DE1286192B

DE1286192B - Electromagnetic vibratory drive

Info

Publication number: DE1286192B
Application number: DE1964L0047292
Authority: DE
Inventors: Krause; Dipl-Ing Reinhard
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1964-03-14
Filing date: 1964-03-14
Publication date: 1969-01-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Schwingantrieb, beispielsweise zum Antrieb von Schwingrinnen, Schwingsieben und ähnlichen Einrichtungen. Solche elektromagnetische Schwingantriebe bestehen im allgemeinen aus zwei gegeneinander abgefederten Massen, von denen die eine den Elektromagneten und die andere den Anker trägt. Bei den ähnlich wirkenden elektrodynamischen Antrieben trägt die eine Masse das bewegliche Organ des elektrodynamischen Antriebes und die andere Masse das feststehende Organ.The invention relates to an electromagnetic vibratory drive, for example to drive vibrating troughs, vibrating screens and similar devices. Such electromagnetic vibratory drives generally consist of two against each other cushioned masses, one of which is the electromagnet and the other the armature wearing. In the case of the similarly acting electrodynamic drives, one of them carries a mass the moving organ of the electrodynamic drive and the other mass the stationary one Organ.

Die magnetische Zugkraft dieser Vibratoren ändert sich stark mit der speisenden Wechselspannung. Damit ändert sich aber auch die Schwingungsamplitude des Antriebes. Der Ursache dieser Änderung liegt folgende Erscheinung zugrunde: Wenn die Eigenfrequenz des Vibrators höher liegt als die Erregerfrequenz, tritt die größte magnetische Zugkraft bei einem elektromagnetischen Schwingantrieb dann auf, wenn der Luftspalt seinen kleinsten Wert erreicht. Die rückführende Kraft der Federn wird dadurch zum Teil kompensiert. Es kann selbst der Fall eintreten, daß bei erhöhter Schwingungsamplitude ein instabiler Betrieb eintritt, nämlich dann, wenn bei einer weiteren Annäherung von Anker und Magnet die magnetische Zugkraft größer wird als die Rückstellkraft der Arbeitsfedern.The magnetic pulling force of these vibrators changes greatly with the feeding AC voltage. However, this also changes the oscillation amplitude of the drive. The cause of this change is based on the following phenomenon: If the natural frequency of the vibrator is higher than the excitation frequency, occurs the greatest magnetic tensile force in an electromagnetic vibratory drive then when the air gap reaches its smallest value. The restoring force of This partially compensates for springs. It can even happen that unstable operation occurs with increased oscillation amplitude, namely then, if the magnetic pulling force occurs when the armature and magnet come closer together becomes greater than the restoring force of the work springs.

Netzspannungsschwankungen lassen sich in &r Regel nicht vermeiden. Die sich daraus ergebenden nachteiligen Folgen haben einerseits Schwankungen der Schwingungsamplitude und damit der Fördergeschwindigkeit oder Schwankungen in dem durch die Schwingung beabsichtigten Effekt zur Folge, andererseits treten bei einer überhöhten Netzspannung zu große Schwingungsamplituden auf, die zu einem harten Gegeneinanderschlagen von Anker und Magnet und damit zu unzulässig hohen Beansprachungen des mechanischen Aufbaues des Antriebes führen können.Mains voltage fluctuations cannot usually be avoided. The resulting disadvantageous consequences have on the one hand fluctuations in the Vibration amplitude and thus the conveying speed or fluctuations in the the effect intended by the oscillation, on the other hand occur with a excessive mains voltage to large oscillation amplitudes, which lead to a hard The armature and magnet hitting against each other, resulting in inadmissibly high claims the mechanical structure of the drive.

Außer Spannungsschwankungen wirken sich auch Frequenzschwankungen auf die Größe der Schwingungsamplitude aus.. Ein A ' nstieg der Erregerfrequenz bringt die Betriebsweise des Antriebes mehr in die Nähe des Resonanzzustandes und hat damit größere Wegamplituden zur Folge.Besides voltage fluctuations and frequency variations in the size of the vibration amplitude of .. A A act 'nstieg the excitation frequency bringing the operation of the drive more in the vicinity of the resonance condition and therefore has greater displacement amplitudes result.

Weiterhin tritt z. B. bei Schwingrinnen durch Ankopplung von Fördergut, insbesondere durch Anhaften von feuchtem Fördergut an der Schwingrinne, eine Erhöhung der einen Masse auf, die eine niedrigere Eigenfrequenz des gesamten Schwingsystemszur Folge hat und sich gleichfalls in größeren Wegamplituden auswirken kann.Furthermore occurs z. B. in vibrating troughs by coupling the conveyed material, in particular due to the sticking of moist conveyed material to the vibrating chute, an increase the one mass that has a lower natural frequency of the entire oscillating system And can also have an effect in larger displacement amplitudes.

