DE503214C

DE503214C - Elektromagnetisches Getriebe fuer Wechselstrom, dessen Anker durch die Wechselwirkung eines konstanten Kraftfeldes und eines in Spulen, die in dem konstanten Kraftfelde angeordnet sind, erzeugten Wechselfeldes und mittels einer auf ihn wirkenden Feder in erzwungene Schwingungen versetzt wird, waehrend die Eigenfrequenz des schwingenden Systems kleiner als die Frequenz des Wechselstromes ist

Info

Publication number: DE503214C
Application number: DEZ17066D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-10-02
Filing date: 1927-10-02
Publication date: 1930-07-26

Description

Elektromagnetisches Getriebe für Wechselstrom, dessen Anker durch die Wechselwirkung eines konstanten Kraftfeldes und eines in Spulen, die in dem konstanten Kraftfelde angeordnet sind, erzeugten Wechselfeldes und mittels einer auf ihn wirkenden Feder in erzwungene Schwingungen versetzt wird, während die Eigenfrequenz des schwingenden Systems kleiner als die Frequenz des Wechselstromes ist Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Getriebe für Wechselstrom, und zwar derjenigen Art, bei der der Anker durch die Wechselwirkung eines konstanten Kraftfeldes und eines in Spulen, die in dem konstanten Kraftfelde angeordnet sind, erzeugten Wechselfeldes und mittels einer auf ihn wirkenden Feder in erzwungene, zum Wechselstrom synchrone Schwingungen versetzt wird, während die Eigenfrequenz des schwingenden Systems kleiner als die Frequenz des Wechselstromes ist.
Bekannte Vorrichtungen dieser Art besitzen immer noch den Nachteil, daß der Magnetstahl nicht genügend ausgenutzt wird. Es wird nämlich bei diesen Vorrichtungen der eine Magnetschenkel jedes Magneten immer nur zur Hälfte durchflossen.
Dieser Nachteil wird vorliegend erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß Spulen und Magnete derart angeordnet werden, daß der Magnetfluß stets in gleichem Sinn durch den quer vor den Magnetpolen schwingbar gelagerten Anker geht und daß die Magnete stets auf ihrer ganzen Länge vom Magnetfluß durchsetzt werden. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung erheblich vermehrt. Außerdem bietet diese Anordnung noch den Vorteil, daß die Vorrichtung verschiedenen räumlichen Verhältnissen besser angepaßt werden kann als die bekannten Vorrichtungen dieser Art.
Drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht schematisch die beiliegende Zeichnung.
Abb. I ist eine Ansicht der ersten Ausführungsform, Abb. 2 eine Seitenansicht derselben und Abb. 3 eine Ansicht der zweiten Ausführungsform.
Abb. 4 und 5 zeigen die dritte bzw. vierte Ausführungsform.
In Abb. I und 2 bedeuten a und b zwei Hufeisenpermanentmagnete. Die Enden des Magneten b sind so herumgebogen, daß sich die vier mit H und S bezeichneten Magnetpole in gleicher Entfernung von der Achse c des Ankers d befinden. e ist die Feder, die die Schwingungen des Ankers synchron zum Wechselstrom abstimmt, der den zwischen den gleichpoligen Schenkeln der beiden Magnete angeordneten Spulen f und g zugeführt wird. h ist die Welle, welche mittels des üblichen Getriebes vom Anker angetrieben wird. Der Eisenquerschnitt der Spulen ist so groß, daß die Zahl der beim Erregen durchgehenden Kraftlinien nicht größer ist als in den Magnetschenkeln.
Der beim Einleiten von Wechselstrom zunächst beispielsweise entstehende Flux ist in Abb. I durch eine punktierte Linie angedeutet, die zeigt, daß der Flux sich im Nordpolschenkel des Magneten b und im Südpolschenkel des Magneten a summiert und dadurch die beiden ungleichnamigen Pole Nb, Sa verstärkt, während die beiden anderen Pole abgeschwächt werden. Der Anker, den der Flux in Richtung des Pfeiles durchfließt, wird von den beiden verstärkten Polen Nb, Sa angezogen. Bei Umkehr des Stromes entsteht der durch die gestrichelte Linie angedeutete Flux, der nun durch Summierung die beiden anderen ungleichnamigen Pole Na, Sb verstärkt und die vorher verstärkten nunmehr abschwächt. Der Anker wird also von den Polen Na, Sb angezogen und dabei, wie aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich, im gleichen Sinn vom Flux durchflossen, wie bei der vorerwähnten Stellung. In dieser Weise wird also der Anker in Schwingungen versetzt, die nach einer Sinuslinie verlaufend sehr rasch ihre maximale Amplitude erreichen und synchron zu den Perioden des Wechselstromes sind.
Die zweite Ausführungsform (Abb. 3) unterscheidet sich von der ersten nur dadurch, daß der Anker d nicht drehbar, sondern parallel verschiebbar angeordnet ist. Er wird von einer Stange i getragen, die in Lagern k längsverschiebbar ist und unter dem Einfluß einer Kegelfeder m steht. Außerdem sind bei der Vorrichtung nach Abb. 3 die Spulen f und g so geschaltet, daß die Pole der Magnete a und b nicht kreuzweise, wie in Abb. I, verstärkt und geschwächt werden, sondern daß das eine Mal die Pole des Magneten a und das andere Mal die des Magneten b durch Summierung Verstärkung erfahren, während jeweils die Pole des anderen Magneten abgeschwächt werden. Dadurch gerät der Anker in Schwingungen, bei denen er parallel zu sich selbst verschoben wird. Auch bei dieser Ausführungsform wird der Anker bei jedem Stromwechsel im gleichen Sinn vom magnetischen Flux durchsetzt.
