DE2409298A1 - Elektrische kolbenanordnung - Google Patents

Elektrische kolbenanordnung

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/02Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs
    • H02K33/04Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs wherein the frequency of operation is determined by the frequency of uninterrupted AC energisation
    • H02K33/08Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs wherein the frequency of operation is determined by the frequency of uninterrupted AC energisation with DC energisation superimposed on AC energisation

Description

  • Elektrische Xolbenanordnung Die Erfindung betrifft eine elektrische Kolbenanordnung, insbesondere eine solche Kolbenanordnung, bei der ein maOnetisiertes oder magnetisches, bewegliches Teil wechselseitig innerhalb eines Zylinders unter der Wirkung von elektrodynamischen Kräften bewegt wird.
  • Es sind bereits eine klzahl von Kolbenanordnungen vorgeschlagen worden, bei denen ein bewegliches Teil in der Form eines Kolbens wechselweise innerhalb eines Zylinders hin- und herbewegt wird. Bei einer der bekannten Kolbenanordnungen wird ein bewegliches Teil oder ein Kolben wechselseitig innerhalb eines Zylinders mittels geeigneter mechanischer Mittel bewegt, welche eine Rotationsbewegung eines Motors in eine wechselseitige Bewegung umwandeln. Bei einer anderen bekannten Ausführung einer Kolbenanordnung wird ein bewegliches Teil oder ein Kolben wechselseitig innerhalb eines Zylinders unter der Wirkung einer Anzugs- und Abstoßungskraft eines Elektromagneten bewegt.
  • Bei der bekannten mechanischen Ausführung wird komprimierte tuft in üblicher Weise für die wechselseitige Bewegung des Kolbens mit hoher Gesenwindigkeit verwendet, da es schwierig ist, eine schnelle Drehbewegung des Motors in eine schnelle wechselseitige Bewegung mittels eines Kurbeltriebes wegen der mechanischen Grenzen umzuwandeln. Die Verwendung von komprimierter tuft zur Beistungsübertragung ist jedoch thermodynamisch ziemlich unwirtschaftlich und in der Praxis ist es schwierig, komprimierte 2 tuft mit Drücken über 7 kg/cm2 zu erhalten. Jedoch ist eine Beschleunigungskraft, welche man von einem besonderen Zylinder erhalten kann, proportional dem Quadrat des inneren Durchmessers des Zylinders (des äußeren Durchmessers eines Kolbens, der sich in dem Zylinder bewegt), da die Masse des Kolbens proportional ist zur dritten Potenz des Kolbendurckmessers, so daß es immer schwieriger wird, den Kolben wechselseitig zu bewegen, wenn der Durchmesser des Kolbens zunimmt. Bei der Betätigung eines Hochleistungshammers, wie z. B. einer Pfahlramme mit einem Kolben als Mittel zum Liefern einer Schlagkraft für den Hammer, ist man herkömmlicherweise so vorgegangen, daß das Gewicht des Kolbens allein durch den in einer Explosion erzeugten Druck angehoben wurde und daß der Kolben dann mit seiner eigenen Schwerkraft fallengelassen wird, um gegen den Hammer zu schlagen, der wiederum die Schlagtätigkeit ausübt.
  • Entsprechend einer anderen bekannten Ausführung ist die einfache Tätigkeit zur Erzielung eines Hämmerns so erreicht worden, daß ein schwerer Eisenhammer durch ein Hebezeug mit einem Motor auf eine gewünschte oder vorgegebene Höhe angehoben wurde und daß der Hammer dann mit seiner eigenen Schwerkraft fallengelassen worden ist. Dies macht deutlich, daß es immer noch ein schwieriges Problem ist, ein bewegliches Teil oder Glied wechselseitig zu bewegen.
  • Bei der anderen eingangs genannten, elektromagnetischen Einrichtung hat es den Anschein, daß eine wechselweise Bewegung eines Kolbens verhaltnismäßig einfach erreicht werden kann, wie im Fall der Einrichtung, welche Solenoid-Wicklungen als Mittel zum wechselweisen Bewegen eines beweglichen Teils benutzt, weil die wechselweise Bewegung des beweglichen Gliedes nur abhängt von einer Anziehungs- oder Abstoßungskraft eines Magneten, wobei der Pol, welcher die entgegengesetzte Polarität zu der des Magneten hat, durch die Anzugskraft der magnetisçhen-Beldlinien bewegt wird, welche in dem Spalt zwischen entgegengesetzten Polen erzeugt werden (oder in einem Spalt, der im magnetischen Pfad des Magneten vorgesehen ist).
