DE837727C - Elektromagnetischer Schwingantrieb - Google Patents

Elektromagnetischer Schwingantrieb

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DE837727C
DE837727C DEF266A DEF0000266A DE837727C DE 837727 C DE837727 C DE 837727C DE F266 A DEF266 A DE F266A DE F0000266 A DEF0000266 A DE F0000266A DE 837727 C DE837727 C DE 837727C
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spring
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Dr-Ing Theo Fecker
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THEO FECKER DR ING
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THEO FECKER DR ING
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/02Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs
    • H02K33/04Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs wherein the frequency of operation is determined by the frequency of uninterrupted AC energisation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Description

  • Elektromagnetischer Schwingantrieb I3ei schwingenden S@-steinen mit elektromagnetisc'hein Antriel) @@erdeii mechanische Massen, die durch ledern elastisch miteinander gekoppelt sind, durch die Kraft des Magnetfeldes von einem Wechsel- oder unterbrochenem Gleichstrom in Sch-,N-in.ungeii uni den gemeinsamen Schwerpunkt \-ersetzt. In der Regel soll nur die eine der beiden 1'lassen bewegt werden, nämlich der Magnetanker mit einem \Verkzeug, z. B. einem Sägeblatt oder einem lianiiner. Die andere Masse, insbesondere der Kern und das Gehäuse, soll sich dagegen möglichst @@-enig bewegen. Daher muß das Gewicht der beweglichen brasse sehr klein sein gegenüber dem der ruhenden 'lasse.
  • 1)ie I?nerlrie für die Schwingungen liefert der elektrische Stroin durch <las magnetische Feld des 1?lektroniagneten, das sich über den Luftspalt und den 1>e@@egliclien :liiker schließt. Bei jedem Stromdurchgairg durch die Spule des Magnetkreises wird der Anker in Richtung des kleiner werdenden Luftspalts angezogen. Diese Kräfte versuchen den Kern im wesentlichen nur in einer Richtung zu bewegen. Bei Wechselstrom von 5o Hz erfolgt der Stromdurchgang hundertmal in der Sekunde. Der Anker wird also hundertmal angezogen. Die Federn haben die Aufgabe, die magnetischen Kräfte in eine hin und her gehende Bewegung, d. h. in mechanische Schwingungen, umzuwandeln, so daß der Anker mit ioo Hz schwingt. Die Richtung der magnetischen Kräfte ist besonders beim sog. Tauchanker nicht eindeutig in Richtung der gewünschten Bewegung. Eine solche Form ist aber notwendig, wenn eine gute Ausnutzung des Magneten verlangt ist. Dann mwß der Arbeitsluftspalt im Innern der Spule liegen. Der Anker muB somit in die Spule hineinbewegt werden, daher die Bezeichn.ungTauchanker. Der magnetische FluB tritt an beiden Seitenflächen, die parallel zur Bewegungsrichtung sind, aus dem äußeren magnetischen Kreis in den Anker des Magneten und von diesem in der Bewegungsrichtung aus der Polfläche in den gegenüberliegenden Kern im Innern der Spule. An dem Anker wirken somit Kräfte nicht nur in Bewegungsrichtung, sondern auch senkrecht dazu, sobald die beiden seitlichen Luftspalte etwas ungleich sind. Diese seitlichen Kräfte können verhältnismäßig groß «erden und versuchen, die Geradlinigkeit der Bewegung zu stören. Die Federn. müssen auch diese unerwünschten seitlichen Kräfte aufnehmen können und trotzdem nur eine Bewegungsrichtung der Schwingung zulassen. Die gesamten Kräfte, die die Federn aufnehmen müssen, sind bei der hohen Schwingungsfrequenz von ioo Hz relativ groß; oft um ein Vielfaches größer als die maximalen magnetischen Kräfte. Sie sind um so größer, je größer die Schwingungsweite und das Gewicht der zu bewegenden Massen ist, denn` die Federn müssen dien I-lauptteil der Kräfte aufbringen, die zur Beschleunigung der schwingenden Massen notwendig sind. Diese Leistung des schwingenden Systems entspnicht der Blindleistung eines elektrischen Schwingungskreises. Die mechanisch als Nutzleistung abgegebene und die im System als Verlust verbrauchte Leistung entspricht der Wirkleistung eines elektrischen Systems und ist gleich der vom Magnetkreis übertragenen Leistung. Wie bei elektrischen Schwind gungskreisen kann auch hier die Schwing- oder Blindleistung erheblich größer sein als die Wirkleistung, und ebenso sind die Kräfte, die an den Federn auftreten, größer als die magnetischen Kräfte. Diese großen Kräfte der Federn bringen eine starke Beanspruchung des Federmaterials, durch die die Lebensdauer begrenzt wird. Daher sind alle Teile, die die Schwingung mitmachen müssen, so leicht wie möglich zu halten, auch die Federn selbst, da ein Teil derseliben ebenfalls mitschwingen muß.
