Elektromagnetischer Schwingankermotor Die Erfindung bezieht sich auf
einen elektromagnetischen Schwingankermo,tor, wie er insbesondere für den Antrieb
vorn. Schlagiverkzeugen, Membranpumpen oder anderen kurzhubigen Arbeitsmaschinen
verwendbarist. Bei vielen dieser Verwendungsarten ist es erwünscht, daß der Schwingankern;otor
bei kleinem Hub ein kräftiges. Anzugsmoment aufweist; weiter soll der Wirkungsgrad
.eines solchen Gerätes möglichst groß sein. Das setzt aber voraus, daß das Verhältnis
von Ankergewicht zum Stä,ndergewicht des Schwingankermoto,rs möglichst klein ist.Electromagnetic vibrating armature motor The invention relates to
an electromagnetic oscillating armature, as it is in particular for the drive
front. Percussion tools, diaphragm pumps or other short-stroke machines
is usable. In many of these uses it is desirable that the oscillating armature; otor
with a small stroke a strong one. Having tightening torque; further should the efficiency
. of such a device should be as large as possible. But that presupposes that the relationship
from the armature weight to the post weight of the oscillating armature motor is as small as possible.
Die Erfindung bezweckt, beide Aufgaben durch einfache Maßnahmen zu
:erfüllen. Erfindungsgemäß wird dabei der Anker des elektromagnetischen Schwingankermotors
in der Richtung, in -der zwei b,en,achbar te, zueinander gehörende Ständerpole entgegengesetzter
Polarität aufeinanderfolgen, verschiebbar angeordnet, und zwar derart, daß er in
der Anzugsstellung :die beiden Ständerpole überbrückt. Dabei ist der Anker s;tabförmig
ausgebildet, und zwar in der Weise, daß(di-e Stabachse senkrecht zur Richtung der
von dem Ständer in den Anker übertretenden magnetischen Kraftlinien und gleichzeitig
senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ankers liegt. Die Einzelheiten der Erfindung
sollen an den folgenden in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen :erläutert
werden.The invention aims to achieve both objects by means of simple measures
:fulfill. According to the invention, the armature of the electromagnetic oscillating armature motor is used
in the direction in which two b, en, achbar te, mutually associated stator poles are opposite
Successive polarity, arranged displaceably, in such a way that it is in
the tightening position: the two stator poles bridged. The anchor is s; tab-shaped
formed in such a way that (the rod axis perpendicular to the direction of the
magnetic lines of force crossing from the stator into the armature and simultaneously
perpendicular to the direction of movement of the armature. The details of the invention
are to be explained on the basis of the following exemplary embodiments shown in the drawing
will.
Bei der Ausführung nach Fig. i besteht der Ständer des Schwingankermotors
aus dem das Ständereisen bildenden Blecha et i von rec - rm und aus zwei
p 'k hteckiger Fo auf die beiden Seitenschenkel dies Ständereisens aufgebrachten
und die Erregerwicklungbildenden, Spulen 2 und 3. Der eine Querschenkel des im übrigen
ohne Ünterbrechung verlaufenden Eisenweges des Ständers ist in der dargestellten
Weise durch ,einen Luftspalt unterbrochen. Die durch den Luftspalt gebildeten Ständerpole
ja und iv haben einen keilförmigen Verlauf. q. ist der Anker, der parallel zu den
äußeren Flächen der beiden Ständerpole ja und ib verschiebbar ist. Der Anker ist
stabförmig ausgebildet, wobei die Stabachse senkrecht zur Richtung deir vom Ständer
in den Anker übertretenden magnetischen Kraftlinien und gleichzeitig senkrecht zur
Bewegungsrichtung des Ankers liegt. Die Verschiebbarkeit des Ankers ist- iin Ausführungsbeispiel
dadurch
erzielt, daß dieser an einer Blattfeder 5, die gegebenenfalls
aus mehreren Schichten auf-,gebaut sein kann, befestigt ist. Mit dem anderen Ende
greift die Blattfeder an einem Büge16 an, der vorzugsweise. mit dem gleichen Bolzen,
durch die. das Eisenpaket; i zusammengehalten wird, an diesem befestigt. ist. 7
ist eine Rückholfeder, die einerseits an dem Anker 4 und andererseits an de@ r einen
