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Vorrichtung zum Erzeugen von Schwing- oder Rüttelbewegungen Zum Erzeugen
von Schwing- oder Rüttelbewegungen werden mechanische Vorrichtungen benutzt in Form
von Exzentern, Nocken oder Unwuchten. Soweit mit Unwuchten gearbeitet wird, befinden
sich diese auf der zu Schwing- oder Rüttelbewegungen angeregten Masse, so daß die
Bewegungsenergie über flexible Wellen zugeführt werden muß, wenn nicht der Antriebsmotor
auf der schwingenden Vorrichtung selbst angeordnet wird, dann aber die Schwingbewegung
mit ausführen muß. Die Nachteile, die derartige mechanische Einrichtungen mit sich
bringen, insbesondere das Anfahren der schwingenden Vorrichtung gegen Anschläge
od. dgl., das Erfordernis, mit biegsamen Wellen zu arbeiten u. dgl., haben dazu
geführt, die Schwing- oder Rüttelbewegung elektrisch bzw. elektromagnetisch zu erzeugen.
Der Nachteil der elektrischen Erregung der Schwingbewegungen liegt darin, daß man
im allgemeinen an die durch das-Stromnetz gegebene Frequenz gebunden ist oder nur
durch besondere Maßnahmen, wie Einschaltung von Unterbrechern od. dgl., andere Frequenzen
einstellen kann. In vielen Fällen läßt sich mit solchen Unterbrechern der damit
verbundenen Funkenbildung wegen nicht arbeiten.
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Es ist ferner bekannt, mit umlaufenden Elektromagneten zu arbeiten,
denen elastisch gelagerte Magnete, meist elektrisch erregt, gegenüberstehen. Die
Stromzufuhr zu solchen Elektromagneten bringt ebenfalls die Gefahr der Funkenbildung
mit sich. Außerdem sind solche Einrichtungen in dem rauhen Betrieb, in welchem derartige
Rüttler oder Schwinger arbeiten müssen, äußerst störanfällig.
Zweck
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Schwing- oder Rüttelbewegungen,
wie sie beispielsweise für Siebe, Rüttler od. dgl. erforderlich sind, vorzuschlagen,
bei der der schwingende Körper, ohne gegen Anschläge od. dgl. anzulaufen, frei ausschwingen
kann, die keine flexiblen Wellen od. dgl. benötigt, mit jeder Tourenzahl angetrieben
werden kann und dabei nicht mit elektrischen Unterbrechern oder elektrisch erregten
Magneten arbeiten muß, die beispielsweise für Bergwerke unter Tage störende oder
gefährliche Funkenbildung hervorrufen. Dies kann erreicht werden, indem eine solche
Vorrichtung mit Dauermagneten ausgerüstet wird, die die Umwandlung der Antriebsbewegung
in eine Schwing- oder Rüttelbewegung vornehmen.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, mit Hilfe von dauermagnetischen
Kreisen umlaufende Bewegungen in hin- und hergehende Bewegungen, sowie umgekehrt,
umzuwandeln. Die hin- und hergehende Bewegung einer solchen als Getriebe anzusehenden
Vorrichtung könnte im streng physikalischen Sinne als eine Schwingung angesehen
werden, indes wäre sie für den Antrieb von Rüttlern, Schwingsieben oder ähnlichen
Arbeitsmaschinen ungeeignet. Vor allem fehlt die elastische Aufhängung des hin-
und herbewegten Gliedes. Der erregende Dauermagnet läuft in einem aus Polschuhen
gebildeten feststehenden Gehäuse um, die magnetischen Kraftlinien werden durch Eisenleitstücke
den Arbeitsluftspalten am hin- und herbewegten Glied zugeleitet. Die ständig umzumagnetisierenden
Polschuhe und Eisenleitstücke geben zu erheblichen Streuverlusten Anlaß.
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Demgegenüber .sollen gemäß der Erfindung ohne Ummagnetisierung von
Leitstücken in wesentlicher Vereinfachung des Gesamtaufbaues unmittelbar die anziehenden
und abstoßenden Kräfte von Magnetsystemen ausgenutzt werden, die in bestimmter Weise
zueinander angeordnet sind. Die umlaufende, mit Dauermagneten besetzte Welle ist
hierzu von einem Gehäuse umgeben. Dieses Gehäuse ist elastisch gegenüber dem Träger
der Lager für die umlaufende Welle abgestützt. Das elastische Abstützen erfolgt
zweckmäßigerweise mittels Blattfedern. Das Gehäuse ist mit Dauermagneten besetzt,
und diese sind zur Verkürzung des Luftspaltweges mit Weicheisenpolplatten versehen,
die radial nach innen zur mindestens teilweisen Endabdeckung der umlaufenden Magnete
hineinragen. Die Anordnung arbeitet mit einem Mindestmaß an Teilen, die einem Verschleiß
unterliegen könnten.
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Die mit der Welle umlaufenden Magnete und die auf dem Innenumfang
des Gehäuses befindlichen Magnete werden so zueinander angeordnet, daß zwischen
dem Drehkreis und dem Innenumfang der in einer Ebene schwingenden Magnete ein der
Schwingungsweite entsprechender Abstand besteht.
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In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, und zwar ist Abb. I eine Seitenansicht und Abb. 2 ein senkrechter Axialschnitt.