  • Die Federn müssen also a) möglichst große_ Kräfte aufnehmen und wiedergeben können, also leistungsfähig oder kräftig sein, b) trotz Abweichung der Antriebskraft von der Sollrichtung nur eine Richtung der Schwingungsbewegung zulassen, also gute Führung gehen, und c) sie sollen die großen Bewegungsänderungen des Arbeitspunktes ermöglichen und müssen starken Beanspruchungen infolge der hohen Schwingfrequenz ohne Bruchgefahr gewachsen sein.
  • Zu a) Was die Leistungsfähigkeit der Federn anbetrifft, sind Schraubenfedern den Blattfedern weit überlegen, da hei Schraubenfedern das Federmaterial gleichmäßig über die ganze Länge auf Torsion um dlie Längsachse beansprucht wird und nur wenig auf Biegung. Blatt- oder Bandfedern ,%%,erden im wesentlichen nur auf Biegung' beansprucht, und diese Beanspruchung tritt am stärksten auf in der Nähe der Einspannpunkte der Federn, wodurch die Bruchgefahr an diesen Punkten besonders groß ist. Daher sind Schraubenfedern bei gleichem Federgewicht leistungsfähiger oder kräftiger.
  • Zu b) Blatt- oder Bandfedern lassen im wesentlichen nur eine Bewegungsrichtung zu. Der Unterschied der Steifigkeit in den verschiedenen Richtungen ist infolge ihrer Querschnittsform durch die verhältnismäßig große Breite gegenüber der Dicke des Materials sehr groß. Schraubenfedern, die an den Enden ohine Einspannung aufliegen oder fest eitlgespannt sind und in Achsrichtung schwingen sollen, haben auch in den beiden hierzu senkrechten Richtungen größere Freilheitsgrade. Blattfedern eignen sich daher wesentlich besser für die Aufgabe, der . Schwingungsbewegung eine feste Richtung oder gute Führung zu geben.
  • Die Forderung auf gute Führung der Federn ist um so härter, je größer die verlangte Bewegung und, je bessere Ausnurtzung dies Magneten verlangt ist, da dadurch kleine Luftspalte bzw. Tauchanker notwendig werden, die auch Kräfte in anderen Richtungen ergeben.
  • Für solche Magnetsysteme sind Federanordnungen bekannt, bei denen die Geradlinigkeit der Bewegbug durch Blatt- oder Flachfedern gewährleistet ist, die aber nuir eine geringe Schwingungsweite zulassen. Für größere Schwingungsweiten werden in der Regel Schraubenfedern verwendet, bei denen die gekoppelten Massen z. B. durch Schraubenfedern ' mit einem relativ großen Durchmesser elastisch verbunden sind, damit seitliche Schwingungen unterdrückt werden. Bekannt sind Anordnungen von Schraubenfederpaaren, die mit und ohne Vorspannung auf Druck und Zug parallel zur Federachse beansprucht werden und bei denen die Geradlinigkeit drer Bewegung durch die Lage der Einspannungspunkte der Federn erreicht wird. Diese Einspannpunkte liegen vorzugsweise in der Schwingungsebene, die in der Mitte zwischen den beiden seitlichen Luftspaltflächen verläuft. Da die Steifigke,it dies Systems in seitlicher Richtung doch verhältnismäßig gering ist, müssen zur Vermeidlung seitlicher Schwingungen die Ankerseitenluftspalte sehr genau gleich gemacht werden, und außerdem muß zur Vermeidung von Quer- und Drehschwingungen um die eigentliche Bewegungsachse das ganze Schwingsystem gut ausgewuchtet werden.
