-
Fördervorrichtung der elektromagnetischen Induktionsart Die Erfindung
bezieht sich auf eine Fördervorrichtung unter Ausnutzung der elektromagnetischen
Induktion.
-
Bisher war es bei der Förderung oder dem Transport eines Gegenstandes
notwendig, einen Zwischenteil oder Mittelteil zwischem den Antriebsteil und dem
angetriebenen Teil oder dem geförderten Gegenstand vorzusehen, um die Förderenergie
oder -kraft von dem Antriebsteil auf den anergebenen oder anzutreibenden Teil zu
übertragen, wobei das Mittelstück oder Zwischenteil mit einer Eontaktoberfläche
mit einer mechanischen Reibung versehen sein soll, um die Energie zu übertragen.
-
Beispielsweise ist im Fall der Förderung eines Gegenstandes mit Hilfe
eines Bandförderers der Gegenstand it mecnanischer Berührung mit dem Förderband
und die von der Antriebsmaschine erzeugte Förderenergie wird auf den Gegen
stand
durch die mechanische Reibung zwischen dem Förderband und dem Gegenstand betragen.
Im Falle der Änderung der Förderrichtung bei einer Fördereinrichtung von gebräuchlicher
Art war es notwendig, einen weiteren Förderer dem ursprünglichen Förderer zuzufügen
oder eine weitere Hilfsreibungsoberfläche oder Einrichtungen in der Fördereinrichtung
vorzusehen. Überdies besteht bei der gebräuchlichen Pördereinrichtung der Nachteil,
daß es sehr schweig oder unmöglich ist, die Fördergeschwindigkeit teilweise in einer
Förderleitung oder Richtung zu variieren, da daß -Förderband nur aus einem endlosen
Band hergestellt ist. Um die Geschwindigkeit teilweise in einer Förderlinie oder
-richtung zu variieren, ist es notwendig, die Förderleitung an dem Teil zu schneiden
und in den Teil eine andere Fordereinrichtung mit einer verschiedenen Gesch windigkeit
einzusetzen. In einem derartiger Fall wird der Aufbau der Vorrichtung kompliziert.
Überdies war es unmöglich, den Gegenstand teilweise auf einer Förderleitung ohne
irgendeine Hilfseinrichtung anzuhalten, zurückzufördern oder zu drehen.
-
Andererseits ist ein linearer Motor als Einrichtung zum linearen
Fördern oder Bewegen eines Gegenstandes bekannt. Diese Einrichtung ist einem Teil
des Rotors und Stators eines Induktionsmotors, dessen Radius unendlich lang ist,
äquivalent, Der lineare Motor ist dem Lager des Induktionsmotors, der mit einer
Einrichtung zur Regelung der Richtung der Bewegung des Rotors ausgestattat ist,
äquivalent.
-
Gemäß dem linearen Motor kann der Gegenstand entlang einer S*rXiens
ohne irgendeine mechanische Einrichtung linear gefördert werden wobei jedoch die
Förderrichtung des Gegen;andes auf die lineare Richtung entlang der Schiene Beschränkt
ist.
-
;trn Hauptzweck der Erfindung ist die Schaffung einer r 3uen @ördervorrichtung,
die einen Gegenstand in irgend einem Richtung fördert ohne Anwendung von mechanischen
Gemäß
der Erfindung wird daher eine Fördervorrichtung einer elektromagnetischen Induktionsart
geschaffen, die eine Anzahl von stationären Spulen, die für die Erzeugung eines
mechanischen Verschiebungsfeldes vorgesehen sind und einen Eingangsregler für die
Regelung des Eingangs zu den Spulen umfaßt, wobei ein Gegenstand aus einem elektHsch
leitfähigen Material mit Hilfe der durch elektromagnetische Induktion erzeugten
elektromagnetischen Kraft gefördert wird.
-
Gemäß einer besonderen Ausführuhgsform sind diese Spulen parallel
so angeordnet, um die Lage des Gegenstandes aus dem iektrisch leitfähigen Material
zu steuern.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
-
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Hauptteil eines
gebräuchlichen linearen Motors.
