DE3433199A1 - Electrical drive, preferably for a vibrating machine - Google Patents

Electrical drive, preferably for a vibrating machine

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Abstract

The illustrated electrical drive which can be used in particular for a vibrating machine with a stator has at least three electromagnets 5 arranged on the circumference of a circle 8 with a U-shaped yoke 7, and the drive part moved by the stator consists at least in regions of a material with good magnetic permeability. The drive part is designed as a rotor 10 which is mounted so as to be rotatable on a spindle 9 of rotation, with a ring of soft iron the centre point 11 of which is arranged eccentrically with respect to the centre 9 of the circle of the stator, the spindle 9 of rotation coinciding with the centre of the circle 8 which lies in the plane 14 defined by the two U-legs 12, 13 of each yoke 7... the spindle of rotation 9 of the rotor 10. The two U-legs 12, 13 of each yoke 7 are designed of different lengths and the longer legs 12 extend with low play always as far as below the underside 20 of the ring 10 and the front faces 23 of the shorter leg 13 extend with play at most as far as the outer side 22 of the ring (Fig. 2). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb, vor-The invention relates to an electric drive,

zugsweise für eine Schüttelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.preferably for a shaking machine according to the preamble of the main claim.

Solche Antriebe werden ständig benutzt. Hierbei wird mittels des feststehenden Stators das Triebteil, das eine der Anzahl der Elektromagneten entsprechende Anzahl von mit diesen zusammenwirkenden Gegenjochen aus magnetisch gut leitendem Werkstoff aufweist, translatorisch jeweils von dem beaufschlagten Elektromagneten angezogen. Nach dessen Ausschalten wird der in einer Richtung nächstbenachbarte Magnet angeschaltet, so daß dann das Triebteil wieder mit seinem diesem Elektromagneten zugeordneten Gegenjoch angezogen wird. Bei vier symmetrisch angeordneten Elektromagneten vollführt das Triebteil eine den Seiten eines Quadrats folgende geschlossene Bewegung.Such drives are used all the time. This is done by means of the fixed The stator is the drive part, which has a number corresponding to the number of electromagnets of opposing yokes that interact with these and are made of magnetically highly conductive material has, translationally attracted in each case by the applied electromagnet. After it has been switched off, the next magnet in one direction is switched on, so that then the drive part again with its associated electromagnet Counter yoke is tightened. Performs with four symmetrically arranged electromagnets the drive part a closed movement following the sides of a square.

Dieser bekannte Antrieb ist nicht selbstanlaufend.This known drive is not self-starting.

Hinzu kommt, daß das einem Elektromagneten zugeordnete Gegenjoch unter Umständen auf große Distanz angezogen werden muß, wozu ein äußerst starkes Magnetfeld mittels großer Ströme erzeugt werden muß, um überhaupt das Joch anziehen zu können. Infolgedessen ergibt sich ein schlechter Wirkungsgrad. Außerdem sind die für die hohen Kräfte erforderlichen Induktivitäten schwer in den Griff zu bekommen, insbesondere da die Elektromagnete aufeinanderfolgt an- und ausgeschaltet werden müssen.In addition, the counter yoke associated with an electromagnet is below Must be attracted to a great distance under certain circumstances, including an extremely strong magnetic field must be generated by means of large currents in order to be able to attract the yoke at all. As a result, the efficiency is poor. Besides, they are for the high forces required inductances difficult to get under control, especially since the electromagnets have to be switched on and off sequentially.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Antrieb gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs selbstanlaufend mit gutem Wirkungsgrad vorzuschlagen, der darüber hinaus einfach verschiedenen Anwendungsfällen angepaßt werden kann sowie problemlos herstell- sowie ans-teuerbar ist.The invention is based on the object of a generic drive according to the preamble of the main claim self-starting with good efficiency to propose, which is also easily adapted to different applications and can be easily manufactured and expensive.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Antrieb gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Das Triebteil ist hierbei als sich drehender Rotor in Form eines Ringes aus Weicheisen ausgebildet, der um die feste Drehachse, die Symmetrieachse zu dem Stator ist, exzentrisch sowie drehbar gelagert hierum angeordnet ist. Wird der Ring von einem Elektromagneten bis auf kleines Spiel angezogen, so ist der in Drehrichtung nächstbenachbarte Elektromagnet -entsprechend der Gesamtanzahl der am Umfang angeordneten, vorzugsweise fünf oder sechs Elektromagneten des Stators- nur vergleichsweise gering beabstandet, so daß der Ring aus Weicheisen ohne weiteres so nah als möglich zu diesem Elektromagneten angezogen wird. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß dieser elektrische Antrieb selbstanlaufend ist und wegen der nur kurzen Abstände des Rings von dem zu beaufschlagenden Elektromagneten nur geringe Stromstärken erfordert, so daß auch der Wirkungsgrad dieses Antriebs erheblich besser als jener nach dem Stande der Technik ist.This task is performed in the case of an electric drive according to the preamble of the main claim solved according to the invention by its characterizing features. The drive part is a rotating rotor in the form of a ring made of soft iron formed, which is about the fixed axis of rotation, the axis of symmetry to the stator, eccentric and rotatably mounted around it. The ring is held by an electromagnet attracted except for a small amount of play, then the next adjacent electromagnet in the direction of rotation is -According to the total number of arranged on the circumference, preferably five or six electromagnets of the stator spaced only comparatively small, so that the ring of soft iron easily as close as possible to this electromagnet is attracted. It is readily apparent that this electric drive is self-starting and because of the short distances between the ring and the one to be acted upon Electromagnet only requires low currents, so that the efficiency this drive is considerably better than that of the prior art.

