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Schwingankermotor, dessen Anker auf zwei entgegengesetzten Seiten
Längskugellager zur Parallelführung besitzt Die Verwendung von - Schubmagneten bei
Schwingankermotoren bietet gegenüber den sogenannten gegenständigen Magneten, bei
denen Anker und Ständer ebene, zur Anzugsrichtung senkrechte Polflächen aufweisen,
den Vorteil, daß der Luftspalt sehr klein gehalten werden kann. Die mit gegenständigen
Magneten versehenen Schwingankermotoren müssen dagegen im Bereich eines relativ
großen Luftspaltes arbeiten, da sonst die Gefahr besteht, daß der Anker vom einer
gewissen Schwingbreite ab infolge des starken Anstiegs der Leitfähigkeit nahe dem
Pol gegen diesen anschlägt. Gerade der Bereich, der infolge des großen Leitfähigkeitsanstiegs
eine Leistungsumsetzung mit gutem Wirkungsgrad ermöglichen würde, kann also wegen
des labilen Betriebszustandes nicht ausgenutzt werden.
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Demgegenüber haben die Schubmagnete, bei denen sich die Luftspaltflächen
von Anker und Magnet parallel zueinander verschieben, den Vorteil, daß sie in einem
Luftspaltbereich arbeiten, in dem ein genügender Anstieg der Leitfähigkeit vorhanden
ist. Sie verlangen aber in der Fertigung größeren Aufwand und werden damit teurer,
was der Grund dafür ist, daß diese Magnete bisher nur selten verwendet worden sind.
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Eine der bekannten Lösungen des Problems der Paräll,dlführung des
Ankers in bezug auf den
Ständer besteht darin, daß Blattfedern als
Führungselemente benutzt werden. Hierbei arbeitet das Parallelführungssystem praktisch
reibungslos und hat. bei richtiger Dimensionierung der Federn eine lange Lebensdauer.
Dies hat aber den Nachteil, daß die Parallelführung bei größeren Hüben -nicht mehr
genau arbeitet, da bei größerer Durchbiegung der Blattfedern unter der Einwirkung
von Querkräften eine seitliche Verschiebung des Aufhängesystems eintreten kann.
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Es sind ferner Anordnungen von Längskugellagern für die Parallelführung
in Schwingankermotoren bekanntgeworden, bei denen zwei Längskugellager über der
Längsachse des Ständers und zwei weitere zu beiden Seiten von dieser an der Unterseite
des Ständers angeordnet sind. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß, wenn ein geringes
Spiel in den Kugellagern, z. B. durch Ungenauigkeit der Fertigung oder durch Erwärmung
der Maschine während des Laufs, auftritt, die Kugellager zum Ausschlagen neigen.
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Um das Ausschlagen zu vermeiden, wurde ferner angeregt, Kugelführungen
nur an einer Seite des Ständers zwischen diesem und dem Anker anzubringen und den
Anker elastisch gegen den Ständer anzudrücken, d. h. eine kraftschlüssige Verbindung
zwischen Anker und Ständer über die Laufkugeln zu schaffen. Mit dieser Anordnung
wird wohl der Zweck erreicht, ein während des Betriebes etwa auftretendes Spiel
des Schwingankermotors auszugleichen. Sie hat aber den Nachteil, daß durch den konstanten
Druck des Ankers gegen den Ständer die Laufreibung erhöht wird und daß im Falle
einer großen äußeren Belastung (z. B.- eines Schlages) auf die Maschine die Gefahr
besteht, daß die Wirkung der Parallelführung zeitweise aufgehoben werden kann, und
zwar dann, wenn die äußere Belastung größer als die Federkraft ist, welche den Anker
gegen den Ständer drückt.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingankermotor, dessen Anker
auf zwei entgegengesetzten Seiten Längskugellager zur Parallelführung besitzt. Die
genannten Nachteile werden durch die Erfindung vermieden, da diese eine Parallelführung
mit Längskugellagern vorsieht, die nicht kraftschlüssig, sondern formschlüssig arbeitet,
bei der aber gegenüber den bekannten Längskugellagern durch Anordnung einer Spannvorrichtung
die Möglichkeit gegeben ist, die Einstellung 'so genau vorzunehmen, daß kein Spiel
@ in den Kugellagern mehr auftreten kann. Die Spannvorrichtung arbeitet dabei so,
daß nicht nur kein Druck auf das Kugellager ausgeübt wird, sondern, daß im Gegenteil
der Druck der elastisch verformten Spannvorrichtung zum Kugellager in entgegengesetzter
Richtung (Gegendruck) verläuft. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung
vorgeschlagen, die Kugellager auf der einen und/oder anderen Seite des Ankers an
einem oder mehreren verstell-und feststellbaren Spannbügeln anzubringen, die zur
Entlastung der Kugellager einen vom Anker weg gerichteten Gegendruck ausüben. Es
gibt nun im wesentlichen zwei Möglichkeiten bezüglich der Ausbildung der Spannbügel,
nämlich einmal die, daß die Spannbügel elastisch sind und den notwendigen Gegendruck
selbst erzeugen oder zum anderen die, daß die Spannbügel beispielsweise mittels
Schraubbolzen angezogen werden, wobei auf die Spannbügel einwirkende Federn, insbesondere
Tellerfedern, den Gegendruck erzeugen.
