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Magnetisches Prüfgerät für Dauermagnete
Zur betriebsmässigen Prüfung von Dauermagneten sind bereits verschiedene Prüfgeräte vorgeschlagen worden. Mit diesen Geräten konnte aber die Forderung nach einem schnellen und genauen Prüfungsverfahren im magnetischen Arbeitspunkt nicht erfüllt werden.
Da der grösste Teil der heute verwendeten Dauermagnete planparallele Stirnflächen zeigt, kann eine Messung solcher Magnete in einem an sich bekannten Eisenjoch 1 mit verschiebbaren Pol backen 2 (vgl. Fig. 1) erfolgen. Die Anzeige der Induktion dieser Dauermagnete kann in an sich bekannter Weise auf verschiedene Art erfolgen, z. B. in einem im magnetischen Prüfkreis angeordneten Luftspalt durch Herausziehen oder Kommutieren einer Induktionsspule mit oder ohne Eisenkern, mit dem ballistischen Galvanometer oder durch elektrodynamische Ablenkung einer Drehspule oder durch Messung der elektromotorischen Kraft, die in einer im Luftspalt rotierenden Spule erzeugt wird.
Für die Messung solcher Magnete mit planparallelen Stirnflächen im magnetischen Arbeitpunkt war nun bisher eine Messung der dazugehörigen Feldstärke, z. B. mittels eines auf die Probe aufgesetzten magnetischen Spannungsmessers nötig. Diese Feldmessverfahren arbeiten zwar sehr genau, sind aber wegen ihres relativ grossen Zeitaufwandes, der für die betriebsmässige Messung von Tausenden von Magneten nur etwa drei bis vier Sekunden pro Stück betragen darf, zu umständlich und zeitraubend.
Eine Messung der scheinbaren Remanenz, die sich s"hr schnell durchführen liesse, entspricht aber in den seltensten Fällen dem Arbeitspunkt des Magneten, da die scheinbare Remanenz nur von den Dimensionen des Magneten abhängt, während der magnetische Arbeitspunkt auch durch die übrigen Teile des magnetischen
Kreises,
wie Weicheisenpolschuhe und Luft- spalt, beeinflusst wird.
Für eine schnelle Prüfung ist es daher unbe- dingt notwendig, auf eine besondere Messung der Feldstärke zu verzichten und diese nur aus dem Entmagnetisierungsstrom zu ermitteln.
Schaltet man nun einen Magneten 5 in den magnetischen Prüfkreis 1, 4, 2 ein und ma- gnetisiert ihn mit den beiden Magnetisierungs- spulen 6 und 7, so arbeitet der Magnet 5 nach
Ausschaltung des Magnetisierungsstromes auf einem Punkt der Entmagnetisierungskurve, der infolge der entmagnetisierenden Wirkung des Luftspaltes 8 unterhalb der wahren Remanenz des Dauermagnetwerkstoffes liegt (vgl. Fig. 1). Da die Lage dieses Punktes auf der Entmagnetisierungskurve nun nicht nur von den Dimensionen des Magneten und von der Magnetstahlsorte, sondern auch von der Grösse des Luftspaltes 8 des Prüfgerätes abhängt, stellt auch dieser Punkt nicht den magnetischen Arbeitspunkt dar und kann somit auch nicht zur Prüfung des Dauermagneten herangezogen werden.
Schickt man nun durch die Spulen 6 und 7 einen entmagnetisierenden Strom, so kann man je nach der Stärke des Stromes zwar jeden beliebigen Punkt auf der Entmagnetisierungskurve einstellen, es ist aber nicht möglich, allein aus der Stromstärke in den Spulen 6 und 7 in eindeutiger Weise auf die magnetische Feldstärke im Dauermagneten zu schliessen. Versuche haben ergeben, dass in solchen Fällen die Koerzitivkraft immer zu niedrig gemessen wird, weil durch die Entmagnetisierungsspule der gegenüber dem Querschnitt des Magneten viel grössere Querschnitt des Eisenjoches mitmagnetisiert und entmagnetisiert wird. Da nun die Ummagnetisierung des Eisenjoches bei viel kleineren Feldstärken erfolgt als die des zu prüfenden Magneten, ergibt sich daraus, dass die kleinere Koerzitivkraft des Eisenjoches die
Messwerte der Koerzitivkraft des Magneten erniedrigen muss.
Was fur den Punkt der
Koerzitivkraft gilt, gilt natürlich in gleicher
Weise für alle Feldwerte auf der Entmagneti- sierungskurve. Die Grösse dieses Messfehlers kann sehr beträchtlich sein und hängt von der
Magnetstahlsorte sowie vom Magnetquerschnitt ab. Es ist daher mit der bisher beschriebenen
Anordnung nur möglich, eine schnelle, jedoch keine einigermassen genaue betriebsmässigeprüfung von Dauermagneten vorzunehmen.
