Die Schwingmagnete von KENDRION sind wichtige Antriebskomponenten zur automatisierten und geordneten Bereitstellung von Werkstücken in der Zuführtechnik. Auch in anderen Branchen wie die Sortier- und Fördertechnik werden die Schwingantriebe eingesetzt. Seit vielen Jahrzehnten entwickelt KENDRION die optimale Ausführung für verschiedene Kundenanlagen und ist heute in Deutschland Marktführer bei Erregersystemen für Schwingantriebe. Das KENDRION Portfolio umfasst die reine Antriebskomponente sowie den ready-to-use Antrieb in verschiedenen Ausführungen.
Höhere Effizienz dank neuartigem Herstellungsverfahren
Das besondere Herstellungsverfahren der Schwingmagnete der Oscillating Line sorgt dafür, dass die Elektromagnete effizienter arbeiten und dennoch die gleiche Leistung liefern. Der Aufbau der Schwingmagnete basiert auf einem Verfahren, bei dem einzelnen Bleche gestapelt und zu Paketen gepresst werden. Da die Schwingmagnete lediglich mit einer Erdungsnaht verbunden sind, werden die Wirbelstromverluste reduziert und die Schwingmagnete reagieren auch mit weniger Wärmeerzeugung.
Weitere Vorteile
Schwingmagnete werden entweder mit einem Wechselstrom- oder einem pulsierenden Gleichstromsignal betrieben. Kendrion bietet viele verschiedene Ausführungen, von denen viele sehr kompakt sind, was sie zur perfekten Lösungen für Anwendungen mit begrenztem Einbauraum machen. Um besonders kritischen Umgebungen standzuhalten, hat Kendrion auch umschlossene Magnete im Sortiment.
Durch diese Eigenschaften sind die Schwingmagnete vielfältig einsetzbar. Sie übernehmen häufig Funktionen wie das Laden, Fördern, Verpacken, Dosieren und Transportieren. Anwendungen dieser Funktionen sind beispielsweise Wendelfördertöpfe, Trichter, Pumpantriebe und Schwingantriebe.
Was sind Schwingmagnete?
Schwingmagnete führen, physikalisch gesehen, erzwungene, gedämpfte Schwingungen in einem Feder-Masse System aus. Ihre Schwingfrequenz wird durch die pulsierende elektromagnetische Kraft des integrierten Elektromagneten bestimmt (Antriebsfrequenz). Sie ist immer gleich der Frequenz der anregenden Kraft.
Die Frequenz der Kraftimpulse bestimmt sich aus dem pulsierenden Strom in der Erregerspule und ist:
- bei pulsierendem Gleichstrom gleich der Pulsfrequenz des Stromes.
- bei Wechselstrom doppelt so groß wie die Frequenz des Wechselstroms.
- bei Wechselstrom mit Einweggleichrichtung oder Wechselstrom mit Feldüberlagerung durch Dauer-magnete gleich der Frequenz des Wechselstroms.
Schwingantriebe besitzen gegenüber anderen Betätigungsmagneten einige Anwendungsspezifika. Die Resonanzfrequenz (Eigenfrequenz) ist die Frequenz, mit der ein System nach einmaliger Anregung allein durch die beteiligten Massen und Federn schwingen würde.
Bei Vernachlässigung der Dämpfung ist die Eigenfrequenz eines Einmassenschwingers:
F0= (1/2Π) √(c/m) (c...Federkonstante, m...Schwingmasse)
Verwendet man die Einheiten
f0 Eigenfrequenz Hz
c Federkonstante N/mm
m Schwingmasse kg
so ergibt sich folgende zugeschnittene Größengleichung:
F0= 5 √(c /m) [Hz]
Liegt die Antriebsfrequenz zu nahe an der Resonanzfrequenz, kann sich ein extrem großer Schwinghub ergeben, der den Schwingmagneten beschädigt.
Weitere Erläuterungen zur Abstimmung des Antriebs an die Anwendung sind in den folgenden Abschnitten angegeben.
Begriffserläuterungen
Schwingfrequenz f | Die Frequenz, mit der das Gerät schwingt, im Normalfall 50Hz = 3000 1/min.
Maximaler Luftspalt amax | Der auf dem Magneten angegebene Luftspalt im statischen Zustand
Schwinghub s | Bei Schwingmagneten die Differenz zwischen den Umkehrpunkten der Bewegung des Ankers in Antriebsrichtung.
Nutzhub, -seite, - gewicht, -masse | Beziehen sich auf den schwingfähigen Teil, mit dem ein Nutzeffekt erzielt wird.
Freihub, -seite, - gewicht, -masse | Beziehen sich auf den schwingfähigen Teil, mit dem kein Nutzeffekt erzielt wird. Idealfall: „Frei von Schwingungen“.
Anzustrebendes Belastungsgewicht | Bei Wurfvibratoren das Rinnengewicht, das den Einbau eines listenmäßigen Geräts möglich macht.
Nennleistung PS, S | Die Scheinleistung bei Nennspannung.
Schwingmagnet OAC
Die Schwingmagnete OAC sind universell einsetzbare Schwingantriebe für Feder-Masse-Systeme in Schwingförderern, Linearförderantrieben usw. zum Betrieb an Wechselspannung oder pulsierender Gleichspannung.
Die Schwingmagnete bestehen aus der Erregerwicklung, dem Joch und dem Anker (Bild rechts, Teile 1, 2, 4), wobei die Erregerwicklung aus zwei in Reihe geschalteten Spulen besteht. Joch und Anker bestehen aus Elektroblech (UI-Schnitt), wodurch Ummagnetisierungsverluste im Eisenkern gering gehalten werden. Die Spulen sind kunststoffummantelt.