Seitenschenkel des Bügels, 6 angreiff: Durch die mit dem Aruker 4 verbundene Stange
8 werden die Bewegungen des Ankers ,4 auf einen mit der Stange 8 verbundenen Werkzeughalter
g oder auf einen sonstigen Teil der anzutreibenden Arbeitsvorrichtung nach außen
übertragen. Die Stange 8 kann in der dargestellten Weise in dem einen Seitenschenkel
des Bügel.s6 ;geführt sein oder auch diesen mit freiem Spiel en.. In the embodiment of FIG I consists of the stator of the oscillating armature motor of which the stator forming Blecha i et of rec - rm and applied from two p 'k hteckiger Fo to the two side limbs, this stator core and the field winding forming coils 2 and 3. The one The transverse leg of the iron path of the stator, which otherwise runs without interruption, is interrupted in the manner shown by an air gap. The stator poles ja and iv formed by the air gap have a wedge-shaped course. q. is the armature, which can be moved parallel to the outer surfaces of the two stator poles ja and ib. The armature is rod-shaped, the rod axis being perpendicular to the direction of the magnetic lines of force crossing from the stator into the armature and, at the same time, perpendicular to the direction of movement of the armature. The displaceability of the armature is achieved in the exemplary embodiment in that it is attached to a leaf spring 5, which can optionally be made up of several layers. The other end of the leaf spring engages a bracket 16, which is preferably. with the same bolt through which. the iron package; i is held together, attached to this. is. 7 is a return spring which acts on the one hand on the armature 4 and on the other hand on the side leg of the bracket 6: The rod 8 connected to the aruker 4 controls the movements of the armature 4 on a tool holder g connected to the rod 8 or transferred to another part of the working device to be driven to the outside. The rod 8 can be guided in one of the side legs of the bracket 6, in the manner shown, or it can also be guided with free play.
Die Wirkungsweise .dieses Schw Ingankermotors isit folgende: Bei nicht
erregtem Zustand des Gerätes nimmt der Anker 4 die aus Fig g. i ersichtliche Stellung
.ein. Wird der Motor mit Wechselstrom gespeist, so schwingt der Anker 4 nach Einschaltung
hin und her, und zwar wird er sich während jeder einzelnen Wechselstromhalbweile
!entgegen der Wirkung der Feder 7 so weit in bezug auf Fig. i nach unten bewegen,
ddaß er die beiden Ständerpole ja und ,b außen überbrückt. Im Zeitpunkt der größten
Amplitude nach der einen Seite hin nimmt der Anker 4 etwa die gestrichelte Lage
ein. Bei jedem Nullchtrchgang der Wechselstromwelle kehrt der Anker 4 in die Ausgangsstellung
-zurück oder schwingt über diese ein wenig hinaus. Wird das Gerät mit 5operioddigem
Wechselstrom gespeist, so führt also der Anker 4 in der Sekunde ioo Schwingungen
aus. Streng genommen, bewegt sich der Anker 4 auf dem Teil einer Kreisbahn. Das
hat jedoch wenig zu bedeuten, insbesondere dann, wenn die Feder 5 verhältnismäßig
lang ist.The mode of operation of this Schwing-inganker motor is as follows: When not
In the excited state of the device, the armature 4 takes the one shown in FIG. i visible position
.a. If the motor is fed with alternating current, the armature 4 oscillates after switching on
back and forth, and that it will change during every single alternating current interval
! move against the action of the spring 7 so far downwards in relation to Fig. i,
that it bridges the two stator poles yes and, b on the outside. At the time of the greatest
Amplitude to one side, the armature 4 takes approximately the dashed position
a. With every zero change of the alternating current wave, the armature 4 returns to the starting position
-back or swing a little beyond this. If the device is with 5operioddigem
Supplied with alternating current, the armature 4 thus performs 100 oscillations per second
the end. Strictly speaking, the armature 4 moves on part of a circular path. That
but has little meaning, especially when the spring 5 is relatively
is long.
