oder nur anziehend) zwischen einem I.Ia_ö-neten des ersten und einem Magneten des zweiten Körpers wirkt und das Kraftlinienfeld jedes permanenten Magneten in sich selber geschlossen und um die permanenten Ma neten herum konzentriert ist, indem der permanente Magnet derart von permeablen Material umgeben ist, daß er an seiner vom Trägerkörper wegweisenden Seite gegenüber dem permeablen Material hervorsteht, wodurch das Kraftlinienfeld teilweise durch den Luftspalt zwischen dem permeablen Material und dem permanenten Ιϊε rieten läuft.

Es sei bemerkt, daß bei Verwendung von Elektromagneten lie Schwierigkeiten beim Erzeugen der zurücktreibenden Kräfte licht auftreten, da dabei durch Umschalten des Elektromagneten j.B. mittels eines Kommutators) abwechselnd die Kraftwirkung um-

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gekehrt werden kann. Elektromagnete sind aber kostspieliger und leichter zjrferstörbar, und außerdem nimmt auch der Umfang der Schwingungsvorrichtung zu infolge der angebrachten elektrischen Leitungen und Spulen.

Einige Ausführungsbeispiele der Scliwingungsvorrjchtung gemäß der Erfindung werden nachfolgend an Eand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei stellen dar:

Pig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeiapiels einer Schv/ingungs vorrichtung gemäß der Erfindung,

Pig. 2 einen Schnitt an der Stelle A-A der Pig. 1, Pig. 3 einen Schnitt an der Stelle B-B der Pi^. 1, Pit> 4 ein Detail der Pig. 2 zur Veranschaulichung der Maßnahmen sum Konzentrieren des Kraftlinienfeldes der permanenten Magnete,

Pig. 5 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schv/ingungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Pig. 6 einen Schnitt an der Stelle C-C der Pig. 5> Pig. 7 eine Draufsicht üer in l^?ig. 5 gezeigten Schv.'in-

oungsvorrichtung, und
Pi^. 8 ein Detail der Pig. 6 zur Veranschaulichung

weiterer ilaßnahmeii zum Konzentrieren des Kraftlinienfeldes der permanenten Magnete.

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Me in Fig. 1 gezeigte Auaführungsform einer Schwingung svorächtung enthält als ersten Körper einen Statorkörper 1, innerhalb dem als zweiter Körper ein Rotorkörper drehbar aufgehangen ist. Diese Aufhängung wird bewirkt an dem einen Ende durch eine· aus der SciiwingungsTorrichtung hinausragende, in konventioneller Weise in einem (nicht dargestellten)Lager gelagerte Achse 3 und am anderen Ende durch eine noch näher su beschreibende Vorrichtung 4·

Der Aufbau des Rotorkörpers 2 und des Statorkörpers 1 kann am besten an Hand der Fig. 2 beschrieben werden. Der Statorkörper 1 besteht aus einem hohlem Zylinder, in dem zwei permanente Stabmagnete 5 und 6 angebracht sind. Wie in Fig. 2 angegeben, ist der nach dem Rotorköper 2 hin gerichtete Pol des permanenten Magneten ein Nordpol (N) und der damit übereinstimmende Pol des permanenten Magneten 6 ein Südpol (Z). Die Pole der im Rotorkörper 2 angebrachten vier permanenten Stabmagneten 7, 8, 9 und 10, die nach dem Statorkörper 1 gerichtet sind, haben alle dieselbe Polarität. Im Beispiel nach Fig. 2 sind diese Pole alle als Nordpole (IT) ausgebildet, sie könnten ohne weiteres aber auch Südpole sein.

Die Bedeutung der Wahl der gleichnamigen Pole des Rotorkörpers und auch die Notwendigkeit des in sich selber Schlieuens des Kraftlinienfeldes jedes permanenten Magneten und das Konzentrieren desselben um den permanenten Magneten herum sei nachfolgend erläutert.

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Dabei sei zunächst bemerkt, daß eine Schwingung des Statorkörpera in ra'dialer Richtung erwünscht iat, d. h. in Richtung der Ebene, die durch die permanenten Magnete 5 und 6 und die Achse 3 verläuft oder die senkrecht zu dieser erstgenannten Ebene steht. Dies ist insbesondere wichtig, wenn die Schwingungsvorrichtung verwendet wird, um eine Betonmasse in Schwingung zu ver-.setzen, indem der Statorkörper in die noch flüssige Betonmasse gesteckt wird.

