DE2257874A1

DE2257874A1 - Verfahren und einrichtung zum betrieb von elektromagnetischen schwingankermotoren mit gleichstrom

Info

Publication number: DE2257874A1
Application number: DE2257874A
Authority: DE
Inventors: Walter Nicolai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-11-22
Filing date: 1972-11-22
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE2257874B2; FR2208461A5

Description

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Walter Nicolai, 225787A

Hamburg

Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von elektromagnetischen Schwingankermotoren mit Gleichstrom.

Gegenstand dieser Patentanmeldung ist ein Verfahren zum Betrieb von elektromagnetischen Schwingankermotoren, insbesondere von solchen zum Antrieb von Membranpumpen, mit Gleichstrom, bei dem das zur Bewegung des Schwingankers erforderliche magnetische Feld von der (einer) Induktivität eines gleichstromgespeisten Schwingungsgenerators erzeugt wird sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der Schwingankermotorentechnik, insbesondere der Schwingankerpumpentechnik, ist bekannt, den Antrieb des Schwingankers durch Gleichstrom in der Art eines elektrischen Läutewerks mit sogenanntem Wagnersehen Hammer (Unterbrecher) zu bewerkstelligen. Bei dieser Anordnung zieht ein Elektromagnet mit festem Innenkern bei seiner Erregung einen in Richtung der inneren Achse beweglichen Anker an und betätigt hierbei die mit diesem durch eine Stange verbundene Pumpenmembran. Ein Schaltkontakt, dessen beweglicher Schaltteil

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mit dem Anker verbunden ist, öffnet den Stromkreis der Elektromagnetwicklung, so daß das Magnetfeld zusammenbricht und eine durch Federwirkung erzeugte Rückbewegung des Ankers eintritt, bis der Schaltkontakt wieder schließt.

Diese Arbeitsweise ist einerseits infolge der funkenden Kontakte sehr störanfällig und bedarf kostspieliger Maßnahmen zur Funkentstörung. Darüberhinaus arbeitet eine derartige Anordnung infolge der kontinuierlichen Ankerund Polflächenauflage sehr geräuschvoll. .Ferner sind Schwingankermotoren beziehungsweise Membran- oder Kolbenpumpen mit Antrieb durch Schwingankermotoren bekannt, die lediglich durch die Halbwelle eines Wechselstroms angetrieben werden. Dieser Antrieb erfordert jedoch immer das Vorhandensein einer Wechselstromquelle, der ein Gleichrichter nachgeschaltet wird, um lediglich eine Halbwelle des Wechselstroms zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile vorgenannter Gleichstrom-Antriebsverfahren mit geringem Aufwand ein Verfahren zum Betrieb von elektromagnetischen Schwingankermotoren, insbesondere von solchen zum Antrieb von Membranpumpen, mit Gleichstrom, aufzuzeigen, sowie als Anwendungsbeispiel dieses Verfahrens eine Einrichtung zu beschreiben, die gemäß diesem Verfahren arbeitet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das für den Antrieb des Schwingankers erforderliche magnetische Wecheelfeld von einem gleichstromgespeisten Schwingungsgenerator erzeugt,

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wobei die Bewegung des Schwingankers im magnetischen Feld ' der (einer) Induktivität des Schwingungsgenerators erfolgt. Sind in den Schaltkreisen des Schwingungsgenerators mehrere Induktivitäten angeordnet, erfolgt der Antrieb des Schwingankers vorzugsweise durch die Induktivität mit dem magnetischen Wechselfeld höchster Intensität. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen Anordnung können für den Schwingungsgenerator Frequenz-Stabilisierungsmaßnahmen durch Kristalle (zum Beispiel Quarz-Biegungsschwinger) ,. Stahlstäbe, die durch Magnetostriktion erregt werden, oder Stimmgabeln und/oder Synchronisierungsmaßnahmen durch Steuergeneratoren vorgesehen werden. Als Stimmgabel oder Kristall-Biegungsschwinger zur Frequenzstabilisation kann erfindungsgemäß auch der Schwinganker fungieren. Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet des Schwingankermotors mit seinem Magnetkern und seinen Wicklungen gleichzeitig als Schwinginduktivität des Schwingungsgenerators dient. Das bei der Erzeugung der elektromagnetischen Schwingungen entstehende magnetische Feld der Schwinginduktivität bewirkt die Schwingbewegungen des Schwingankers.

