DE3508367A1

DE3508367A1 - ELECTROMAGNETIC Vibration Exciter

Info

Publication number: DE3508367A1
Application number: DE19853508367
Authority: DE
Inventors: Arthur L. Dean; Robert E. Kraft; Kenneth M. Indiana Pa. Marshall
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1984-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1985-09-12
Also published as: GB2155701A; ES541104A0; BR8501019A; JPH0353211B2; GB2155701B; ES8603298A1; CA1253189A; GB8505711D0; FR2563125B1; JPS60209422A; AU3921885A; FR2563125A1; ZA851764B; DE3508367C2; AU576543B2

Description

FMC Corporation 07.03.85FMC Corporation 3/7/85

Chicago, Illinois 6060IChicago, Illinois 6060I

V.St.A. F 6104V.St.A. F 6104

Beschreibungdescription

Elektromagnetischer SchwingungserregerElectromagnetic vibration exciter

Die Erfindung betrifft elektromagnetische Schwingungserreger zur Erregung bzw. Erzeugung von Schwingungen in einem Schüttgut wie beispielsweise bei Rüttelförderern, Silotrichtern und Rutschen für den Transport und die dosierte Ausgabe von Schüttgut.The invention relates to electromagnetic vibration exciters to excite or generate vibrations in bulk goods such as vibrating conveyors, Silo funnels and chutes for the transport and dosed output of bulk goods.

Elektromagnetische Schwingungserreger sind in der Industrie verbreitet im Einsatz, um einen gleichmäßigen Fluß von Schüttgut aus Silos, Trichtern und Ausgaberutschen zu gewährleisten, desgleichen bei Schwingfördereinrichtungen, die verschiedene Schüttgutstoffe Mischern, Mahl- oder Stoßvorrichtungen, Verpackungsmaschinen, Dosier-,Sortier- oder Mischstationen zuführen. Die elektromagnetischen Schwingungserreger sind mit einem Ausgabetrog gekoppelt und versetzen ihn in Schwingungen, um den Materialfluß entlang der Rutsche, des Trogs oder der Wanne zu steuern.Electromagnetic vibration exciters are used in industry Widely used to provide an even flow of bulk material from silos, hoppers and discharge chutes ensure, as well as vibratory conveyors, the various bulk materials mixers, grinding or Feed pusher devices, packaging machines, dosing, sorting or mixing stations. The electromagnetic Vibration exciters are coupled to an output trough and cause it to vibrate around the flow of material to steer along the slide, trough or tub.

Im allgemeinen sind elektromagnetisch angetriebene Schwing-In general, electromagnetically driven vibration

anordnungen 2-Massensysteme, wobei die eine Masse die Magneten und die andere den Anker trägt. Die beiden Massen sind über Federn miteinander gekoppelt ,die so bemessen sind, daß das System die Resonanzüberhöhung bzw. -verstärkung der Bewegung nutzen kann. Elektromagneten erzeugen brauchbare Kräfte nur dann, wenn die Polflächen einander sehr nahe liegen - beispielsweise in einem Abstand von 2,5 mm oder weniger. Die Anziehungskraft ist etwa umgekehrt proportional dem Quadrat der Spaltbreite. Die Systembewegung teilt sich zwischen den beiden Massen im umgekehrten Verhältnis zu ihrem Gewicht auf, d.h. die leichtere Masse bewegt sich proportional weiter. Die Massen bewegen sich außerdem in entgegengesetzte Richtungen, während der Luftspalt zwischen den Polflächen zu- bzw. abnimmt.arrangements 2-mass systems, one mass being the magnets and the other carries the anchor. The two masses are coupled to one another via springs which are dimensioned so that the system can use the resonance increase or amplification of the movement. Electromagnets produce useful ones Forces only when the pole faces are very close to one another - for example at a distance of 2.5 mm or fewer. The force of attraction is roughly inversely proportional to the square of the gap width. The system movement divides between the two masses in inverse proportion to their weight, i.e. the lighter mass moves proportionally further. The masses also move in opposite directions, while the air gap between the pole faces increases or decreases.

Es müssen daher Vorkehrungen getroffen werden, um zu verhindern, daß die Polflächen aufeinanderschlagen, wenn sie das Spaltbreitenminimum und die Magnetkraft ihren Spitzenwert erreichen.Precautions must therefore be taken to prevent the pole faces from hitting each other when they the gap width minimum and the magnetic force its peak value reach.

