DE3390536C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Vibra­ tor der im Oberbegriff des Patentanspruchs beschriebenen Art.

Elektromagnetische Vibratoren finden eine immer breitere Anwendung überall dort, wo Arbeitsorgane in Schwingungen versetzt werden sollen, beispielsweise im Bergbau, der Land­ wirtschaft, der Metallurgie und im Bauwesen. Elektromagneti­ sche Vibratoren zeichnen sich durch eine große Vielfalt der Ausführungsformen aus. Gleichzeitig werden die Anwendungsmög­ lichkeiten elektromagnetischer Vibratoren durch eine niedrige Schwingungsamplitude, komplizierte Bauweise, unbefriedigende Massekennziffern und Abmessungen stark begrenzt. Der Lösung der genannten Probleme sind eine Reihe theoretischer und ex­ perimenteller Arbeiten gewidmet.

Aus den SU-A-1 94 630 und -9 30 515 sowie dem SU-Buch von V. N. Poturaev et al "Vibrationsfördermaschinen", Moskau, Verlag "Mashinostroenie", 1964, Seiten 36 bis 37, sind elektromag­ netische Vibratoren bekannt, die je in Form zweiter Teile aus­ geführt sind. Jeder Teil weist einen Ständer mit einer Wechsel­ stromwicklung und einen Anker mit einer Gleichstromwicklung auf, wobei die Ständer der beiden Teile im Gehäuse und ihre Anker auf einer Welle angeordnet sind. Die Anker sind bezüglich der Ständer in der Vertikalen um einen bestimmten Abstand und in der Horizontalen um einen gewissen Winkel versetzt. Diese Versetzungen lassen eine Störkraft und ein Störmoment im Betrieb des Vibrators entstehen. Anker und Ständer sind elek­ trisch wie magnetisch symmetrisch aufgebaut.

Bei den bekannten elektromagnetischen Vibratoren haben die an ein Arbeitsorgan übertragbaren Schwingungen eine niedrige Amplitude. Die bekannten Vibratoren haben zudem einen kompli­ zierten Aufbau, der erforderliche Metallaufwand ist hoch und ihre Anwendung ist auf Vibrationsförderer beschränkt.

Aus der GB-A-14 61 906 ist ein elektromagnetischer Vibrator mit einem vierpoligen Ständer bekannt, wobei die Erreger­ wicklungen der entgegengesetzten Pole in Reihe liegen und der Anker mit zwei ausgeprägten Polen versehen ist. Die Längsachse des Ankers kann bezüglich der Querachse des Ständers Schwin­ gungen ausführen, die durch Halbringe in der Bohrung begrenzt werden, die eine Fortsetzung der Buchsen der Lagerringe dar­ stellen. Der Anker ist durch Federn in eine Ausgangsstellung vorgespannt.

Dieser elektromagnetische Vibrator hat einen hohen Geräusch­ pegel und eine unzureichende Lebensdauer, weil der Anker auf die Halbringe schlägt. Der bekannte Vibrator ist nur bei leistungsschwachen Briefsortiermaschinen verwendbar.

Aus der GB-A 15 24 322 ist ferner ein elektromagnetischer Vibrator bekannt, der einen Ständer mit Wicklungen auf zwei Polpaaren und einen Anker mit zwei ferromagnetischen Ein­ sätzen enthält. Die ferromagnetischen Einsätze sind symmetrisch um seine Achse in zwei Spalten zwischen den Endteilen der Ständerpole angeordnet. Bei Wechselstromspeisung der Wicklun­ gen über zwei Dioden werden die Einsätze gegen die Endteile des einen oder anderen Polpaares angezogen. Der mit dem Stän­ der mittels Federn verbundene Anker führt Drehschwingungen aus.

Dieser Vibrator ist nur bei leistungsschwachen Prüfmaschinen anwendbar, hat ungenügende Energiekennwerte und der Anker ist kompliziert aufgebaut. Dabei ist es unmöglich, die bekannten, bei Zweitaktvibratoren mit Vormagnetisierung arbeitenden Speiseschaltungen zu benutzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromag­ netischen Vibrator zu schaffen, der eine Senkung des Metall­ aufwandes, die Verwendung mit Vormagnetisierung arbeitender Speiseschaltungen, eine Verlängerung der Lebensdauer und eine Vergrößerung der Schwingungsamplitude ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei dem im Oberbegriff des Patentanspruchs beschriebenen elektromagnetischen Vibrator erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß die Pole des Ankers bezüglich der Symmetrie­ achse in entgegengesetzten Richtungen um eine halbe Polbreite paarweise versetzt sind, das heißt, daß jeweils einander gegenüberliegende Pole einen Winkel <180° einschließen.

Dabei ist aus der US-A-39 59 673 ein Vibrator bekannt, bei dem der Anker symmetrisch verteilte ausgeprägte Pole und der Ständer zur Symmetrieachse versetzte ausgeprägte Pole auf­ weist, wobei die Pole einzeln in jeweils entgegengesetzte Richtungen verschoben sind. Bei dem bekannten Vibrator hat also der Ständer zwei verschiedene Polteilungen, während erfindungsgemäß der Anker drei verschiedene Polteilungen auf­ weist, und zwar zwei sogenannte Arbeitsteilungen, deren Größe gleich der Polteilung des Ständers ist, sowie eine um eine Pol­ breite kleinere und eine um eine Polbreite größere Polteilung.

