DE2262937A1 - Elektromagnetischer vibrator - Google Patents

Description

DipNng. W. Dohlfee DipL-lncj. H.-]. Lippsrt

PotonLanv/öite
506 Refrath bei Köln Prankenfofster Straßa 137

2o. Dezember 1972

Da./K

AB Vibro-Verken Solna / Schweden

" Elektromagnetischer Vibrator "

Die Erfindung betrifft ein oszillierendes Zweimassensystem, · bestehend aus einem Vibrationsgegenstand und einem Elektromagneten, der diesen Gegenstand antreibt, wobei die Eigenfrequenz des Elektromagneten mittels auswechselbarer Abstimmgewichte einstellbar sind, die am Magnetkern angeordnet sind und die durch Federn zwischen dem Kern des Elektromagneten und dem Anker eingesetzt sind, derart, daß die Vibrationsamplitude des

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Systems gedämpft wird.

Die Erfindung ist besonders dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement aus flexiblen Gummidämpfern besteht und daß diese am Anker durch Schrauben angebracht sind, durch die sich der Abstand zwischen den Dämpfern und dem Kern ändern läßt.

Im Prinzip besteht ein magnetischer Vibrator aus zwei Massen, : die durch Federn verbunden sind, beispielsweise Schraubenfedern. Ein Elektromagnet wird an eine der Massen angebracht, ein Anker an die andere. Wenn Strom durch eine Spule des Elektromagneten induziert wird, werden sie und der Anker zusammengezogen. Wenn der Strom, der in diesem Fall Wechselstrom ist, auf Null abfällt, werden die beiden Massen durch die Wirkung der Federn auseinandergedrückt. Wenn der Strom erneut steigt, werden der Magnet und der Anker wieder angezogen usw. In dieser Weise werden Vibrationen erzeugt.

Das System aus den beiden Massen (M₁ und M₂) und der Federn bildet ein Vibrationssystem, dessen Eigenfrequenz durch das Gewicht der beiden Massen und durch die Federkraft bestimmt wird. Die Eigenfrequenz fo des Systems geht aus der folgenden Gleichung hervor:

fο - c ■ χ

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c- 3 =

Dabei sind:

c = eine konstante

K = Federkraft

M₁ χ M₂ Mr = resultierende. Masse = -ττ—. ™

Aus der vorstehenden Gleichung geht hervor, daß beispielsweise mit der Zunahme der Masse Mg die Eigenfrequenz reduziert wird und umgekehrt. Um eine maximale Vibration mit einer geringsten Energie zu erreichen, wird das System abgestimmt, bis es nahe an der Resonanc liegt, so daß die Eigenfrequenz des Systems nur etwas über der Erregungsfrequenz liegt«, Normalerweise liegt ein gewünschter Wert für die Eigenfrequenz des Systems etwa 1o bis 15% über der Erregungsfrequenz«, Ein Ergebnis davon ist, daß die Vibrationsamplitude vergleichsweise großgemacht werden kann, ohne exzessive Empfindlichkeit des Vibrators auf äußere Änderungen in der Last, in der Netzspannung und in der Netzfrequenz. Ein geringerer.Wert der Eigenfrequenz führt zu einer größeren Amplitude, jedoch in der Regel auch zu einer größeren Empfindlichkeit. ,

Die Amplitude eines magnetischen Vibrators geht aus der folgenden Gleichung hervors

a _ Fffiäs 1 , ,. .·
K ¹£i ²

fo

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-A-Dabei sind:

Fmax = maximaler Kraft, die vom Elektromagneten ausgeübt wird,

K = Federkraft

f = Erregungsfrequenz fo = Eigenfrequenz des Systems.

Wie aus der vorstehenden Gleichung hervor geht, ist die Amplitude unendlich groß, wenn fo = f. Die obige Gleichung ist auf ein System ohne Dämpfung anwendbar (siehe Kurve A in Fig.1). Da eine Dämpfung im System jedoch nicht vermieden werden kann, z.B. in Federn, Luftwiderstand usw., nimmt die Amplitude die Werte an, die in Kurve b oder c gezeigt sind (siehe Fig. 1).

Aus der Gleichung für die Eigenfrequenz geht hervor, daß diese abnimmt, wenn Mr zunimmt, d.h. wenn sowohl die eine oder die andere der Massen M₁ oder M₂ zunimmt. Solange fo größer als f bleibt, nimmt die Amplitude zu, und die Resonanc wird erreicht. Die Gefahr vergrößert sich, daß der Magnetkern und der Magnet anker gegeneinander schlagen.

Um die Empfindlichkeit des magnetischen Vibrators gegen äußere Schwankungen in der Netzspannung, in der Netzfrequenz usw. zu verringern, werden Gummielemente im System gemäß der Erfindung vorgesehen. Wenn die eine der Massen M^ oder M₂ während ihrer Schwingbewegung gegen die Gummielemente schlägt, geschehen

3 0 9 8 3 0/0833 ~⁵"

zwei Dinge: Die Dämpfung nimmt zu, was, wie vorstehend erwähnt, die Resonanckurve flacher macht, und die Eigenfrequenz des Systems erhöht sich, da die Federkraft der Gummielemente der Federkraft der Schraubenfedern zu addiert wird. Als Folge der hohen Eigenfrequenz nimmt der Abstand von der Erregungs£requenz zu, d.h. das System arbeitet weiter von der Resonanc weg.