Nun sei angenommen, daß wie in der bekannten Vorrichtung nach der amerikanischen Patentschrift 1 672 807, die Pole des Hotorkörpere 2 nicht gleichnamig sind, sondern um den Umfang herum ungleichnamig. In diesem Falle könnten z.B. die Pole der Magnete,7 und 9 Südpole und die Pole der Magnete 8 und 10 Nordpole sein. In dem zeichnerisch dargestellten Zustand würde dabei also eine anziehende Kraft zwischen den Magneten 5 und 7 und eine abstoßende Kraft zwischen den Magneten 6 und 9 auftreten. Diese Kraft ist aber erst von genügender Stärke, wenn sowohl dae Kraftlinienfeld für die Magnete 5 und 7 als das für die /Magnete 6 und 9 in sich selber geschlossen ist. Für die Magnete 5 und 7 wäre dies vielleicht noch durch die Körper 1 und 2 zustandezubringen, doch dann tritt noch eine Schwierigkeit auf, weil keine zusätzlichen Kräfte auftreten dürfen, die der von unten nach oben gerichteten Kraft entgegenwirken. Hinsichtlich der Magnete 6 und 9 ist jedoch gar keine Möglichkeit vorhanden, das dazugehörende Kraftlinienfeld in sich selber zu schließen.

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Wenn nun der Körper 2 eine nach rechts drehende Bewegung ausführt, befindet sich der Magnet 10 nach einer Drehung von 90° gegenüber dem Magneten 5 und der Magnet 8 gegenüber dem Magneten 6. Zwischen den Magneten 6 und 8 müßte jetzt eine anziehende Kraft wirksam werden, falls wieder eine gute Schließung des Kraftlinienfeldes erwünscht ist, und zwischen den Magneten 5 und 10 eine abstoßende Kraft.

Aus dem Obenstehenden geht hervor, daß bei der angenommenen ungleichnamigen Anordnung der Magnete das Schließen des Kraftlinienfeldes große Schwierigkeiten mit sich bringt wegen der Tatsache, daß die ungleichnamigen Pole der Magnete 5 und 6 notwendig sind, um die hin- und zurückgehende Bewegung zu erzeugen.

Würde man andererseits z.B. den Magenten 5 weglassen und ausschließlich mit Nordpolen auf dem Rotorkörper 2 arbeiten, bleiben immer noch die Schwierigkeiten des Schließens des Kraftlinienfeldes bestehen, und außerdem wäre nur eine anziehende Kraft wirksam, so daß die zurücktreibende Kraft von dem elastischen Material geliefert werden muß, in dem die Achse 3 in der Vorrichtung 4 gelagert ist. Wie eingangs betont, ergibt sich bei einer solchen Weise der Erzeugung einer Schwingung eine viel zu niedrige Resonanzfrequenz, was dem eÜastiaohen Material zu verdanken ist, daß den Dämpfungsfaktor und den Elastizitätskoeffizienten der Schwingungsgleichung und damit die Resonanzfrequenz der zu erzeugenden Schwingung bestimmt. , i

Erfindungsgemäß wird aber dann ein brauchbares Resultat erzielt, wenn das Kraftlinienfeld von jedem der Magnete 5 bis 10 in sich selber geschlossen wird und die Pole der Magnete 7 bis 10 alle gleichnamig sind, d.h. dieselbe Polarität besitzen.

Weiter unten wird noch näher beschrieben, wie dieses Schließen in der richtigen Weise geschehen kann. An dieser Stelle soll vorerst mit der Annahme, daß dieses Schließen geschehen iat, die Wirkungsweise der Sciiwingüngsvorrichtung an Hand der Fig. 1 und 2 erklärt werden. Dabei wird zunächst auf die Kraftwirkung zwischen dem Magneten 5 und den Magneten 7 bis 10 und darauf auf die Kraftwirkung zwischen dem Magneten 6 und den Magneten 7 bis 10 eingegangen'.

Bei der hiervor unterstellten rechtsdrehenden Bewegung dea Rotorkörpera 2 wird jeder der Magnete 7 bis 10, sobald diese sich dem Magneten 5 nähern, in dessen Virkungsgebiet geraten.

Ausgehend von der in Fi₀. 2 gezeichneten Stellung wird der Magnet 10, wenn er sich dem Magneten 5 nähert, einer abstoßenden Kraft unterstellt, die län^s der Verbindunglinie zwischen den Zentren der beiden Magnete gerichtet ist. Selbstverständlich ist die lieaktionskraft, die auf den Statormagneten 5 von dem sich nähernden Magneten 10 ausgeübt wird, jloichfalls längs dieser Verbindungslinie gerichtet.

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Für eine bestimmte Stellung der Magk-ste 10 und 5 ist diese Reaktionskraft angegeben durch den Vektor 11, der linke oben in Fig. 2 eingezeichnet ist. Betrachtet man den Rotorkörper 2 als einen feststehenden Körper (was sich nicht¹bezieht auf den Ausdruck "scheinbar fest aufgestellt" in der Einleitung, da mit jenem Ausdruck Bezug genommen .ist auf die Tatsache, daß der Statorkörper 1 nicht dreht), was dadurch erreicht wird, daß der Eotorkörper 2 mittels der Achse 3 (rechts in Fig. 1) fest mit dem (nicht dargestellten) Antriebsmotor gekoppelt ist, dann wird der Statorkörper 1 in einer durch den Yektor 11 angegebenen Richtung v/eggetrieben. Die entlang dem Vektor 11 gerichtete Kraft kann zerlegt werden in eine horizontale Kraft entlang dem Vektor 12 und in eine vertikale Kraft entlang dem Yektor 13· Beim · Hähern des Magneten 10 wird im Anfang die horizontale Kraft 12 vorherrschen und die vertikale Kraft 13 nur klein sein. Je mehr der LIagnet 10 sich jedoch dem Magneten 5 nähert, desto kleiner wird die Kraft 12, bis diese schließlich praktisch zu Null wird, während die Kraft 13 größer wird und schließlich einen maximalen Wert erreicht.