  • Die Erfahrung zeigt, daß ein genaues Einstellen der seitlichen Luftspalte nur sehr schwer möglich ist, auch wenn diese beim Montieren durch Einlegen von Lehren und sorgfältiges Anziehen der Federeinspannungen versucht wird. Der Grund :liegt darin, daß die Federenden an dien Auflageflächen mehr oder weniger stark von der Sollrichtung abweichen und beim Festpressen verbogen werden, so daß nach Entfernen der Lehren die Luftspalte sich ändern.
  • Gegenstand, der Erfindung sind Federsysteme, bei denen eine Geradlinigkeit der Schwingbewegung, direkt oder indirekt durch eine oder mehrere Doppelfedern nicht schraubenförmiger Art oder durch Kombination von Schrauben- und Blattfedern erreicht wird. In folgendem sind Beispiele angeführt, bei denen die Geradlinigkeit der Bewegung des Arbeitspunktes unmittelbar durch die Federung des beweglichen Ankers erreicht wird oder mittelbar durch Zusatz eines elastischen Zwischengliedes zN,#-isclreti dein :Anker, (L t- sich nicht geradlinig bewegt, und dem Arbeitspunkt. In gleicher Weise ist die Forderung nach größter Schwingungsweite des .Arl)eitsl>unktes bei großer Lebensdauer der Federung und Einfachheit der Ausführung und der Montage erreicht.
  • Ab1>. i zeigt ein Gerät mit einer Kombination von Blatt- und Schraubenfedern, vorzugsweise als Tischsäge oder für Pumpenantrieb geeignet. Abb. 2 zeigt ein Gerät mit zwei Doppelfedern, die als Teile von Schraubenfedern gedacht werden können. Sie sind spiegelbildlich zur Schwingungsebene angeordnet. In .Alih. 3 ist ein anderes Magnetsystem mit ähnlicher Doppelfederung dargestellt. In Abb. 4 und 5 sind Federungen für Magnetsysteme, die zwei bewegliche Anker haben, angewendet, wodurch eine gegenläufige Bewegung der angetriebenen Werkzeuge erreicht werden kann. In Abb. 6 ist ein Gerät gezeigt mit einer schraubenähnlichen Doppelfeder, bei der der Anker eine Schwenkbewegung in einer Ebene ausführt. Die Geradlinigkeit der Bewegung des Werkzeugs wird mittelbar durch ein elastisches Zwischenglied erreicht, wie die Abb. 7 zeigt.
  • Abb. t a und 11> zeigen ein Gerät mit einer Kombination von zwei gegeneinander verspannte.. Schraubenfedern mit einer schleifenförmig gebogenen Blattfeder. Die Schraubenfedern haben die .Aufgabe, die mechanische Blindleistung, d. h. die großen Kräfte für das Schwingsystem zu liefern, die Blattfeder soll nur für die Richtung der Bewegung sorgen. Die Blattfeder braucht also in Bewegungsrichtung verhältnismäßig= wenig Kraft aufbringen. Sie kann daher so ausgelegt werden, (iaß sie diese Aufgabe ohne Bruchgefahr bewältigen kann, nämlich verhältnismäßig dünn und breit. In At>l>. r a und 1 1) ist i (las Magnetjoch mit den beiden äußeren Schenkeln und dem mittleren Schenkel 2 in der Spule 3. Der Anker 4 ragt mit einer konischen Spitze 5 in diesen Mittelschenkel und bildet einen Luftspalt 6. Das 1IIagnetfeld verleiht dem Anker eine Kraft, die im wesentlichen in der Bewegungsrichtung liegt. Da die seitlichen Luftspalte 7 nie genau gleich sind, sind auch seitliche Kräfte vorhanden. Zwei Schraubenfedern 8 und 9 drücken in diesem Beispiel im Innern ,des Ankers mit Vorspannutig gegen eine fest eingespannte Platte io, die durch Winkel i i am Magnetschenkel 2 befestigt ist. An den äußeren Alagnetschenkeln sitzt an der Stelle 13 eingespannt eine schleifenförmig gebogene Blattfeder 12, deren -litte 14 fest mit dem Anker und mit der Halterung 15 verbunden ist; an der <las Werkzeug festgeschraubt werden kann. Je näher die 1inspannstellen der Enden 13 und die Stelle 14 bei eingezogenem Anker zusammenfallen, desto mehr wird Geradlinigkeit der Bewegung des Punktes 14 erreicht, da die seitlichen Freiheitsgrade kleiner werden. Die beiden Schraubenfedern 8 und 9 brauchen nur die Kraft zur Aufrechterhaltung der Schwitighewegung aufbringen, ohne einen Einfluß auf die Richtung zu haben. Sie können daher verhä ltnismäßig kleinen Windungsdu-rchmesser haben und somit zur Vereinfachung der Ausführung in (las Innere des Ankers eingebaut werden. Bei dieser Anordnung muß ebenso wie bei den bekannten Schraubenfederanordnun.gen das 'halbe Gewicht der Federn als schwingende Masse mitgerechnet werden. Daher ist es ein Vorteil, daß der Windungsdurch-Messer und damit das Gewicht der Schraubenfeder klein gehalten werden kann im Gegensatz zu' bekannten Systemen, bei denen die Schraubenfeder auch die Richtung der Bewegung geben muß und dadurch größeres Gewicht bekommt.