Aus dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel geht deutlich hervor,
daß der Anker sich in, der Gegend der größten Kraftlinienkonzeetration an den Ständerpolen
bewegt. Außerdem wächst das Anzugsmoment des Ankers annähernd proportional mit seiner
Länge, solange diese nicht die Ausdehnung der Stände:rpolschuhe. in Richtung der
Ankerstabachse übersteigt. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Schwingankermoto,rs,
trotzdem der Anker selbst außerordentlich leicht ist, verhältnismäßig groß. Es ist
zwar schon des :öfteren, vorgeschlagen worden, bei elektromagneti.schen Schwirrgankermoltüren
den Anker in der Richtung, in der zwei benachbarte, zueinander gehörende Ständerpole
entgegengesetzter Polarität aufeirianderfolgen, verschiebbar anzuordnen: Bei. diesen
bekannten Schwingankermotoren stimmte jedoch die. größte Längsausdehnung des Ankers
mit seiner Bewegungsrichtung überein. Durch diese Anordnung wurde aber der Anker
sehr schwer, ohne daß sein Anzugsmoment in ent-#sprechendem Maße wuchs.From the embodiment described above it is clear that
that the anchor is in, the area of the greatest concentration of lines of force at the stator poles
emotional. In addition, the tightening torque of the armature increases almost proportionally with it
Length, as long as this does not include the extension of the stands: pole shoes. towards the
Anchor rod axis exceeds. This increases the efficiency of the oscillating armature motor, rs,
despite the fact that the anchor itself is extremely light, it is relatively large. It is
it has already been suggested several times, for electromagnetic vertical anchorage doors
the armature in the direction in which two adjacent stator poles belonging to one another
of opposite polarity one after the other, displaceable to arrange: At. this
known oscillating armature motors, however, was correct. largest longitudinal extension of the anchor
coincides with its direction of movement. But this arrangement made the anchor
very heavy, without its tightening torque increasing accordingly.
-,Die Ausführung nach Fig. 2 hat den VorteiX daß die äußere
Abmessung gegenüber dvir ersten Ausführungsform wesentlich verkleinert ist, ohne
daß die Vorzüge bezüglich des Anzugämo@ments dadurch verringert werden. Die Ausführung
stimmt im wesentlichen mit derjenigen nach Fig. i überein, jedoch ist die zur Halterung
des Ankers 4 dienende Blattfeder an dem nicht unterbrochenen Querschenkel des StänderbIechpakets
i befestigt. Die Rückholfeder 7 greift an dem einen bewi.cke;lten, Seitenschenkel
des Eisenpakets an, während die zur Ableitung der Anker schwingunig nach außen dienende
Stange durch den zweiten bewickelten Seitenschenkel des Eisenpakets i geführt ist.
Mit Rücksicht hierauf sind die schräg gelegenen Flächen der keilförmigen Polschuhe
ja und ib außen an-,geordnet. Die Wirkungsweise der Ausführung nach Fig.2 ist die
gleiche wie diejenige nach Fig. i. -., The embodiment of Figure 2 has the VorteiX that the outer dimension compared to the first embodiment Dvir substantially reduced, without the advantages will be with respect to the Anzugämo @ ments reduced. The design is essentially the same as that according to FIG. The return spring 7 engages the one wound side leg of the iron package, while the rod which is used to deflect the armature outwards is guided through the second wound side leg of the iron package. With this in mind, the inclined surfaces of the wedge-shaped pole pieces ja and ib are arranged on the outside. The mode of operation of the embodiment according to FIG. 2 is the same as that according to FIG.
In Fig. 3 ist eine Ausführung dargestellt, die man sich im wesentlichen
durch eine Verdoppelung des Schwing,ankermo,tors nach Fig. i entstanden denken kann.