Dieser gute Wirkungsgrad ist auch dadurch bedingt, daß aufgrund der unsymmetrischen Ausbildung der beiden Schenkel eines U-förmigen Jochs die Ringunterseite stets konstanten Abstand von der Oberseite des darunterrejichenden längeren Schenkels des Jochs aufweist, der problemlos bis zu einem zehntel Millimeter bemessen werden kann. Somit ist dieser Spalt stets konstant und gering bemessen und verursacht infolgedessen auch kleine magnetischen Verluste. Lediglich die Stirnseite des oberen kürzeren Schenkels des Jochs weist entsprechend der Drehbewegung des Rings einen variablen Abstand von der Ringaußenseite auf. Je nach Anwendungszweck läßt sich eine beliebige Anzahl von Elektromagneten einsetzen, ohne daß dadurch die Konstruktion wesentlich kompliziert würde. Der Ring aus Weicheisen ist robust, störunanföllig sowie billig und einfach montierbar. Auch die geringen Ströme tragen zur einfachen Steuerbarkeit der Elektromagneten des Stators bei.This good efficiency is also due to the fact that due to the asymmetrical formation of the two legs of a U-shaped yoke the ring underside constant distance from the top of the longer leg below of the yoke, which can easily measure up to a tenth of a millimeter will can. Thus, this gap is always constant and small and consequently causes also small magnetic losses. Only the front of the upper shorter one Leg of the yoke has a variable according to the rotary movement of the ring Distance from the outside of the ring. Depending on the application, any Use number of electromagnets without thereby significantly reducing the construction would be complicated. The ring made of soft iron is robust, immune to interference and cheap and easy to assemble. The low currents also contribute to easy controllability the electromagnet of the stator.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Appropriate refinements and developments of the invention are characterized in the subclaims.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:-Figur 1 den Drehantrieb gemäß der Erfindung, in schematischer-.Draufsicht und Figur 2 einen schematischen Schnitt II-II gemäß Fig. 1.A preferred embodiment of the invention is described below explained in more detail with reference to the drawing. It shows: -Figure 1 the rotary drive according to the invention, in a schematic top view and FIG. 2 a schematic Section II-II according to FIG. 1.

Der elektrische Antrieb weist gemäß Fig. 1 einen Stator mit fünf gleichmäßig am Umfang eines Kreises angeordnete Elektromagnete 5 mit einer schematisch mit 6 bezeichneten Wicklung auf einem Joch 7 auf. In dem Kreis 8 ist der als Drehachse 9 dienende Kreismittelpunkt angeordnet.According to FIG. 1, the electric drive has a stator with five uniformly Electromagnets 5 arranged on the circumference of a circle with a schematically marked 6 designated winding on a yoke 7. In the circle 8 is the axis of rotation 9 serving circle center arranged.