-
Fig. 2 zeigt eine Ansicht des bei einer Ausführungsform der Fördervorrichtung
gemäß der Erfindung verwendeten elektrischen Schaltkreises.
-
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Hauptteils einer
Ausführungsform der Fördervorrichtung gemäß der Erfindung entsprechend der Darstellung
in Fig. 2.
-
Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung die Ausftlhrungsform
der Fördervorrichtung gemäß der Erfindung, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt.
-
Fig. 5 zeigt eine erläuternde Ansicht eines Beispiels fUr die Anordnung
der in der Pördervorrichtung gemaß der Erfindung verwendeten Spulen.
-
Fig. 6 zeigt anhand einer Schnittansicht die Wicklungsrichtung der
Spulen entlang der Linie A-A in Fig. 5.
-
Fig. 7 zeigt anhand einer Draufsicht eine weitere Ausftlhrungsform
einer Fördervorrichtung gemäß der Erfindung, wobei das Eingangssystem veranschaulioht
ist und Fig. 8 zeigt in perspektivischer Daretellung eine weitere Ausführungsform
einer Pördersorrischtung gemäß der Erfindung.
-
Mit Bezug auf Fig. 1 besteht ein gebräuchlicher linearer Motor aus
einer Ankerschiene (armature rail) 1 (entsprechend dem Stator in einem Induktionsmotor),
einem Eisenglied2 (entsprechend dem Rotor in einem Induktionsmotor und Spulen oder
Wicklungen 3, die in dem Eieenglied 2 gewickelt sind. Das Eisenglied 2 wird de§Ankersohiene
1 entlang geführt. Durch elektromagnetische Induktion wird das Eisenglied entlang
der Schiene 1 linear ohne Anwendung irgendeiner Drehbewegung gefördert. Bei dem
linearen Motor sind folgende Nachteile vorhanden: Die Bewegung des zu fördernden
Gegenstandes ist auf die lineare Bewegung entlang der Schiene beschränkt. Da die
Leistungsfahigkeit oder Wirksamkeit des linearen Motors niedrig ist und der lineare
Motor daher ein großes Ausmaß an Eingangsstrom erfordert, wird die Temperatur an
den Spulen 3 stark erhöht und die Spulen werden nicht leicht gekühlt und daher kann
der lineare Motor nicht während einer langen Zeitdauer kontinuierlich angewendet
werden. Wenn der lineare
Motor unter den Bedingungen von einer Spannung
von 110 V, einer Frequenz von 50 Hz un einem Strom von 2,4 A verwendet wird, beträgt
die zugeordnete Dauer für den kontinuierlichen Gebrauch etwa 40 sec.
-
Die Erfindung schafft eine neue Fördervornhtung, bei welcher die
vorstehend angegebenen Nachtei le des gebräuchlichen linearen Motors und der gebräuchlichen
Fördern einrichtung vermieden werden.
-
Gemäß der Erfindung wird eine Fördervorrichtung unter Ausnutzung
einer elektromagnetischen Induktion geschaffen, die eine Anzahl von stationären
Spulen für die Bewirkung oder Erzeugung eines Verschiebungsmagnetfeldes und eine
Eingangsreglereinrichtung für die Steuerung des Eingangs in die Spulen umfaßt, wodurch
ein Gegenstand aus einem elektrisch leitfähigen Material mittels einer durch elektromagnetische
Induktion erzeugten elektromagnetischen Kraft gefördert wird.
-
Der Aufbau der Fördervorrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend
mit Bezug auf die Zeichnung zäher erläubrt.
-
Wie in den Figuren 2,3 und 4 gezeigt, ist ein Einen kern 5 mit einer
Anzahl von parallelen E:Lnkerbungen oder Nuten 17 versehen, die sich seitlich erstrecken
und zu der Gegenstandsseite offen sind. Die Spulen 7 sind auf den Eisenkern so gewickelt,
um an den Nuten 17 ein magnetisches Verschiebungsfeld zu erzeugen. Die BezugE-zeichen
9, 10, 11, 12, 13 und 14 zeigen austretende Linien von den Spulen 7,die zu einem
Eingangsregler 6,
beispielsweise in einer Delta-Verbindung verbunden
sind.
