DE6606789U

DE6606789U - ELECTROMAGNETIC VIBRATION DRIVE.

Info

Publication number: DE6606789U
Application number: DE19686606789
Authority: DE
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1968-02-22
Filing date: 1968-02-22
Publication date: 1970-12-03

Description

PATENTANWÄLTE " ' PATENT LAWYERS "'

DR. ING. VON KRSISLER DR.-!NG, SCHCNWALDDR. ING. BY KRSISLER DR .-! NG, SCHCNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLERDR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KL8PSCHDIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KL8PSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUSCOLOGNE 1, DEICHMANNHAUS

D 37 624/21d GbmD 37 624 / 21d Gbm

Dynamit Nobel AG, 521 Troisdorf Bez. KölnDynamit Nobel AG, 521 Troisdorf district Cologne

28.7.I97O7/28 I97O

Schö/estSchö / est

Elektromagnetischer VibrationsantriebElectromagnetic vibration drive

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Virationsantrieb mit einem Schwingankersystem, bei welchem der federnd montierte Schwinganker zwischen zwei einzeln steuerbaren Elektromagneten angeordnet ist und bei Auslenkung aus seiner Mittellage auf je einen ortsfesten Fühler einwirkt und bei welchem die Fühler, ggf. über eine Steuerschaltung, derart auf die Elektromagneten einwirken, daß in Abhängigkeit von der Auslenkungsrir.htung des Ankers entweder der eine oder der andere Elektromagnet erregt wird.The invention relates to an electromagnetic viration drive with a vibrating armature system, in which the resiliently mounted oscillating armature is arranged between two individually controllable electromagnets and when deflected acts from its central position on a stationary sensor each and in which the sensor, possibly via a control circuit, so act on the electromagnet that in dependence on the Auslenkungsrir.htung of the armature either one or the other electromagnet is excited.

Die bisher bekannten elektromagnetischen Antriebe mit einem Schwingankersystem haben gegenüber den Rü>te 1vorrichtungen mit Elektromotoren und Exzents"antrieben den Vorteil des wesentlich verschleißärmeren Aufbaues und die ,Möglichkeit, eine einfache Regelung der Schwingungsi'requenz auf elektronische Weise durchzuführen.The previously known electromagnetic drives with a vibrating armature system have devices compared to the back with electric motors and eccentric drives Advantage of the significantly less wear-and-tear structure and the possibility of a simple regulation of the vibration sequence to be carried out electronically.

Die in Haarschneidemaschinen üblicherweise verwendetenThose commonly used in hair clippers

enen

Vibrationsantriebe besitzen ein länglich geformten Schwinganker, der in der Nähe des Scherkopfes schwenkbar gelagert ist, und an dem in beiden Schwingungsrichtungen jeweils eine Schraubenfeder angreift, die unmittelbar am Gehäuse der Haarschneidemaschine befestigt ist. Ferner ist ein Schalter vahanden, der bei vorgegebenen Schwingamplituden die Umschaltung zweier Elektromagneten vornimmt, die dem freien Ende des Schwingankers gegenüberliegen, und von denen jede bei Erregung den Schwinganker in eine andere Richtung zieht. Bei derartigen Anwendung von Schwin^nkersystemen in Haarschneidemaschinen wird davon ausgegangen, daß das Gerät stets nur mit einer bestimmten durch die Konstruktion vorgegebenen Frequenz betrieben wird. Diese Frequenz ist in erster Linie vom Trägheitsmoment des Schwingankers und von den Kenndaten der Rückstellfe-dern abhängig. Das verwendete K_onstruktionsprinzip läuft auf eine langgestreckte räumlich schlecht ausnutzbare Bauform hinaus, die bei Haarschneidemaschinen vertretbar ist, bei anderen Anwendungen technischer Art aber ein beträchtliches Hindernis darstellen kann.Vibration drives have an elongated oscillating armature which is pivotably mounted in the vicinity of the shaving head and on which a helical spring engages in both directions of oscillation, which is attached directly to the housing of the hair clipper. In addition, a switch is provided which, at given oscillation amplitudes, switches over two electromagnets which are opposite the free end of the oscillating armature and each of which pulls the oscillating armature in a different direction when excited. In the case of such use of oscillating systems in hair clippers, it is assumed that the device is always operated only at a specific frequency given by the design. This frequency is primarily dependent on the moment of inertia of the oscillating armature and on the characteristics of the return springs. The K _o nstruktionsprinzip used runs on an elongated spatially poorly exploitable design addition that is acceptable for hair clippers, in other applications of a technical nature but can be a major obstacle.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, einen elektromagnetischen Antrieb zu schaffen, der sich in räumlich gedrängter Form verwirklichen läßt und daher insbesondere für industrielle Anwendungen geeignet ist, und dessen Konstruktionsprinzip die Durchführung einer Frequenzänderung in begrenztem Umfang ohne 1 .fangreiche scnaltungstechnische Ma3nahmen erlaubt. Diese Aufgabe wird bei einem Vibrationsantrieb der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schwinganker aus einem auf einer Grundplatte schwenkbar eingespannten Stab besteht, daß die Elektromagneten oberhalb der Einspannung angeordnet sind, und daß beidseitig am Schwinganker angreifende Federn an verstellbaren Haltestücken befestigt sind.The task of the present innovation is to provide an electromagnetic To create drive that can be realized in a spatially compact form and therefore in particular is suitable for industrial applications, and its design principle is to carry out a frequency change to a limited extent without 1 Measures allowed. This object is achieved according to the invention in a vibration drive of the type mentioned at the outset solved that the oscillating armature consists of a rod pivotably clamped on a base plate that the Electromagnets are arranged above the restraint, and that springs acting on both sides of the oscillating armature adjustable retaining pieces are attached.