  • Deshalb benötigt die elektromagnetische Einrichtung mit einem Magnet als Mittel zum wechselseitigen Bewegen eines beweglichen Teils innerhalb eines Zylinders einen Spalt zwischen entgegengesetzten Magnetpolen, und der Spalt bestimmt den Hub des beweglichen Teils. Damit die magnetischen Kraftlinien durch den Spalt hindurchtreten können, wird eine erhebliche magnetische Kraft aufgrund der Eigenart der magnetischen Peldlinien benötigt, und zusätzlich benötigt der Magnet eine Wicklung mit hoher Kapazität. Wenn die Abmessung des Spaltes zunimmt, nimmt die Stärke der magnetischen Peldlinien im umgekehrten Verhältnis zur Zunahme der Spaltabmessung ab, woraus eine Abnahme der magnetischen Kraft in dem Ausmaß resultiert, daß ein geeigneter Hub für das bewegliche Teil nicht erzielt werden kann. Dies ist einer der Hauptgründe, warum diese Einrichtung in der Praxis nicht für eine wechselseitige Bewegung des beweglichen Teils benutzt werden kann, und eine solche Vorrichtung wird vorwiegend als magnetische Schalteinrichtung oder dergleichen verwendet, welche nicht als Einrichtung zur wechselseitigen Bewegung eines beweglichen Teils (im Sinne der vorliegenden Erfindung) bezeichnet werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenanordnung zu schaffen, welche wirkungsvoll die Nachteile beseitigen kann, die den zuvor beschriebenen bekannten Einrichtungen anhaften. Es soll also eine Kolbenanordnung geschaffen werden, welche eine entsprechende elektrodynamische Kraft in linearer Richtung erzeugt zur Erzielung einer wirksamen und größeren wechselweisen Hubbewegung für ein bewegliches Teil und welche auf dem Arbeitsgebiet der Montan- und Bauindustrie in sicherer und ruhigerer Weise benutzt werden kann, wobei die Notwendigkeit des Sprengvorganges entfällt, welche die einzig brauchbare Abbruchmöglichkeit war.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer elektrischen Kolbenanordnung gelöst durch einen hohlzylindrischen Mantel, einen hohlzylindrischen, innerhalb des Mantels angeordneten, geblechten Eisenkern mit einer Zylinderbohrung darin, welcher an den gegenüberliegenden Endabschnitten der inneren, die Zylinderbohrung bildenden Oberfläche mit jeweils einer Mehrzahl von im Abstand zueinander angeordneten, ringförmigen Aussparungen versehen ist, ferner durch eine erste ringförmige Wicklung in den im Abstand zueinander angeordneten Aussparungen am einen Endabschnitt der inneren Oberfläche und eine zweite ringförmige Wicklung in den im Abstand zueinander angeordneten Aussparungen am anderen Endabschnitt der inneren Oberfläche, wobei die erste und die zweite ringförmige Wicklung so miteinander verbunden sind, daß der elektrische Strom durch die ringförmigen Wicklungen wechselweise in entgegengesetzten Richtungen fließt, sowie durch ein wechselseitig bewegliches, magnetisiertes Teil innerhalb der Zylinderbohrung mit einem festen Nord- und Südpol, deren magnetische Kraftlinien die Querrichtung der ersten und der zweiten ringförmigen Wicklung etwa im rechten Winkel schneiden, wodurch das bewegliche Teil sich wechselseitig bewegt in Abhängigkeit vom Wechsel oder der Umschaltung der Richtung des elektrischen Stromes, der durch die erste und die zweite ringförmige Wicklung fließt.
  • Diese und andere Merkmale sowie die ihnen anhaftenden Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann deutlicher werden beim Leisen der folgenden detailierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, welche eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zum Zweck der Erläuterung zeigen, nicht aber zur Begrenzung des Schutzumfanges in irgend einer Weise.