-
Der Eingangsregler 6 ist mit einer 3-Phasenwechselstromquelle RST
verbunden. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Gegenstand, der auf der Oberfläche
des Eisenkerns 5 gefördert werden soll. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Fördert
-einheit, bestehend aus dem Eisenkern 5 und den Spulen 7.
-
In Pig. 5 sind derartige Fördereinheiten 15 dargestellt, die in Reihe
angeordnet sind.. Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' von Fig.
5. Fig. 7 zeigt Fördereinheiten 15 in paralleler Anordnung. Fig. 8 veranschaulicht
eine Ausführungsform, bei welcher ein zweiter Eisenkern 16Uber der Fördereinheit
15 angeordnet ist und ein zu fördernder Gegenstand 4, 2.3 eine Eisenplatte, zwischen
der Einheit 15 und dem zweiten Eisenkern 16 angeordnet ist.
-
Im Betrieb wird ain 3-Phase@@@@@selstrom den Spulen 7 durch den Eingangsregler
6 un: die Ausgangsleitungen 9, 10, 11, 12, 13 und 14 zugeführt, um ein magnetisches
Verschiebungsfeld zu erzeugen. Der verwendete Strom kann auch ein 2-Phasenwechselstrom
sein, wobei in diesem Fall die in Fig. 2 dargestellte 3-Phasenverbindung eine 2-Phasenverbindung
sein soll. Auf der oberen Fläche des Eisenkerns 5, d.h. auf der Polfläche des Verschiebungsfeldes
ist ein zu fördernder Gegenstand, z.B eine Metallplatte dicht hierzu angeordnet.
Dann wird ein induzierter Strom (Wirbelstrom) in der Metallplatte, dem Gegenstand
4, der gefördert werden soll, in seitlicher Richtung zu dessen Bewegungsrichtnng
erzeugt. Von der elektromagnetischen Kraft, die von den induzierten Strom und das
magnetische Verschiebungsfeld hervorgerufen wird, wird die Metallplatte
4
in der Verschiebungsrichtung des magnetischen Feldes gefördert. Die Kraft zur Förderung
der Metallplatte steht im Verhältnis zu dem magnetischen flug, wenn die Litfähigkeit
der Metallplatte und der Zwischenraum zwischen der Netallplatte und der Polfläche
des elektromagnetischen Induktionsfördergerätes feststehen. Die Fördergeschwindigkeit
kann mühelos geregelt oder variiert werden, indem man den Eingang regelt oder steuert
oder die Polzahl ändert. Wenn die Metall/platte 4 aus einem magnetischen Material
hergestellt ist, 5011 eine nicht -magnetische Rolle oder ein nicht magnetisches
Führungsglied zwischen dem Eisenkern 5 und der Metallplatte 4 angeordnet werden.
Die Rolle oder das PUhrungsglied soll aus einem anderen nicht magnetischen Material
als Eisen, Nickel und Kobalt hergestellt sein.
-
Die Wirkungen und Vorteile der Pördervorrichtung gemäß der Erfindung
werden nachetehend näher erläutert.
-
1) Die zu fördernde Metallplatte 4 kann in gewünschter Richtung auf
einer Ebene gefördert werden, indem man die Polfläche der Einheit 15 bildet, die
die Spulen 7 in Ausrichtung miteinander in einer Ebene aufweiet,und die Einheit
elektriach in Betrieb nimmt.
-
2) Die Fördervorrichtung kann kontinuierlich in Betrieb genommen
werden, da die Spulen 7 gekühlt werden können.
-
3) Der zu fördernde Gegenstand 4, beispielsweise eine Metallplatte,
kann auf dem Weg der Förderung angehalten werden. Wenn der zu fördernde Gegenstand
bei einer niedrigen Geschwindigkeit gefördert wird, wird der Eingang zu der
Einheit
15 der elektromagnetischen Fördervorrichtung nur in dem Teil abgeeohaltet; an welchem
der zu fördernde Gegenstand in wunschter Weise angehalten werden soll. Wenn der
zu fördernde Gegenstand bei großer Geschwindigkeit gefördert wird, wird die Richtung
des magnetischen Verschiebungsfeldes teilweise umgekehrt. Durch diese Arbeitsgänge
wird der Einheit ein Breinseffekt erteiltuid die Metallplatte wird an dem Teil in
der Vorrichtung angehalten.
