DE905683C - Einrichtung zur Erzeugung grosser Wechselkraefte hoher Frequenz - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Erzeugung großer Wechselkräfte hoher Frequenz Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Erzeugung großer Wechselkräfte, die dazu dienen, mechanische Schwingungen beispielsweise zum Aussieben von körnigen und pulverförmigen Stoffen, zum Verdichten derartiger Stoffe, etwa Beton u. dgl. oder für sonstige industrielle Zwecke, zu verwenden. Es hat sich hierbei gezeigt, daß in vielen Fällen eine Frequenzabhängigkeit besteht, d. h. für ein bestimmtes Verfahren bzw. zur Behandlung eines Gutes mit bestimmten Eigenschaften gibt es eine optimale Frequenz, bei der die Wirkung am größten ist. Die Erregerfrequenzen liegen bei den heute üblichen Schwinggeräten in bestimmten Grenzen fest. Der mechanische Erreger arbeitet im allgemeinen mit I5oo oder 3ooo Schwingungen, der elektrische mit 3ooo bzw. 6ooo Schwingungen in der Minute. Es hat sich nun gezeigt, daß viele Verfahren, bei denen mechanische Schwingungen auf ein Gut einwirken, sich erst bei viel höheren Frequenzen wirkungsvoll gestalten lassen. Man hat hierbei, abgesehen von mechanisch angestoßenen Schwingern, elektrodynamisch oder elektromagnetisch in Bewegung versetzte Geräte verwendet, bei denen als Gegenkraft Biegungsfedern in Gestalt von Blatt- oder Schraubenfedern oder auch auf Drehung beanspruchte federnde Stahlstäbe dienten. Schwierigkeiten machte hierbei die bauliche Gestaltung derartiger Schwinggeräte; vor allem der Federn, wenn für den Erregerstrom höhere als die übliche Netzfrequenz gewählt worden war.
• Gemäß der Erfindung sind das aus einem von Wechselstrom höherer Frequenz als 5o Perioden erregte Magnetsystem und der dazugehörige Anker je an einem starren Träger befestigt, und diese Träger sind durch eine Mehrzahl von in der Längsrichtung federnden Stahlstangen oder Stahlrohren verbunden.
• In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.
• Fig. I zeigt ein Gerät, mit dem eine mechanische Frequenz von 5oo Hz erzeugt werden kann, wobei die Schwingkräfte etwa 3ooo kg groß sind. Der starre Träger- oder Grundblock I ist durch vier Stahlrohre 2 mit der in sich starren Schwungmasse 3 verbunden. An dem Block I ist der Magnet 4 mit der Wicklung 5 befestigt, und der Anker 6 ist mit der Schwungmasse 3 verbünden. Die Stahlrohre wirken als Längsschwingungsfedern, so daß beim Einschalten des Magneten 5 die Grundmasse I mit der Magnetmasse 4 und die Schwungmasse 3 mit der Ankermasse 6 gegeneinander schwingen. Die während des Schwingens auf Zug und Druck beanspruchten Längsfedern haben eine sehr hohe Federkonstante, so daß die Eigenschwingungszahl des gesamten Schwingsystems sehr hoch liegt, in dem beschriebenen Fall bei etwa 5oo Per./s, so daß bei Anwendung entsprechend frequenten Wechselstromes Resonanzschwingungen der erwähnten großen Stärke auftreten. Der Magnet selbst wird mit einem 25operiodigen Wechselstrom gespeist, wodurch die 5oo-periodige Wechselkraft erzeugt wird. Die hochfrequente Schwingungsenergie wird durch geeignete Einrichtungen von der Oberkante 7 der Schwungmasse 3 abgenommen. Sie kann z. B. zur Herstellung von Dispersionen oder Emulsionen, zur Verdichtung von feinkörnigem Gut oder zur Eggregation von feinverteilten festen Teilchen in Suspensionen dienen.