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Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt Bild I den Grundriß eines Schwingankermotors, Bild 2 einen Aufrißschnitt
nach II-II in Bild I, Bild 3 einen Seitenriß teilweise im Schnitt und Bild 4 eine
weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Spannbügel auf Tellerfedern aufruhen.
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Mit I ist der Ständer eines Elektromagneten bezeichnet, der vermittels
vier Schraubbolzen 2 mit einer Grundplatte 3 verschraubt ist. Die Pole 4 und 5 des
Ständers sind mit Wicklungen 6 und 7 versehen. Zwischen den Polen 4 und 5 befindet
sich der Anker 8, der sich parallel zwischen den Polen hin-und herbewegt. An der
oberen und unteren Seite des Ankers 8 sind zu dessen Parallelführung U-Schienen
9 und Io fest angebracht. In den Kanten dieser U-Schienen liegen Stahldrähte II
bis I4 (Bild 3), die als Auflage für in Kugelkäfigen od. dgl. befindliche Stahlkugeln
15 dienen. Die Kugeln 15 sind weiterhin geführt durch Stahldrähte 16 bis I9, die
den vorher genannten Drähten II bis 14 so gegenüberstehen, daß sie zusammen je ein
Quadrat bilden.
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Während die Drähte 18 und I9 in einer. als U-förmige Schiene dienenden
Aussparung der Grundplatte 3 ruhen, liegen die Drähte 16 und 17 in den Kanten des
mit einer U-Schiene versehenen Balkens 2o, der an seinen Enden durch Schrauben mit
den beiden Spannbügeln 2I verbunden ist. Diese Spannbügel sind auf einer. Seite
durch die Schrauben 22 und 23 mit der Grundplatte 3 verschraubt, während ihr anderes
freies Ende mit Hilfe des Schraubbolzens 24 gegen die Grundplatte 3 gezogen werden
kann.
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Werden die Spannbügel 21 auf diese Weise gespannt, so drückt der mit
ihnen verbundene Balken 2o nach unten, wodurch ein etwa vorhandenes Spiel zwischen
den Kugeln 15 und den sie führenden Drähten beseitigt werden kann. Da die Spannbügel
21 in ihrem elastischen Bereich nach unten umgebogen werden, stehen sie ständig
unter einer Vorspannung, die sie nach oben zurückbiegen, d. h. den Abstand zwischen
den Kugellaufdrähten und den Kugeln vergrößern will. Die Kugellager befinden sich
also nicht unter Druck, sondern sind völlig entlastet, so daß durch das beschriebene
Einstellungssystem eine sehr genaue Formschlüssigkeit der bewegten Teile erzielt
wird.
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Die Einstellung geschieht in der Weise, daß die Spannbügel 2i mit
Hilfe der Schraubbolzen 24 zunächst so weit angespannt werden, bis die Spannbügel
ihrer Vorspannung Widerstand entgegensetzen, d. h. bis ihre Elastizität wirksam
wird. Jetzt werden die beiden Schraubbolzen abwechselnd weiter festgezogen, wobei
gleichzeitig durch Hin-und
Herbewegen des Ankers 8 festgestellt
wird, ob dieser noch frei läuft. Der Augenblick, wo das Spiel zwischen den Kugeln
15 und der sie führenden Drähte (II bis I4, 16 bis I9) beseitigt ist, kann hierbei
rein gefühlsmäßig festgestellt werden. Größere Sicherheit bezüglich einer richtigen
Justierung ergibt sich dann, wenn beide Spannbügel zunächst probeweise etwas zu
stark angespannt werden, so daß sich der Anker nur mit Mühe bewegen läßt, und daran
anschließend die Schraubbolzen 24 wieder so weit gelockert werden, bis der Anker
gerade frei verschiebbar ist. Ein auf diese Art justierter Anker verändert seine
Einstellung selbst bei längerer Betriebsdauer nicht.
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In Bild 4 bedeuten 25 und 26 zwei- Bolzen, auf denen Tellerfedern
27 und 28 ruhen. Über diesen liegt der Bügel 3I, der mittels Muttern 29 und 30 nach
unten gepreßt werden kann. Hierbei spannt er den Balken gegen die Kugellager, wobei
aber gleichzeitig die Tellerfedern 27 und 28 einen Druck entgegen der Schraubrichtung,
also einen nach oben gerichteten Druck, ausüben. Die Wirkung ist also die gleiche,
wie die am Beispiel der Bilder I, 2 und 3 erläuterte Wirkung.
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Die Einstellurig des Kugellagers nach Bild 4 geschieht in ähnlicher
Weise, wie dies bereits für das Ausführungsbeispiel nach Bild I bis 3 erläutert
wurde. Bei der Ausführung nach Bild 4 müssen allerdings auf jeder Seite des Ankers
jeweils zwei Muttern 29 und 3o möglichst gleichmäßig angezogen werden, während bei
der Ausführung nach Bild I bis 3 das Anziehen nur eines Schraubbolzens auf jeder
Seite des Ankers erforderlich ist. Der Vorteil der Ausführungsform nach Bild 3 besteht
gegenüber der anderen darin, daß der Schwingankermotorverhältnismäßig schmal (geringe
Breite) gebaut werden kann.
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Statt der mit Stahldrähten versehenen Kugellager können natürlich
auch andere bekannte Längskugellager verwendet werden, z. B. solche, bei denen die
Kugeln in V-förmigen Schienen oder Aussparungen laufen.