An dieser Drehachse 9 ist ein ebenfalls kreisförmiger, als Rotor 10 ausgebildeter Triebteil mit seinem Mittelpunkt 11 exzentrisch angeordnet. Der Rotor 10 ist -aus Gründen der Übersichtlichkeit nur kreisrund gezeichnet worden.On this axis of rotation 9 there is a likewise circular rotor 10 trained drive part with its center 11 arranged eccentrically. The rotor 10 is off For the sake of clarity, only drawn in a circle been.

Die im Querschnitt u-förmigen (Fig. 2) Joche sind bezüglich ihrer beiden -unteren und oberen- Schenkel 12 bzw.The cross-sectionally U-shaped (Fig. 2) yokes are with respect to their both lower and upper legs 12 resp.

13 so angeordnet und ausgerichtet, daß die von diesen beiden Schenkeln festgelegte -mittlere- Ebene 14 sich in der Drehachse 9 schneidet. Zugleich sind die Joche in Richtung auf die Drehachse 9 offen und vor dem als im Querschnitt rechteckförmigen Ring aus magnetisch gut leitendem Werkstoff, vorzugsweise Weicheisen, ausgebildeten Rotor 10 (Fig. 2) angeordnet. Der Ring 10 ist auf die kreiszylindrische Unterseite eines insgesamt tellerförmigen Trägerteils 15 aufgeschrumpft, welches ein Ausgleichgewicht 16 bezüglich der exzentrischen Anordnung aufweist, und auf dessen Oberseite ein Behälter 17 einer Schüttelmaschine mittels eines Lagers 18 angelenkt ist.13 so arranged and aligned that the of these two legs defined -middle- plane 14 intersects in the axis of rotation 9. Are at the same time the yokes in the direction of the axis of rotation 9 open and in front of the as rectangular in cross section Ring made of magnetically highly conductive material, preferably soft iron, formed Rotor 10 (Fig. 2) arranged. The ring 10 is on the circular cylindrical bottom a total plate-shaped support part 15 is shrunk on, which is a counterweight 16 with respect to the eccentric arrangement, and on its top side Container 17 of a shaking machine is articulated by means of a bearing 18.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das -aus Übersichtlichkeitsgründen ohne aufgewickelte Spule gezeichnete- Joch 7 u-förmig mit zwei zueinander parallelen Schenkeln 12, 13 ausgebildet ist, von denen der untere Schenkel 12 länger als der obere Schenkel 13 reicht. Die längeren Schenkel weisen von der Drehachse 9 einen Abstand auf, der nicht größer als der kleinste Radialabstand der Ringinnenseite von der Drehachse 9 ist. Ferner ist die Ringunterseite 20 planeben sowie parallel zu der der ebenfalls planebenen Oberseite 21 des unteren Schenkels 12 ausgebildet. Infolgedessen liegt der Ringunterseite 20 stets in vorgebbaren geringen Abstand der untere Schenkel 12 gegenüber, was praktisch keine magnetischen Verluste zur Folge hat.From Fig. 2 it can be seen that -for reasons of clarity without a wound coil drawn- yoke 7 U-shaped with two parallel to each other Legs 12, 13 is formed, of which the lower leg 12 is longer than the upper leg 13 is enough. The longer legs point from the axis of rotation 9 a Distance that is not greater than the smallest radial distance on the inside of the ring from the axis of rotation 9. Furthermore, the ring underside 20 is flat and parallel to that of the likewise flat upper side 21 of the lower leg 12. As a result, the ring underside 20 is always at a predeterminable small distance the lower leg 12 opposite, which means practically no magnetic losses Consequence.

Die Ringaußenseite 22 ist eine Mantelfläche eines senkrechten Kreiszylinders, dem die konzentrisch zu der Drehachse 9 angeordneten sowie auf diese ausgerichteten Stirnflächen 23 als Teilmantelflächen gegenüber liegen.The outer side of the ring 22 is a lateral surface of a vertical circular cylinder, which is arranged concentrically to the axis of rotation 9 and aligned with it End faces 23 are opposite as partial lateral surfaces.