Nachdem der Magnet 10 den Magneten 5 passiert hat, dreht. sich die .Richtung der horizontalen Kraft um, während die vertikale Kraft wieder abnimmt. Dies ist am einfachsten zu erklären an Hand des Vektordiagrammes rechts oben in Fig. 2, bei dem angenommen ist, daß der Magnet 10 sich wieder in einem bestimmten Abstand von dem Magneten 5 befindet. Die Kraft, die den Statorkörper

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1 zur Seite drückt, ist dann gerichtet in Richtung dea Vektors 14* Auch diese Kraft kann zerlegt werden in eine horizontale Kraft entlang dem Vektor 15 und eine vertikale Kraft entlang dem Vektor 16. In dem Augenblick, in dem der Magnet 10 den Magneten 5 passiert, iet die Kraft 15 nahezu gleich Null, während die Kraft 16 maximal und selbstverständlich gleich der maximalen Kraft 13 ist. Die horizontale Kraft i5 nimmt zu, je mehr der Magnet 10 sich von dem Magneten 5 entfernt, und gleichzeitig nimmt die vertikale Kraft 16 ab.

Aus dem Obenstehenden geht hervor, daß auf den Statorkörper 1 eine gleichgerichtete vertikale und eine die Richturg -ändernde horizontale Kraft einwirkt.

Da die Kraitlinienfeider der Magnete 5 und 10 in sich selber geschlossen aind, ist das Arbeitsgebiet, in dem die vorangehend beschriebenen Kräfte auftreten, beschränkt auf ein begrenztes Gebiet um den Magneten 5 herum. Hat der Magnet 10 den Magneten 5 passiert, nähert sich schon wieder der Magnet 9 dem Magneten 5, und es wiederholt sich dasselbe Kräftespiel, das bereits für das Nähern des Magneten 10 beschrieben worden ist. Selbstverständlich gilt das gleiche, wenn sich der Magnet 7 bzw. der Magnet 8 dem Magneten 5 nähert und diesen passiert.

Der Einfluß des permanenten Statormagneten 6 ist identisch mit dem des Magneten 5 mit dem.Unterschied, daß der Magnet 6 stattjeiner abstoßenden eine anziehende Kraft auf die Rotormagnete 7 bis 10 ausübt. Dadurch unterstützen die infolge des perma-

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nenten Magneten 6 zwischen Statorkörper 1 und dem Rotorkörper 2 wirksamen Kräfte die Wirkung der auf dem Magneten 5 beruhenden Kräfte.

Dies läßt sich leicht an Hand der Fig. 2 erklären. Nähert sich nämlich beispielsweise der Magnet 8 dem Magneten 6, dann wird der Statorkörper 1 angezogen in Richtung des Vektors 17» der rechts unten in Fig. 2 angegeben iat. Diese entlang dem Vektor 17 gerichtete Kraft kann zerlegt werden in zwei Kräfte entlang den Vektoren 18 und 19» von denen im Augenblick des Passierens der Magnete 6 und 8 die Kraft 18 Null und die Kraft 19 maximal ist. In gleicher Weise ergibt sich das Vektordiagramm mit den Vektoren 20, 21 und 22, wenn sich der Magnet 8 an dem Magneten 6 vorbeibewegt hat. Im Ergebnis zeigt sich also auch für den Fall des Magneten 6 im Wechselspiel mit den Rotormagneten eine gleichgerichtete vertikale Kraft (19 bzw. 22) und eine die Richtung ändernde horizontale Kraft (18 bzw. 21) auf den.Statorkörper 1.

Da die Magnete 7 bis 10 symmetrisch auf dem Rotorkörper 2 und die Magnete 5 und 6 einander gegenüber auf dem Statorkörper 1 angeordnet sind, und da auch die Stärken der einzelnen Magnete einander gleich sind, folgt ohne weiteres, daß, wenn ein Rotormagnet (z.B. der Magnet 10) sich dem Magneten 5 nähert, die Kraft 12 in jedem Moment gleich der Kraft 18. sein wird (welche letztere Kraft erzeugt wird durch die Annäherung des gegenüberliegenden Rotormagneten im betrachteten Beispiel des Magneten 8 an den Mag-

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neten 6). Ebenso sind auch die Kräfte 15 und 21 einander gleich, wenn die in Betracht kommenden Rotormagnete die Magnete 5 und 6 passiert haben. Der Gtatorkörper 1 führt also jedesmal zunächst eine nach links und darauf eine nach rechts gerichtete Bewegung aua, wenn ein Rotormagnet einen Statormagneten passiert, sowie zur gleichen Zeit noch eine kontinuierliche Verschiebung in vertikaler Richtung.