  • Die beigefügten Zeichnungen zeigen eine Ausführung einer elektrischen Kolbenanordnung, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Hierin sind: Fig. 1 ein Längsschnitt der elektrischen Kolbenanordnung, teilweise weggebrochen, welche die Anordnung in der Verwendung zusammen mit einer Hammervorrichtung zeigt, Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Ansicht, welche teilweise die magnetischen Kraftlinien zeigt, die von den magnetischen Polen einer Kolbeneinheit ausgehen, die wechselseitig bewegbar ist, und Fig. 4 eine schematische Ansicht des magnetischen Kreises der elektrischen Kolbenanordnung.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, welche eine bevorzugte Ausführungsform der elektrischen Kolbenanordnung gemäß der Erfindung darstellen. Die elektrische Kolbenanordnung enthält einen zylindrischen Mantel 1, der aus einem beliebigen, geeigneten festen Material wie Stahl oder dergleichen hergestellt sein kann und welcher am einen Ende im wesentlichen offen ist (das linke Ende in Fig. 1), während er am anderen Ende durch einen Schild 2 verschlossen ist (das rechte Ende in Fig. 1). Der Mantel 1 hat einen hohlzylindrischen Innenraum, in dem ein hohlzylindrischer Eisenkern 3 fest angeordnet ist, der aus dünnen Eisenblechen bestehen kann, und die innere Oberfläche des Eisenkerns bildet eine Zylinderbohrung 4. Ein einteiliges, bewegliches Glied in Form einer Kolbeneinheit 5 wird von der Zylinderbohrung 4 aufgenommen zur wechselweisen Bewegung in entgegengesetzten Richtungen; die Kolbeneinheit enthält ein Paar gegenüberliegender, axial im Abstand zueinander angeordneter Kolben 5a und 5b und eine Kolbenstange 5c, deren gegenüberliegende Enden jeweils mit den Kolben 5a und Sb verbunden sind. Der Kolben 5a dient als Schlagkopf, was später noch näher beschrieben wird. Im Mittelabschnitt der Zylinderbohrung 4 des Eisenkerns 3 sitzt eine Magnetisierungswicklung 6, welche vom elektrischen Strom durchflossen ist und deren entgegengesetzte Enden durch passend angeordnete, nicht dargestellte Öffnungen in dem Eisenkern 3 und dem Mantel 1 hindurchgeführt sind zu einer Gleichstromquelle, mit der sie elektrisch verbunden sind. Die Gleichstromquelle 7 eignet sich zur Magnetisierung der Kolbeneinheit 5.
  • Die Wicklung 6 sitzt etwa in der Mitte der Zylinderbohrung 4 mit Abstand von den gegenüberliegenden Enden der letzteren und umgibt die Kolbenstange 5c mit radialem Abstand. Die innere Oberfläche des Eisenkerns 3 ist an den gegenüberliegenden Endabschnitten mit einem Paar von ringförmigen Aussparungsgruppen versehen, die jeweils eine Mehrzahl von in axialem Abstand zueinander angeordneten Aussparungen haben. Für die Beschreibung ist die Aussparungsgruppe am linken Endabschnitt als erste Aussparungsgruppet' bezeichnet, während die Aussparungsgruppe am rechten Endabschnitt als "zweite Aussparungsgruppe" bezeichnet wird. Eine erste ringförmige Wicklung 8a sitzt in der ersten Aussparungsgruppe und eine zweite ringförmige Wicklung 8b in der zweiten Aussparungsgruppe, und ein Ende der ringförmigen Wicklungen 8a und 8b durchdringt geeignet angeordnete, nicht dargestellte Öffnungen im Eisenkern 3 und im Mantel 1 und ist jeweils elektrisch mit einer äußeren Wechselspannungsquelle 9 verbunden.
  • Sowohl die erste Wicklung 8a wie auch die zweite Wicklung 8b enthalten eine Mehrzahl von axial im Abstand angeordneten, ringförmigen Leitern, die einzeln in den ihnen zugeordneten ringförmigen Aussparungen sitzen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, haben die äußersten ringförmigen Leiter der ersten und der zweiten ringförmigen Wicklung 8a und 8b ein Ende elektrisch mit der Wechselstromquelle 9 verbunden, während die anderen Enden der beiden äußersten Leiter in den beiden ringförmigen Wicklungen mit den benachbarten Enden der ihnen innen benachbarten Bester elektrisch verbunden sind, deren andere Enden wiederum elektrisch mit den entsprechenden Enden der ihnen jeweils innen benachbarten Leiter elektrisch verbunden sind. Die gleiche elektrische Verbindung ist angewendet bis zu den innersten Leitern in beiden ringförmigen Wicklungen, um so die spiralförmig verbundenen ringförmigen Wicklungen zu bilden. Die entsprechenden Enden der innersten Leiter beider ringförmiger Wicklungen 8a und 8b sind miteinander verbunden.