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Hierbei sind din Elektromagneten oberhalb der Einspannung angeordnet ur.d darüber befinden sich die Rückstellfedern, über diesen können wiederum die Fühler angeordnet; sein, so daß sie von allen Konstruktionselementen im Bereich des größten Ausschlages des Schvrlngankers angeordnet sind und eine genaue Einhaltung der Umsol'.altamplitude ermöglichen.Here are the electromagnets above the restraint arranged ur.d above are the return springs, above these in turn the Sensor arranged; be so that they are of all construction elements are arranged in the area of the largest deflection of the angular anchor and one enable exact compliance with the Umsol'.altamplitude.

Durch die verstellbare Änormgung der Federn ist eine einfaohe Möglichkeit der Frequenzänderung gegeben, indem die Federvorspannung verändert wird und sich hierdurch die Eigenfrequenz des Schwjngankersystems ändert. Zu diesem Zweck kann es sinnvoll sein, Federn mit nicht linearem Verhalten zu verwenden.The adjustable standardization of the springs is one A simple possibility of changing the frequency is given by changing the spring preload and thereby increasing the frequency the natural frequency of the oscillating anchor system changes. For this purpose it can be useful not to use feathers to use linear behavior.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Neuerung kann der Schwinganker mit einer Blattfeder an der Grundplatte befestigt sein. Hierdurch ergibt sich eine besonders reibungsarme Lagerung, die zu-dem kaum einem Verschleiß unterworfen ist.In an advantageous embodiment of the innovation, the oscillating armature can be attached to the base plate with a leaf spring be attached. This results in a particularly low-friction bearing that also hardly shows any wear is subject.

Der praktische Anwendungsbereich des elektromagnetischen Antriebs gemäß der Erfindung ist weit und betrifft nicht nur das Mischen, Sieben und Fördern von Materialproben in chemischen Laboratorien, sondern auch die Schüttelprüfung elektrischer Geräte oder einzelner Gerätestufen, beispielsweise für Kontrollzwecke zur Beurteilung der Widerstandsfähigkeit solcher Geräte gegen rauhe Arbeitsbedingungen, wie sie in Verbindung mit Motoren oder Fahrzeugen häufig vorkommen. Besonders zweckmäßig ist in allen Fällen der Einbau in einem Gerätechassis mit Grundplatte, Kontrollampe, Hauptschalter und Spannungsregler, wobei der Schüttelkopf des SchwingankersThe practical field of application of the electromagnetic drive according to the invention is wide and does not concern only the mixing, sieving and conveying of material samples in chemical laboratories, but also the shaking test electrical devices or individual device levels, for example for control purposes to assess the Resistance of such devices to harsh working conditions, such as those in connection with motors or Vehicles are common. Installation in a device chassis is particularly useful in all cases Base plate, control lamp, main switch and voltage regulator, with the shaking head of the oscillating armature

frei beweglich über das Chassis hinausragt und in die Grundplatte eines schwebend aufsetzbaren Mischgefäßes hineingreift. Die Prontplatte kann im Bedarfsfalle auch weitere Schalter bzw. Regler, aufnehmen, während die zur Stromversorgung und zur Steuerung der elektromagnetischen Impulse bekannten elektronischen Schalterelemente innerhalb des betreffenden Chassis geschützt untergebracht sind.protrudes freely movable over the chassis and into the base plate of a floating mixing vessel reaching into it. The front plate can also if necessary additional switches or controllers, while the power supply and control of the electromagnetic Impulse known electronic switch elements protected within the chassis concerned are housed.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Antriebes in einem Schüttelgerät ist in de*- Zeichnung dargestellt. Es zeigen;An embodiment of the electromagnetic drive according to the invention in a shaker is shown in FIG de * - drawing shown. Show it;

Fig. 1 das Schütte!gerät in perspektivischer Sicht und Pig. 2 das darin eingebaute Schwingankersystem.Fig. 1 the Schütte! Device in perspective view and Pig. 2 the oscillating armature system built into it.