• Um störende Wechselkräfte vom Fundament fernzuhalten, kann die ganze Einrichtung in bekannter Weise auf weichen Druckfedern oder Gummipuffern gelagert werden. Zur Behandlung von zäh-breiigen Stoffen, wie Kitten, Leim und vor allem Beton, kann das Gerät auch auf die zu bearbeitende Masse von oben einwirken. Um z. B. den thixotropen Zustand eines wasserarmen Betons zu erhalten, wird das Gerät einfach auf die Betonoberfläche gestellt, und die hochfrequente Schwingenergie strahlt von der Unterkante 8 des Grundblockes I aus in die Masse hinein.
• Die Fig.2 zeigt dasselbe Gerät im Grundriß. Die Stabfedern 2 werden durch die Klemmbacken 9 mit der Schwungmasse 3 und dem Grundblock I durch Anpressen mittels kräftiger Schrauben fest verbunden.
• An Stelle der Vollstabfedern können auch Rohr-Stäbe verwendet werden, die den Vorteil eines größeren Knickungswiderstandes aufweisen. Bei großen Schwingkräften ist nämlich die Knickungsbeanspruchung der Längsschwingungsfedern 2 sehr stark. Um diese Rohre durch die Klemmverbindungen g, ohne sie einzudrücken, befestigen zu können, sind sie an den Enden mit Dornen Io ausgefüllt, wie Fig. 3 in einem Längsschnitt zeigt.
• Nach Fig.4 ist in den Längsschwingungsfedern 2 zur Erhöhung der Federkonstante und damit der Eigenfrequenz des Geräts noch ein Vollstab II angeordnet, der in dem Grundblock sich mit einer Verdickung dem Rohr 2 anpaßt, während am oberen Ende zwischen dem äußeren Rohr und dem Stab II ein ringförmiger Füllkern I2 eingelegt ist. Die Eigenschaften der Schwingstäbe können geändert werden, indem der Füllkern weggenommen und damit der Vollstab als Federteil ausgeschaltet wird. Derartige Veränderungen können für den Betrieb mit anderen Stromfrequenzen erforderlich werden.
• Die Rohrfedern können auch verschiedene Querschnittsflächen haben, die so bemessen sind, daß durch nacheinander erfolgendes Zuschalten der einzelnen Federpaare ganz bestimmte Frequenzstufen erhalten werden, um in der Lage zu sein, die für ein bestimmtes Gut optimale Schwingungszahl einstellen zu können.
• Nach Fig. 5 dienen als Längsschwingungsfedern paketartig geschichtete flache Stahlstäbe 13, die am oberen Ende in der Länge abgestuft und einzeln durch Klemmen nach Art der in Fig. 2 dargestellten oder mittels durch Bohrungen geführter Bolzen I4 an der Schwungmasse 3 befestigt sind. Ist z. B. nur die längste Feder mit der Schwungmasse 3 verbunden, indem die oberste Klemmbacke 1q. fest angezogen wird, so ist die Schwingungsfrequenz niedrig; ist dagegen nur die unterste Klemmbacke fest angezogen, so wirken alle vier Federn, und die Frequenz ist sehr hoch.
• Fig.6 zeigt im Grundriß eine Anordnung, bei der zweimal vier Längsschwingstäbe 2 vorgesehen sind, von denen je nach den gewünschten Federkonstanten bzw. Resonanzverhältnissen nur einige oder alle festgeklemmt werden. Man kann selbstverständlich auch noch mehr Längsstäbe anbringen, um die Schwingfrequenz noch mehr zu steigern.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Erzeugung großer Wechselkräfte hoher Frequenz für industrielle Zwecke durch ein von Wechselstrom erregtes Magnetsystem und einen davon bewegten Anker, wobei der Anker oder die Basis des Systems zur Übertragung der mechanischen Schwingungen dient, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem und der Magnetanker je an einer starren Masse befestigt und diese beiden Massen durch eine Mehrzahl von in der Längsrichtung federnden Stahlstangen oder Stahlrohren verbunden sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Verbindungsstäbe einzeln lösbar befestigt sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung Hohlstäbe dienen, die an den Befestigungsstellen mit den Klemmdruck aufnehmenden Kernen versehen sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungsrohren Vollstabfedern angeordnet und an den Enden den Querschnitt füllende Kernstücke vorgesehen sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsteile geschichtete Flachstäbe dienen, die wahlweise mit den Massen verbunden werden können.