  • In Abb.2a und 2b ist Geradlinigkeit der Bewegung nur durch zwei Federn erreicht, von denen jede als Teil einer Schraubenfeder betrachtet werden kann. Das Joch 21 bildet mit der Spule 22 und dem Anker 23 den elektromagnetischen Kreis, von dem die .beiden seitlichen Luftspalte 24 in Abb. 2 a sichtbar sind. Die Federteile 25 bis 28 sind an ihren Enden 29 fest mit dem ruhenden Eisernjoch 21 und an den Stellen 30 fest mit dem beweglichen Anker 23 verbunden. Die vier Einspannpunkte liegen vorzugsweise symmetrisch zum Magnetsystem auf einer Geraden, die in der Ebene senkrecht zur Schwingungsrichtung des Ankers liegt. Diese Gerade kann entweder senkrecht oder parallel zu den Seitenluftspalten liegen. Im Beispiel der Abb. 2 a liegt diese Gerade senkrecht. Bei der Bewegung des Ankers bleiben die vier Einspannstellen der Federn parallel. Die beweglichen Teile verschieben sich nur senkrecht zur Zeichenebene der Abb. 2 a. Dadurch werden die Bogenteile der Federn 25 bis 28 ganz ähnlich beansprudht wie die Windüngen bei einer-Schraubenfeder, die auf Zug oder Druck in Richtung der Schraubenachse beansprucht werden. Im Grenzfall, wenn der Drahtdurchmesser sehr klein ist gegen den Windungsdurchmesser, würde eine Windung einer normalen Schraubenfeder annähernd in eine Ebene fallen i@m zueammengedrückten Zustand der Feder. Die Federn der Abb.2a liegen im entspannten Zustand in einer Ebene und bilden im Zustand; der Auslenkung Teile von räumlichen Spiralen, ähnlich einer Schraubenfeder. Sie werden ebenso auf Torsion beansprucht wie die Windungen einer Schraubenfeder. Die Steifigkeit dieser Federung fin den Richtungen senkrecht zur Hauptschwingungsrichtung ist wesentlich größer als bei den bekannten Schraubenfedern, die in Richtung der Schraubenachse beansprucht werden.
  • Abb.3 zeigt ein System, bei dem die Führung durch zwei ähnliche Federn erreicht wird, die im wesentlichen aus geraden Teilen bestehen. Es handelt sich hier um ein Magnetsystem mit möglichst guter Kraftausnutzung bei geringstem Gewicht mit gegenläufiger Bewegung zweier Werkzeuge. Der magnetische Antrieb besteht aus einem Eisenjoch 31 mit zwei Spulen 32, damit der Arbeitsluftspalt in der Mitte des Kernes liegt. Der Anker 33 bewegt sich senkrecht zur Zeichenebene der Abb. 3 b zwischen zwei parallelen Seitenluftspalten. Die Verteilung der Zugkraft über den Weg ist hier günstiger als in den vorhergehenden Beispielen, da die größte Kraft in der Nähe des Nulldurchgangs der Schwingungen auftritt, nämlich an der Stelle, wo der Anker beginnt, zwischen die Seitenluftspalte einzutauchen. Gegen Ende der Bewegung wird die Zugkraft kleiner, und die Richtung kehrt um, sobald der Anker vollständig eingetaucht ist und den Weg fortsetzen will. Dadurch wird dieses System bei Leerlauf wesentlichweniger zu starkenrSchwingungenneigen, und außerdem kann der Anker auch bei größten Ausschlägen nicht aufschlagen. Bei kleinem Luftspalt wird mit Rücksicht auf gute Ausnutzung sehr genaue Führung verlangt. Diese wird gewährleistet durch zwei Doppelfedern 36 und 37, die an den Enden 38 fest gelagert und deren Mitte 35 über Verbindungsteile 34 mit dem Anker mittels elastischer Federn 39 verbunden sind. Die Teile der Federn zwischen den Einspannstellen 38 und 35 sind, soweit möglich, in gerader Form gehalten. Die Federn 39 haben den Zweck, die parallele Führung des Ankers trotz der Schwenkbewegung der Verbindungsteile 34 zu ermöglichen.