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Eine Welle I ist in Lagerböcken 2 ortsfest gelagert. Diese Welle ist
mit Magneten 3 und 4 besetzt. Im gewählten Beispiel sind jeweils eine Gruppe von
drei Magneten 3 und von drei Magneten 4, die auf je einem Teilumfang, fest mit der
Welle verbunden, vorgesehen sind. Jede Magnetgruppe könnte auch von einem Magnetsegment
gebildet werden, und tatsächlich stehen sich die beiden Magnetgruppen segmentartig
gegenüber. Die Magnete in jeder Gruppe, im vorliegenden Falle zylinderförmige Magnete,
sind in Richtung der Wellenachse magnetisiert, und zwar die eine Gruppe in entgegengesetzter
Richtung zur anderen, wie durch eingetragene Buchstaben in der Zeichnung (Abb. 2)
gekennzeichnet.
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Fest mit den Lagerböcken verbunden sind zwei Paar Blattfedern 5 und
6. An den Enden dieser Blattfedern, ist das zylindrische Gehäuse 7 befestigt. Das
zylindrische Gehäuse 7 kann infolge dieser Lagerung auf den Blattfedern 5 und 6
nur eine Bewegung ausführen und unter Bezugnahme auf Abb. 2 senkrecht zur Zeichenebene.
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In dem Gehäuse 7 sind zwei Gruppen von Magneten 8 und 9 untergebracht,
und zwar stehen sich die Gruppen, die im gewählten Beispiel aus je sechs zylinderförmigen
Magneten bestehen, so gegenüber, wie dies für die umlaufenden Magnetgruppen 3 und
4 geschildert wurde. Auch diese Magnetgruppen könnten durch ganz- oder mehrstückige
Magnetsegmente ersetzt sein. Die Magnetisierung beider Gruppen ist im Gegensatz
zu den umlaufenden Magnetgruppen gleichsinnig, wie in der Zeichnung (Abb. 2) durch
eingesetzte Buchstaben gekennzeichnet.
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß es im Rahmen der Erfindung liegt,
in den einzelnen Magnetgruppen 3 und 4 bzw. 8 und 9 jeweils eine größere oder geringere
Anzahl von Magneten unterzubringen, und daß sie eine von der Zylinderform abweichende
Gestalt haben können.
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Die Befestigung der Magnete 8 und 9 im zylindrischen Körper 7 erfolgt
mit Hilfe von Weicheisenplatten Io und II, die radial nach innen so weit vorspringen,
daß sie mindestens einen Teil, im vorliegenden Beispiel die Hälfte der Endflächen
der Magnete 3 und 4, überdecken. Diese Weicheisenplatten, die fest mit dem Gehäusekörper
7 verbunden sind, wirken als magnetische Leitstücke, so daß in ihrem Endbereich,
in welchem sie zweckmäßigerweise nach innen gerichtet abgeschrägt sind, mit den
umlaufenden Magneten 3 und 4 einen magnetischen Luftspalt bilden. Außerdem sind
die Platten mit Ausnehmungen 12 und 13 (vgl. Abb. I) versehen, und zwar derart,
daß polschuhartige Gebilde 14 und 15 (vgl. Abb. i) entstehen, deren Umfangslänge
etwa dem Umfang einer Magnetgruppe 3 bzw. q. entspricht.
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Das Gehäuse 7 wird zweckmäßigerweise aus nichtferromagnetischemWerkstoff
hergestellt.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Werden die feststehende
Welle und damit die Magnetgruppen 3 und q. in Umlauf versetzt, so wird das Gehäuse
7 jeweils in einer Richtung abgestoßen, wenn sich wie im Ausführungsbeispiel (Abb.
2) gleichnamige Pole der Magnetgruppe 3 und der Polplatten ii gegenüberstehen, während
das Gehäuse angezogen wird, wenn sich, wie in Abb. 2 in Verbindung mit der Magnetgruppe
4 dargestellt, unmagnetische Pole gegenüberstehen.
Da sich das Gehäuse
7 infolge der Lagerung in Blattfedern nur in einer Ebene bewegen kann, ergibt sich
eine Schwingbewegung, deren Frequenz abhängig ist von der Umlaufzahl der Welle I.
Das System schwingt vollkommen frei in den Federn und läuft an keiner Stelle an
irgendwelche Anschläge od. dgl. an. Die Schwingungsweite ist abhängig von der Bewegungsfreiheit,
die die Federn gewähren, und selbstverständlich bei jeder speziellen Ausführungsform
begrenzt durch den Abstand zwischen dem Außenumfang der Magnetgruppe 3 und 4 und
dem Innenumfang der Magnetgruppen 8 und g.
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Das Gehäuse 7 wird mit einer der dafür vorgesehenen Abflachungen 16
an einer Vorrichtung befestigt, die zu einer Schwing- oder Rüttelbewegung angeregt
werden soll. Es ist möglich, an beiden Abflachungen 16 eine solche Vorrichtung zu
befestigen, so daß von einem dauermagnetischen Schwinger gemäß der Erfindung zwei
Vorrichtungen gleichzeitig erregt werden können.
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Die Vorrichtung ist in mannigfacher Weise abwandelbar, ohne daß dadurch
vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen würde. So können beispielsweise die Blattfedern
durch Spiralfedern ersetzt werden, und die Federn brauchen nicht notwendigerweise
mit den ortsfesten Lagerblöcken zusammengebaut zu werden. Es könnte beispielsweise
auch das Gehäuse 7 von mehr oder weniger senkrecht nach oben gerichteten Federn
getragen werden, und zwar entweder von Spiralfedern oder von Blattfedern. Die Dauermagnete
können auch in anderer Weise im Gehäuse und/oder auf der Welle angeordnet und beispielsweise
nicht axial, sondern radial magnetisiert werden.