Bei Ansteuerung mit 50Hz AC stellt sich eine Anzugskraft auf den Anker ein, die mit 100Hz (6000 s/min) pulsiert. Bei Verwendung einer 50Hz Wechselspannung mit zusätzlicher Einweggleichrichtung stellt sich eine 50Hz (3000 1/min) Kraftpuls ein. Beides trifft auch zu, wenn die elektrische Spannung mit einer Phasenanschnittsteuerung (OCS902.000703) beeinflusst wird. Mit Hilfe einer pulsweitenmodulierten Spannung kann der Frequenzbereich von 5…200Hz für die Schwingfrequenz eingestellt werden (Frequenzregelgerät OCS902.000810).
Rüttler OSR
Es handelt sich um Antriebe zum „Rütteln“ von Bauteilen wie z.B. Trichter. Das Magnetsystem des Schwingmagneten ist in einem Kunststoffgehäuse eingegossen.
Es besteht aus zwei Erregerwicklungen (Bild rechts, Teile 2) und den beiden Magnetkörperhälften, die an ihrer Unterseite durch einen Permanentmagneten (Teil 4) verbunden sind. Der Magnetkörper (Teil 1) ist aus Elektroblechen zusammengesetzt, um Wirbelströme zu verringern. Der magnetische Kreis wird durch den zu schwingenden Körper, der den Anker (Teil 3) darstellt, über den Luftspalt a geschlossen. Besteht der zu beschwingende Körper aus nicht magnetischem Material, muss eine magnetisierbare Ankerplatte angebracht werden. Durch den in dem Magnetkörper eingebauten Permanentmagneten ist das System vormagnetisiert und es entsteht zwischen Magnetkörper und Anker eine konstante Zugkraft. Wird an die Erregerwicklung eine Wechselspannung gelegt, so überlagert die Kraftwirkung des elektromagnetischen Wechselfeldes die Kraftwirkung des Permanentmagneten. Die Frequenz der resultierenden Kraft entspricht daher der Frequenz der angelegten Wechselspannung, die den Anker im gleichen Rhythmus bewegt.
Linearvibrator OLV
Der Magnetkörper des Linearvibrators besteht aus einem runden Stahlgehäuse. Im Inneren des Magnetkörpers befinden sich die Erregerwicklung und der Anker, der über eine nichtmagnetische Welle zentrisch geführt und durch zwei Federn in der Mittellage gehalten wird.
Durch einen Permanentmagneten mit Leitpolen, der zwischen den beiden Spulen der Erregerwicklung liegt, wird das System vormagnetisiert. Die dadurch auf den Anker wirkenden Kräfte gleichen sich durch die Anordnung der Leitpole aus.
Wird an die Erregerwicklung eine Wechselspannung gelegt, so überlagert die Kraftwirkung des elektromagnetischen Wechselfeldes die Kraftwirkung des Permanentmagneten so, dass die positive Strom-Halbwelle den Anker in die eine und die negative Halbwelle den Anker in die andere Richtung bewegt. In beiden Bewegungsrichtungen ergänzen sich hierbei elektromagnetische und Federkraft.
Wurfvibratoren
Beim Wurfvibrator ist der Magnetkörper mit der Erregerwicklung auf einem Sockel befestigt. Darüber befindet sich die Ankerplatte deren Polflächen durch einen Luftspalt getrennt, parallel zu denen des Magnetkörpers stehen. Die Ankerplatte und der Sockel sind durch schrägstehende Blattfedern (Neigung ca. 20 °) miteinander verbunden. Die Spule besitzt eine integrierte Einweggleichrichtung (Typen OMWxxxxx1 …OMWxxxxx3). Der Typ OMWxxxxx4 ist durch Dauermagnete vormagnetisiert und arbeitet ohne Einweggleichrichtung.
Wird an die Erregerwicklung eine Wechselspannung gelegt, so entsteht bei allen Typen eine mit Netzfrequenz pulsierende Anzugskraft zwischen Erregersystem und Ankerplatte.
Durch die schrägstehend angeordneten Blattfedern führt die Ankerplatte, mit der darauf zu befestigenden Förderrinne, eine wurfartige Schwingbewegung aus und transportiert Schüttgut in Förderrichtung. Bei größeren oder relativ weit ausladenden Förderinnen ist es sinnvoll, anstatt eines großen Wurfvibrators mehrere kleinere Geräte einzusetzen.
Bogenvibratoren OAB
Der Magnetkörper des Bogenvibrators besteht aus zwei Ringschalen, welche die Erregerwicklung umschließen. Er ist fest mit dem Gerätesockel verbunden. Der Anker, bestehend aus zwei axial gegensinnig gepolten runden Permanentmagneten und jeweils zwei Polscheiben, sitzt zwischen Blattfedern, die an zwei gegenüberliegenden Seiten des Gerätesockels befestigt sind. Durch die beiden Permanentmagnete ist das System vormagnetisiert. Im Ruhezustand befindet sich zwischen je zwei Polscheiben des Ankers ein Ringpol des Magnetkörpers. Wird an die Erregerwicklung eine Wechselspannung gelegt, ziehen sich jeweils die ungleichen Pole von Anker und Magnetkörper an. Die Frequenz der bogenförmigen Ankerbewegung entspricht der Frequenz der angelegten Wechselspannung.
Der Bogenvibrator kann als Schwingantrieb und mit einem Zusatzgewicht auf der Ankerwelle als Rüttler verwendet werden.