Die erfindungsgemäße Ausführung des Ankers ermöglicht eine Vereinfachung der Konstruktion, eine Verringerung der Masse und der Abmessungen des Vibrators und folglich des Metall­ aufwandes, sowie eine Erweiterung seines Anwendungsgebietes. Die Senkung des Metallaufwandes wird dadurch erreicht, daß im Vergleich zu dem zum Beispiel aus der SU-A 1 94 630 bekannten Vibrator die beiden symmetrischen Teile, die je einen Ständer mit einer Wechselstromwicklung und einen Anker mit einer Gleichstromwicklung aufweisen, zu einem Teil vereinigt sind, der aus einem symmetrischen Ständer und einem unsymmetrischen Anker besteht. Dies gestattet es, das aus zwei Massen beste­ hende in ein aus einer Masse bestehendes System zu verwandeln.

Das Fehlen aufeinanderschlagender Teile gestattet es, die Lebensdauer des Vibrators zu vergrößern. Da das Arbeitsorgan in einem beliebigen Abstand von der Ankerwelle angebracht werden kann, läßt sich die Amplitude des erfindungsgemäßen Vibrators verstellen. Die Konstruktion des Ankers ermöglicht es, eine Vormagnetisierungswicklung aufzubringen, wodurch eine Verbesserung der Energiekennwerte des Vibrators erreicht wird. Der erfindungsgemäße Vibrator kann sowohl in stationären als auch in nichtstationären Anlagen eingesetzt werden.

Im folgenden wird das in der Zeichnung dargestellte Ausführungs­ beispiel des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Vibrators erläutert.

Die Zeichnung zeigt den Querschnitt eines elektro­ magnetischen Vibrators.

Der elektromagnetische Vibrator enthält einen auf einem Gestell 1 mit Hilfe von Füßen 2 befestigten Ständer 3 mit einer auf dessen zwei Paare der am Umfang symmetrisch angeordneten ausgeprägten Pole aufge­ brachten Wechselstromwicklung, die aus zwei gegenparallel geschalteten Zweigen 4-1 und 4-2 besteht. Innerhalb des Ständers 3 ist auf einer Welle 5 mit Hilfe eines Keiles 6 ein vierpoliger Anker 7 mit am Umfang unsymmetrisch angeordneten ausgeprägten Polen befestigt, die bezüglich der Symmetrieachse in entgegen­ gesetzten Richtungen um eine halbe Polbreite paarweise versetzt sind, wodurch zwei zur Symmetrieachse spiegelsymmetrische Hälften gebildet werden. Das heißt, daß die Pole des Ankers bezüglich der Symmetrie­ achse in entgegengesetzten Richtungen derart versetzt sind, daß jeweils einander gegenüberliegende Pole einen Winkel <180° einschließen. Auf die Pole des Ankers 7 kann eine Gleichstromwicklung (in der Zeichnung nicht dargestellt) aufgebracht werden, deren Spulen ebenfalls in Gegenschaltung liegen. Der Ständer 3 und der Anker 7 sind miteinander durch Lagerschilder (nicht gezeigt) so­ wie durch elastische Elemente 8 verbunden, die bei strom­ losen Wicklungen des Ständers 3 einen auf der Welle 5 starr befestigten Hebel 9 in Neutralstellung bringen. Das Arbeitsorgan kann abhängig von der erforderlichen Schwin­ gungsamplitude sowohl auf der Welle 5 des Vibrators als auch am Hebel 9 in einem entsprechenden Abstand von der Welle 5 befestigt werden. Ein pulsierender Strom wird in die Paral­ lelzweige 4-1 und 4-2 der Wicklung des Ständers 3 von einer Wechselstromquelle über zwei Ventile 10-1, 10-2 einge­ speist.

Der elektromagnetische Vibrator funktioniert wie folgt.

In der ersten Wechselstromhalbperiode durchfließt der Strom der Speisequelle den einen Parallelzweig 4-1 der Wicklung des Ständers 3 und in der zweiten Halbperiode den anderen Parallelzweig 4-2. Infolgedessen werden in den zwei Zweigen des magnetischen Kreises entsprechende Magnet­ flüsse Φ-1 und Φ-2 erzeugt. Wenn der magnetische Wech­ selfluß Φ-1 in der ersten Halbperiode von 0 bis π zu dem magnetischen Gleichfluß des Ankers 7 addiert wird, ist der resultierende Magnetfluß positiv, während der Magnetfluß Φ-2 gleich 0 ist. In der nächsten Wech­ selstromhalbperiode findet der umgekehrte Vorgang statt, was ein alternierendes Störmoment entstehen läßt, worauf dem Harmoniegesetz folgende Winkelschwingungen des An­ kers 7 auftreten, wobei eine der Voraussetzungen des Vor­ handenseins des Störmomentes im Betrieb des Vibrators eine unsymmetrische Anordnung der Pole des Ankers 7 ist, die in entgegengesetzten Richtungen bezüglich der Symme­ trieachse um eine halbe Polbreite paarweise verschoben sind, wodurch zwei zur Symmetrieachse spiegelsymmetrische Hälften gebildet werden.

Claims (1)

1. Elektromagnetischer Vibrator mit einem Ständer (3) mit zwei symmetrisch angeordneten Paaren ausgeprägter Pole, auf die je eine Wechselstromwicklung (4-1, 4-2) gewickelt ist, und mit einem Anker (7) mit ausgeprägten Polen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pole des Ankers (7) bezüg­ lich der Symmetrieachse in entgegengesetzten Richtungen der­ art versetzt sind, daß jeweils einander gegenüberliegende Pole einen Winkel <180° einschließen.