DE883256C - Haarschneidemaschine mit elektromagnetischem Antrieb durch einen Schwinganker - Google Patents

Description

• Haarschneidemaschine mit elektromagnetischem Antrieb durch einen Schwinganker Die Erfindung bezieht sich auf eine Haarschneidemaschine mit elektromagnetischem Antrieb durch einen Schwinganker, der von einem durch Wechselstrom erregten Elektromagnet periodisch angezogen wird.
• Es sind bereits Ausführungen von Haarschneidemaschinen bekannt, bei welchen der Anker des Antriebsmagneten an einer Blattfeder od. dgl. angebracht ist und mit Hilfe von perinanenten Magneten eine feste magnetische Polarisation erhält und zwischen den Polschuhen eines Elektromagneten hin und her schwingt.
• Solche Anordnungen vermögen trotz verhältnismäßig großer Leistungsaufnahme nur geringe Antriebsleistungeil an den Messerkopf abzugeben. Es ist deshalb schon auf verschiedene Weise versucht worden, die oszillierenden Teile zu schwingungsfähigen Systemen zusammenzufassen, deren Eigenfrequenz mit der Erregungsfrequenz der Elektromagnete zusammenfällt. Doch auch diese Maßnahmen befriedigen nur in geringem Umfang.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei den bekannten Anordnungen die elektromagnetischen Zugkräfte der jeweiligen Stellung des Schwingankers ungünstig zugeordnet sind, weil sie ihren Höchstwert gerade dann erreichen, wenn der Anker dem Magnet am nächsten kommt und das Schneideniesser des Messerkopfes auf seiner Bahn den Umkehrpunkt erreicht. Eine den kinetischen Grundsätzen entsprechende Anordnung müßte in den geschilderten Augenblicken gerade entgegengesetzt wirkende Antriebskräfte erzeugen, Auslenkung und Antriebskraft müßten also mit einer Phasenverschiebung von i8o' erzeugt werden. Diese Forderung wird dadurch erfüllt, daß sich der Schwinganker gemäß der Erfindung bei seinen Arbeitsbewegungen auf einervorzugsweiseschwach gewölbten Bahn,abwälzt, wobei sich die Länge des -augenblicklichen Last- und des Kraftliebelarmes stetig ändert.
• Dieser Grundgedanke und weitere, bei seiner technischen Verwirklichung zweckmäßige Maßnahmen sind an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigt Fig. i eine durch einen Wälzankermagnet ängetriebene Haarschneidemaschine im Längsschnitt nach dem gebrochenen Linienzug IJ in Fig. 2 und Fig. ?- die gleiche Maschine, jedoch mit abgenommenem Messerkopf, in einem anderen, nach dem Linienzug II-II in Fig. i geführten Längsschnitt; Fig. 3 stellt einen Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. i dar.
• Der Antrieb der dargestellten Haarschneidemaschine ist in zwei aus Preßstoff hergestellten Griffhälften ii und 12 untergebracht und besteht im wesentlichen aus, einem E-förmigen, Miagnetkern 13, einem lamellierten Schwinganker 14 und einem an diesemAnker befestigten, abgekröpftenAntriebsarm 15, der bei aufgestecktem Messerkopf 16 in eineAusnehmung am Schneidemesser.eingreift. Auf den Außenschenkeln 17 und 18 des Magnetkerns sind mit gleicher Windungszahl ausgeführte Erregerspulen :2o und 21 aufgeschoben, welche nach Anschluß an ein Wechselstromnetz und Einschalten eines Kippschalters 22 die freien Enden der Außenschenkel in jeweils einander entgegengesetzter Polarität magnetisieren.
• Den Mittelschenkel des Magnetkerns 13 bildet ein permanen.ter Magnet 24 mit einem aus Weicheisenblechen zusammengesetzten Polschuh ig. Die Teile des Magnetkerns (Außenschenkel 17 und 18 mit Verbindungssteg, permanenter Magnet 24 und Polschuh ig) werden zusammengehalten durch zwei Messingblechscheiben 28 und 29.
• Der permanente Magnet 24 durchsetzt die beiden Außenschenkel 17 und iS in der gezeichneten Mittels,tellung des Ainkers 1,4 symmetrisch mit einem magnetischen Gleichfluß, wie durch die bogenförmigen Pfeillinien in Fig.:2 angedeutet ist. Der von den Erregerspulen 20 und -->i erzeugte Wechselfluß überlagert sich diesem Gleichfluß.
• Durch entsprechendeWahl derWindungszahl für die Erregerspulen kann die Amplitude des Wechselflusses so eingestellt werden, daß sie in der Größe ödes Gleichflusses liegt. Wenn daher die Magnetkraft an einem Außenschenkel infolge des Erregerstromes gerade den doppelten Wert angenommen hat, ist sie am anderen Außenschenkel Null, und der Mittelabschnitt des Ankers wälzt sich auf dem als bogenförmige Wälzbahn:25 ausgebildeten Ende des Mittelschenkels des Magnetkerns in Richtung auf den stärker magnetisierten Außenschenkel ab. Dabei nähert sich das eine Ankerende der Stirnfläche dieses Außenschenkels. Beim Umkehren des Erregerstromes während der folgenden Halbwelle erreicht der andere Außenschenkel die doppelte Magnetkraft, so daß dem Anker eine entgegengesetzt verlaufende - Schwenkbewegung aufgezwungen. wird, wobei sich sein Mittelabschnitt in der anderen Richtung über die bogenförmige Bahn 25 abwälzt. Dabei nimmt die Federkraft linear und der Hebelarm, an dem die Feder:26 im Sinne einer Rückführbewegung angreift, annähernd linear zu. Das von der Federkraft erzeugte Rückführmoment steigt also rasch, und zwar annähernd quadratisch an. Demgegenüber nimmt die vom Magnetsystem ausgeübte Anzugskraft mit der Annäherung des Ankers an den betreffenden Magnetpol zwar ebenfalls quadratisch zu. Indessen nimmt die Länge des Hebelarms, an dem die maggietische Kraft angreift, annähernd linear ab, so daß das von der Magnetkraft erzeugte Drehmoment langsamer zunimmt als das von der Federkraft erzeugte Rückführmoment.
• Bei diesem Bewegungsvorgang spielt die stetige Längenänderung des Last- und Krafthebelarmes eine wesentliche Rolle. Da der Krümmungsradius R der Wälzbahn 25 sehr groß ist, er beträgt mehr als das -,ofache der Länge der Wälzbahn, ändert sich der Auflagepunkt des Ankers sehr rasch. Es genügt deshalb schon eine geringe Annäherung des Ankers an einen der Außenschenkel, um den Anker von der Mitte M des Wälzbahnbogens bis zum Ende A dieser Bahn abzuwälzen, wodurch sich die Länge .des Lasthebelarmes CM unf #di#e Länge CA verkürzt, währenid andereirseitsder Kraftarm BM auf BA zu rückgeht. Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel ist CM = 65 mm, CA = 40 mm, BM = 32 mm und RA = io mm. Das Längenverhältnis #, des Last-und Kräftehebelarmes ändert sich daher für die linke Ankerhälfte von auf Ge- genüber der Mitte.11 der Wälzbahn ist eine Haltefeder 26 angeordnet, welche mit ihrem einen Ende in einer Vertiefung 27 derGehäusewand- festgehalten wird, mit ihrem anderen Ende in eine gegenüberliegende Bohrung im Anker 14 hineinragt und dadurch den Anker gegen Längsverschiebun-en sichert. Sie dient außerdem dazu, beim Verschwinden des Erregerstromes den Anker 14 wieder in die gezeichnete Mittellage zurückzuführen. Wie ohne weiteres zu ersehen ist, hia-t ihr Hebelarm beim Anzug des Ankers aus der Mittellage zunächst praktisch den Wert Null, wächst dann sehr rasch auf die Länge AM an. Auf diese Weise kommt bei entsprechender Wahl der Feder:26 der Anker gar nicht zum Aufschlag, gewährleistet dabei trotzdem bis kurz vor Erreichen seiner Umkehrpunkte einen kräftigen Antriebsimpuls für das Schneidemesser.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, in einer derartigen Anordnung den Federdruch: und die Masse der schwingenden Teile auf die Erregerfrequenz abzustimmen, Z. B. indem man die Feder so anordnet, daß ihre Vorspannung verstellt werden kann.

