DE1753854U

DE1753854U - Vorrichtung zur umwandlung einer drehbewegung in eine hin- und hergehende bewegung und umgekehrt.

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Publication number: DE1753854U
Application number: DEN2854U
Authority: DE
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1952-03-06
Filing date: 1953-03-03
Publication date: 1957-10-10
Also published as: BE518187A; ES208079A1; FR1076295A; CH311916A; US2790095A; NL84461C; JPS318202B1; GB747727A; DK84090C

Description

Vorrichtung zur Umwandlung einer Dreh-

bewegung in eine hin--und hergehende Be-

wg md tgakehrt.

Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin-und hergehende

Bewegung sind Vorrichtungen bekannt,'bei denen die Beweg-

umwandlung rein mechanisch mittels eines Exzenters, einer

Triebstange einer Kurbelwelle, einer Taumelscheibe, einer

rvensohibe odgl. bewirkt ird. Derartige Vorrichtungen w

nen oft beträchtliche Reibungsverluste auf.

Eine weitgehend verlustarme Umwandlung einer in einer Richtung

fortlaufenden Drehbewegung in eine hin-und hergehende Bewe-

gung und umgekehrt wird durch eine bekannte Vorrichtung ermg-

liqlite bei der Antrieb und Abtrieb Je mit einem Magnetkreis

versehen sindp der längs eines Teilkreisen gemessen ein ab-

wechselnd seine Richtung änderndes Magnetfeld erzeugt, wobei

dieBewegung$uctwandlung durch die Magnetkraft zwischen den

miteinanderzusammenwirkenden Magnetkreisen des Antriebs und

Abtriebsbewirkt'wird.

Bei einer solchen magnetisch arbeitenden Vorrichtung sind

neuerunggemß Antrieb und Abtrieb e mit einem oder mehreren

nur in der Richtung der Stärke der Wände magnetisierten, in

derMegnetisierungsrichtung dünnwandigen in Form einer Schei-

be oder eines Zylinders ausgebildeten, an ihrem Umfang in gleich-

mäßiger Verteilung die Weohselpele aufweisenden Magnetkreisen

vereehen die aus dauernd magnetischem Material mit einer re-

manenten Induktion Br bestehen die in Gauss gemessen, kleiner

ist als das Vie : rfache der 3seerzitiven eldstrke Sg is

Oebt-od gemessen.

Durch die neuer : angsgeB ! aSe Ausbildmg der Magnetkreise des

Antriebs und Abtriebs ist es möglich, die wechselnden Majgnet-

polettnmittelbar nebeneinander anzuordnen so daß das Gewicht

der Vorrichtung gering gehalten werden kann* Somit ist bei

nahezu verlustlser Bewegngs&wandlung eiR rose Kyaft-

übertragng hohe Freen und hohe Beschleunigung erreich-

bar.

Die Neuerung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten

Asfhrungbeisiele näher erläutert.

DieFigt ly 2 und 2a zeigen Vorrichtungen nach der Neuerung,

bei denen zwei echeibenfermige Xagnetkreiße zur

Verwendungkommen

Fig. 3 zeigt eine ahnliehe Vorrichtung wie in Fig. 1 dar-

gestelltemit drei scheibenf3raigen Mgmet-

kreisen,

Fig 4 &eigt eine Vorrichtung entsprechend Fig. 3y die ait

zylindrischen Nagnetkreisen ausgestattet ist

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 4.

Fi. $ zeigt eine Polarisationsart der lägnetkreise zur

Erläuterung der Fig. 4 und 5.