Gemäss der Erfindung wird aber eine zugleich schnelle und genaue Messung von Dauermagneten dadurch ermöglicht, dass. man die Entmagneti- sierungsspule 9 im Querschnitt nur wenig grösser als den Dauermagneten macht, so dass in der
Hauptsache nur der Dauermagnet entmagnetisiert wird und nicht, wie bei Verwendung der grösseren
Spulen 6 und 7, der ganze Querschnitt des
Weicheisenjoches. Die Entmagnetisierungs- spule 9 soll den Magneten so eng als möglich umschliessen und daher zweckmässig nur eine
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bis zwei Drahtlagen umfassen. Bei der Anordnung der Entmagnetisierungsspule gemäss der Erfindung wird somit der Messfehler auf ein Minimum herabgedrückt, da die Feldstärke jetzt relativ genau direkt aus dem entmagneti- sierenden Strom berechnet werden kann.
Eine besondere Feldmessung wird dadurch überflüssig. Für die Aufmagnetisierung kann zwar grundsätzlich ebenfalls die Spule 9 verwendet werden, jedoch empfiehlt es sich mit Rücksicht auf die Erwärmung derselben, bei den er- forderlichen hohen Magnetisierungsfeldstärken hiefür die Spulen 6 und 7 mit ihrem grösseren
Kupfervolumen zu belassen und die Spule 9 nur für die Entmagnetisierung des Magneten zu verwenden.
Zur Ersparung von Amperewindungen bei der Magnetisierung wird in an sich bekannter
Weise ein magnetischer Kurzschlussbügel 7C vorgesehen, der gemäss vorliegender Erfindung mittels des Handgriffes 11 um den Drehpunkt 12 gedreht werden kann, so dass der magnetische
Kurzschluss bei der Messung aufgehoben wird (vgl. Fig. 2). Diese Führung des Kurzschluss- bügels ist für ein schnelles Arbeiten des Gerätes unbedingt erforderlich. Die Drehbewegung des
Bügels hat sich dabei als besonders zweckmässig erwiesen, kann aber auch durch eine Parallel- bewegung mit Hilfe eines Schlittens ersetzt werden.
Zur weiteren Zeitersparung bei der magnetischen
Prüfung und zur Gewährleistung der Betriebs- sicherheit wird gemäss der Erfindung durch den magnetischen Kurzschlussbügel beim Kurz- schliessen des Luftspaltes der Magnetisierungs- strom durch den Kontakt 13 eingeschaltet, mit dem ein weiterer Kontakt 14 elektrisch in Serie geschaltet ist, der gesondert betätigt wird und vorzugsweise im Handgriff 11 ange- bracht ist. Der Zweck dieser Massnahme ist die Vermeidung zu grosser Zugkräfte beim
Abreissen des Kontaktes 13. Dies müsste im
Punkte der Sättigung geschehen, während das
Ausschalten des Magnetisierungsstromes mit dem
Kontakt 14 im Punkte der wahren Remanenz erfolgt.
Da die wahre Remanenz nur etwa den halben Werl der Sättigung hat, erniedrigt sich die aufzuwendende Zugkraft auf ein Viertel des
Wertes, der ohne Anordnung des Kontaktes 14 erforderlich wäre. Der Kontakt 13 ist deshalb notwendig, damit nicht durch vorzeitiges Be- tatigen des Kontaktes 14 bei nichtgeschlossenem
Kurzschlussbügel der Magnet ungenügend auf- magnetisiert wird.
Zur weiteren Vermeidung von besonderen
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könnten, sowie zur Zeitersparung ist gemäss der Erfindung ein weiterer Kontakt 15 vor- gesehen, der beim Drehen des Kurzschluss- bügels in die strichlierte Stellung (vgl. Fig. 2) den Entmagnetisierungsstromkreis automatisch schliesst. Nach dem Betätigen dieses Kontaktes wird ein weiterer Kontakt 16 automatisch ein- geschaltet, der den Stromkreis für das Galvano- meter schliesst, das für die Messung der Induktion @sterreichische mittels der Drehspule 4 dient. Durch die zwangs- 1 läufige Koppelung ck mechanischen Bewegung des Kurzschlussbügels mit den beschriebenen elektrischen Schaltvorgängen werden Schaltfehler mit Sicherheit vermieden.
Durch das Gerät gemäss der Erfindung wird somit ein schnelles, genaues und betriebssicheres Messen von Dauermagneten in dem magnetischen Arbeitspunkt auch bei allergrössten Stückzahlen sogar durch ungeübte Arbeitskräfte ermöglicht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Magnetisches Prüfgerät für Dauermagnete mit mindestens zwei planparallelen Flächen, welches ein Schlussjoch aus magnetisch weichem Werkstoff mit zwei magnetisch in Serie geschalteten Luftspalten enthält, von denen der eine zwecks Einspannung der zu prüfenden Magnete verstellbar ist und der andere, unver- änderliche, zur Messung der Induktion des Magneten nach einem bekannten Verfahren dient, und welches eine nur auf dem zu messenden Magneten angebrachte Wicklung besitzt, mit der nach vorausgegangener Magnetisierung die Entmagnetisierung des Magneten bis auf den gewünschten magnetischen Arbeitspunkt auf der Entmagnetisierungskurve vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die entmagnetisierende Wicklung nur einen wenig grösseren mittleren
Querschnitt als der Magnet und nur eine bis zwei Wicklunsslaeen besitzt.