Aua dem Obenstehenden wird verständlich, daß diegleiche horizontale Schwingungsbewegung des Statorkörpers 1, allerdings mit nur der halben Amplitude, erzeugt werden kann, wenn einer der beiden Statormagneten,z.B. der Magnet 6, weggelassen wird. Auch können die nach dem Statorkörper 1 gerichteten Pole der Magnete 7 bia 10 selbstverständlich sämtlich Südpole sein. Die Frequenz der erzeugten Schwingung ist in jedem Fall gleich dem Vierfachen der Umdrehungszahl (pro Sekunde) des Rotorkörpers 2.

Eine erste Möglichkeit, das Kraftlinienfeld in sich selber zu schließen und außerdem so um einen permanenten Magneten herum zu konzentrieren, daß die gewünschte Kraftwirkung zwischen den Stator- und Roturmagneten möglich ist, wird nachfolgend an Hand der Fig. 4 beschrieben, in der als .Beispiel der Statormagnet 5 gesondert wiedergegeben ist.

Der Stabmagnet 5 ist eingeklemmt zwischen zwei dünnen Plättchen 23 und 24 von permeablem I'aterial und, wie aus Fig. 2 hervorgeht, zusa-.mien mit den Plättchen im Statorkörper angeordnet. In gleicher Ί/eise ist der permanente Stabmajiiet 6 eingeklemmt zwi-

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sehen permeablen Plättchen 25 und 26 im Statorkörperiangeordnet. Um einen magnetischen Kurzschluß zu vermeiden, können zwischen den Plättchen 23 und 24 und dem permanenten Magneten 5 dünne Schichten von nicht magnetischem Material angeordnet werden. Bei einer Stärke des permanenten Magneten 5 von 9 mm beträgt die Stärke der Plättchen 23 und 24 etwa 1,$ mm. Das Verhältnis der Stärke der Plättchen zu der Stärke des permanenten Magneten ist mithin gleich =0,2.

Der Nordpol (N) des permanenten Magneten 5 steckt ein wenig (etwa 1-2 mm) über die ihn umgebenden Plättchen 23 und hinaus, so daß die aus dem ITordpol (N) tretenden Kraftlinien 27 und 28 teilweise einen Luftweg durchlaufen müssen, bevor sie wieder in die Plättchen 23 und 24 eintreten können, um über diese Plättchen und den Südpol (Z) des Magneten 5 wieder in sich selbst geschlossen zu werden.

Sorgt man dafür, daß das Kraftlinienfeld der Rotormagnete 7 bis 10 in gleicher Weise verläuft wie das des Magneten 5, dann entsteht eine starke Konzentration des Kraftlinienfeldes

der zwischen

im Luftspalt,/den jeweils einander genäherten Stator- und Rotormagneten gebildet wird, so daß sich die oben umschriebene Kraftwirkung ergibt.·

Ein derartiger Verlauf der Kraftlinien der permanenten Magnete 7 bis 10 kann in gleicher Yfeise realisiert werden wie der der Magnete 5 und 6. Er läßt sich aber auch verwirklichen, indem der Rotorkörper 2 ganz aus permeablem Material verfertigt wird

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und die in Pig. 2 gezeigte Form erhält. Dazu werden in den Rotorkörper 2 Ausnehmungen eingefräst, in denen die permanenten Magnete 7 "bis 10, wenn nötig umgeben durch eine dünne Schicht von nicht magnetischem Material, derart befestigt werden, daß sie ein wenig, z.B. 1 bis 2 mm, aus dem Rotorkörper 2 hinausstecken. Das Rotormaterial wird neben diesen Ausnehmungen über einen kleinen Abstand abgeplattet und der restliche £eil wird weggefräst, 80 daß die in Fig. 2 gezeigten kleinen Restflächen neben den permanenten Magneten 7 bis 10 und im übrigen die Schrägflächen am Rotorkörper 2 entstehen.

Damit wird erreicht, daß die Kraftlinien senkrecht aus 'den Nordpolen (N) der Magnete 7 bis 10 austreten und senkrecht wieder in die kleinen Restflächen neben den Magneten eintreten , nicht aber in die Schrägflächen, bei denen der Luftweg, und damit der magnetische Widerstand für den magnetischen Kraftfluß, zu groß werden würde. Außerdem wird durch die Schrägflächen noch erreicht, daß der Luftspalt zwischen dem Rotorkörper und den permanenten Statormagneten 5 und 6 größer wird, wenn diese sich ge-.genüber den Schrägflächen befinden, so daß bei diesen Stellungen fast keine Kraftwirkung zwischen dem Rotor- und dem Statorkörper auftritt.

Selbstverständlich kann, wie bereits erwähnt, der Rotorkörper 2 auch aus nicht permeablem Material hergestellt sein, wobei die Magnete 7 bis 1Ö dann in der gleichen Weise angebracht werden wie die Magnete 5 und 6. Ein Wegfräsen des Rotormateriala

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ist dabei überflüssig, und das Schließen des Kraftlinienfeldes geht dabei in gleicher Weise vor sich wie bei den Plättchen 23 bis 26.