Fig. 1 zeigt das Allzweckgeräfc 1 zum Mischen, Sieben und Fördern von Materialproben in chemischen Laboratorien. Das Gehäuse des Gerätes besteht aus zwei Hälften 2 und 2, wovon die vordere Hälfte 5 abgeschrägt* ausgebildet und mit einer Frontplatte 4 versehen ist. Eine Kon trollampe 5 leuchtet auf, wenn der Netzschalter 6 eingeschaltet wird, und ein Spannungsregler 7 dient zum Einstellen der gewünschten Schüttelamplitude. Oberhalb des Gehäuses 2 und 5 ist ein Mischbehälter 8 schwebend aufgesetzt, in dessen Grundplatte l8 der Schüttelkopf 20 des eingebauten Schwingankersystems eingreift, dessen Anordnung aus Fig. 2 ersichtlich ist.Fig. 1 shows the all-purpose device 1 for mixing, sieving and conveying samples of material in chemical laboratories. The housing of the device consists of two halves 2 and 2, of which the front half 5 is beveled * and is provided with a front plate 4. A control lamp 5 lights up when the power switch 6 is turned on is, and a voltage regulator 7 is used to set the desired shaking amplitude. Above the housing 2 and 5, a mixing container 8 is placed floatingly, in the base plate l8 of the shaking head 20 of the built-in oscillating armature system, the arrangement of which is shown in FIG. 2, engages.

Fig. 2 zeint den als Schwinganker dienenden Profilsta-b 11 mit dem freien Schüttelkopf 20, während der untere Endabschnitt 15 zusammen mit einem gleichartig geformten Gegenstück 16 an einer ortsfest eingespannten Blattfeder 17 abgestützt ist, welche fest an einem Haltewinkel 19 sitzt. Dieser ist auf der Grundplatte IO Fig. 2 zeint the serving as a swing armature Profilsta-b 11 with the free shaking head 20, while the lower end portion 15 together with a similar shaped counterpart 16 is supported on a fixedly clamped leaf spring 17 which is firmly seated on a bracket 19. This is on the base plate OK

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festgeschweißt, desgleichen deren seitliche Winkelträger 9 und 9'. An den genannten Trägern sind zwei Elelctr'»magnete 14 und 14' symmetrisch zum Schwinganker 11 angeordnet und mit dem nicht dargestellten elektronischen Steuergerät elektrisch leitend verbunden. Zwei nach jeder Seite vom Sehw-inganker 11 hervortretende Taststifte 21 wirken auf je einen elektronischen Umschalter 12 ein, wenn der Anker aus der gezeichnetenwelded in place, as are their side angle brackets 9 and 9 '. Two electrical magnets 14 and 14 'are attached to the aforementioned carriers, symmetrically to the oscillating armature 11 arranged and electrically connected to the electronic control unit, not shown. Two Probe pins 21 protruding from Sehw-inganker 11 on each side act on one electronic switch 12 a, if the anchor is out of the drawn

It die am Schwinganker 11 befestigten Schraubenfeder:It is the coil spring attached to the oscillating armature 11:

I^ und 13" verformt, welche die mechanische Eigenfrequenz des gesamten Systems im unbelasteten Zustand im wesentlichen bestimmen. Die dem Schwinganker 11 entgegengesetzten Enden der Federn 13 und IjJ sind an ' winkelförmigen Haltestücken 22 bzw. 22' befestigt und , diese in einem Längsschlitz 23 verschiebbar angeordnet und dann jeweils mit einem Paar Schrauben festklemmbar. Die beiden Elektromagnete 14 und 14' sind in bekannter Weis^Q als Jochapulen mit offenem Magnetkern verlustarm ausgeführt. Zur Lrregung dienen Gleichstromimpulse, jedoch können bei dieser Konstruktion und bei Verwendung von Weicheisen als Werkstoff für den Schwinganker 15 und ' das Gegenstück l6 natürlich auch Wechselstromimpulse benutzt werden. Eine Gleichstromerregung wird jedoch bevorzugt und arbeitet vibrationsfrei.I ^ and 13 ″, which essentially determine the mechanical natural frequency of the entire system in the unloaded state slidably disposed, and then each can be clamped with a pair of screws. the two electromagnets 14 and 14 'are in a known Weis ^Q designed as Jochapulen with open magnetic core losses. serve to Lrregung DC pulses, but can in this structure and with the use of soft iron as a material for the Oscillating armature 15 and its counterpart 16 can of course also be used with alternating current pulses, but direct current excitation is preferred and operates without vibrations.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schüttelgerätes ist überraschend einfach und sehr zuverlässig zu regeln. Beim ersten Einschalten wird beispielsweise der Magnet l4 erregt, der Schwinganker 11 angezogen und beim Erreichen eines vorgegebenen Schwe.nkwinkels durch den Tast-The mode of operation of the shaker according to the invention is surprisingly easy and very reliable to regulate. The magnet, for example, is activated the first time it is switched on l4 is excited, the oscillating armature 11 is attracted and when a predetermined swivel angle is reached by the probe