Als Schwingungsgenerator können Röhren-Generatoren, Transistor-Generatoren sowie mechanische oder elektronische Wechselrichter verwendet werden, soweit sie über eine Induktivität verfügen, die magnetische Energie zum Antrieb des Schwingankers abgeben kann. Dieses ist durch entsprechende

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Ausbildung der Schwinginduktivität ohne weiteres möglich. Entscheidend für die Ausgestaltung der Schwinginduktivität ist, daß der Schv/inganker im Kraftfluß des Magnetfeldes schwingen kann. Dieses wird beispielsweise durch Ausbildung des Magnetkerns der Schwinginduktivität (die gleichzeitig ein Transformator sein kann) in offener U- oder M-Form erreicht.

In der Zeichnung ist die Erfindung stark vereinfacht dargestellt.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die grundsätzliche Wirkungsweise des Verfahrens.

Fig. 2 zeigt in schaltschaubildlicher Darstellung als eine der vielen möglichen Formen der Anwendung eine erfindungsgemäße Einrichtung mit einem elektronischen Wechselrichter als Schwingungsgenerator.

Bei der in Fig. 1 aufgezeigten Anordnung erzeugt der Schwingungsgenerator (1) mit der Schwinginduktivität (6) (der aus dem Kern (2) und der Spulenwicklung (3) besteht), das für die Schwingbewegungen des Schwingankers (4) erforderliche Magnetwechselfeld, das heißt, der Schwinganker (4) wird durch das Magnetwechselfeld der Schwinginduktivität (6) angetrieben. Die erforderliche Gleichspannung zum Betrieb des Schwinggenerators wird diesem über die Klemmen (5) zugeführt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung mit elektronischem Wechselrichter als Schwingungsgenerator, der aus

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der Schwinginduktivität (6) und dessen Magnetkern (2)., den Transistoren (7) und (8), den Widerständen (9) und (10) und den Klemmen (5) besteht, ist (4) der Schwinganker/ der von dem Megnetwechselfeld des .Schwingtransformators (6) angetrieben wird. Aus Einfachheitsgründen sind eventuelle für den Betrieb des Schwinggenerators erforderliche Kondensatoren nicht mit eingezeichnet, da sie für die erfindungsgemäße Wirkungsweise der Einrichtung ohne Bedeutung sind.

Für die Wirkungsweise des Verfahrens und der Einrichtungen ist die Form der erzeugten Schwingungen, zum Beispiel Sinusform, Rechteckform, Sägezahnform usw. ohne Bedeutung. Es sind also auch Generatoren mit nicht sinusförmigem Verlauf für die erfindungsgemäße Anwendung verwendbar.

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Claims

Patentansprüche

h) Verfahren zum Betrieb von elektromagnetischen Schwingankermotoren, insbesondere von solchen zum Antrieb von Membranpumpen, mit Gleichstrom, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Bewegung des Schwingankers erforderliche magnetische Feld von der (einer) Induktivität eines gleichstromgespeisten Schwingungsgenerators erzeugt wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsgenerator durch einen Kristall, einen Stahlstab oder eine Stimmgabel frequenzstabilisiert wird.
3) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinganker gleichzeitig als Stimmgabel oder Kristall-Biegungsschwinger zur Frequenzstabilisierung des Schv/ > ngungsgenerators dient.
4) Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (6) des Schwingankermotors gleichzeitig als Schwinginduktivität eines Schwingungsgenerators (1), beispielsweise eines Wechselrichters, und als Antriebsmagnet für den Schwinganker (4) fungiert.