Claims (2)

1. PATFNTANSPROCHF-- i. Haarschneidernaschine mit eleltrömagnetischem Antrieb durch einen Schlwineganiker, der von einem von Wechselstrom erregten Elektroinagnet periodisch angezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinganker sich auf einer vorzugsweise schwach gewölbten Bahn abwälzt, wobei sich die Längen des augenblicklich #virksamen Last- und des Kraftliebelarines stetig ändern.
2. 2. Haarschneidemaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem magnetischen Kreis des Antriebssystems zur Erzielung einer festen Polarität mindestens ein permanenter Magnet angeordnet ist. 3. Haarschneidemaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, #da;ß das Ma,-netsystein einen E-förmigen Kern besitzt, dessen Mittelschenkel länger ist als die Außenschenkel und an seiner Stirnseite eine W.älzbahn für den Schwinganker aufweist. -1. Haarschneidemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschenkel des E-förmigen Kerns Erregerwicklungen tragen, während im Mittelschenkel ein permanenter '#,lagnet angeordnet ist. Haarschneidemaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Blechstreifen zusammengesetzte Schwinganker nach Art eines Waagebalkens ausgebildet ist und sich mit seinem Mittelabschnitt auf der Wälzbalin abwälzt, während jedes seiner Enden von einem der Außenschenkel abwechselnd angezogen und abgestoßen wird. 6. Haarschneidemaschine nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzbahn als Teil eines Zvlindermantels ausgeführt ist, dessen Radius mindestens das iofaclie, vorzugsweise das 2o- bis 5ofache der W,#lzi)allnl:äjn;,-e beträgt. 7. Haarschneidemaschine nach einem der Ansprüche i bis 6, gekennzeichnet durch je eine Wicklung auf jedem der beiden Außenschenkel. durch welche diese in einander entgegengesetzten Richtungen magnetisiert werden. 8. Haarschneidemaschine nach einem der Ansprüche i bis 7, gekennzeichnet durch eine am Schwinganker angreifende Feder, die bestrebt ist, den Anker gegen seine Wälzbahn zu pressen und dabei in seiner Mittelstellung zu halten oder dorthin zurückzuführen. g. Haarschneidemaschine nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromerregung des Magnetsystenis in ihrer Amplitude mindestens annähernd gleich groß wie die durch den permanenten Magneten erzeugte Vormagnetisierung ist.