-
4) Ein großer Effekt und ein großer Vorteil besteht, darin, daß gemäß
der Erfindung keine Notwendigkeit besteht, irgendein festes oder flüssiges Material
zwischen dem zu fördernden Gegenstand und der Fördereinheit der Fördervorrichtung
für die Übertragung der Pörderenergie von der Einheit auf den zu fördernden Gegenstand
anzuordnen.
-
5) Da die Fördervorrichtung gemäß der Erfindung eine vollständig
stationäre Maschine ist, die von der gebräuchlichen mechanischen Pördervorrichtung
verschieden ist, ist deren Aufbau einfach und es sind wenig Störungen vorhanden
und außerdem kann die Fördervorrichtung in einfacher Weise gesteuert und überprüft
werden.
-
6) Der zu fördernde Gegenstand kann bei hoher Geschwindigkeit gefördert
werden und kanu d*nr wie in einer Einrichtung der«Eatapultart (Schleuderbahnart)
gefördert werden.
-
7) Da die Fördereinheit 15, die mit elektrischem Strom versorgt werden
soll, von dem gebräuchlichen linearen Motor stationär verechieden ist, besteht keine
Beschränkung hinsichtlich der Zuführung von elektrischem Strom zu der Vorrichtung.
-
8) Der zu fördernde Gegenstand kann einem Induktionserhitzen während
der Förderung unterworfen werden.
-
9) Ein in. einem isolierten Ort angebrachter Gegenstand kann ebenfalls
gefördert werden. Beispielsweise kann ein Gegenstand in einen Behälter von hohem
Druck, in einen Mediumsbehälter, in einer ungünstigen Athmosphäre, wie H2S04, HN03,
HC1, C12 od. dgl. ebenfalls gefördert werden.
-
io) Die seitliche Lage des zu 1fördernden Gegenstandes kann geregelt
werden, während dieser gefördert wird. Wie in Fig. 7 gezeigt, kann, wenn die elektromagnetischen
Pördereinheiteiarallel auagerichtet sind, der magnetische Fluß beispielsweise so
gesteuert werden, um die seitliche Lage des Gegenstandes zu regeln,: in dem der
Eingang zu den Spulen 7 unabhängig geregelt wird. Wenn der Gegenstand auf die elektromagnetischen
Einheiten, zum Teil auf eine Einheit und zum Teil auf eine andere Einheit aufgebracht
wird, und wenn dann eine der Einheiten hinsichtlich ihres magnetischen Flusses gesteuert
wird, wird der Induktionswirbelstrom auf der gesteuerten Einheit gesteuert und die
auf den Gegenstand ausgeübte elektromagnetische Kraft wird nur in dem Teil oberhalb
der gesteuerten Einheit geregelt. Dann wird die Pörderrichtung geändert.Auf diese
Welse kann die Richtung des Gegenstandes wahrend dessen Förderung eingestellt werden.
-
Wie vorstehend ausgeführt, erfordert die Fördervorrichtung gemäß
der Erfindung kein mechaniaches Zwischenmedium für die Übertragung der Energie zur
Förderung3 die
Pördervorrichtung kann einen Gegenstand im Abatand
von der Einheit oder selbst in einem isolierten Ort fördern, kann einen Gegenstand
in irgendeiner beliebigen Richtung fördern, kann den Gegenatand bei irgendeiner
Lage in der Förderrichtung anhalten, kann den Gegenstand mühelos während der Förderung
erhitzen, kann während der Förderung von Ge-genständen gekühlt werden, da sie stationär
ist, kann kontinuierlich betrieben werden und besitzt keine Beschränkung hinsichtlich
der 2ufffhrung des eiktrischen Stromes.
-
Überdies kann bei paralleler Anordnung der Einheiten der zu fördernde
Gegenstand mit Bezug auf seine seitliche Lage oder Richtung gesteuert werden.