  • Die Abb.4a und 4b zeigen ein Magnetsystem, bei dem zwei Tauchanker42 und 43 in einem Eisenkern 41 in Richtung der Spulenachse bewegt werden und die durch zwei Federn 44 geführt sind. Die Enden der Federn sind an den Stellen 45 mit dem ruhenden Eisenjoch verbünden. Die Mitten 46 sind mittels eines Hebels 47 mit dein Anker verbunden, die Verlängerung 48 des Hebels 47 mit dem Werkzeug 49. Die Bewegung desselben hat dieselbe Richtung wie der Anker, jedoch eine größere Amplitude.
  • Abt>. 5 a und 5 b zeigen ein Gerät von ungefähr derselben Ausführung. Die Anker 52 sind wieder mit der Mitte 55 der Federn 54 mittels Hebel 56 gefaßt, die durch Winkel 57 dem Werkzeug 58 eine Bewegungsrichtung geben, die senkrecht zu der des Ankers verläuft.
  • Die Abt). 6a und 6b zeigen einen Schwingantrieb mit nicht geradliniger Führung. Als Feder ist eine Doppelfeder spiegelbildlich zur Mitteliebene des '`Iagnetsystems, in der die Schwingungen verlaufen, verwendet. Es isst 61 wieder das Blechpaket des -Magneten, 62 die Spule, in die der Anker 63 eintaucht. Dieser sitzt an einem Hebel 64, der an der Stelle 65 mit der Mitte der Doppelfeder 66 verbunden ist. Die Feder ist an beiden Enden 67 mit dem feststehenden Teil des Magneten verbunden. Um eine leichte Verbindung zwischen Hebel und Schraubenfeder zu ermöglichen, ist letztere in der \litte an der Stelle 65 schleifenförmii!g gebogen. Die beiden Einspannpunkte 67 haben gleichen Abstand Von der -Mittelebene A-A, in der sich der Hebelarm bewegt, und vom Ankermittelpunkt. Letzterer ist der Angriffspunkt für die magnetische Antriebskraft. Das Werkzeug befindet sich am längeren Hebelarm am Ende des Hebels 64.
  • Der Anker bewegt sich parallel zwischen den seitlichen Luftspalten, nur geführt durch dieses Federsystem. Der Endpunkt des Hebels bewegt sieh in der Schwingungsebene auf einem Kreisbogen. Soll die Bewegung des Arbeitspunktes geradlinig sein, so muß ein elastisches Zwischenglied eingeschaltet werden.
  • Die Vorteile dieses Antriebssystems sind große Amplituden des Werkzeugs, Unempfindlichkeit gegen ungleiche Seitemluftspalte. Torsionsschwingungen sind von Natur aus unmöglich. Das Gewicht der schwingenden Massen kann relativ klein gehalten werden, da dran Gewicht der Federn im wesentlichen im Drehpunkt liegt und als schwirrgende Masse nur unwesentlich mitzählt. Der Aufbau des Gerätes ist einfach. Die Steifigkeit gegen seitliche Verschiefbung wird um so größer, je steiler die Ganghöhe der schraubenähnlichen Windungen, d,. h. je stärker der Abstand zweier zugeordneter Punkte auf beidlen Federhälften bei Durchlaufen einer Schraubenwindung zunimmt. Je größer diese Steigung, desto mehr wird die Feder auf Verdrehung des Materials um die Achse des Federstabes außer der Biegung beansprucht. Im Grenzfall wird aus dieser Federung ein gerader Stab, der an beiden Enden eingespannt und dessen Mitte starr mit dem Anker verbunden ist und der nur auf Verdrehung beansprucht ist. Der andere Grenzfall ergibt eine gebogene Feder, wenn die beiden festen Einspannpunkte in der Schwingungsebene zusammenfallen, wobei diese Feder nur auf Biegung beansprucht wird.