Y/ie in der vorhergehenden Beschreibung bereits ausgeführt, findet die Schwingungsbewegung in der Hauptsache statt in einer Richtung, die senkrecht zu der Ebene steht, in der die Stabmagnete 5 und 6 und die Achse 3 liegen.

lim zu erreichen, daß diese Bewegung tatsächlich ausgeführt werden kann, ist die Achse 3, wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, in der Vorrichtung 4 gelagert. Fig. 3 ist dabei ein Schnitt der Fig. 1 an der Stelle B-B. Die Achse 3 ist in einem Kugellager gelagert, das seinerseits aufgehangen ist zwischen zwei nicht aneinander schließende Gummiblöcke 30 und 31» zwischen denen zwei Räume 32 und 33 ausgespart sind. Da der Schnitt B-B in derselben Stellung gezeichnet ist wie der Schnitt A-A, wird ohne weiteres deutlich, daß die ausgesparten Räume 32 und 33!eine freie Bewegung des Kugellagers 29 zusammen mit der Achse 3 in horizontaler Richtung ermöglichen.

Die Formgebung der Blöcke 30 und 31» und auch der Elastizitätkoeffizient des Gummis, aus dem diese Blöcke hergestellt

wie

sind, sollen diese Bewegung so wenig/möglich hindern, da davon

die

u. a. die Resonanzfrequenz der erzeugten Schwingung abhängt,/so hoch wie möglich aein soll.

Die Aufhängung in den Gummiblöeken dient gleichfalls dazu, den oben beschriebenen, mehr oder weniger kontinuierlich

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wirksamen, vertikalen magnetischen Kräften entgegen zu wirken.

Die Formgebung der Blöcke 30 und 31 hängt noch etwas von der Drehrichtung des Rotorkörpers 2 ab, da dessen Schwingungsrichtung nicht ganz senkrecht su der die permanenten Magnete 5 und 6 und die Achse 3 enthaltenden Ebene verläuft, sondern davon etwas abweicht.

Aui.er die Drehrichtung des Rotoneorpers 2 durch Anpassung der Blöcke f>0 und 31 zu oerücksichti^en, ist es auch möglich, die Vorrichtung 4 nicht fest in dem Rohr 34 anzubringen, sondern mittels einer (nicht geseilten; Spiralfeder, die eine geringe nach recuts oder nach links drehende Bewegung der Vorrichtung 4 in der Zeichenebene der Fig. 3 zuläßt, so daß bei einer Drehung des Rotorkörpers 2 "die ausgesparten RUume 32 und 33 sich derart einstellen können, daß eine optimale Schwingungsbewegung ermö_olicht wird.

Insbesondere wenn die erfinaungsgemäße Schwingungsvorrichtung dazu verwendet wird, armierten Beton in Schwingung zu versetzen, ist es empfehlenswert, an der Außenseite ues Statorkörpers 1 eine Flosse 35 anzubringen, die in einer Ebene liegt, welche auch die permanenten Hagnete 5 und 6 und die Achse 3 enthält. Beim Schwingen des Statorkörpers 1 gerät auch die Flosse in Schwingun.. Durch ihre geringe Stärke und durch ihren konischen Verlauf kann diese Flosse zwischen die Armierung des Betons gesteck werden, so daß die Schwin_oungsbc?wegun^ auch auf unzugänglichen Stellen übertrafen werden kann.

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In einer zweiten Ausführungsform der Schwingungsvorrichtung, von der Pig. 5 eine Seitenansicht zeigt, besteht der scheinbar fest aufgestellte, erste Körper aus einem Balken 36, der an beiden Seiten über zwei Gummiblöcke 37 und 38 an einem starren in Fig. 5 nur im Schnitt gezeigten Gehäuse 39 aufgehangen ist. Dieses Gehäuse besteht aus einem rechteckigem Rahmen und unterstützt die ganze Scbwingungsvorrichtung. Auf dem Balken 36 sind eine Zahl Magnetsysteme angebracht, von denen in Fig. 5 nur ein erstes System 40 sichtbar ist.

Der gegenüber dem ersten Körper bewegbare zweite Körper besteht aus einem Balken 41, an dessen beiden Seiten Stitzen 42 und 43 angebracht sind. In den Stützen 42 und 43 sind Löcher vorgesehen, durch die runde Stäbe 44 und 45 geführt sind (am beaten sichtbar in Fig. 7, die eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 5 zeigt). Die Stäbe 44 und 45 sind fest auf dem Gehäuse 39 befestigt, so daß damit die Lage des zweiten, oberen Balkens 41 gegenüber dem ersten unteren Balken 36 fixiert ist, jedenfalls soweit es die Richtung der Zeichenebene der Fi₁^. 5 betrifft. Auch auf dem Balken 41 sind eine Zahl Magnetsysteme angebracht, von denen in Fig. 5 wiederum nur ein erstes System 46 sichtbar ist.