Die Erfindung schafft einen elektromagnetischen Schwingungserreger, der eine vollständig eingeschlossene freie Masse in einem langgestreckten Gehäuse aufweist. Das Gehäuse weist zwei Endkappen auf, die jeweils einen eingegossenen Magnet aufnehmen. Die Endkappen sind durch ein zwischen ihnen festgelegtes Gehäuserohr voneinander getrennt. The invention creates an electromagnetic vibration exciter, which has a fully enclosed free mass in an elongated housing. The case has two end caps, each of which receives a cast magnet. The end caps are through a between them fixed casing pipe separated from each other.

Die freie Masse ist durch elastomere Scherfedern innerhalb des Gehäuserohrs in gleichen Abständen von den beiden Endkappen aufgehängt. Zwei Ankeranordnungen sind einteilig mit der freien Masse ausgebildet, und zwar jeweils eine an jedem Ende der allgemein länglichen freien Masse.The free mass is provided by elastomeric shear springs within the housing tube at equal distances from the two end caps hung up. Two anchor assemblies are formed in one piece with the free mass, one at a time each end of the generally elongated free mass.

Komprimierbare Elemente aus Gummi sind zwischen der freien Masse und den die Elektromagnete haltenden EndkappenCompressible elements made of rubber are between the free Ground and the end caps holding the electromagnets

und normalerweise im Abstand von ihnen angeordnet. Diese nichtlinearen Federn tragen dazu bei, den Ankeraufschlag abzuschwächen und speichern die im Leitzustand der Elektromagneten zugeführte Energie, so daß sich ein hoher Wirkungsgrad ergibt.and usually spaced from them. These non-linear springs help reduce the anchor impact weaken and store the energy supplied in the conductive state of the electromagnet, so that a high degree of efficiency results.

Die Elektromagneten werden abwechselnd aus einer entfernt angeordneten Steuerung erregt, die mit der ersten, einen Elektromagneten haltenden Endkappe verbunden ist. Eine gepanzerte Leitung erstreckt sich von der ersten zur zweiten Endkappe. Beim abwechselnden Erregen der Elektromagneten wird die freie Masse in Längsrichtung durch das Gehäuse bis in Kontakt mit den Elastomerelementen bewegt und schwingt dann entsprechend dem Erregen bzw. Stromlosschalten der Elektromagneten hin und her. Die Arbeitsfrequenz liegt dabei über einen breiten Bereich angetriebener Gewichte nahe der Eigenfrequenz, um die Systemresonanz auszunutzen. The electromagnets are alternately energized from a remote controller, the one with the first, one Electromagnet holding end cap is connected. An armored conduit extends from the first to the second End cap. When the electromagnets are alternately energized, the free mass is moved lengthways through the housing Moved up into contact with the elastomer elements and then oscillates according to the excitation or de-energizing of the Electromagnet back and forth. The working frequency is over a wide range of driven weights close to the natural frequency in order to take advantage of the system resonance.

Die Vorrichtung und ihre Arbeitsweise werden nachfolgend unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel ausführlich erläutert. In der Zeichnung zeigen:The device and its mode of operation are described below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings explained in detail. In the drawing show:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Speisetrogs, an welchem ein elektromagnetischer Schwingungserreger angeordnet ist,Fig. 1 is a simplified representation of a feed trough on which an electromagnetic Vibration exciter is arranged,

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung, wobei einige Teile weggebrochen sind,Fig. 2 is an exploded view, wherein some parts have broken off,

Fig. 3 eine Aufrißdarstellung der Fig. 2, wobei einige Teile aufgebrochen bzw. im SchnittFig. 3 is an elevation view of Fig. 2, wherein some parts broken or cut

dargestellt sind,
35are shown
35

ι Fig. 4 eine Endansicht der Vorrichtung nach Fig.2,ι Fig. 4 is an end view of the device according to Fig.2,

wobei ein Teil des Gehäuses weggebrochen und im Schnitt gezeigt ist,with part of the housing broken away and shown in section,

Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linie 5-5 inFig. 5 is a sectional view taken along line 5-5 in

Fig. 4,Fig. 4,

Fig. 6 als Graph den Frequenzgang des elektromagnetischen Schwingungserregers,6 shows the frequency response of the electromagnetic vibration exciter as a graph,

Fig. 7 ein Graph der Ausgangsenergie des Elektromagneten ,7 is a graph of the output energy of the electromagnet;

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Elastomer-Kompressionselements, 8 shows a side view of an elastomer compression element,

Fig. 9 eine Draufsicht eines Elastomer-Rings,9 is a plan view of an elastomer ring,

Fig. 10 einen Teilschnitt durch den Ring nach Fig.9.FIG. 10 shows a partial section through the ring according to FIG.