Abb. 4 stellt eine vereinfachte Ausführungsform der Vorrichtung dar. Hier ist das eine gleichpolige Schenkelpaar der Magnete a und b zu einem einzigen Schenkel verbunden und nur eine einzige Spule f vorgesehen, die zwischen dem anderen Schenkelpaar angeordnet ist. Der Anker a ist am erstgenannten Schenkelpaar auf der Achse c drehbar gelagert, die sich nach hinten fortsetzt und dort die nicht gezeichnete Feder trägt. Der Verlauf des Fluxes ist wie bei den Abb. I und 3 durch eine punktierte bzw. eine gestrichelte Linie angedeutet. Auch bei dieser Ausführungsform wird der Anker bei jedem Stromstoß in gleichem Sinn vom Flux durchflossen und von den Polen Sa, bzw. Sb, in denen sich der Flux abwechselnd summiert und aufhebt, abwechselnd angezogen.
Statt Permanentmagnete könnte die Vorrichtung auch Elektromagnete aufweisen; man braucht dann nur auf Kernen von der Form der Magnete a und b eine Spule anzubringen, wie bei n in Abb. 3 angedeutet, und durch Einleiten von Gleichstrom in dieselbe ein konstantes Feld zu erzeugen. Statt nur eines Magnetpaars könnten natürlich auch mehrere vorhanden sein. Die Spulen in Abb. I und 3 können in Reihe oder parallel geschaltet sein. Ferner könnte der Anker auch aus Magnetstahl bestehen.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist der, daß die Antriebsvorrichtung sich in jedem Fall den gegebenen Raumverhältnissen anpassen läßt. Wo dieser Raum genügende Tiefe besitzt, kann die Vorrichtung nach Abb. I und 2 oder 4 bzw. 5, bei denen die Ankerwelle nach hinten hinausragt, verwendet werden. Steht dagegen nur ein Raum von geringer Tiefe zur Verfügung, so kann die Vorrichtung nach Abb. 3 zur Verwendung kommen.
Bei allen bisher beschriebenen Beispielen wurde angenommen, daß die Spulen f bzw. g zwischen gleichpoligen Schenkeln von Hufeisenmagneten angeordnet sind. Die Vorrichtung nach Abb. 5 ist nun so ausgebildet, daß die Spulen zwischen ungleichpoligen Schenkeln angeordnet sind. Diese Vorrichtung besitzt die zwei Hufeisenmagnete a und b, deren Nordpole mit N1 bzw. N2 und deren Südpole mit s1 bzw. s2 bezeichnet sind. Zwischen den Schenkeln der beiden Magnete sind die Spulen f und g angeordnet. Der Anker d ist an der Welle i befestigt, auf welche die bei m angedeutete Feder wirkt. Die Spulen f und g sind so geschaltet, daß beim Einleiten von Wechselstrom z. B. die Spule f dem magnetischen Flux den Durchtritt durch ihren Kern verwehrt und ihn in den Polen N1 und S2 staut, so daß hier Polverstickung stattfindet, während in den beiden anderen Magnetschenkeln der Durchgang der Kraftlinien in Richtung auf die Pole N1 und S2 durch die Wirkung der Spule g begünstigt wird, was eine weitere Verstärkung der beiden genannten Pole zur Folge hat. Infolgedessen wird der Anker g gegen die verstärkten Pole N1 und S2 in die ausgezogen gezeichnete Stellung gezogen. Bei Stromwechsel findet die entgegengesetzte Bewegung in die punktiert angedeutete Stellung statt. Der Anker d und die Welle i schwingen also hin und her, und zwar ebenfalls synchron. zur Periode des Wechselstromes.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Elektromagnetisches Getriebe für Wechselstrom, dessen Anker durch die Wechselwirkung eines konstanten Kraftfeldes und eines in Spulen, die in dem konstanten Kraftfelde angeordnet sind, erzeugten Wechselfeldes und mittels einer auf ihn wirkenden Feder in erzwungene Schwingungen versetzt wird, während die Eigenfrequenz des schwingenden Systems kleiner als die Frequenz des Wechselstromes ist, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Spulen und Magnete, daß der Magnetfluß stets in gleichem Sinn durch den quer vor den Magnetpolen schwingbar gelagerten Anker geht und daß die Magnete stets auf ihrer ganzen Länge vom Magnetfluß durchsetzt werden.
2. Elektromagnetisches Getiebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (f, g) zwischen den gleichpoligen Schenkeln der Magnete (a, b) angeordnet und so geschaltet sind, daß die ungleichnamigen Pole des einen und des anderen Magneten kreuzweise abwechselnd derart verstärkt und abgeschwächt werden, daß der Anker Schwingungen um seine Drehachse ausführt.
3. Elektromagnetisches Getriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (f, g) zwischen den gleichpoligen Schenkeln der Magnete (a, b) angeordnet und so geschaltet sind, daß abwechselnd die Pole des einen Magneten und dann die des anderen verstärkt bzw. abgeschwächt werden.
4. Elektromagnetisches Getriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (f, g) zwischen ungleichpoligen Schenkeln der Magnete (a, b) angeordnet und so geschaltet sind, daß die die Spulen einschließenden Magnetschenkelpaare abwechselnd verstärkt bzw. geschwächt werden.