Wie im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4, ist auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel der zweite Körper, nämlich der Balken 41 mit Magnetsj'stemen gegenüber dem ersten Körper nämlich uem Balken 36 mit Magnetsystemen bewegbar gelagert. Dazu ist die Lutte des Balkens 41 (Mitte der Linie 47) über eine Stange

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48 verbunden mit einer Scheibe 49, auf der ein Ende der Stange 48 exzentrisch befestigt ist. Selbstverständlich kann die Scheibe 49 auch als Kurbelwelle ausgebildet sein. Wird die Scheibe 49 angetrieben, bewegt sich der Balken 41 geführt von den Stäben 44 und 45 hin und her in Richtung parallel zu diesen Stäben. Dabei bewegen die Magnetsysteme, die auf dem Balken 41 angebracht sind, sich gegenüber den Magnetsystemen auf dem Balken 36, und es entsteht wiederum wie im ersten Ausführungsbeispiel eine kontinuierlich wirksame vertikale Kraft (vertikal in der Zeichenebene der Pig. 5), für die eine Gegenkraft durch die Gummiblöcke 37 und 38 geliefert werden muß, und eine hin- und zurücktmbende horizontale Kraft (wiederum in der Zeichenebene der Fig. 5).

Zur näheren Erläuterung sei auf die Pig. 6 Bezug genommen, die einen Schnitt an der Stelle C-C der Fig. 5 zeigt.

In Fig. 6 sind, beispielsweise, in jedem Balken drei Magnetsysteme angebracht, und zwar die Systeme 40, 50 und 51 indem unteren Balken 36 und die Systeme 46, 52 und 53 in dem oberen Balken 41. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, stehen sich in diesem Fall die Nordpole der permanenten Hauptmagnete der beiden Magnetsysteme gegenüber, so daß nahezu ausschließlich abstoßende Kräfte zwischen den Magnetsystemen wirksam sind. Es können aber auch die Südpole der Magnetsysteme 40, 50 und 51 gegenüber den Nordpolen der Magnetsysteme 46, 52 und 53 stehen, in welchem Fall nahezu ausschließlich anziehende Kräfte zwischen den Magneteyetemen wirksam sind.

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Wie aus Fig. 5» 6 und 7 hervorgeht, wird der Balken 41 in der Zeichenebene der Fig. 6 in der durch den Pfeil 54 angegebenen Richtung nach links und nach rechts bewegt. In Fig. 6 ist der Balken 41 in seiner Mittelstellung gezeichnet, bei der sich die Magnetsysterne 46, 52 und 53 gerade gegenüber den Ma gnetsysteraen 40, 50 und -51 befinden. In der äußersten linken Stellung des Balkens 41 befinden sich die Magnet systeme 46, 52 und links von den Magnetsystemen 40, 50 und 51· In dieser Stellung tritt eine abstoßende Kraft zwischen den drei Magnetsystemen des Balkens 41 und den des Balkens 36 auf, durch die eine horizontale, nach rechts gerichtete Kraft auf den Balken 36 ausgeübt wird, die diesen Balken nach rechts treibt. Die Wirkungsweise ist dabei gleich der bereits für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschriebenen Wirkungsweise, denn auch dort wird der Statorkörper nach rechts getrieben, wenn der Magnet 10 sich links von dem Magneten 5 befindet.

Im übrigen unterstützen auch beim vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel die Kräfte der drei Magnetsysteme des ersten und zweiten Körpers einander, so daß der Balken 36 mit einer dreimal so großen Kraft nach rechts getrieben wird, als wenn hur ein einziges Magnetsystem auf dem ersten und zweiten Körper vorhanden wäre. Selbstverständlich kann die Zahl der Magnetsysteme pro Körper nach Wunsch-vergrößert oder verkleinert werden, je nachdem eine größere oder kleinere Kraft ausgeübt werden soll.

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Von der äußersten linken Stellung aua bewegt sich der Balken 41» angetrieben durch den Antriebsmechanismus 48, 49> nach rechts. Dabei nimmt die nach rechts gerichtete horizontale Kraft zunächst infolge der Annäherung der Magnetsysteme des ersten und und zweiten Körpers aneinander zu, darauf aber wieder bis auf Null ab, wenn der Balken 41 wieder in die in Fig. 6 gezeichnete Stellung gekommen ist. Bei dieser Bev/egun^ tritt zugleich noch eine vertikal gerichtete Kraft auf, die den Balken 36 nach unten treibt. Diese vertikale Kraft 2iimmt von der äußersten linken Stellung des Balkens 41 aus allmählich zu und ist maximal, wenn der Balken 41 die in Pig. 6 gezeichnete Stellung erreicht hat. Bei weiter nach rechts fortschreitender B wegung des Balkehs 41 nimmt die vertikale Kraft auf den Balken 36 wieder ab, während die horizontale Kraft, nunmehr nach links gerichtet, wieder zunimmt. Diese Kraftwirkung wird ausgeübt bis der Balken 41 schließlich

seine äußerste rechte durch den Antriebsmechanismus 48, 49 beerreicht hat.

stimmte Stellung Lu dieser Stellung kehrt sich die Bewegungsrichtung des Balkens 41 um, und es tritt eine der hievor für die Bewegung von der äußersten linken Stellung aus beschriebenen Kraftwirkung entsprechende Kraftwirkung auf.