  • Die Steifigkeit gegen Seitenschwingungen ist so zu wählen, daß keine Anregungsmöglichkeit für Schwingungen in dieser Richtung bestecht, d. h. daß die Eigenfrequenz dieses Systems in dieser Richitung möglichst stark von einem ganzen Vielfachen der Antriebsfrequenz :abweicht. Durch die schraubenähnliche Gestalt dier Feder ist es möglich, bei verhältnismäßig großer Leistungsfähigkeit die Einspannpunkte relativ nahe zusammenzulegen gegenüber dem großen Abstand, der in solchen Fällen bei nur geradem Stab notwendig wäre.
  • Eine Anordnung nach .der A,bb. 6a ist geeignet zum Antrieb eines Hammers.
  • Sollen solche Systeme zum Antrieb von Geräten, bei denen geradlinige Führung notwendig ist, z. B. für Sägen oder Kolbenpumpen, verwendet werden, dann ist es notwendig, die kreisbogenförmige Bewegung des Hebelpunktes, in dem das Werkzeug angebracht werden soll, geradlinig zu machen. Das geschieht nach der Abt>. 7 a und 7 b durch ein elastisches Zusatzstück. Die Wirkung einer solchen Anordnung ist aus Abb. 7 a und 7 b ersichtlich. In dieser Abbildung ist 71 der Magnet, von dem wieder ein Tauchanker 72 angezogen wird'. Der Anken- ist über ci.n.en Hebel 73 mit einer Feder 75 verbunden, die an der Stelle 74 mit dem Hebel 73 und an der Stelle 76 mit der festen Masse verbunden ist. Der Endpunkt 7$ des Hebels 73 bewegt sich beim Zurückschwingen des Ankers 72 um den Winkel a annähernd auf einem Kreisbogen zur Stelle 78'. Um denselben Winkel a würde sich auch ein an der Stelle 78 eingespanntes Werkzeug im Uhrzeigersinn drehen. Außerdem hat sieh dieser Punkt 78' um den Betrag a nach rechts verschoben. Denken wir uns durch eine Blattfeder 77 eine Masse 79 mit dem Punkt 78 verbunden, so müßte bei der Bewegung des Ankers diese Feder eine Richtungsänderung um den Winkel a ausführen und den Punkt 79 sowohl in vertikaler Richtung als auch in horizontaler Richtung verschieben nach 79'. Bei Abstimmung der Masse dieses Punktes mit der Steifigkeit dieser Feder zu einer Eigenfrequenz, die außerhalb der Anregungsbedingungen liegt, wird die Masse die horizontale Bewegung im wesentlichen, nicht mitmac'lien, die vertikale Bewegung aber in vollem Umfang ausführen, da in dieser Richtung die Steifigkeit der Blattfeder sehr groß ist. Die Masse 79" bewegt sich während des Schwingungsvorgangs auf einer mittleren senkrechten Linie und gibt dem Werkzeug, das in diesem Massenpunkt gedacht werden kann, eine geradlinige Auf- und Abwärtsbewegung. Die Frequenz der zu unterdrückenden Horizontallxewef;ung ist doppelt so groß wie die Arbeitsfrequenz <res Hauptsystems. Durch diese höhere Frequenz ist ein Unterdrücken dieser seitlichen Schwingungen wesentlich erleichtert.
  • In den erwähnten Beispielen sind die Magnetanker nur in einem Punkt befestigt. Selbstverständlicli wird die Führung wesentlich unempfindlicher gegen seitliche Kräfte, wenn der Anker an zwei Punkten au beiden Enden in Richtung der Bewegung gefaßt wird.
  • Die bei 1-e-erlauf oder geringer Belastung unerwünscht stark ansteigende Amplitude der Schwingungen kann auch dadurch begrenzt werden, daß elastische Anschläge vorgesehen sind oder daß die .Masse des schwingenden Systems oberhalb einer bestimmten Schwingungsweite verändert wird, indem eine Zusatzmasse mit vorgespannter Feder von der schwingenden '!Masse bei kleineren Schwingungen starr mitgenommen wird, oberhalb der erwähnten Grenze durch die größer werdende Beschleunigungskraft sich abhebt, in anderer Frequenz mitschwi=ngen will und die Hauptschwingung dadurch dämpft.