Ein in Fig. 1 gezeigter Schüttgut-Transporttrog 10 stellt eine typische Anwendung für den elektromagnetischen Schwingungserreger dar. Der Erreger 12 ist dabei am Trog beispielsweise mit Befestigern 14 festgelegt. Eine Zuführleitung 16 erstreckt sich vom Erreger zu einer Steuereinheit, die abgesetzt angeordnet ist.A bulk material transport trough 10 shown in FIG. 1 represents a typical application for the electromagnetic vibration exciter The exciter 12 is fixed to the trough with fasteners 14, for example. A feed line 16 extends from the exciter to a control unit which is arranged remotely.

Fig. 2 ist eine Projektionsansicht des elektromagnetischen Erregers 12. Der Erreger ist zu einer geschlossenen Konstruktion zusammengefaßt, deren Gehäuserohr 20 aus einem widerstandsfähigen Werkstoff wie Aluminium hergestellt ist. Die erste und die zweite Endkappe 22 bzw. 24 dienen als Magnetgehäuse und enthalten jeweils einen eingegossenen Elektromagneten 26 (in der Endkappe 24). Die Endkappen 22, 24 sind an entgegengesetzten Enden des Gehäuserohrs angeordnet. In einer Ausführungsform sind GewindestangenFig. 2 is a projection view of the electromagnetic exciter 12. The exciter is of a closed construction summarized, the housing tube 20 made of a resistant material such as aluminum is. The first and second end caps 22 and 24 serve as magnet housings and each contain a cast-in one Electromagnet 26 (in end cap 24). The end caps 22, 24 are arranged at opposite ends of the housing tube. In one embodiment, threaded rods are

30 mit Befestigern 32 festgelegt, um den Zusammenhalt des Gehäuses zu gewährleisten. Das Gehäuse ist ein länglicher Behälter, der dicht abgeschlossen aufgebaut ist. Dieses Gehäuse läßt sich auch explosionssicher ausführen, was bei herkömmlicheren elektromagnetischen Erregern nicht möglich ist.30 fixed with fasteners 32 to ensure the cohesion of the housing. The case is elongated Container that is constructed to be tightly sealed. This housing can also be carried out in an explosion-proof manner, which is the case with more conventional electromagnetic exciters is not possible.

Die erste Endkappe 22 ist mit einem Leitungsrohranschluß 28 versehen, um die Versorgungsleitung 16 aufzunehmen. Nach Fig. 5 erstreckt sich ein Leitungsrohr 34 zwischen der ersten und der zweiten Endkappe 22, 24 und führt das Drahtleitungsbündel 36, mit welchem die elektrischen Impulse dem Elektromagneten 26 zugeleitet werden.The first end cap 22 is with a conduit connector 28 provided to receive the supply line 16. According to Fig. 5, a conduit 34 extends between the first and second end caps 22, 24 and guides the wire bundle 36 with which the electrical pulses the electromagnet 26 are fed.

Als Möglichkeit, den elektromagnetischen Erreger 12 am zu erregenden Anlagenteil festzulegen, kann die erste Endkappe 22 auch mit Gewindebohrungen, wie beispielsweise bei 40 versehen werden.The first end cap can be used as a way of fixing the electromagnetic exciter 12 on the system part to be excited 22 also with threaded holes, such as 40 be provided.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen die fest innerhalb des Gehäuses angeordneten Teile. Der Elektromagnet 26, sein am anderen Ende des Gehäuserohrs 20 angeordneter Zwilling (hier nicht sichtbar), die elektrischen Versorgungsleitungen im Leitungsbündel 36 sowie die Abdeckplatte 42 sind deutlich dargestellt.2, 3 and 4 show the parts fixedly arranged within the housing. The electromagnet 26, his on the other Twin arranged at the end of the housing tube 20 (not visible here), the electrical supply lines in the line bundle 36 and the cover plate 42 are clearly shown.