nazh F : Lgol stellt A einen Querschnitt

der vollständigen Vorrichtung nnd B eine Seitenansicht eines

derMagnetkreise der Vorrichtung dar. Die Vorrichtung besteht

aus einem in Brehnng ersetzbaren ersten Heehanismne des-

senDrehung derart verwandelt werden soll da8 ein Neohanisme

2 eine Hin-nd Serbewegang vollührt. Der Mechanismus 1 be-

sitzt an diesem Zweck nach der Neuerung einen scheiben-formi*-

gen Magnetkreis 3 aus danermagnetischem material in dem im

axialer Richtung Pole 11 und ß magne"tisiert sind. die, lãD. ßS

des Teilkreises T gemessen, ein abwechselnd seine Richtung

wechselndem Magnetfeld ereugen. Der Mechaniaams 2 besitzt

einen ähnlichen Magnetkreis 4 mit, einer gleiehen Aazam vm

Polen, so daß Magnetkräfte zwischen den X etkreite : d 4

entstehen. Der Mechanismue 1 wird von einem geeigneten Kugel-

lager5 (schematisch dargestellt)daran gehinderteeineBia-

und Herbewegung zu vollführen wahrend eine Drehung des Ne"

. chanismus 2 mittels tangential. angeordneter Federn 6'tuut"

(schematisch dargestellt) verhindert wird die aber wohl ein$

Hin-und Herbewegung des Mechanismus 2 erlauben. In dieser

Weise wird bei Drehung des Neehanisns 1 der Xeehaniamns in-

folge der zwischen den beiden Magnetkreisen 3 and 4 auftreten-

denMagnetkräfte-eine Sin-ad Herbewegung vollführen.

In einem praktischen Ausfhrongabeipiel betrag der äußerste

Durchmesser der Magnetkreise 3 und 4-die aus in einem Krans

angeordneten gesonderten Kagnetssheiben aufgebaut waren-12 cm

und es wayde eine Axialkraft von durchschnittlich 10 kg ge-

messen bei einem mittleren luftspalt von 2 mm. Diese g » So

Kraft macht die Vorrichtung für zahlreiche technische Anwen-

dungengeeignety wie &<B eine Membranpumpe, ein RSttelsieb,

Failer für mechanische Bearbeitungen wie z. S< Teilen Schlei-

fen Polieren fr rfgerate nsw Neben den genannten axialen

hin-und hergehenden Bewegungen vollführt der Mechanismme

außerdemeine um seine Achse hin-und herpendelnde Tangential-

bewegung, die unter Umstanden benutzt werden kann*

Fig.2 zeigt eine AbwancUmg der Vorrichtung nach Yigmll bei

der der Mechanismus 2 bloß durch den Magnetkreis 4 gebildet

wird, der an einer die Drehung verhindernde Membran 7 befe-

atigt Ist. Diese Membran 7 bildet z. B. einen Teil einer Membra --

pumpe bzw. einer Sirene für welche Zwecke die geschilderte

Vorrichtung besonders geeignet ist. Auch kann es vorteilhaft

sein, den Magnetkreis 4 an einer scheibenförmigen Membran 7'

ausferromagnetischem Material (Fig. 2A) u befestigen wobi

die dieser Membran zugewandten Pole des Kreises 4 magnetisch

kurzgeschlossen werden*

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung mit drei scheibenförmigen Magnet-

kreisen Bt 9 und & vcn der in Fig. fB dargestelltes Ausgestal-

tung. Die 4reise 8 und 10 sind an einem sich drehenden Mecha-

nfsmus 1, der Kreis 9 ist am anderen eine Bin-und Herbewega&g

vollführenden Mechanismuß 2 befestigt. Dabei sind die Kreise

8 und 1O ait den gleichnamigen Polen inander zugewandt,a@

daß der Magnetereis 9 entweder von den Polen des Kreises 10

angezogen und dann gleichzeitig von denjenigen des Kreises 8

abgestoßen wird (dargestellte Lage oder bei Drehung de& Krei-

sen1'aber einen Abstand gleich der Teillange s der Pole vom

Magnetkreis S angezogen und gleichzeitig von denjenigen des

Magnetreiaes 10 abgestoßen wird.

Diese Vorrichtung erlaubt außerdem eine zwangsläufige Umwand-

langeiner Sin-und Herbewegung in eine Drehbewegung. Unter-

liegt nämlich der Mechanismus 2 einer Hin-und Herbewegang se

r t

werden die Pole des Magnetkreises 9 die gleichnamigen Pole de

Kreises 8 anstoßen und die ungleichnamigen Peie dieses Prei-

ass anziehen wodurch sieh der Mechanismus n die Teill&age $

drehte Bewegt sich der Magnetkreis 9 danach wieder im Siehtung

desNagnetkreises 1 so stehen die gleichnamigen ele dieser

Kreise 9 und 10 einander wieder gerade gegenüber, s da der

Mechanismus weitergedreht wird.