  • Die Bezugsziffer c bezeichnet ein massives, zylindrisches Meiselglied, dessen eines oder inneres Ende in einer Lageröffnung 11 in der linken Seitenwand des Mantels gelagert ist (wie aus Fig. 1 ersichtlich). Wenn angenommen wird, daß das +-Zeichen einen elektrischen Strom darstellt, welcher von der rückwärtigen Seite des Blattes der Fig. 5 zum Beschauer der Figur hinfließt, so stellt das --Zeichen einen elektrischen Strom dar, der vom Beschauer der Fig. 3 zur Rückseite des Blattes der Figur fließt.
  • Da die Magnetisierungswicklung 6 mit Gleichstrom aus der Gleichstromquelle 7 gespeist ist, bleibt die Richtung des elektrischen Stromes unverändert, welcher durch die Wicklung 6 fließt. Deshalb wird die von der Wicklung 6 umgebende Kolbenstange 5c magnetisiert und als Folge davon wird auch die gesamte Kolbeneinheit 5 magnetisiert. Die magnetischen Feldlinien in der Kolbeneinheit 5 verlaufen entsprechend der reichte Hand-Regel' so, daß der linke Kolben 5a zum Nordpol wird, während der rechte Kolben 5b zum S-Pol wird. Beim Betrachten der magnetisierten Kolbeneinheit 5 werden die magnetischen Feldlinien, welche von dem Kolben 5a mit N-Polarität oder vom Schlagkopf ausgehen, im Kolben 5b mit S-Polarität aufgenommen. Da die Kolbeneinheit 5 in dem zylindrischen, geblechten Eisenkern 4 sitzt, folgen die magnetischen Feldlinien dem in Fig. 5 gezeigten Pfad, und da die magnetischen Feldlinien durch den Eisenkern hindurchgehen, durchdringen sie die erste und die zweite Wicklung 8a, 8b unter im wesentlichen rechten Winkeln zur Querrichtung der ringförmigen Zweiter der Wicklungen. In einem solchen Fall wird elektrischer Strom von der Wechselstromquelle 9 zu den ringförmigen Wicklungen 8a und 8b derart geliefert, daß er durch die erste und durch die zweite ringförmige Wicklung in den Richtungen fließt, wie dies durch die +- und --Zeichen bzw. in entgegengesetzter Richtung in Pig. 3 gezeigt ist.
  • Anschließend wird jetzt das Verhältnis betrachtet zwischen der ersten und der zweiten ringförmigen Wicklung 8a bzw. 8b und den magnetischen Feldwicklungen, welche im wesentlichen unter rechten Winkeln zur Querrichtung der Wicklungen diese durchdringen. Wenn der elektrische Strom aus der Wechselstromquelle 9 in Richtung des Pfeiles p fließt, so fließt der elektrische Strom durch die erste ringförmige Wicklung 8a in der Richtung von + nach - und in der zweiten ringförmigen Wicklung 8b in der Richtung von - nach + (das Zeichen + stellt den elektrischen Strom dar, der von der Rückseite des Blattes der Fig. 3 zum Beschauer des Blattes der Figur hinfließt, während das Zeichen -den elektrischen Strom darstellt, der vom Beschauer der Fig. 3 zur rück.värtigen Seite des Blattes der Figur fließt).
  • Mit anderen Worten, wenn der elektrische Strom aus der Wechselstromquelle 9 in Richtung des Pfeiles p fließt, so wird in der ersten ringförmigen Wicklung 8a ein elektromagnetisches Feld erzeugt, welches die Linien des Magnetfeldes, die vom linken Kolben oder Schlagkopf 5a der Kolbeneinheit 5 ausgehen, im wesentlichen rechtwinklig schneidet; demzufolge erzeugt die Richtung der elektrodynamischen Kraftlinien eine Kraft, welche die erste ringförmige Wicklung 8a nach rechts zu schieben versucht, wie dies aus Fig. 3 entsprechend der Flemingschen Linke-Hand-Regel hervorgeht. Da jedoch die erste ringförmige Wicklung 8a vollständig in der inneren Oberfläche des Eisenkerns 3 eingebettet ist, kann sich die Wicklung nicht bewegen. Deshalb versucht eine Reaktionskraft, die inner ersten ringförmigen Wicklung 8a entsteht und der elektrodynamischen Kraft entgegenwirkt, den Kolben 5a mit N-Polarität in der entgegengesetzten oder linken Richtung zu bewegen, die dann wiederum die irolbeneinheit 5 in Richtung des Pfeiles R schiebt.