Innerhalb des Gehäuserohrs sind an jeder Endkappe elastomere Druckelement wie beispielsweise zwei identische Elemente 44, 46 angeordnet, welche Federn darstellen, die in diesem System als nichtlineare Elemente arbeiten. Die beiden Paare unterscheiden sich voneinander in der Dicke der aus Elastomerwerkstoff bestehenden Bestandteile.Within the housing tube are elastomeric pressure elements such as two identical ones on each end cap Elements 44, 46 are arranged which represent springs that work as non-linear elements in this system. the Both pairs differ from one another in the thickness of the components made of elastomer material.

Ein erstes Paar der komprimierbaren elastomeren Elemente 44 ist auf einer Grundplatte 50 aufgeklebt oder sonstwie festgelegt; die Grundplatte 50 ist ihrerseits mit Befesti-A first pair of the compressible elastomeric elements 44 is glued or otherwise fixed on a base plate 50; the base plate 50 is in turn with fastening

gern auf der Innenfläche der Endplatte an jedem Ende des Gehäuserohrs befestigt. Eine Kappe aus gewebeverstärktem Werkstoff kann einteilig mit dem elastomeren Teil ausgebildet sein; die Kappe eliminiert eine Relativbewegung zwisehen dem Elastomer und der Halteplatte 76 während des Komprimierens der Federelemente. Das zweite Paar von Elastomerelementen 46 ist ebenfalls auf geeignete Weise auf einer entsprechenden Grundplatte befestigt, kann aber mit Beilagscheiben 52 versehen sein, die zwischen der Grund· platte und der zugehörigen Endkappe eingefügt sind. Die Elastomerelemente sind symmetrisch angeordnet, so daß die Elemente eines Paares an diametral entgegengesetzten Seiten der Längsachse des Gehäuses liegen. Die Dicke der Elastomerelemente und der zugehörigen Unterlegplatten sind Variable, die sich ändern lassen, um die erwünschten Arbeitseigenschaften eines speziellen elektromagnetischen Erregers zu schaffen. Die Stapelhöhe jedes Paares der Elastomerelemente an jedem Ende des Gehäuses kann sich von der des anderen Paares am gleichen Ende unterscheiden, so daß eine bessere Kontrolle über die Nichtlinearität der Federeinrichtung möglich ist. Die Elastomerelemente haben eine nichtlineare Versteifungsrate und bewirken eine selbstbegrenzende Auslenkung der Vorrichtung.like attached to the inner surface of the end plate at each end of the housing tube. A cap made of fabric-reinforced Material can be formed in one piece with the elastomeric part; the cap eliminates relative movement between them the elastomer and the retaining plate 76 during the compression of the spring elements. The second pair of Elastomer elements 46 are also fastened in a suitable manner on a corresponding base plate, but can be provided with washers 52 between the base plate and the associated end cap are inserted. The elastomer elements are arranged symmetrically so that the Elements of a pair lie on diametrically opposite sides of the longitudinal axis of the housing. The thickness of the Elastomer elements and the associated shims are variables that can be changed to achieve the desired working properties of a special electromagnetic exciter. The stack height of each pair of the Elastomeric elements on each end of the housing may differ from that of the other pair on the same end, so that better control over the nonlinearity of the Spring device is possible. The elastomer elements have a non-linear stiffening rate and cause a self-limiting deflection of the device.

Die Elastomerelemente wie beispielsweise 44 lassen sich mit konturierter bzw. geformter Oberfläche derart ausbilden, daß die Dicke eines Elements über seine relative Länge nicht konstant ist. Fig. 8 zeigt ein Elastomerelement 100 mit auswärts gewölbtem Teil 1o2; die Wölbung 102 ist hier übertrieben dargestellt, sie soll nur das Prinzip der Maßnahme erläutern. Desgleichen sind mehrfache Wölbungen und auch konkave Flächenteile sowie eine abgesetzte Ausführungsform möglich, bei der die übergänge zwischen den dickeren und dünneren Teilen des Elastomerelements abrupter erfolgen.The elastomer elements such as 44 can be designed with a contoured or shaped surface in such a way that that the thickness of an element is not constant over its relative length. Fig. 8 shows an elastomer element 100 with outwardly curved part 1o2; the bulge 102 is shown exaggerated here, it is only intended to do that Explain the principle of the measure. Likewise, there are multiple bulges and also concave surface parts as well as one remote embodiment possible in which the transitions occur more abruptly between the thicker and thinner parts of the elastomeric element.

