-
Poliergerät mit elektromagnetischem Antrieb Gegenstand der Erfindung
ist ein elektrisch betriebenes Werkzeug zum Polieren von Holz und Metallen mit elektromagnetischem
Antrieb. Es sind elektrisch betriebene Poliergeräte bekannt, bei denen der Antrieb
elektromotorisch erfolgt. Meistens wird eine Polierscheibe durch einen Motor über
eine biegsame Welle in Rotation versetzt. Diese Geräte sind verhältnismäßig teuer
und daher besonders für kleine Handwerker und Betriebe, die solche Geräte nur am
Rand benötigen, unerschwinglich. Der hohe Preis ist in erster Linie bedingt durch
den Elektromotor.
-
Das neue Gerät ersetzt den Motor durch einen Wechselstrommagnet und
die rotierende Bewegung durch eine Hinundherbewegung. Der Antrieb wird verhältnismäßig
leicht, so daß er in das Gerät eingebaut werden kann. Die Konstruktion ist einfach
und billig, so daß die Geräte auch für solche Fälle wirtschaftlich tragbar werden,
in denen die hohen Anschaffungskosten des Poliergerätes mit Motor nicht gerechtfertigt
sind.
-
In den Abb. r a bis 2 b sind einige Ausführungsbeispiele angegeben.
Die Geräte enthalten Wechselstrommagnete. Ein Magnetanker bewegt einen Rahmen mit
Polierstreifen in schneller Folge um einige Millimeter hin und her. Bei Wechselstrom
von 5o Hz bewegen sich die Polierstreifen einhundertmal in einer Sekunde hin und
her. Die eigentliche Arbeit des Polierens wird durch diese schnelle Hinundherbewegung
geleistet. Die Hand braucht das Gerät nur über die zu polierende Fläche führen.
Abb.
ia zeigt eine Ansicht, Abb. ib die Draufsicht eines Gerätes bei aufgeschnittener
Haube mit geradliniger Bewegung der Polierstreifen; Abb. 2a, 2 b zeigen die Ansicht
und Draufsicht eines Gerätes mit Schwenkmagnet, bei dem zwei Anker je eine Gruppe
von Polierstreifen gegensinnig bewegen.
-
In Abb. i a und i b sind die Polierstreifen i an einem Rahmen 2 auswechselbar
angeordnet. Der Rahmen 2 ist gegen das Gehäuse 3 beweglich und durch Stifte 4 in
den Bohrungen 5 geführt. Der Anker 6 sitzt fest auf dem beweglichen Rahmen 2. Der
Kern 7 mit der Spule 8 ist am Gehäuse befestigt. Zur leichten Handhabung ist ein
Handgriff ii angebracht, unter den die Hand fassen kann. Wird Strom in die Spule
8 geschickt, so wird der Anker 6 angezogen. Der Anker 6 bewegt sich mit dem Rahmen
2 nach links. Dabei wird die Feder g gespannt, Feder io dehnt sich aus. Wird der
Strom kleiner, so drückt die Feder den Anker mit dem Rahmen nach rechts. Bei Wechselstrom
von 5o Hz kommt der Strom einhundertmal in einer Sekunde. Dadurch wiederholt sich
die Hinundherbewegung einhundertmal in einer Sekunde. Diese Hinundherbewegungen
sind nur möglich, wenn das System ein annähernd abgestimmter mechanischer Schwingungskreis
ist. Darin bilden die Federn die Kopplung zwischen zwei Massen. Die eine Masse ist
der Anker 6 mit dem Rahmen 2 und dem Polierstreifen i, die andere Masse bilden alle
übrigen mit dem Gehäuse fest verbundenen Teile. Der Strom liefert die Energie, die
notwendig ist, diese Massen in gegenseitigen Schwingungen zu erhalten. Er muß die
hierzu notwendige Wirkleistung aufbringen, d. h. die Verluste decken und die Nutzleistung
liefern. Soll nur die eine Masse, nämlich der Anker mit den Polierstreifen, in Schwingungen
versetzt werden, so muß die andere Masse, nämlich das Gehäuse mit dem restlichen
Magnetteil, sehr groß sein gegenüber der zu bewegenden Masse, da diese Schwingungen
um einen gemeinsamen Schwerpunkt verlaufen. Die Arbeit, die das schwingende System
leisten kann, entspricht der Dämpfung eines elektrischen Schwingungskreises. Die
Leistung, die die Federn zur Beschleunigung der schwingenden Massen aufbringen müssen,
entspricht der Blindleistung eines elektrischen Schwingungskreises. Diese Arbeit
kann bei gegebener Blindleistung nicht beliebig groß sein, ähnlich wie bei einem
elektrischen Schwingungskreis die Dämpfung.