Wohl ist die Schwingungszahl der Schwingungsvorachtung nach den Fig. 5 bis 7 nicht höher als die Umdrehungszahl der Scheibe 49» doch die Kraftwirkung kann viel größer sein als bei der Schwingungsvorrichtung nach den Fi^. 1 bis 3, weil die Zahl der Magnetsysterne pro Körper nach Wunsch vermehrt werden kann.

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Im Prinzip könnte natürlich auch nur ein Magnetsystem auf aera Balken 41 angebracht und die Bewegung dieses Balkens derart groß bemessen werden, daß dieses eine Magnetsystem bei einer Bewegung des Balkens 41· von links nach rechts und umgekehrt von rechts nach links alle Magnetsysteme, die auf dem Balken 36 angebracht sind, passiert. In diesem lall ist die' Schwingungszahl· gleich der Umdrehungszahl (pro Sekunde) der Scheibe 49 multipliziert mit der Zahl der Magnetsysteme des Balkens 36.

Wie aus Pig. 6 hervorgeht, sind die in der Schwingungsvorrichtung nach den Pig. 5 uis 7 angewendeten Magnetsysteme, von denen ein einzelnes System zur Verdeutlichung gesondert in Pig. 8 angegeben ist, in ihrer Konstruktion abweichend von den in der Schwingungsvorrichtung nach den Pig, 1 bis 3 verwendeten

Systemen. Mit dieser Abweichung soll die Kraftwirkung zwischen den Magnetsystemen vergrößert werden. Im Prinzip kann jedoch das Magnetsystem nach lig. 8 ohne weiteres auch in der zuerst beschriebenen und das Magnetsystem nach Pig. 4 in der zuletzt beschriebenen Schwingungsvorrichtung verwendet werden.

Das Magnetsystem nach Pig. 8 besteht aus einem permanenten Ilauptmagneten 55, der, übereinstimmend mit Fig. 4, von dünnen., aus permeablem Material zusammengesetzten, Plättchen 56 und 57 umgeben ist. Mithin wird auch hier das Kraftlinienfeld * um den permanenten Magneten 55 ,herum konzentriert und außerdem wird, weil'der permanente Magnet 55 ein wenig aus den"Plättchen

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p6 und 57 hinaussteckt, das Kraftlinienfeld gezwungen, teilweise durch die Luft zu laufen. Um dem Kraftlinienfeld jedoch gegenüber dem System nach Pig. 4 eine größere Intensität zu geben, sind an beiden Seiten der Plättchen 56 und 57 zwei permanente Hilfsmagnete 58 und 59 angebracht, und zwar derart, daß¹ die von dem Trägerkörper aus nach außen gerichteten Pole der Hilfsniagnete ungleichnamig sind mit dem entsprechend gerichteten Pol des Hauptmagneten.( In Pig. 8 sind dies der ITordpol(lT) des Hauptmagneten 55 und die Südpole (Z) der Hilfsmagnete 58 und 59)· Das Kraftlirdsnfeld kann sich bei einer derartigen Anordnung nicht nur über die Plättchen 56 und 57, sondern auch über die Hilfsmagnete 58 und 59 schließen und wird dadurch verstärkt.

Die Plättchen 56 und 57 stehen wiederum ein wenig hinaus gegenüber den Südpolen (Z) der Hilfsma^nete 58 und 59· Damit soll erreicht werden, daß, wenn ein ITordpol (H) d:s Hauptmagneten eines Magnetsystems in dem einen Körper (z.B. des Systems 40 im Balken 36) sich gegenüber einem Südpol (Z) des Hilfsmagneten eines Magnetsysteins in dem anderen Körper (z.B. des Systems 46 im Balken 41) befindet, keine anziehende Kraft zwischen den einander gegenüberliegenden Magnetsystemen auftritt, da dies eine fließende Sehwingungsbewegun^ verhindern würde. Dabei v/ürde nämlich die weiter oben beschriebene vertikale Kraft, wenn ein Ma gnetsystem des Balkens 41 ein Magnetsystem des Balkens -36 passier^ von einer anziehenden Kraft übergehen in eine abstoßende Kraft und darauf wieder in eine anziehende. Dies ist unerwünscht. Die

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vorangehend "beschriebene Anordnung der Hilfsmagnete bewirkt, daß ' bei .gegebenen Abstand der in den Balken 36 und 41 angeordneten Hauptfliag-nete die Hilfsmagnete so weit hinter die Hauptmagnete zurücktreten, daß das erwähnte Umkehren der vertikalen Kraft praktisch vermieden wird.