Alternative Ausführungsformen können mehr oder weniger als die hier für die bevorzugte Ausführungsform dargestellten vier Elemente umfassen. Es sind auch andere Ausführungsformen der elastomeren Druckelemente möglich. Beispielsweise ist in Fig. 9 ein einziges elastomeres Druckelement 104 gezeigt, das im Prinzip ein elastomerer Ring mit einer Mittenöffnung 106 ist, die auch andere Gestalt aufweisen kann als die dargestellte, sofern sie den Anker 80 aufnehmen kann, der ebenfalls eine andere als die gezeigte Gestalt haben kann. Der Elastomerring kann beispielsweise auf geeignete Weise an Grundplatten 52 befestigt oder aber auch an einer einheitlichen Grundplatte 108 festgelegt sein. Die Grundplatte ist dabei eine Alternative, da der Ring 104 auch direkt an der Innenseite der Endkappen oder an der Lagerplatte 76 angebracht werden kann.Alternative embodiments can be more or less than those shown here for the preferred embodiment comprise four elements. Other embodiments of the elastomeric pressure elements are also possible. For example, a single elastomeric pressure element 104 is shown in FIG. 9, which in principle is an elastomeric ring with a central opening 106 that is also different in shape may have than the one shown, provided that it can accommodate the anchor 80, which is also different from the one shown Can have shape. The elastomer ring can be attached to base plates 52 in a suitable manner, for example or it can also be fixed to a uniform base plate 108. The base plate is an alternative, since the ring 104 can also be attached directly to the inside of the end caps or to the bearing plate 76 can.

Die Fig. 10 zeigt eine teilweise geschnitten dargestellte Ausführungsform des Elements der Fig. 9 mit gewölbtem Teil 110 und unterschiedlich hoch gewölbten Teilen 112. Die Oberfläche kann dabei vielfältige Gestalt aufweisen - als flache Oberfläche, als gewellte Oberfläche mit konvexen und konkaven Flächenteilen entlang des Rings oder als abgesetzte Oberfläche mit um den Ring herum unterschiedlieh hohen Flächenteilen. Einteilig mit diesen Ausführungsformen elastomerer Ringe kann auch eine Kappe aus gewebeverstärktem Material vorgesehen sein.FIG. 10 shows an embodiment of the element of FIG. 9, shown partially in section, with a curved part 110 and parts domed at different heights 112. The The surface can have a variety of shapes - as a flat surface, as a corrugated surface with convex ones and concave surface parts along the ring or as a stepped surface with differently around the ring high areas. In one piece with these embodiments of elastomeric rings, a cap made of fabric-reinforced Material be provided.

Es sei hervorgehoben, daß das Gehäuserohr und die Endkappen sowie alle oben erwähnten Konstruktionselemente Teile der angetriebenen Masse des Schwingungssystems sind, da sie im zusammengesetzten Zustand fest zu einer Einheit miteinander verbunden sind.It should be emphasized that the housing tube and the end caps as well as all structural elements mentioned above are parts are the driven mass of the oscillation system, since they are firmly joined together to form a unit are connected.

Eine freie Masse 60 ist vollständig umschlossen und im Gehäuserohr 20 zwischen den Endkappen 22, 24 aufgehängt. DieA free mass 60 is completely enclosed and in the housing tube 20 suspended between the end caps 22,24. the

Fig. 2, 3 zeigen die hierzu gehörenden Konstruktionsteile. Eine erste und eine zweite Scherfeder 54, 56 sind in das Innere des langgestreckten Gehäuserohrs 20 gepreßt und dienen als Aufhängung für die freie Masse 60.Fig. 2, 3 show the associated structural parts. First and second shear springs 54, 56 are pressed into the interior of the elongate housing tube 20 and serve as a suspension for the free mass 60.

Die freie Masse umfaßt ein Mittelelement 62 in allgemein langgestreckter Gestalt, das mit öffnungen versehene Wandungsteile hat, in denen zwei Ausnehmungen wie bei 64 ausgebildet sind. Diese freie Masse wird von der Innenöffnung der ersten und der zweiten Scherfeder getragen und ist funktional an ihr festgelegt. Ein Haltemittel wie eine Gewindestange 66 ist vorgesehen, um Abstimmgewichte wie beispielsweise 70 aufzunehmen, die mittels Befestigern festgelegt werden können.The free mass includes a central member 62 in general elongated shape, the one provided with openings Wall parts in which two recesses are formed as at 64. This free mass is from the inner opening the first and second shear springs and is functionally attached to her. A holding means like a threaded rod 66 is provided to accommodate tuning weights such as 70 that are secured by fasteners can be.

