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Elektromagnetischer Schwingmotor
Die Erfindung bezieht sich auf einen
zentral und symmetrisch zur Mittelachse angeordneten elektromagnetischen Schwingmotor
zum Antrieb von lenkergeführten Wendelförderern, bei dem die Luftspaltflächen des
Erregermagnetsystems auf gegenüberliegenden Seiten einer durch die Mittelachse gehenden
Ebene liegen und die Polstirnflächen des Ankers zu den Polstirnflächen der parallel
zur Mittelachse verlaufenden Polschäfte des Magnetsystems komplementär ausgebildet
sind.
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Es ist bekannt, den Schwingungserreger zentral und symmetrisch zur
Mittelachse und die Polschäfte des Erregermagneten ebenfalls in Richtung dieser
Mittelachse anzuordnen. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um lenkergeführte Wendelförderer,
sondern um Förderer, die in einer geraden, gegebenenfalls geneigten bogenförmigen
Ebene hin- und herverschoben werden. Bei derartigen geraden Förderern stellt der
parallele Verlauf der Magnetluftspalte an den benachbarten Schwingfedern eine technische
Notwendigkeit dar.
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Ferner sind lenkergeführte Wendelförderer bekannt, bei denen die
Luftspaltebenen des Magnetsystems in Richtung der Lenkerfedern, d. h. parallel zur
Horizontalen, verlaufen. Die bekannten Wendelförderer arbeiten infolge einer derartigen
Ausbildung der Polschäfte des Erregermagneten mit relativ schlechtem Wirkungsgrad
bzw. erfordern vergleichsweise große Antriebskräfte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Leistungsfähigkeit
der lenkergeführten Wendelförderer zu erhöhen. Das Wesentliche der Erfindung
besteht
darin, daß die Luftspaltebenen des Magnetsystems mit der Horizontalebene den gleichen
Winkel einschließen wie die gegen diese Ebene geneigten Lenkerfedern. Gegenüber
dem Bekannten wird hierdurch die Leistungsfähigkeit des magnetischen Feldes und
demgemäß der Wirkungsgrad eines derartigen Schwingmotors zum Abtrieb von lenkergeführten
Wendelförderern erheblich verbessert bzw. die für den Betrieb eines solchen Wendelförderers
erforderliche Antriebskraft weitgehend herabgesetzt.
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An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung weiter erläutert. Es ist
Fig. I eine Seitenansicht einer Schwingvorrichtung mit einem elektromagnetischen
Schwingmotor gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine im rechten Winkel zur Darstellung
der Fig. I liegende Seitenansicht des Schwingmotors samt Schwingvorrichtung, Fig.
3 eine isometrische Einzelansicht des Kernes und des Ankers des Schwingmotors der
Fig. I und 2, Fig. 4 eine isometrische, abgeänderte Form des Ankers des Schwingmotors
der Fig. I bis 3, Fig. 5 eine Seitenansicht einer Schwingvorrichtung mit einem elektromagnetischen
Schwingmotor mit konzentriertem magnetischem Fluß im Luftspalt, der für die Konstruktion
der Fig. I und 2 benutzt werden kann, Fig. 6 eine Schwingvorrichtung mit federnd
gehaltenem Schwingmotor mit in entgegengesetzte Richtungen blickenden Polflächen,
Fig. 7 eine Draufsicht der Anordnung gemäß Fig. 6 zur Darstellung der Trageeinrichtung,
Fig. 8 eine isometrische Einzelansicht des Kernes und des Ankers des Schwingmotors
der Fig. 5.
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In den Fig. I und 2 weist die Schwingvorrichtung die schwere massive
Grundplatte I auf. Sie ist vorzugsweise ein auf Gummifüßen 2 ruhendes Gußstück.
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Darauf befindet sich das ringförmige Gehäuse 3, welches den Schwingmotor
und die nicht dargestellte Steuervorrichtung hierfür umgibt. Sie besteht gewöhnlich
aus einem Rheostaten und einem Gleichrichter, wenn die elektromagnetischen Schwingmotoren
auf elektromagnetische Impulse ansprechen sollen, die durch die Halbwellengleichrichtung
eines Wechsdstromes entstehen. Die intermittierenden Stromimpulse können auch durch
andere Verfahren erzeugt werden.
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Die Grundplatte I weist eine Anzahl von Schrägsitzen 4 auf, auf welchen
die unteren Enden von abgestimmten Federn, z. B. der Blattfedern 5, befestigt sind.