Es sind bereits Einrichtungen bekanntgeworden, die den Zweck verfolgen, die Schwingungsampfitude konstant zu halten. So läßt sich beispielsweise der Einfluß von Netzspannungsschwankungen durch die Anwendung einer Einrichtung zur Konstanthaltung der Spannung praktisch ausschalten. Eine andere Lösung stellt eine Schwingbreiten-Konstanthaltung dar, bei der der Schwingungsausschlag mit einem Geber erfaßt und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Dieses wird mit einem Sollwert verglichen. Je nach der Abweichung vom Sollwert wird die Spannung an den Klemmen des Schwingantriebes selbsttätig berichtigt.Institutions have already become known that pursue the purpose of to keep the vibration amplitude constant. For example, the influence of mains voltage fluctuations through the use of a device for keeping them constant practically turn off the voltage. Another solution is to keep the oscillation width constant represents, in which the oscillation amplitude is detected with a transducer and converted into an electrical one Signal is converted. This is compared with a target value. Depending on the Deviation from the nominal value, the voltage at the terminals of the vibratory drive is automatic corrected.

Der Aufwand an solchen zusätzlichen Geräten ist aber erheblich, so daß sie nur in Ausnahmefällen Verwendung finden. Es ist auch bereits ein abgestimmter elektromagnetisc.her Schwingmotor für Zweimassenschwingsysteme bekanntgeworden, bei dem, um dieses gegenüber äußeren Einflüssen unempfindlich zu machen, zusätzlich zu dem potentiellen Energiespeicher mit linearer Rückstellkraftkennlinie ein oder mehrere Energiespeicher mit nichtlinearer Kennlinie in die Gesamtabstimmung des Schwingsystems einbezogen sind. Diese progressive Federung ist aber infolge der kleinen Schwingungsamplitude nur schwierig verwirklichbar.However, the cost of such additional devices is considerable that they are only used in exceptional cases. It is also already a coordinated one electromagnetic oscillating motor for two-mass oscillating systems became known, in addition, to make it insensitive to external influences to the potential energy store with a linear restoring force characteristic or several energy stores with non-linear characteristics in the overall coordination of the Oscillation system are included. This progressive suspension is due to the small oscillation amplitude difficult to achieve.

, Der --vorliegenden Erfindung liegt die Schaffung eines Sch,%#riiigaritr"i#bes zugrunde, der sich auf einfache Weise verwirklichen läßt, der auch bei kleinen Schwingungsamplituden des Schwingantriebes einwandfrei arbeitet und bei dem sich Schwankungen der Spannung der Frequenz und/oder der Ankopplungsverhältnisse praktisch nicht auf die Arbeitsweise des Schwingantriebes auswirken. , The --vorliegenden invention is creating a Sch% # riiigaritr "i # bes basis, which can be realized in a simple manner that works properly even with small oscillation amplitudes of the oscillating drive and in which fluctuations in the voltage of the frequency and / or the coupling conditions have practically no effect on the operation of the vibratory drive.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem elektromagnetischen Schwingantrieb mit einer progressiv wirkenden Federung dadurch erreicht, daß der Luftraum zwischen Anker-und Magnet nach Ausführung eines Teiles des Hubes nach außen abgeschlossen und zusammengedrückt wird.This is done according to the present invention in an electromagnetic Vibratory drive with a progressively acting suspension achieved in that the Air space between armature and magnet after executing part of the stroke to the outside is closed and compressed.

Vorteilhaft wird der Abschluß des Luftraumes zwischen Anker un -Magnet durch eine am Umfang des Luftspaltes angeordnete Dichtung erreicht.The closure of the air space between armature and magnet is advantageous achieved by a seal arranged on the circumference of the air gap.