  • Als nächstes wird das Verhältnis zwischen den magnetischen Kraftlinien und der zweiten ringförmigen Wicklung 8b betrachtet.
  • Wie oben erwähnt, fließt der elektrische Strom durch die zweite ringförmige Wicklung 8b in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen, in welcher der Strom durch die erste ringförmige Wicklung 8a fließt, und demzufolge verlaufen die magnetischen Kraftlinien, welche durch die zweite ringförmige Wicklung 8b gehen, in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen, in der die magnetischen Kraftlinien die erste ringförmige Wicklung 8a durchdringen, und sie werden in dem Kolben 5b mit S-Polarität aufgenommen.
  • So wirkt die in dem Kolben 5b erzeugte elektrodynamische Kraft in der gleichen Richtung wie die elektrodynamische Kraft, die in dem Kolben 5a erzeugt worden ist, und beide, in den entgegengesetzt polarisierten Kolben 5a und 5b erzeugten elektrodynamischen Kräfte wirken zusammen beim Bewegen oder Vorschieben der Kolbeneinheit 5 in Richtung des Pfeiles R.
  • Da die Versorgungsquelle 9 eine Wechselstromquelle ist und die Flußrichtung von der Quelle sich in jedem Zyklus ändert, ändert sich auch die Richtung des Stromflusses in jedem Zyklus, der durch die erste und die zweite Wicklung 8a und 8b fließt, was jeweils mit den Indizes + nach - und - nach + angezeigt ist.
  • Da andererseits die Versorgungsquelle 7 für die Magnetisierungswicklung 6 eine Gleichstromquelle ist, bleibt die N- und S-Polarität an den gegenüberliegenden Enden der Kolbeneinheit 5 unverändert während des gesamten Zyklus. So wird die von der Zylinderbohrung 4 aufgenommene Kolbeneinheit 5 abwechselnd nach rechts und nach links bewegt in Abhängigkeit von der Richtung des elektrischen Stromes, der durch die erste Wicklung 8a und die zweite Wicklung 8b fließt. Wie der Fachmann erkennt, rückt die Kolbeneinheit 5 in der einen Hälfte jedes Zyklus nach links vor und schlägt gegen das Neiselglied 10, welches daraufhin seine Punktion erfüllt, und rückt dann von dem Meiselglied 10 in der verbleibenden Hälfte des gleichen Zyklus wieder ab.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform kann das bewegliche Teil oder die Kolbeneinheit 5, obwohl sie so dargestellt ist, als würde sie von der Wicklung 6 magnetisiert, statt dessen auch mit einem Permanentmagnet ausgeführt sein, ohne daß der Erfindungsgedanke veSassen wird. Als weitere Ausgestaltung kann die Wicklung 6 auch fest auf dem beweglichen Teil oder auf der Kolbeneinheit 5 angeordnet sein und sich wechselweise mit diesem bewegen. Auch diese Ausführung liegt innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung. Eine weitere, unter den Gedanken der Erfindung fallende Lösung liegt darin, daß die Wechselstromquelle 9 für die erste und die zweite Wicklung 8a bzw. 8b durch eine Gleichstromquelle ersetzt werden kann und durch einen getrennten Schalter für den Strom (nicht dargestellt), welcher die Richtung des elektrischen Stromes wie ge»mnscht derart ändert, daß das bewegliche Teil 5 wechselseitig innerhalb der Zylinderbohrung 4 in der gleichen Weise bewegt wird, wie dies in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform dargelegt ist.
  • Als weitere Abwandlung ist es auch möglich, die ringförmigen Wicklungen und das bewegliche Teil so auszubilden, daß jede der ersten und zweiten Wicklung und das bewegliche Teil einen Kommutator und eine damit in Verbindung stehende Bürstenanordnung aufweisen, woraus sich ein Mechanismus ähnlich einem Gleichstrommotor oder einem Einphasen-Repulsionsmotor ergibt.