Claims (12)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. I?lektromagnetischer Schwingantrieb für Werkzeuge, dessen Anker von einem Magneten angezogen und durch Federkraft in Schwingungen gehalten wird, die ohne besondrere Führung oder Lagerung nur durch Federn geradlinig oder in einer Ebene verlaufen sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradlinigkeit der Bewegung des Werkzeugs direkt oder indirekt durch eine oder mehrere nicht schräubenförmige Doppelfedern erreicht wird, die spiegelbildlich zur Hauptebene des Magnetsystems angebracht sind.
  2. 2. Schwingantrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß diese Doppelfedern Teile aus Schraubenfedern enthalten (Abb. 2 bis 6).
  3. 3. Schwingantrieb nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Federn spiegelbildlich zur Schwingungsebene ausgebildet sind, die durch die Hauptebene A-A durch die Ankermitte verläuft (Abb. i bis 6).
  4. 4. Schwingantrieb nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, d@aß die ruhenden Einspannpunkte (29, 38, 45 und 67) der Federn außerhalb der Schwingungsebene A-A mit gleichen Abständen zu beiden Seiten von ihr liegen (Abb. 2, 3, 4, 6).
  5. 5. Schwingantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ruhenden Einspannpunkte (76 der Abb. 7) im Grenzfall in der Schwirngungsebene zusammenfallen und daß die Feder (75) vorzugsweise in dieser Ebene liegt.
  6. 6. Schwingantrieb nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fedler, die in dem einen Grenzfall schraubenähnlich ist (Abb.6), im anderen Grenzfall einen geraden Stab darstellt, der an den Enden zu beiden Seiten der Schwingungsebene fest eingespannt ist und dessen Mitte durch einen Hebel mit dem Anker und ebenso mit dem Werkzeug starr oder über ein elastisches Glied verbunden ist.
  7. 7. Schwingantrieb nach Anspruch i( bis 3; dadurch gekennzeichnet, daß alle Einspannpunkte (29 und 3o der Abb. 2) in einer Ebene liegen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung dies Ankers liegt. B.
  8. Schwingantrieb nach Anspruch i biss 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Anker mit den Mitten der Federsysteme direkt oder durch starre Verbindungsteile verbunden ist (Abb. 2 und 4 bis 6).
  9. 9. Schwingantrieb nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (33 der Abb. 3) mit den Endpunkten -der Hebel, die zu den Mitten (35) der Feder (36) führen, über elastische Zwischengliedeir (39) verbunden ist, die dem Anker (33) geradlinige Bewegung geben; so d'aß die Federmitte (35) nur Drehbewegung ausführt. io.
  10. Schwingantrieb nach Anspruch i biss dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Anker (33) Bewegungen überträgt auf zwei Federsysteme (36 und 37), wobei eine oder beide Federn durch Hebel direkt oder über elastische Zwischenglieder mit dem Anker verbunden sind, so daß an den Federmitten (35) entgegengesetzte Schwenkbewegungen entstehen. i i.
  11. Schwingantrieb nach Anspruch i bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradlinigkeit der Bewegung,des Werkzeugs (79 in Abb. 7) indirekt erreicht wird durch Ankopplung des Werkzeugs (79) an dien Antriebspunkt (78) mittels einer Blattfeder (77), deren Hauptachse in Richtung der verlangten Bewegung liegt und deren Steifigkeit in hierzu senkrechter Richtung mit der Masse des angekoppelten Werkzeugs so abgestimmt ist, daß die Eigenfrequenz außerhalb des Anregungsbereiches der doppelten Antriebsfrequenz liegt.
  12. 12. Schwingantrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß geradlinige Bewegung erreicht wird durch eine Kombination aus Schraubenfedern (8 und 9 in Abb. i), die die Beschleunigungskräfte für die schwingenden, Massen aufbringen, und Blattfedern (i2), die nur die Führung geben müssen.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1102559B (de) * 1953-04-07 1961-03-16 Theo Fecker Dr Ing Elektromagnetischer Schwingantrieb, insbesondere zum Antrieb von Kolbenpumpen
DE1133465B (de) * 1958-07-22 1962-07-19 Gen Controls Co Elektromagnetische Betaetigungsvorrichtung
DE1167980B (de) * 1960-06-22 1964-04-16 Krone Kg Magnetisch polarisiertes elektrisches Antriebssystem fuer Wecker, Relais od. dgl.
DE1257288B (de) * 1956-11-26 1967-12-28 Bendix Corp Elektromagnetischer Selbstunterbrecher

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