Die oberen Enden der Blattfedern sind an Sitzen 6 befestigt, die auf der Unterseite
des Rahmens 7 gebildet sind. Die Sitze + und die Federn 5 sind symmetrisch um die
Mittelachse 8 des Rahmens 7 angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel trägt der
Rahmen 7 eine oben offene Forderschale I0, in der sich eine spiralförmige Förderfläche,
wie bei II angedeutet, bis zum oberen Rand der Förderschale erstreckt. Die Gegenstände,
welche auf der Förderfläche II gefördert werden sollen, werden in die Mitte der
Schale 10 gebracht und gelangen durch Schwingen der Schale entlang der Spirale des
Troges In zur Öffnung 12.
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Der elektromagnetische Schwingmotor 13 erzeugt ein elektromagnetisches
Feld mittels der auf den Schenkeln des Kernes 15 sitzenden Wicklungen 14.
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Der andere Schwingmotorteil ist der Anker I6, wofür es verschiedene
Ausführungsarten gibt, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt wird.
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Der Kern 15 ist an gegenüberstehenden Winkel eisen I7 befestigt,
die auf den an der Grundplatte I befestigten Füßen 18 ruhen. Die Füße I8 zentrieren
den elektromagnetischen Schwingmotor 13 relativ zum Rahmen 7, wie dies durch die
Linie 8 angedeutet ist, und dienen auch zur Einstellung des Luftspalts.
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Die Füße ermöglichen, vertikale oder leicht geneigte Verstellbarkeit
um die richtigen relativen Lagen der gegenüberstehenden Polflächen zu erhalten.
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Die Wicklungen 14 des elektromagnetischen Feldes des Schwingmotors
I3 können in Serie liegen und von einem Netz von 220 Volt und 60 Perioden gespeist
werden. Sie sind parallel geschaltet, wenn sie aus einem Netz von 110 Volt gespeist
werden. Wie schon erwähnt, liegt gewöhnlich ein einziger Gleichrichter in Reihe
mit den Feldwicklungen des elektromagnetischen Schwingmotors, um für seinen Betrieb
intermittierende Halbwellenstromimpulse zu erhalten. Die Spannung an den Wicklungen
braucht man bloß durch einen Rheostaten zu ändern, um die Schwingungsamplitude einzustellen.
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Der Anker 16 ist mittels der Schrauben 20 am Rahmen 7 befestigt.
Der Rahmen 7 ist als hohles Gußstück hergestellt. Durch die Schrauben 21 ist die
Schale 10 am Rahmen befestigt. An Stelle der Schale 10 kann man auch eine andere
Einrichtung verwenden, in der dem Material eine kreisförmige Förderbewegung erteilt
wird. Das Material muß sich im Behälter herumbewegen. Ist eine sich nach oben erstreckende
Spirale vorgesehen, wird sich das Material weiter auf verschiedene Höhen bewegen.
Dadurch entsteht ein spiralförmiger Förderer, weil sich der Rahmen mit allem, was
er trägt, um die zentrale Achse in einem begrenzten, geneigten Bogen bewegt. Diese
bogenförmige Bewegung kehrt in beiden Richtungen immer von selbst um. Bei dem in
den Fig. I, 2 und 3 dargestellten Schwingmotor weist der Kern 15 zwei in entgegengesetzter
Richtung blickende Polflächen 22 und 23 auf, die auch in der Fig. 4 dargestellt
sind.
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Die beiden Polflächen verlaufen im wesentlichen ebenso geneigt wie
die Lenkerfeder 5 der Fig. I.
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Der Anker I6 hat einen rechtwinkligen Querschnift.
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An seinen beiden Enden sind zwei Nuten eingeschnitten, welche die
Polflächen 24 und 25 darstellen, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Polfläche 24
arbeitet mit der Polfläche 22 und die Polfläche 25 mit der Polfläche 23 zusammen.
Der Anker und die Feldmagnete können auch relativ zueinander umgekehrt sein. Die
Polflächen 24 und 25 sind ebenso schräg wie die Polflächen 22 und 23; sie blicken
also ebenso in entgegengesetzte Richtungen.
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Der Anker 27 der Fig. 4 hat nach unten gerichtete Schenkel 28. Sie
enden in den ebenfalls in entgegengesetzte Richtungen blickenden Polflächen 30 und
3I und sind geneigt wie die Polflächen 22 und 23. Der einzige Unterschied zwischen
dem Anker der Fig. 3 und dem der Fig. 4 ist, daß sich bei der Fig. 4 die
Polflächen
30 und 31 an herabhängenden Schenkeln befinden, während die Polflächen 24 und 25
durch Einkerben der Ankerenden entstehen.