Die kürzeren -oberen- Schenkel 13 weisen dabei von der Drehachse 9 einen Abstand auf, der nicht größer als der größte Radialabstand der Ringaußenseite 22 von der Drehachse ist. Zugleich ist die -in Richtung der Drehachse 9 gemessene- Höhe des Rings 10 nicht kleiner als der Abstand der Oberseite des oberen Schenkels 13 von der Oberseite 21 des unteren Schenkels 12, was ebenfalls zur Folge hat, daß der Stirnfläche 23 des oberen Schenkels 13 immer mindest ein Teil der Ringaußenseite 22 gegenüberliegt.The shorter - upper - legs 13 point away from the axis of rotation 9 a distance which is not greater than the largest radial distance on the outside of the ring 22 is from the axis of rotation. At the same time the -measured in the direction of the axis of rotation 9- The height of the ring 10 is not less than the distance from the top of the upper leg 13 from the top 21 of the lower leg 12, which also has the consequence that of the end face 23 of the upper leg 13 always at least a part of the outer side of the ring 22 opposite.

Infolge dieser Ausbildung gestaltet sich der elektrische Antrieb einfach und billig herstellbar sowie mit geringer Bauhöhe und weist darüber hinaus einen sehr hohen Wirkungsgrad zusammen mit der Eigenschaft des Selbstanlaufens auf.As a result of this training, the electric drive is simple and cheap to manufacture and with a low overall height and also has a very high efficiency together with the property of self-starting.

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Claims (15)

