DE902641C - Elektromagnetischer Schwingantrieb - Google Patents

Description

• Elektromagnetisch periodisch erregte, mehr oder weniger gemäß der Beziehung auf Resonanz abgestimmte Schwingantriebe sind seit längerer Zeit bekannt und haben, wenn es sich um den Antrieb von Arbeitsvorrichtungen mit oszillierender Bewegung handelt, den Vorteil, daß sie den Umweg über ein Kurbelgetriebe vermeiden. Diese tAntriebe werden an Wechselstrom von beispielsweise 50 Hz angeschlossen und vollführen dann mechanische Schwingungen von 100 Hz oder bei Speisung über Einweggleichrichter immerhin noch 50 Hz.
• Dabei lassen sich nur Schwingweiten von wenigen Millimetern bei kleinen Nutzleistungen erzielen, die für die praktische Anwendung verhältnismäßig selten in Betracht kommen.
• Die technische Ausführbarkeit solcher Antriebe ist bei diesen hohen Erregerfrequenzen durch die Festigkeit des Federstahls eng begrenzt. Die Größe der schwingenden Gesamtmasse, die sich aus der Masse des Schwingankers als der aktiven Masse, der mitschwingenden Federanteile und der des Werkzeuges bzw. eines Kolbens od. dgl. zusammensetzt, bestimmt dile Federkonstante c, die bei der hohen gegebenen Erregerfrequenz die Größenordnung von 500 kg/cm und mehr erreichen kann, wobei die oft sehr schweren Federn die Grenze der Ausführbarkeit des Antriebs um so früher erreichen lassen, je größer die verlangte Schwingungsweite wird. Eine kleine Schwingungsveite und-die mit der Netzfrequenz verknüpfte große Schwingungszahl aber eignen sich sehr schlecht für den Antrieb von Werkzeugen wie Sägen, Feilen oder von Kolben usw., deren optimale Arbeitswege länger und deren mittlere Arbeitsgeschwindigkeiten niedriger liegen als die Schwingungsamplitude und die 5 chwingfrequenz eines solchen Antriebs.
• Der bisherige Vorteil, den Schwingantrieb aus dem Wechselstromlichtnetz ohne jede wegabhängige und dem Verschleiß ausgesetzte Schalterbetätigung lediglich nach dem Prinzip der erzwungenen Schwingungen zu betreiben, wird auch von der nachstehenden erfindungsgemäßen Anordnung beibehalten, die jedoch große Schwingungsweiten durch Abbau der Erregerfrequenz ermöglicht.
• Ein Ausführungsbeispiel ist in den Abb. I und 3 dargestellt. Der Anker I ist über die Stangen 2 und die Federn 3 schwingend in dem Mantelgehäuse 4 aufgehangen, in dem sich die sErregerspule 5 befindet. Das Feder-Masse- System kann in bekannter Weise auf verschiedene Eigenschwingungszahlen abgestimmt werden, wegen der geforderten großen Schwingungsweite soll sie beispielsweise 10 Hz betragen. Die Erregerspule 5 kann dann nicht mehr an das Wechselstromnetz z. B. von 50 Hz unmittelbar angeschlossen werden, sondern sie muß über eine im Prinzip dargestellte Gleichrichterschaltung erfindungsgemäß so gespeist werden, daß von dem Wellenzug (Abb. 2) nur eine positive Halbwelle x je 0,I s der Spule 5 zugeleitet wird und die restlichen neun positiven Halbwellen ebenso wie die negativen Halbwellen gelöscht werden, worauf dieser Vorgang sich periodisch wiederholt und die Schwingungen anfacht. Das Ventil 14 wird von einem bekannten Zeitkreis gesteuert, der aus einem Regelwiderstand g, einem Kondensator 10 und einer Glimmlampe 11 besteht und bei dem z. B. die Zeitkonstante des Aufladevorganges verwendet wird.
• Der Zeitkreis erhält seine Spannung über denTransformator 6 und den Gleichrichter 7, der Kondenstator 8 glättet den Gleichstrom. Ist der Kondensator 10 in der festgelegten Zeit von o,og s aufgeladen, so zündet die Glimmlampe 11, die Spannung am Kondensator 10 bricht zusammen und ein Spannungsimpuls wird über den Übertrager 12 in den durch die Spannung I3 gesperrten Gitterkreis des Ventils 14 hineingetastet, der die geforderte eine positive Halbwelle x für die 'Erregerspule 5 freigibt.
• Die Schwingungsweite kann mit Hilfe des Widerstandes 9 leicht beeinflußt werden. Ordnet man, um die Leistungsfähigkeit des Schwingantriebs zu erhöhen, eine zweite Erregerspule, wie in Abb. 3 dargestellt, an, so muß diese zusätzlich von einer gleichen, im Gegentakt arbeitenden Gleichrichterschaltung gespeist werden, die die zwischen zwei positiven Halb wellen symmetrisch liegende negative Halbwelle y über bekannte synchronisierende Koppeiglieder zeitgerecht freigibt.
• Anordnungen mit einer Erregerspule sind an 50-Hz-Netzen möglich für Antriebe mit folgenden Schwingungszahlen: 25 Hz, 16,66 Hz, 12,5 Hz, 10 Hz, 8,33 Hz, 7,14 Hz, 6,25 Hz, 5,55 Hz, 5,0 Hz usw. und für Antriebe mit zwei im Gegentakt arbeitenden Erregerspulen mit I6,66 Hz, 10 Hz, 7,14 Hz, 5,55 Hz usw.
• Der mit der Löschung von Halbwellen naturgemäß verbundene Leistungsausfall muß gegebenenfalls durch eine größere Impulsieistung der aktiven Halbwelle ausgeglichen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektromagnetischer, vom Wechsel stromnetz gespeister Schwingantrieb mit einer Erregerspule oder mit zwei im Gegentakt wirkenden Erregerspulen, dadurch gekennzeichnet, daß die das Feder-MasseqSystem anstoßende Erregerfrequenz durch Löschen überzähliger Halbwellen aus dem Wechselstromnetz normaler Frequenz mit Hilfe von elektrischen Ventilen und Zeitkreisen gewonnen wird und daß die Eigenschwingungszahl desFeder-Masse-Systems durch entsprechende Bemessung der Federkonstanten und der Masse so auf die neugewonnene impulsartige Erregerfrequenz abgestimmt ist, daß der Antrieb mit großen Schwingungsweiten arbeitet.