Das ebqnfalls wieder aus Blechen aufgeschichtete Ständereisen i i besitzt .ähnlich
wie ein Dreiphasentransformator drei Schenkel. Auf den Verbindungsstückein zwischen
den einzelnen Schenkeln sind zwei Wicklungen i z und 13
an,geordnet. Ain Ständereisen
i i sind in der dargestellten Weise zwei Luftspalte i-orgesehen und dadurch zwei
Polpaare i ja, i ib bzw. i ic und i id gebildet. Die beiden Anker 14 und i4a sind
in bei Schwingankermotoren bekannter Weise miteinander und mit der gleichen, zur
Abnahme der Schwingungsene:rgie dienenden Stange i S verbunden. 17 ist die Rückholfeder,
IS und 15a sind zwei zur Halterung der starr miteinander verbundenen Anker 14 und
14a dienende Blattfedern oder Blattfederpakete. 16 ist der mit dem Ständereisen
i i verbundene und zur Halterung der Ankereinheit dienende Bügel. Die Wirkungsweise
der Ausführung nach Fig.3 entspricht in allem wesentlichen derjenigen der Ausführungen
nach hig.i und 2 Besonders große Arbeitsleistung bei kleinstem Raumbedarf läßt sich
erzielen bei einer Ausführungsform nach den Fig.4 und 5. In diesen sind zwei vielpolige
Ausführungen gezeigt, bei denen die Pole ähnlich wiie bÜ normalen elektrischen Motoren
den Anker kreisförmig umgeben. Die einzelnen Pole
des Ständereisens
21 sind ganz ähnlich mi,e bei der Ausführung nach Fig. i gestaltet. 22 sind die
Erregerwicklungen. Sie sind bei der Ausführung nach Fig.4 auf den Jochteilen und
bei der Ausführung nach Fig.5 auf dein Polschenkeln untergebracht. Lediglich in
dieseir verschiedenen Anordnung der Wicklungen unteTscheiden sich die beiden Ausführungen.
Der in Fig.6 besonders abgebildete Anker 23 enthält eine Vielheit von stabförmigen
Teilankern 23a, die von zwei kreisförmigen, auf der Ankerachse 23v befestigten Scheiben
23c und z3d getragen werden. Die Anzahl der Teilanker entspricht der Anzahl der
Pole; Die Fig. 7 zeigt eine Ausführung, die man insofern als Umkehrung der Ausführungen
nach Fig.4 und 5 betrachten kann, als hier der Anker 33, dessen Teilanker mit 3311
bezeichnet sind, den Ständer 34 außen umgibt. _ Bei den -Ausführungen nach Fig.4
bis 7 wirkt auf den, Anker selbstverständlich wieder eine Rückholfeder ein, die
mit Rücksicht darauf, daß es sich bei diesen Ausführungen um einen drehbeweglichen
Anker handelt, zweckmäßig als Spiralfeder ausgebildet wird. Diese Rückholfeder sucht
den Anker jeweils in. der in Fig.4 bzw. 5 bzw. 7 dargestellten Stellung zu halten.
Bei Erregung ergeben sich die gleichen Vorgänge, wie sie im Zusammenhang mit der
Beschreibung-der Fig. i erläutert wurden.In Fig. 3 an embodiment is shown, which can be imagined essentially by doubling the swing, ankermo, tors according to Fig. I. The stator iron, which is also stacked up again from sheet metal, has three legs, similar to a three-phase transformer. On the connecting pieces between the individual legs, two windings iz and 13 are arranged. In the stator iron ii, two air gaps are seen in the manner shown and thus two pole pairs i ja, i ib or i ic and i id are formed. The two armatures 14 and 14a are connected to one another in a manner known in oscillating armature motors and to the same rod i S serving to decrease the vibration energy. 17 is the return spring, IS and 15a are two leaf springs or leaf spring assemblies used to hold the armatures 14 and 14a that are rigidly connected to one another. 16 is the bracket connected to the stator iron ii and used to hold the anchor unit. The mode of operation of the embodiment according to FIG. 3 corresponds essentially to that of the embodiments according to hig.i and 2. Particularly high work performance with the smallest space requirement can be achieved in an embodiment according to FIGS where the poles surround the armature in a circle, similar to normal electric motors. The individual poles of the stator iron 21 are designed quite similarly mi, e in the embodiment according to FIG. 22 are the excitation windings. In the embodiment according to FIG. 4, they are accommodated on the yoke parts and in the embodiment according to FIG. 5 on your pole legs. Only in this different arrangement of the windings do the two versions differ. The armature 23 shown particularly in FIG. 6 contains a plurality of rod-shaped part anchors 23a, which are carried by two circular disks 23c and z3d fastened on the armature axis 23v. The number of part anchors corresponds to the number of poles; FIG. 7 shows an embodiment which can be viewed as a reversal of the embodiments according to FIGS. In the designs according to FIGS. 4 to 7, a return spring naturally acts on the armature again, which is expediently designed as a spiral spring, taking into account that these designs are rotatable armatures. This return spring seeks to hold the armature in the position shown in FIGS. 4, 5 and 7, respectively. When excited, the same processes result as they were explained in connection with the description of FIG.