SewSnsehtenfalls kannte man uch den Meshanismas 2 mit einem

zweiten scheibenförmigen Magnetkrei 1 versehen, der dana

gleichfalls ait dem Kreis 10 nsammenarbeitet und zaa erzeugten

Moment beiträgt.

Es ist z*B. a&eh Sglich einen der beiden Rechanisan die bei-

den Bewegungen vollführen zu lassen, indem &. B<. der andere h-

chanismus an jeglicher Bewegung gehindert wird. Wird x. B. er

Mechanismus 2 festgehalten wahrend die Lagerung des Xechanis-

mus 1 sowohl eine Hin-und Herbewegung als such eine Drehbewe-

gung gestattet, so wird dabei die betreffende ewegungsumwamd-

lung ausschließlich vom Mechanismus 1 bewirkt.

Wennweiter zeß. die mit dem Mechanismus 1 verbundene Masse be-

trächtlich grSer als die it des Mechanismus 2 verbundene Ist,

istes nicht erforderliche diesen Mechanismus 1 mit Mitteln zu

versehen, die eine Hin-"und Herbewegung unmöglich machen, da ja

die M$ssenkrãi'te bewiken, daß-aieh der Mechanismus 1 in eine

Nittellage einstellte während die Hin-und Kerbewegung i we-

sentlichen vom Mechanismus 2 vollführt wird Fig. 4 zeist ein

Beispiel einer solchen Vorrichtung die z*B. fr eine Sirene

verwendetwerden-kann*

Flg. 4. A ist elne Vorderansieht einer ähnuchen Vorriehtung wie

in Fig. 3 dargestellte bei der der eine Mechanismus t zwei zy-

lindrische agnetkreise 12 und t trägt und der andere Me-

chanismus 2 mit einem zylindrischen Magnetkreis 14 versehen

ist. Die PQle der Kreise 121 13 und 14 erzeugen* wie in der

Seitenansicht nach Fig. 4B dargestellt, längs des Teilkreises

T gemessen ein abwechselnd seine Sichtung änderndes Magnet-

feld die Kreise 12 und 13 nach Fig. 4A liegen mit den un-

gleichnamigen Polen nebeneinander. Betätigt man also den Me-

chanismua 1, so wird der Mechanismus 2 dessen Drehung von

der Membran 7 behindert wird eine Hin-und Herbewegung vell-

fhren. Die gleichzeitig auftretende Axialbewegung des Mecha-

nismus 1 ist dabei, wenn dieser Mechanismus mit einer hinrei-

chendschweren ase verbunden ist, vemaehlassigbar klei&<

DieDrehgeschwindigkeit des Mechanismus -wird vorzugsweise

sogewähltt daß der Mechanismus 2 in mechanische Resonanz ge-

rat.

Inähnlicher Weise kann man natürlich auch mehrere Kagnetkreise

auf dem sich drehenden Mechanismus 1 anbringen die eine An-

zahl von Mechanismen 2 in gegebenenfalls voneinander verschie-

dene Hin-und Jlerbeiiesung vexsatzen"z*Bu für eine gehrton-

sirene. Umgekehrt kann man auch einen sich hin-und herbewe-

genden Mechanismus 2 mit mehreren sich drehenden Mechanismen 1

zusammenarbeitenlassen.

Das Mitdrehen des Mechanismus 2 kann statt von der Membran

auch von einem fest angeordneten zylindrischen Sagnetkreis 15

(Fig. 4 B, C) verhindert werden dessen Pole in ähnlicher weise

wie bei den Kreisen 12 5 und 14 ein abwechselnd seine Rich-

tung änderndes Magnetfeld erzeugen.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 4" bei