Die Abstimmgewichte wie beispielsweise 70 sind für die Erfindung wichtig, da sie austauschbar sind, um das Gewicht der freien Masse zu ändern, obgleich die allgemeinen Grössenverhältnisse und die Konfiguration der Bestandteile des elektromagnetischen Erregers gleich bleiben. Abstimmgewichte lassen sich auswechseln, ohne daß die Federkonstante der sie tragenden Federn bei der Abstimmung nachgestellt werden muß. Es lassen sich daher Erreger mit unterschiedlichen Eigenschaften aus wenigen Bestandteilen zusammensetzen und so die durch maßstäbliche Änderungen möglichen Einsparungen voll nutzen. Ein universelles Abstimmen ist möglich, indem man die Eigenfrequenz der freien Masse und der Federn 54, 56 geeignet auswählt. Dieses universelle Abstimmen erlaubt dem Erreger, die angegebene Leistung unabhängig vom Gewicht des getriebenen Elements abzugeben, an welchem er befestigt ist.The tuning weights, such as 70, are important to the invention because they are interchangeable for weight of the free mass, although the general proportions and configuration of the components of the electromagnetic exciter remain the same. Tuning weights can be exchanged without affecting the spring constant of the they supporting springs must be readjusted in the vote. It can therefore be pathogens with different properties from a few components and thus the savings possible through scaled changes take full advantage. A universal tuning is possible by taking the natural frequency of the free mass and the springs 54, 56 selects suitable. This universal tuning allows the pathogen to achieve the specified performance regardless of the Transfer the weight of the driven element to which it is attached.

Nachdem die Abstimmgewichte in ihrer Lage sind, werden die Flanschplatten 72 auf geeignete Weise an den gegenüberliegenden Enden des Mittelelements 62 festgelegt. Die Ankeranordnungen 74 mit der Lagerplatte 76 und dem allgemeinAfter the tuning weights are in place, the Flange plates 72 suitably secured to opposite ends of central member 62. The anchor arrangements 74 with the bearing plate 76 and the general

rechteckigen Anker 80 sind an der Flanschplatte 72 befestigt. Eine alternative Methode des Zusammenbaus besteht im Fortlassen der Lagerplatten und im Festlegen der Anker unmittelbar an den Flanschplatten 72.rectangular anchors 80 are attached to the flange plate 72. An alternative method of assembly exists in omitting the bearing plates and in fixing the anchors directly on the flange plates 72.

Nach Zusammenbau des elektromagnetischen Erregers existiert im Ruhezustand ein Luftspalt 82 zwischen der Ankerstirnfläche 80 und den Stirnflächen der Elektromagneten 26. Bei Betätigung des Erregers wird der Luftspalt periodisch schmaler und breiter, aber die Polflächen schlagen nicht auf, sofern die Federn geeignet gewählt worden sind.After the electromagnetic exciter has been assembled, there is an air gap 82 between the armature end face in the idle state 80 and the end faces of the electromagnets 26. When the exciter is actuated, the air gap is periodically narrower and wider, but the pole faces do not hit if the springs have been chosen appropriately.

Es wird darauf hingewiesen, daß, wie sich auch aus der Zeichnung ergibt, die Bestandteile im Innern des Gehäuses an den beiden Enden des Mittelteiles symmetrisch ausgeführt sind. Diese Symmetrie und die beiden entgegengesetzt angeordneten Elektromagneten tragen zu einem guten Arbeitsverhalten des Erregers bei. In Fig. 6, 7 sind dabei als Diagrammkurve die mit der hier erläuterten Ausführungsform zu erreichenden Vorteile gezeigt.It should be noted that, as can also be seen from the drawing, the components inside the housing are designed symmetrically at the two ends of the central part. This symmetry and the two opposite arranged electromagnets contribute to good working behavior of the exciter. In Fig. 6, 7 are thereby as a graph curve, the advantages to be achieved with the embodiment explained here are shown.