-
Im vorliegenden Fall wird die Arbeit dadurch geleistet, daß sich die
Polierstreifen auf einer ruhenden, der zu polierenden Fläche hin und her bewegen
und dabei einen bestimmten Widerstand überwinden, der durch die Oberflächenbeschaffenheit
des Materials der in der Beschreibung erwähnten Polierstreifen bei dem üblichen
Druck, den das Gerät erfährt, einen zulässigen Wert nicht überschreitet. Wird der
Druck so groß, daß die Polierstreifen auf der Polierfläche stehen bleiben, dann
Fassiert etwas ähnliches wie bei einem Motor, bei dem die Welle festgehalten wird.
Dieser bleibt stehen, wenn er derart überlastet wird. Auch dieses Gerät darf nicht
überlastet werden. Im anderen Fall bleiben die Polierstreifen stehen. Abb. 2 a und
2 b zeigen die Drauf- und Ansicht eines Geräts, das die Hinundherbewegung durch
einen Schwenkmagnet mit zwei Schwenkankern gibt. Es sind zwei Schwenkanker ii, die
in Lagern 12 geführt sind und sich gegenläufig bewegen, vorgesehen. An den Ankern
sitzt der Rahmen 13 mit den Polierstreifen 14. Der Kern 15 mit Spule 16 ist am Gehäuse
befestigt, ebenso der Teilkern 18. Die Kerne 15 und 18 mit den Lagerachsen 12 sind
durch einen eisernen Rahmen 1g gehalten, der an den Wänden des Gehäuses 20 festgemacht
ist. Bei Stromdurchgang durch die Spule 16 werden beide Anker angezogen und bewegen
sich, so daß die Luftspalte 21 und 22 kleiner werden. Dabei wird Feder 23 gespannt,
Feder 24 dehnt sich aus. Beim Verschwinden des Stromes kehren sich die Bewegungen
um. Es kann auch hier nur ein beweglicher Anker verwendet werden, der entweder alle
oder nur einen Teil der Polierstreifen hin und her bewegt.
-
Die Federn müssen so bemessen sein, daß sie die Bewegung, die durch
die magnetische Kraft des Stromes erfolgt, schnell genug wieder rückgängig machen,
bevor der Strom wiederkehrt. Sie müssen die Beschleunigungskräfte aufbringen für
die beweglichen Massen des Ankers mit dem Rahmen und den Polierstreifen. Am günstigsten
werden diese Bewegungen in der Resonanzlage, d. h. dann, wenn die Federkräfte mit
den beweglichen Massen so abgestimmt sind, daß die Eigenfrequenz des Gebildes ungefähr
doppelt so groß ist wie die Frequenz des Wechselstromes. In diesem Fall werden bei
Leerlauf die Schwingungsamplituden verhältnismäßig groß, gehen aber bei Belastung,
die das Polieren darstellt, stark zurück. Daher empfiehlt es sich, die Eigenfrequenz
höher als die Betriebsfrequenz zu legen. Die Amplituden sind dadurch kleiner, aber
sie nehmen bei Belastung dafür weniger ab.
-
Es können auch zwei Magnete genommen werden, die gegeneinander arbeiten
und entweder über Gleichrichter abwechselnd die positiven bzw. negativen Halbwellen
des Wechselstromes erhalten oder durch zwei Ströme gespeist sind, die um go° phasenverschoben
sind. Dann ist die Aufgabe der Federn erheblich weniger wichtig. Solche Anordnungen
können wesentlich größere Leistungen und Amplituden ergeben.