Sollen nur anziehende Kräfte zwischen den Magnetsystemen des einen und des andern Körpers wirksam sein, bleibt die Konstruktion grundsätzlich dieselbe, es brauchen nur die Haupt- und HiIf smagnete der Magnet systeme des einen Körpers, z.B. der in dem Balken 36 angebrachten Systeme, umgekehrt zu werden.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die besten Resultate erzielt v/erden, weiw. nicht magnetisches Material zwischen den Plättchen 56 und 57 und dem permanenten Hauptmagneten 55 angeordnet ist, während die permanenten Hilfsmagnete 58 und 59 ohne Zv/isehenmaterial gegün die Plättchen 56 und 57 anliegen. Es ist aber auch möglich, die Hilfsmagnete 58 und 59 direkt gegen den Hauptmagneten 55 anzuordnen und an beiden Seiten davon die Plättchen 56 und 57, wobei diese Plättchen dann dieselbe Höhe haben wie die Hilfsmagnete 58 und 59·

- Ansprüche

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Claims (9)

Ansprüche

1. Schwingungsvorrichttmg mit einem ersten, scheinbar fest aufgestellten Körper und einem gegenüber diesem bewegbar aufgestellten zweiten Körper, wobei in dem ersten Körper wenigstens ein permanenter Magnet und im zweiten Körper mehrere permanente Magnete angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine nahezu nur einseitig gerichtete Kraft (nur abstoßend oder nur anziehend) zwischen einem Magneten des ersten und einem Magneten des zweiten Körpers wirkt und das Kraftlinienfeld jedes permanenten Magneten in sich selber geschlossen und um den permanenten Magneten herum konzentriert ist, indem der permanente Magnet derart von permeablem Material umgeben ist, daß er an seiner vom Trägerkörper wegweisenden Seite gegenüber dem permeablen Material hervorsteht, wqdurich das Kraftlinienfeld teilweise durch den Luftspalt zwischen dem permeablen Material und dem permanenten Magneten läuft,

2» Schwingungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung des Kraftlinienfeldes das einen permanenten Hauptmagneten umgebende permeable Material teilweise gleichfalls permanent magnetisch ist, und zwar derart, daß die Pole der umgebenden permanenten Magnete ungleichnamig sind mit dem zur gleichen Seite weisenden Pol des Hauptmagneten,· wobei der- Hauptmagnet so weit über die Hilfsmagnete vorsteht, daß nahezu ausschließlich eine einseitig gerichtete Kraft (nur abstoßend oder

nur anziehend) zwischen einem Magnetsystem äes einen und des ; anderen Körpers wirksam ist«

3. Schwingungsvorricjitung naeh Anspruch 2_g dadurch gekennzeichnet$ daß an beiden Seiten des als Stabmagnet ausgeführten Hauptmägmeten zwei dünne Plättchen τοπ permeablem Material vmä an beiden Seiten davon zwei gleichfalls als Stabmajpiete ausgeführte Hilfemagaete angeordnet sind, und zwar derart, daß die Plättchen über die Hilfsmagneten vorstellen und der Hauptmagnet wiederum fiber die Plättchen vorsteht.

4. Schwingungsvorrichtung nach Anspruch 2_S dadurch gekennzeichnet _t daß an beiden Seiten des als Stabmagnet ausgeführten Hauptmagseteiä. zwei gleichfalls als Stabmagnete ausgeführte Hilfsmagnete auge-="" ordnet sind und an beiden Seiten davon zwei dünne Plättchen aus permeablem Material»

5. Sehwingungsvorrichtung nach einem, der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Körper als Statorkörper und der zweite Körper als gegenüber dem Stator drehbarer Rotorkörper ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnetj daß der Rotorkörper aus permeablem Material besteht und an beiden Seiten Jedes im Rotorkörper angebrachten permanenten

Stabmagneten abgeflacht ist zu einer flachen Oberfläche, die klein ist gegenüber der zum Statorkörper gerichteten Polfläche des Magneten und die dieser Polfläche gegenüber etwas zurückgesetzt ist, wobei, um das Kraftlinienfeld um den Rotormagneten herum zu kon- ""

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zentrieren, das Rotormaterial außerhalb den geflachten Teilen weggefräst ist·

6. Schwingungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten der im Rotorkörper angebrachten Stabmagnete, die zu dem Statorkörper hin gerichtet sind, alle dieselbe Polarität

I haben.

7· Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Achse, die den Rotorkörper trägt, an einem Ende angetrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Achse drehbar im Statorkörper aufgehangen ist mittels zwei einander gegenüber angeordneten, sich nicht berührenden Gummiblöcken, zwischen denen zwei Räume ausgespart sind, die in einer Ebene nahezu senkrecht zu der Ebene liegen, welche die permanenten Magnete des Statorkörpers und die Achse des Rotorkörpers enthält·

8. Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Statorkörpers, an dem das (Ende der Achse in den Gummiblöcken aufgehangen ist, eine Flosse trägt, die in einer Ebene liegt mit den permanenten Magneten des Statorkörpers und der Achse des Rotorkörpers.

9. Schwingungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Körper aus einem Balken bestehen, auf dem ein oder mehrere Magnete in Form von langgezogenen Stab.-

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■JA,-

magneten in der Längsrichtung befestigt sind, wobei, gesehen in dieser Längsrichtung, die beiden Snden des ersten Balkens über Grummiblöcke an einem Stützgestell befestigt sind, während die beiden übereinstimmenden Enden des zweiten Balkens längs Gleitstäfeen in Richtung senkrecht zur längsrichtimg der Balken gleitbar gelagert sind.-

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