  • Die elektrische Kolbenanordnung nach der Erfindung ist so ausgebildet, daß die magnetischen Feldlinien radial von einem magnetischen Pol ausgehen und in umgekehrter Richtung in den anderen Magnetpol eintreten, und daß sie beim Übertreten von dem einen Pol zum anderen in die Abschnitte des einen Kerns eintreten und aus diesen herauskommen, welche zwischen den ringförmigen Leitern in den ringförmigen Wicklungen liegen, die in den Aussparungen an der inneren Oberfläche gehalten sind, während sie die Querrichtung der ringförmigen Wicklungen im wesentlichen rechtwinklig schneiden, um so eine elektro dynamische Kraft zu erzeugen. Andererseits wird bei einer herkömmlichen Solenoid-Wicklung eine große elektrische Leistung benötigt zur Erzielung eines geeigneten Hubes, weil dort ein Luftspalt zwischen den benachbarten Enden der Solenoid-Wicklungen im magnetischen Kreis der Einrichtung vorgesehen ist, um die magnetische Kraft in diesem Spalt zu nutzen.
  • Bei der elektrischen Kolbenanordnung nach rEler Erfindung besitzt der magnetische Kreis einen schmalen Spalt zwischen der Zylinderbohrung und den Magnetpolen, und der Spalt kann konstant gehalten werden, welche Stellung die Pole auch im Verhältnis zum Zylinder einnehmen mögen. Mit anderen Worten bilden die Abschnitte der inneren Oberfläche, welche wisChen den ringförmigen Leiter in den ringförmigen Wicklungen liegen und den Polen zugeordnet sind, einen wichtigen Magnetkreis, in den die ringförmigen Wicklungen eingeschlossen sind.
  • Die ringförmige Wicklung entsprechend der Erfindung unterscheidet sich von der sogenannten Doppelwicklungsanordnung,bei der zwei zylindrische Solenoid-Wicklungen im Abstand hintereinander innerhalb der Zylinderbohrung angeordnet sind, die von dem Eisenkern gebildet wird, wobei die Wicklungen so miteinander verbunden sind, daß der elektrische Strom durch eine der Wicklungen in der einen Richtung und durch die andere Wicklung in der entgegengesetzten Richtung fließt. Obwohl die Doppel-Solenoid-Wicklung auf den ersten Blick ähnlich aussieht wie die ringförmige Wicklung nach der Erfindung, unterscheidet sie sich doch von der erfindungsgemäßen Ringwicklung darin, daß die magnetischen Kraft linien parallel sind zu der Achse des Zylinders, aber nicht in die Aussparungen im Zylinder oder Eisenkern eingebettet, um so die Querrichtung der ringförmigen Wicklungen im wesentlichen unter rechten Winkeln zu schneiden, wie dies bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. Da die Doppel-Solenoid-Wicklung nicht so aufgebaut ist, daß die zwischen deingförmigen Wicklungen liegenden Abschnitte der inneren Oberfläche des Eisenkerns den Polen ausgesetzt sind, müssen die magnetischen Kraft linien unvermeidbar durch den Spalt zwischen den andem-Solenoid-Wicklungen hindurchgehen. So hat die herkömmliche Doppel-Solenoid^Wicklung den Wachteil, daß eine hohe magnetische Kraft oder ein wesentlicher Leistungsanteil aufgewendet erden muß, daß die Verwendung eines Permanentagneten keine ausreichende Anzahl von magnetischen Kraftlinien ergibt, und daß die auf die Magnetpole wirkende Magnetkraft, welche von der axialen Länge des Spaltes abhängt, sich zeitlich verändert. Die oben genannten IElachteile, welche der herkönriilichen Doppel-Solenoid-1lficklungsanordnung anhaften, waren ein Engpaß im praktischen Gebrauch einer solchen Anordnung.
  • Aus der vorhergehenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung wird es deutlich, daß im Vergleich zu herkömmlichen Kolbenanordnungen, die auf einem von dem erfindungsgemäßen Prinzip völlig abweichenden Prinzip aufbauen, bei der erfindungsgemäßen Ausführung das bewegliche Glied einen großeren Hub haben kann, weil eine beachtliche elektrodynamische Kraft in linearer Richtung erzeugt wird, die für eine wechselseitige Bewegung des bewegten, beschleunigten Teils erforderlich ist, daß eine solche beschleunigte wechselseitige Bewegung des beweglichen Teils während des ganzen Hubes des Teils aufrechterhalten werden kann, und daß die Ausgangsleistung der Kolbenanordnung größer gemacht werden kann, weil das Gewicht und die Abmessung der Anordnung wächst wegen der besonderen Konstruktion und Anordnung der elektrischen Elemente der Kolbenanordnung entsprechend der Erfindung. Ferner kann die Abmessung des elektrischen Kolbensystems gemäß der Erfindung wesentlich vergrößert werden ohne eine Begrenzung, und demzufolge macht es die vorliegende Erfindung möglich, eine solche Hochleistungskolbenanordnung zu schaffen, wie sie bei bekannten Ausführungen nicht möglich war.
  • Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die beschriebene Ausführungsform nur ein Ausführungsbeispiel darstellt und daß im Rahmen des Schutzumfanges der beigefügten Ansprüche eine Vielzahl von Abwandlungen möglich sind, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (7)

Ansprüche
1. Elektrische Kolbenanordnung, gekennzeichnet durch einen hohlzindrischen Mantel (1), einen hohlzylindrischen, innerhalb des Mantels angeordneten, geblechten Eisenkern (3) mit einer Zylinderbohrung (4) darin, welcher an den gegenüberliegenden Endabschnitten der inneren, die Zylinderbohrung bildenden Ob erfläche mit jeweils einer Mehrzahl von im Abstand zueinander angeordneten ringförmigen AussDarungen versehen ist, ferner durch eine-erste ringförmige Wicklung (8a) in den im Abstand zueinander angeordneten Aussparungen am einen Endabschnitt der inneren Oberfläche und eine zweite ringförmige Wicklung (8b) in den im Abstand zueinander angeordneten Aussparungen am anderen Endabschnitt der inneren Oberfläche, wobei die erste und die zweite ringförmige Wicklung so miteinander verbunden sind, daß der elektrische Strom durch die ringförmigen Wicklungen wechselweise in entgegengesetzten Richtungen fließt, sowie durch ein wechselseitig bewegliches, magnetisiertes Teil (5) innerhalb der Zylinderbohrung (4) mit einem festen N- und S-Pol, deren magnetische Kraftlinien die Querrichtung der ersten und der zweiten ringförmigen Wicklung etwa im rechten Winkel schneiden, wodurch das bewegliche Teil sich wechselseitig bewegt in Abhängigkeit vom Wechsel oder der Umschaltung der Richtung des elektrischen Stromes, der durch die erste und die zweite ringförmige Wicklung fließt.
2. Elektrische Kolbenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste ringförmige Wicklung (8a) eine Mehrzahl von ringförmigen Leitern besitzt, die in im Abstand voneinander angeordneten Aussparungen sitzen, welche in einem Endabschnitt der Zylinderbohrung (4) vorgesehen sind, die durch die innere Oberfläche des Eisenkerns (3) gebildet wird, und die elektrisch miteinander verbunden sind, und daß die zweite ringförmige Wicklung-(8b) eine Mehrzahl von ringförmigen Leitern besitzt, die in ähnlichen, im Abstand voneinander angeordneten Aussparungen sitzen, welche im anderen Endabschnitt der Zylinderbohrung (4) vorgesehen sind, die durch die innere Oberfläche des Eisenkerns gebildet wird, und die elektrisch miteinander verbunden sind.
3. Elektrische Kolbenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wechselseitig bewegliche Teil (5) eine Kolbenstange (5c) aufweist, an deren entgegengesetzten Enden die festen N- und S-Pole sitzen, und daß eine Magnetisierungswicklung (6) innerhalb der Zylinderbohrung (4) um die Kolbenstange herum vorgesehen ist zur Magnetisierung des beweglichen Teils.
4. Elektrische Kolbenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (5) einen Permanentmagneten besitzt zur Ausbildung der festen N- und S-Pole an den entgegengesetzten Enden des beweglichen Teils
5. Elektrische Kolbenanordnung nach Anspruch 3, gekelulzeichnet durch eine Gleichstromversorgung, welche innerhalb der Zylinderbohrung (4) angeordnet ist zur Magnetisierung des beweglichen Teils (5).
6. Elektrische Kolbenanordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Wechselstromquelle (9), welche außerhalb des Mantels (1) sitzt und mit Anschlüssen von ausgewählten Leitern der ersten und der zweiten ringförmigen Wicklungen (8a, 8b) elektrisch verbunden ist.
7. Elektrische Kolbenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die N- und S-Pole des beweglichen Teils (5) als Kolben (5a, 5b) an den entgegengesetzten Enden der Kolbenstange (5c) ausgebildet sind.
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