Figur 2 zeigt ein Beispiel für einen Elektromagneten, der aus einem Magnetkern 1 und einer Spule 2 besteht. Ein Vibrationsgegenstand, beispielsweise ein Förderschacht- 4_S ist am iker 3 des Magneten angebracht. Der Kern ist mit dem Anker und dem Vibrationsgegenstand durch Schraubenfedern 5 verbunden. Die Masse M-, des Magnetkerns und die kombinierte Masse M₂ des Ankers und des Vibrationsobjektes bilden ein Vibrationssystem, dessen Eigenfrequenz durch die Größe von M^ und Mp und der Federkraft bestimmt wird. Wenn M^ und M₂ von gleicher Größe sind, haben auch deren Vibrationsamplituden die gleiche Größe. Wenn die Massen nicht die gleiche Größe haben, ist die Amplitude der kleineren Masse größer.

Die Einstellung auf eine gewünschte Eigenfrequenz wird mittels besonderer Abstimmgewichte 6 erreicht, die gemäß der Darstellung an der Masse M^ angeordnet sind und eine Änderung der Masse M^ ermöglichen. . , ....·."

- 6 3098 30/08 3 3

Um die größtmögliche Kapazität im magnetischen Vibrator zu erreichen, wird er auf seine größte Kapazität abgestimmt, d.h. die Eigenfrequenz des Vibrators wird so nahe an die Erregungsfrequenz wie möglich herangebracht, um damit die Amplitude des Vibrators zu erhöhen. Diese Abstimmung wird wie vorstehend erwähnt vorgenommen, und zwar durch die Abstimmgewichte_6. Bei einem geringen Maß an Dämpfung im System ist die Gefahr jedoch extrem groß, daß der Anker 3 und der Kern gegeneinander schlagen, mit anderen Worten, die Empfindlichkeit des Vibrators ist groß.

Der Kontakt "baut sich auf¹,¹ und zwar allmählich während einer Zeit von einer oder zwei Sekunden, und das kann bestimmt werden, indem die Amplitude gemessen wird. Um ein "Zusammenkommen" auszuschließen, ist eine relativ große Menge Energie erforderlich, wenn ein Kontakt jedoch während der Aufbauperiode verhindert werden kann, ist jedoch nur eine geringe Arbeit erforderlich. Diese "Arbeit" wird in der Form eines oder mehrerer einstellbarer Gummidämpfer 7 eingeführt, die in der richtigen Einstellung der Tendenz entgegenwirken, einen Kontakt einzugehen, ehe Zeit zur Entwicklung besteht. Mit der Einführung der vorstehend genannten Dämpfer läßt sich folglich eine erhöhte Kapazität aus einer bestimmten Vibratoreinheit erreichen. Wenn der magnetische Vibrator mit einer Förderschurre oder dergleichen verwendet wird, wird der Vibrator auf die Schurre mittels der Abstimmgewichte abgestimmt. Eine Zunahme im Gewicht der Schurre, beispielsweise als Folge einer erhöhten Last,

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hat den Effekt der Verringerung der Eigenfrequenz„ um die .Amplitude zu vergrößern und die Gefahr eines Kontaktes zwischen dem Anker und dem Kern zu erhöhen. Diese Erhöhung im Gewicht der Schurre kann durch eine entsprechende Verringerung in der Anzahl von Abstimmgewichten kompensiert werden, so daß die Gefahr eines Kontaktes verringert wird« Das ist jedoch im allgemeinen eine mühselige Prozedur und sie muß darüber hinaus vorgenommen werden, während der magnetische Vibrator steht. Die einstellbare Gummidämpfer bieten ein entscheidend einfacheres und sicheres Verfahren zur Verhinderung eines Kontaktes. Da die Gummidämpfer 7 auf Schrauben 8 sitzen, läßt sich der Abstand zwischen den Dämpfern und den Abstimmgewichten 6 des Kerns 1 auf die Amplitude des Vibrators anpassen, und wenn ein Kontakt erfolgt ist_f werden die Dämpfer 7 nach innen in Richtung auf den Kern des Magneten durch Schrauben 8 bewegt, bis kein Kontakt mehr entsteht.

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Claims (2)

1. - 8 Patentansprüche

   Λ.) Magnetischer Vibrator, bestehend, aus einem am Magnetkern und einem Magnetanker, der damit durch Federn verbunden ist, wobei beide zusammen ein oszillierendes Zweimassensystem bilden, deren Eigenfrequenz durch austauschbare Abstimmgewichte einstellbar ist, die am Magnetkern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß flexible Dämpfe^7)zwischen dem Kern (1) und dem Anker (3) angeordnet sind.
2. 2. Magnetischer Vibrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Dämpfer

   (7) aus Gummidämpfern bestehen und daß diese an einem Rahmen (9), der am Anker (3) angebracht ist, durch Schrauben

   (8) angebracht sind, durch die sich der Abstand zwischen den Dämpfern (8) und dem Kern (3) selbst im Betrieb ändern läßt.

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