Die Fig. 6 zeigt den Abstimmvorteil des Erregers. Das Frequenzverhältnis (X-Achse) zeigt, daß eine Amplitudenspitze⁷ bei Gleichheit der Arbeits- und der Eigenfrequenz des Systems auftritt. Der Kurventeil zwischen den Punkten A und B stellt den Arbeitsbereich eines Erregers gegebener freier Masse in einem breiten Bereich von angetriebenen Gewichten dar. Der Erreger wird durch sorgfältige Wahl der Abstimmgewichte so abgestimmt, daß die Eigenfrequenz des Systems gleich der Arbeitsfrequenz des Erregers ist. Der Erreger wird also so abgestimmt, daß das Frequenzverhältnis für einen breiten Bereich angetriebener Gewichte zwischen A und B liegt. Die Resonanzüberhöhung bzw. -verstärkung beträgt in diesem Bereich mindestens 5.Fig. 6 shows the tuning advantage of the exciter. The frequency ratio (X-axis) shows that an amplitude peak ^{7 occurs} when the working frequency and the natural frequency of the system are equal. The part of the curve between points A and B represents the working range of an exciter with a given free mass in a wide range of driven weights. The exciter is tuned by careful selection of the tuning weights so that the natural frequency of the system is equal to the working frequency of the exciter. The exciter is tuned so that the frequency ratio is between A and B for a wide range of driven weights. The resonance increase or amplification is at least 5 in this area.

Der Erreger arbeitet weiter wirkungsvoll im Überresonanz-The pathogen continues to work effectively in over-resonance

-Mf- ΊO -Mf- Ί O

bereich, wobei die Linie B die Kurve schneidet. Der Resonanzüberhöhungsfaktor wäre wiederum 5. Es ist also zu ersehen, daß dieser Erreger über einen breiten Bereich angetriebener Massen resonanznahe arbeitet.area, where line B intersects the curve. The resonance exaggeration factor would again be 5. It can therefore be seen that this pathogen is driven over a wide range Works close to resonance.

Ohne die Druckelemente würden die Polflächen bei den höheren Überhöhungsfaktoren aufschlagen. Die Linie C zeigt die volle Systemauslenkung, die von diesen Elementen beibehalten wird.Without the pressure elements, the pole faces would hit the higher exaggeration factors. The line C shows the full system deflection retained by these elements.

In Fig. 7 ist der Zeitverlauf der elektrischen Leistungsimpulse und der vom Elektromagneten erzeugten Kraft graphisch dargestellt. Jeder Elektromagnet wird einmal pro mechanischer Schwingungsperiode erregt. Obgleich in der Zeichnung nicht gezeigt ist, ist eine Steuerungseinheit abgesetzt vom Erreger angeordnet und beliefert die Elektromagneten abwechselnd mit elektrischen Energieimpulsen, wobei die Impulse in der Zeit so beabstandet sind, daß die Elektromagneten geeignet erregt werden. Der statische Luftspalt A auf der rechten Seite der Kurve stellt einen Punkt dar, wo die freie Ankermasse gleichbeabstandet von den Elektromagneten ist. In Richtung auf das Luftspaltminimum hin ist die Dauer des dem Elektromagneten zugeführten elektrischen Impulses mit der gestrichelten Kurve C gezeigt. Die vom Elektromagneten erzeugte Kraft ist mit der Kurve D dargestellt, während die Fläche unter der Kurve der vom Magneten abgegebenen Energie entspricht. Der Elektromagnet wird während der Auslenkung der freien Masse zum Elektromagneten im Bereich E bis B (minimaler Luftspalt) erregt. Während der Luftspalt sich erweitert, fließt weiter Strom zurück zum Punkt F, so daß die erzeugte Nettoenergie dem schraffierten Bereich unter der Kurve entspricht; diese Energie ist in den Druckfedern 44, 46 gespeichert. Für eine Erregung auf die beschriebene Weise konstruierte Magnetspulen erlauben die Speicherung von erheblich mehr Energie pro Periode als dies bislang möglich war.In Fig. 7, the time course of the electrical power pulses and the force generated by the electromagnet is graphically shown. Each electromagnet is excited once per mechanical period of oscillation. Although in the Drawing is not shown, a control unit is arranged remotely from the exciter and supplies the electromagnets alternating with electrical energy pulses, the pulses being so spaced in time that the electromagnets are suitably energized. The static air gap A on the right side of the curve represents one Point where the free armature mass is equidistant from the electromagnets. Towards the air gap minimum hin is the duration of the electrical pulse supplied to the electromagnet with the dashed curve C shown. The force generated by the electromagnet is shown with curve D, while the area under the curve corresponds to the energy given off by the magnet. The electromagnet is activated during the deflection of the free mass to the electromagnet in area E to B (minimum air gap). As the air gap widens, Current continues to flow back to point F, so that the net energy generated is the hatched area below the Curve corresponds to; this energy is stored in the compression springs 44, 46. For an excitement to the one described Well-designed magnetic coils allow the storage of considerably more energy per cycle than before was possible.