ELEKTRISCHER ANTRIEB, VORZUGSWEISE FÜR EINE SCHÜTTELMASCHINE ANSPRÜCHE 1. Elektrischer Antrieb, insbesondere für eine Schüttelmaschine mit einem Stator, der zumindest drei am Umfang eines Kreises (8) angeordnete Elektromagneten (5) mit einem U-förmigen Joch (7) aufweist, und mit einem von dem Stator bewegten Triebteil, der zumindest bereichsweise aus einem magnetisch gut leitenden Werkstoff besteht, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Triebteil also an einer Drehachse (9) drehbar gelagerter Rotor (10) mit einem Ring aus Weicheisen ausgebildet ist, dessen Mittelpunkt (11) mit Bezug auf den Kreismittelpunkt (9) des Stators exzentrisch angeordnet ist, wobei die Drehachse (9) mit dem Kreismittelpunkt des Kreises (8) zusammenfällt, das in der von den beiden U-Schenkeln (12,13) jedes Jochs (7) definierten Ebene (14) die Drehachse (9) des Rotors (10) liegt, und daß die beiden U-Schenkel (12,13) jedes Jochs (7) ungleichlang ausgebildet sind, die längeren Schenkel (12) mit geringem Spiel stets bis unter die Ringunterseite (20) des Rings (10) reichen und die Stirnflächen (23) der kürzeren Schenkel (13) mit Spiel maximal bis an die Ringaußenseite (22) reichen. ELECTRIC DRIVE, PREFERABLY FOR A SHAKER REQUIREMENTS 1. Electric drive, especially for a shaking machine with a stator, the at least three electromagnets (5) arranged on the circumference of a circle (8) has a U-shaped yoke (7), and with a drive part moved by the stator, which at least partially consists of a magnetically highly conductive material, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the drive part is thus on an axis of rotation (9) rotatably mounted rotor (10) is designed with a ring made of soft iron, whose center (11) is eccentric with respect to the circle center (9) of the stator is arranged, the axis of rotation (9) with the center of the circle (8) coincides with the one defined by the two U-legs (12, 13) of each yoke (7) Level (14) the axis of rotation (9) of the rotor (10) lies, and that the two U-legs (12,13) of each yoke (7) are of unequal length, the longer legs (12) with little play always up to the underside of the ring (20) des Rings (10) and the end faces (23) of the shorter legs (13) with play extend maximally to the outside of the ring (22). 2. Antrieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Ringunterseite (20) planeben ausgebildet ist, auf der die Drehachse (9) senkrecht steht.2. Drive according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the ring underside (20) is flat on which the axis of rotation (9) is vertical. 3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ringaußenseite (22) als Mantelfläche eines senkrechten Kreiszylinders ausgebildet ist.3. Drive according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the outer side of the ring (22) is the lateral surface of a vertical circular cylinder is trained. 4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ring (10) im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet ist.4. Drive according to one of claims 1 to 4, d a -d u r c h g e k It is noted that the ring (10) is rectangular in cross section is. 5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ring (10) auf die Unterseite eines Trägerteils (15) aufgeschrumpft ist.5. Drive according to one of claims 1 to 5, d a -d u r c h g e k It is noted that the ring (10) on the underside of a carrier part (15) has shrunk. 6. Antrieb nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Trägerteil (15) ein Ausgleichsgewicht (16) für seine exzentrische Anordnung des Mittelpunkts (11) bezüglich des Kreismittelpunkts des Kreises (8) aufweist.6. Drive according to claim 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the support part (15) has a counterweight (16) for its eccentric Arrangement of the center (11) with respect to the center of the circle (8) having. 7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schenkel (12, 13) des Jochs (7) im Querschnitt rechteckförmig sind.7. Drive according to one of claims 1 to 7, d a -d u r c h g e k I do not know that the Legs (12, 13) of the yoke (7) are rectangular in cross-section. 8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die der Ringunterseite (20) zugewandte Oberseite (21) des längeren Schenkels (12) des Jochs (7) planeben ausgebildet ist sowie parallel zu der Ringunterseite (20) verläuft. 8. Drive according to one of claims 1 to 7, d a -d u r c h g e k It is noted that the upper side (21) facing the underside of the ring (20) of the longer leg (12) of the yoke (7) is flat and parallel runs to the ring underside (20). 9. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stirnflächen (23) der kürzeren Schenkel (13) konzentrisch bezüglich der Drehachse (9) gewölbt sind. 9. Drive according to one of claims 1 to 8, d a -d u r c h g e k It is noted that the end faces (23) of the shorter legs (13) are concentric are curved with respect to the axis of rotation (9). 10. Antrieb nach Anspruch 10, d ad u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Stirnflächen (23) der kürzeren Schenkel (13) als Teilmantel eines senkrechten Kreiszylinders ausgebildet sind.10. Drive according to claim 10, d ad u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the end faces (23) of the shorter legs (13) as part of a jacket vertical circular cylinder are formed. 11. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die längeren Schenkel (12) von der Drehachse (9) einen Abstand aufweisen, der nicht größer als der kleinste Radialabstand der Ringinnenseite (19) von der Drehachse (9) ist.11. Drive according to one of claims 1 to 10, d a -d u r c h g e It is not indicated that the longer legs (12) of the axis of rotation (9) have one Have a distance that is not greater than the smallest radial distance on the inside of the ring (19) from the axis of rotation (9). 12. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die kürzeren Schenkel (13) von der Drehachse (9) einen Abstand aufweisen, der nicht größer als der größte Radialabstand der Ringaußenseite (22) von der Drehachse (9) ist.12. Drive according to one of claims 1 to 11, d a -d u r c h g e It is not indicated that the shorter legs (13) of the axis of rotation (9) have one Have a distance that is not greater than the largest radial distance on the outside of the ring (22) from the axis of rotation (9). 13. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die -in Richtung der Drehachse (9) gemessene - Höhe des Rings (10) größer als der Abstand der Oberseite des kürzeren Schenkels (13) von der Oberseite (21) des längeren Schenkels (12) ist.13. Drive according to one of claims 1 to 12, d a -d u r c h g e It is not indicated that the height measured in the direction of the axis of rotation (9) of the ring (10) greater than the distance from the top of the shorter leg (13) from the top (21) of the longer leg (12). 14. Antrieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Elektromagnete (5) gleichmäßig am Umfang des Kreises (8) verteilt angeordnet sind.14. Drive according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the electromagnets (5) distributed evenly on the circumference of the circle (8) are arranged. 15. Antrieb nach Anspruch 14, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß fünf oder sechs Elektromagnete (5) vorgesehen sind.15. Drive according to claim 14, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that five or six electromagnets (5) are provided.
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