stift 21 der elektronische Umschalter 12 betätigt. Dieser schaltet die Erregung ab und gleichzeitig wird durch die nicht dargestellte elektronische Schaltung in bekannter V/eise mit Transistoren oder Thyristoren sofort oder wahlweise etwas später der zweite Elektromagnet lV erregt und der Anker in die entgegengesetzte Schwenklage gezwungen. Das Wechselspiel wfederholt sich dann in der beschriebenen Va.se, wobei die Belastung des Schüttelkopfes 20 in v/eiten Grenzen geändert werden kann, ohne daß sich dadurch die Schwingungsbedingungen wesentlich ändern. Die Schwingungsweite läßt sich sehr genau einregeln durch den Spannungsregler Ί, der den Erregerstrom der Magneten 14 bzw. lV zu ändern gestattet. Die Frequenz der Bewegung des Schüttelgerätes 1 läßt sich bei Wahl geeigneter Federkennlinien zusätzlich verändern durch ein Verstellen der Haltestücke 22 und 22' an den Federn 13 und 13', wozu außerdem in bekannter Weise ein weiterer Regler an der Frontplatte 4 angebracht sein kann, welcher die Schaltzeiten der Steuerschaltung z.B. durch Betätigen eines Potentiometers verschiebt. Die günstigsten Frequenzbedingungen werden normalerweise für jeden Arbeitsvorgang ermittelt und vor Inbetriebnahme des Schüttelgerätes 1 eingestellt. Die genannten Schaltelemente unterliegen praktisch keinem Verschleiß, die Verlustleistung ist außerordentlich gering, zumal die Schraubenfedern 13 und 13' ihre Verformungsenergie jeweils nur speichern und wieder abgeben, und die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Scnwingankersystems damit außerordentlich zuverlässig und über lange Zeiten wartungsfrei ist. Die besonderen Vorteile des beschriebenen Gerätes sind seine Zuverlässigkeit, vielseitige Verv/endbarkeit und außerordentlich einfache Bedienungs- j weise. 'pin 21 of the electronic switch 12 is actuated. This switches off the excitation and at the same time the second electromagnet IV is excited immediately or optionally a little later by the electronic circuit (not shown) in a known V / eise with transistors or thyristors and the armature is forced into the opposite pivot position. The interplay then repeats itself in the va.se described, the load on the shaking head 20 being able to be changed within wide limits without the vibration conditions changing significantly as a result. The oscillation amplitude can be adjusted very precisely by the voltage regulator Ί, which allows the excitation current of the magnets 14 or IV to be changed. The frequency of the movement of the shaker 1 can also be changed with the selection of suitable spring characteristics by adjusting the holding pieces 22 and 22 'on the springs 13 and 13' Shifts the switching times of the control circuit, for example by operating a potentiometer. The most favorable frequency conditions are normally determined for each work process and set before the shaker 1 is put into operation. The switching elements mentioned are subject to practically no wear, the power loss is extremely low, especially since the coil springs 13 and 13 'only store and release their deformation energy, and the operation of the swing armature system according to the invention is therefore extremely reliable and maintenance-free for a long time. The particular advantages of the device described are its reliability, versatility and extremely simple operation. '

Claims

- 7 claims

I. Electromagnetic vibration drive with a vibrating armature system, in which the resiliently mounted vibrating armature is arranged between two individually controllable electromagnets and when deflected from its central position acts on a fixed sensor each, and in which the sensor, if necessary. Via a control circuit, the electromagnets act in such a way that, depending on the direction of deflection of the armature, either one or the other electromagnet is excited, characterized in that the oscillating armature (11) consists of rods pivotably clamped on a base plate (10) that the electromagnets (14, IV) are arranged above the restraint, and that springs (13, 13 ') acting on both sides of the oscillating armature (11) are attached to adjustable holding pieces (22, 22').

■ * ■ 2. Vibration drive according to claim 1, characterized in that the oscillating armature (11) is attached to the base plate (10) with a leaf spring (17).