Abhängig von der Konstruktion der Elastomerelemente liefert die gespeicherte Energie, die sich aus dem anfänglichen Aufschlag der freien Masse zum Elastomerelement hin ergibt, etwa 30% der Kraft, die benötigt wird, um die freie Masse in die andere Richtung zu beschleunigen. Man spart auf diese Weise elektrische Leistung und daher Kosten. Da die Elastomerelemente nichtlinear sind, läßt sich ein Ankeraufschlag durch geeignete Wahl der Elemente vermeiden.
IODepending on the construction of the elastomer elements, the stored energy, which results from the initial impact of the free mass towards the elastomer element, provides around 30% of the force that is required to accelerate the free mass in the other direction. This saves electrical power and therefore costs. Since the elastomer elements are non-linear, anchor impact can be avoided by a suitable choice of the elements.
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Claims

PATENT UNID "R-E'CHTJSA.NWALTE". ; - BARDEHLE · PAGENBERG CDQSTr-ALT & PARTNER "RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS JOCHEN PAGENBERG dr jur. Ll μ harvard» HEINZ BARDEHLE dipl-ino. BERNHARD FROHWITTER d.pl .. dipl . GÜNTER FRHR. V. GRAVENREUTH dipl-ing im 'UDO W. ALTENBURG dipl-phys PATENT- AND LAWYERS. POSTPACH 86OC20 ) 9807 63 3508367 HYPOBANK MUC 6860130 600 (BLZ 70020001) VU / PGA MUC 38737-808 (BLZ 70010080) OFFICE GALILEIPLATZ 1,8000MUNCHEN 80 date March 7, 1985 F 6104 patents sayings

1. Electromagnetic vibration exciter with an exciter body with a large number of electromagnetic devices, which are directed towards the interior of the exciter body, and can be moved with one in the exciter body in the longitudinal direction borne free mass, characterized in that that non-linear spring devices are provided in the exciter body and in each case one of the non-linear spring devices arranged on the inside of and in the longitudinal direction adjacent to one of the electromagnetic devices and that the non-linear spring means have contoured surfaces.

2. Vibration exciter according to claim 1, characterized in that each non-linear spring device is a compressible Element is made of an elastomer material with an outwardly curved surface.

3. Vibration exciter according to claim 1, characterized in that the non-linear spring device is a compressible Element made of elastomer material with outward

ZULASSUNGr *LG MÜNCHEN I UND II. "ZUSÄTZLICH OLG MÜNCHEN UND BAYER OBERSTES LANDESQERICHTAPPROVAL * LG MÜNCHEN I AND II. "ADDITIONALLY OLG MÜNCHEN AND BAYER OBERSTES LANDESQERICHT

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is bulging and concave areas that alternate along its surface.

4. Vibration exciter according to claim 1, characterized in that the contoured surface is formed in a stepped manner is.

5. Vibration exciter according to claim 1, characterized in that the non-linear spring device is a ring is made of elastomer material.

6. Vibration exciter according to claim 4, characterized in that the ring outwardly curved surface parts and has concave parts alternating around the ring.

7. Vibration exciter according to claim 5, characterized in that the ring has a stepped surface having different heights around the ring alternate around.

8. Elastomeric non-linear spring device for use in an electromagnetic exciter, characterized in that that a block of elastomeric material is provided with a contoured surface.

9. Spring device according to claim 8, characterized in that that the surface is curved outwards.

10. Vibration exciter according to claim 7, characterized in that the contoured surface is formed in a stepped manner is, which has different spring thicknesses.

11. Spring device according to claim 8, characterized in that the block made of elastomeric material Elastomer ring with a corrugated surface is.

12. Spring device according to claim 11, characterized in that the corrugated surface as a result of paragraphs which alternate in height around the ring.