Die Erfindung ist in den F i g. 1 und 2 beispielsweise dargestellt.The invention is shown in FIGS. 1 and 2 are shown for example.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in F i g. 1 der -Verlauf verschiedener Federkennlinien - dargestellt, wobei die Bewegung einer der beiden Massen aufgetragen ist. Die mit 10 gekennzeichnete Kennlinie mit Iinearem Verlauf entspricht den üblichen Schraubenfedern oder Blattfedern. Die mit 12 gekennzeichnete Kennlinie zeigt die für einen Schwingantrieb ideale Federkennlinie. Je näher dieser Kennlinienverlauf im praktischen Betrieb erreicht wird, um so mehr lassen sich die störenden Einflüsse aus Schwankungen der Speisespannung, der Frequenz und/oder der Ankopplung vermeiden. Eine große Annäherung an diese Kennlinie zeigt die Kennlinie 14. Diese Kennlinie zeigt, welchen Einfluß bzw. welche Wirkung ein Zusatzpuffer auf den Gesamtverlauf der Federung hat. Dieser Zusatzpuffer wird etwa in der Nullage des schwingenden Körpers wirksam.To explain the invention, FIG. 1 of the progress message of different spring characteristics - shown with the movement of one of the two masses is plotted. The linear curve marked with 10 corresponds to the usual coil springs or leaf springs. The characteristic curve marked 12 shows the ideal spring characteristic for a vibratory drive. The closer this characteristic curve is reached in practical operation, the more the disturbing influences from fluctuations in the supply voltage, the frequency and / or the coupling can be avoided. The characteristic curve 14 shows a close approximation of this characteristic curve. This characteristic curve shows what influence or what effect an additional buffer has on the overall course of the suspension. This additional buffer is effective approximately in the zero position of the vibrating body.

In dem Koordinatenkreuz der F i g. 1 ist dabei auf der Ordinate die Kraft P in kp der Feder aufgetragen, während die Schwingungsbreite der einen der beiden Massen, die sich zu beiden Seiten der Ordinate erstrecken, durch den Doppelpfeil 16 angegeben ist. Die Schwingungsbreite wird--auf der Abszisse in mm 'angegeben. - In der F i g. 2 ist in schematischer Weise eine zusätzliche Federung in Gestalt einer Luftfederung vorgesehen. Die Luftfederung entsteht dadurch, daß der Anker 20 des aus diesem, dem Elektromagneten 18 und den Schraubenfedern 22 bestehenden schwingfähigen Systems an der Masse 24 mit einem elastischen Dichtungsring 36 umgeben ist, der den zwischen dem Anker 20 und dem Magneten 18 befindlichen Luftspalt 38 abschließt, so daß bei der Annäherung des Ankers 20 an den Magneten 18 die in dem durch den Luftspalt 38 gebildeten Raum befindliche Luft komprimiert wird. Der dadurch entstehende Luftdruck bewirkt eine Federung mit einer Kennlinie, die etwa der Kennlinie 12 von F i g. 1 entspricht. Die erforderliche ebene Luftspaltfläche zwischen dem Magneten 18 und dem Anker 20 ist bei den mit einem Gießharz vergossenen Magnetsystemen für Schwingantriebe in der Regel ohnehin vorhanden.In the coordinate system of FIG. 1 , the force P in kp of the spring is plotted on the ordinate, while the oscillation range of one of the two masses, which extend on both sides of the ordinate, is indicated by the double arrow 16 . The oscillation width is given - on the abscissa in mm '. - In the fig. 2 , an additional suspension in the form of an air suspension is provided in a schematic manner. The air suspension is created in that the armature 20 of the oscillatable system consisting of this, the electromagnet 18 and the helical springs 22 is surrounded on the mass 24 with an elastic sealing ring 36 which closes the air gap 38 located between the armature 20 and the magnet 18, so that when the armature 20 approaches the magnet 18, the air located in the space formed by the air gap 38 is compressed. The resulting air pressure causes a suspension with a characteristic curve similar to the characteristic curve 12 of FIG. 1 corresponds. The required flat air gap area between the magnet 18 and the armature 20 is generally present anyway in the magnet systems for vibratory drives that are cast with a cast resin.

Ein besonderer Vorteil der progressiven Federung besteht darit) daß bei ihrer Anwendung die Schwing-Ieistung erhöht werden kann. Bei einer linearen Federkennlinie wird der mittlere Luftspalt meist so groß gehalten, daß bei den üblichen Spannungsschwankungen im Betrieb ein Anschlagen des Ankers an den Magneten vermieden wird. Dies bedeutet aber einen Verlust an magnetischer Zugkraft bzw. an Schwingleistung. Die progressive Federung nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, den mittleren Luftspalt kleiner einzustellen, so daß bei diesem Betriebszustand die volle Schwingleistung ausgenutzt werden kann.A particular advantage of the progressive suspension is that when used, the vibration power can be increased. With a linear Spring characteristic, the mean air gap is usually kept so large that with the usual Voltage fluctuations during operation prevent the armature from hitting the magnet will. However, this means a loss of magnetic tensile force or vibration power. The progressive suspension according to the present invention allows the middle Adjust the air gap to be smaller, so that in this operating state the full vibration power can be exploited.

Claims

Claims: 1. Electromagnetic vibratory drive with a progressively acting suspension, d a d urcb characterized in that the air space between armature and magnet is closed and compressed after part of the stroke has been executed.

2. Electromagnetic vibratory drive according to claim 1, characterized in that the closure of the air space between armature and magnet is achieved by a seal arranged on the circumference of the air gap.