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In der Fig. 5 weist der Kern 15 des elektromagnetischen Schwingmotors
schräge Polflächen 37 auf. Der Anker 38 hat die schrägen Ergänzungspolflächen 39.
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Sie sind abgesetzt und flächenmäßig kleiner. Am gegenüberliegenden
Ende des Ankers verlaufen die Polflächen in der entgegengesetzten Richtung geneigt,
wie dies gestrichelt angedeutet ist. Besser dargestellt ist diese Konstruktion in
der Fig. 8. Die zugespitzten Polflächen 37 und 39 konzentrieren den Fluß an den
gegenüberliegenden Polflächenpunkten. Dies ergibt eine größere Drallwirkung für
den Anker.
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Die Konstruktion gemäß Fig. 6 und 7 besitzt ebenso eine Förderschale
wie in den Fig. I und 2. Die Gußgrundplatte 40 wird ebenso durch Gummifüße 41 getragen.
Sie hat eine ringförmige Öffnung 42 zur Aufnahme des Kerns 15 des elektromagnetischen
Schwingmotors. Auf dem Kern sind die Wicklungen 14 angebracht. Durch die Platte
43 wird der Kern gehalten. Sie ist durch die Schraubbolzen 44 an der Grundplatte
40 befestigt.
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Das Gußstück 40 weist vier schräg verlaufende Löcher45 auf. Wie aus
Fig. 7 ersichtlich, sind die symmetrisch um das Gußstück im Winkel von go" voneinander
angeordnet. Die Neigung der Öffnungen 45 zur Horizontalen beträgt im wesentlichen
450.
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Die Öffnungen 45 sind an ihrem unteren Ende mit einer ringförmigen
Schulter 46 und einem Rohr versehen, welches am oberen Ende eine ringförmige Schulter
47 aufweist. Jede dieser Schultern steht im rechten Winkel zur Achse der Öffnung
45.
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In jeder Öffnung 45 befindet sich eine Doppelfeder 50. Das Zylinderaußengehäuse
51 sitzt mit seinem Flansch 52 an den ringförmigen Schultern 46 am Ende jeder Öffnung.
Das federnde Material der Doppelfedern 50 ist zwischen dem Außengehäuse 51 und dem
Innenrohr 53 einvulkanisiert. Seine Enden laufen verjüngt zu.
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Die Innenrohre 53 dienen zur Aufnahme der Schraubenbolzen 56. Sie
sind in den Gewindebohrungen der Vorsprünge 57 befestigt. Das eine Ende der Federn
50 und ihrer Rohre 53 erstreckt sich über die Zylinder 51 hinaus zwecks ihrer Befestigung.
Die Enden der Schraubenbolzen 56 haben Unterlegscheiben 58 für die Befestigung der
vorspringenden Enden der Federn 50 durch die Schraubenmuttern 59. Durch ihr Anziehen
werden die Rohre 53 und die Federelemeute 50 gegeneinander verstellt, soweit die
Biegsamkeit der Federelemente eine axiale Bewegung des Bolzens 56 gestattet. Somit
steht das Federmaterial zwischen dem Zylinder 51 und dem Innenrohr 53 unter Scherwirkung.
Durch Festziehen der Schraubenmuttern 59 erhält jedes Federelement 50 eine Vorbelastung
und kann so abgestimmt werden, daß der Rahmen welcher durch die Federn für eine
Schwingung in einem begrenzten geneigten Bogen nachgiebig gehalten wird, eine Eigenfrequenz
von einigen Perioden unterschiedlich von der Frequenz des pulsierenden Antriebsstromes
aufweist.
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Der Anker I6 ist unmittelbar oberhalb des Kernes 15 angeordnet, so
daß er von ihm nach unten gezogen werden kann. Die Anordnung der Federglieder in
einem Winkel zur Horizontalen bewirkt, daß der Rahmen 6I in einem begrenzten, geneigten
Bogen in der gleichen Weise in Schwingung versetzt wird wie die Konstruktion der
Fig. I und 2. Die Federelemeute 50 mit ihren Schraubenbolzen 56 lenken die Schwingung
des Rahmens 6I.
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Der Schwingmotor mit den in entgegengesetzte Richtungen blickenden
Polflächen kann zum Antrieb eines Förderers oder einer anderen Einrichtung benutzt
werden, die um eine zentrale Achse angeordnet ist, unabhängig davon, ob sie durch
Blattfedern oder andere federnde Elemente gehalten wird.