der der eine Mechanismus 1-"der lediglich aus den zylindri-

sehen Magnetkreises 12 und 13 besteht, fest angeordnet ist,

während der andere Mechanismus 2 neben einem mit den Nagnet-

kreisen12, t3 zusammenarbeitenden Sreis 14 einen ferremagme

tischen,z. Jl. wa1chalsernen Zylinder 18 bes1tzt. der bei ei-

nemeine ie&lung 1 eines Sau&agneten 20 durchfliesenden

Stromnach links gezogen wird, währende wenn kein Strom durch

die Wicklung 19 fliejSt der Mechanismus 2 wieder nach reehts

durch eine Feder 21 gedrückt wird. Der Keehanisiams 2 wird

also bei wechselndem Strom durch die Wicklung 19 leioxeitig

eine Hin-und gerbewegung und eine Drehbewegung vollmrea-, »-

bei es gegebenenfalls vorteilhaft Ist"die mechanische Reso-

nanz des Mechanismus 2 ur die Hin-und Herbewegung gleich

dem doppelten der Frequenz des die Wicklung 19 durchfließenden

Wechselstromes zu wählen.

Stattin di Me. gnetkreise 1, 13, 14 entsprechend der 1n F1. i. 6A

dargestellten Abwilung, Pole N und S rechteekiger yerm eim-

uführen wobei die Richtung, in der sieh der Keehanismus 2

bei Betätigung der Vorrichtung drehen wird, vem Zufall abhängt,

kann man z. B. nach Fi. SB die Pole mit der einen Polarität (N)

in einem ununterbroehenen 2i&ksek in den Kreis 1213 einfüh-

ren, während die entsprechenden Ziezackpole Stit der anderen

Polarität ($) = den gestxichelten Linien v'on den eratgeaaa

ten Polen (N) unterbrochen werden. Bewegt sich daam der Kreis

14y in den abwechselnd Nordpol (N), Südpole (s) und neutrale

Zonen (0) eingef'Uhrt sind, längs des Kreises 12, 13 hin und her

sowird eine Drehrichtung"entsprechend einer Verschiebung des

Kreises. 14 läns des Kreises 12<13 in Pig. 6S nach unten be-

vorzugt, da die Bole an den gestrichelten Linien einer Aufwärts-

verschiebung entgegenwirken. Eine solche Vorrichtung ist dann

sehr geeignet z. B. zum. Zählen von Stromimpulsen.

SehxaRsyohetx

Claims

S c h u t z a n s p r ü c h e : t< Vorriehtung zur Umwandlung einer in einer Richtung fort- laufenden Drehbewegung in eine hin-und hergehende Be- wegung und umgekehrt, wobei Antrieb und Abtrieb je mit einem Magnetkreis versehen sind,, der längs eine& Teilkrei- ses gemessen ein abwechselnd seine Richtung änderndes Magnetfeld erzeugte wobei die Bewegungsumwandlung durch

die Magnetkraft zwischen den miteinander zusammenwirkenden Magnetkreises des Antriebs und Abtriebs bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Antrieb und Abtrieb je mit einem oder mehreren nur in der Richtung der Stärke der Wände magnetisierten, in der Magnetisierungsrichtung dünnwandigen, in Form einer Scheibe oder eines Zylinders ausgebildaten, an ihrem Umfang in gleichmäßiger Verteilung die Wechselpole aufweisenden Magnetkreisen versehen sind die aus dauernd magnetischem Material mit einer remanenten In- duktion y bestehen die, in Sauss gemessen,. kleiner ist als das Vierfache der koerzitiven teldst e BX Oeted gemessen. 2.Verrichtung bei welcher Antrieb oder Abtrieb oder beide wenigstens zwei Magnetkreise nach Anzp=eh 1 entkälte Vorxiehtung nach Anspruth 2-$ dadureh geke=zeiebnet, daß bei Betätigung durch Mittel eine Drehung nur in einer ein- zigen Richtung erzwungen wird. 4.Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3* dadurch gekennzeichnet, daß in die zwei Mägnetkreise gemeinsam ? @le der einen Po- larität in einem nunterbroehenenZickzack und Pole der

anderen Polarität in einem von den erstgenannten Polen unterbrochenen Zickzack eingeführt sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehende Ansprüche zur Verwendung bei einer Membranpumpe.

6. vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Ver- wendung bei einer Sirene.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Verwendung als Impulszähler «