CH230970A - Magnet arrangement. - Google Patents

Magnet arrangement.

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CH230970A
CH230970A CH230970DA CH230970A CH 230970 A CH230970 A CH 230970A CH 230970D A CH230970D A CH 230970DA CH 230970 A CH230970 A CH 230970A
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Hermes Patentverwertun Haftung
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Hermes Patentverwertungs Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Description

  

      lffagnetanordnung.       Für viele     Verwendungszwecke    ist es er  forderlich,     Magnete    zu bauen, ,die     eine    sehr  hohe Anzugskraft     bezw.        eine    sehr hohe Halte  kraft pro Flächeneinheit ausüben.

   Der     Stei-          gerung    der Anzugskraft durch Erhöhung der       Feldliniendichte    ist hierbei durch die     Sätti-          gungserscheinungen    eine Grenze gesetzt, zu  mal es für viele Verwendungszwecke erfor  derlich ist, in einem Gebiet unterhalb des       Knickes    der     Charakteristik    zu arbeiten.

   Um  den für eine     bestimmte    Zug-     bezw.    Halte  kraft     erforderlichen    Fluss zu erreichen, ist  daher ein bestimmter     Mindestquerschnitt    für  den     Kraftflussweg,    also auch     eine    Mindest  fläche für den Übergang in .den Anker     eT-          forderlich.    Nach  < ,er Erfindung wird die       erf        ard rliche    Fläche mit einem kleinen  Aufwand an     Material    dadurch erreicht,     dass     von den beiden     Ausdehnungen    der Fläche,

    an der -der Anker in     angezogenem        Zustand     an dem     einen    Pol anliegt, diejenige, die in  die.     Richtung        des,    kürzesten     Abstandes    zwi-         sohen    den beiden Polen fällt, höchstens     1%1o     der andern, hierzu senkrechten     Ausdeh-          nung    ist.

       Dies        bringt        gegenüber,den    üblichen       Ausführungen        eine    wesentliche Verbesserung,  da die     erstgenannte.    Ausdehnung für die  Masse des Ankers praktisch in -der zweiten  Potenz,     die    andere     aber    nur linear massgebend       ist.    Für Anordnungen, bei denen es auf hohe       Beschleunigungskräfte    und- hohe     Haltekräfte          ankommt,

          ist    daher die Ausdehnung senk  recht zur     Richtung    des     graftIinienflusses    von       untergeordneter    Bedeutung, da :die Masse nur  linear mit dieser     Ausdehnung    zunimmt, die  Beschleunigungsverhältnisse also .davon un  abhängig     sind-.    Hieraus ergibt sich, dass eine  um so höhere Beschleunigungskraft erreicht  werden kann, je     geringer        idie        andern    beiden       Ausdehnungen    des Ankers- gewählt werden.

         Wenn    man also     extrem    hohe Werte für die       Beschleunigungskraft    bei geringster Anker  masse     erreichen    will, wählt man     dementspre-          clrend    Anker in     Form    von     ,dünnem        Stäben    mit      beispielsweise     halbkreisförmigem    Querschnitt.       Ein    solcher Ankerstab ist jedoch verhältnis  mässig schwierig mit den zu     steuernden    Ele  mentgin zu verbinden.

   Es ist daher vorteilhaft,  eine Magnetanordnung so auszubilden, dass  im Abstand voneinander eine Reihe von  Magnetpolen angeordnet werden, denen als  Anker ein Blechstreifen (gedacht als     Vereini-          gung    einer Reihe derartiger Nadelanker) zu  geordnet wird. Mit besonderem Vorteil kann  .der     Magnetkörper    (Joch)     aus    Blechen gebil  det werden, deren Enden sich überlappen  derart,     -dass    die überlappenden Enden der  Schenkel -der     Magnete    jeweils ungleichartige  Polarität darstellen.

   Bei dieser Anordnung  liegen die Schenkelenden     einander    in gerin  gem Abstand gegenüber, so     da.ss    ein beacht  licher Teil des Flusses     quer,durch    den zwi  schen .den beiden Schenkeln entstehenden  Spalt     übertritt,    also für die Ausnutzung ver  loren ,geht. Die günstigsten Verhältnisse für  Magnete dieser Art erhält man, wenn der Ab  stand: zwischen den     beiden    Magnetschenkeln  praktisch gleich der Stärke der     Magnetschen-          kel,    also der     Blechstärke    gewählt wird.

   Bei  einer weiteren     Vergrösserung    des Abstandes  werden zwar .die Streuungsverluste noch wei  ter herabgedrückt, jedoch wird gleichzeitig  die Ankerbreite vergrössert, so dass keine Ver  besserung erreicht ist. Hierbei ist zu     berück=          sichtigen,        -dass    die Anordnung der parallel zu  einander in verhältnismässig geringem<B>Ab-</B>  stand verlaufenden. Magnetschenkel, bei     Tier          ein,        gewisser        Streufl.uss    sich unmittelbar     zwi-          schendiesen    beiden Schenkeln schliesst, gerade  in diesem Zusammenhang noch einen grossen  Vorteil hat.

   Bereits bei sehr geringer     Entfer-          nung,des    Ankers von den Polen wird nämlich       .der        magnetische    Widerstand über den. Anker  im Verhältnis zu dem     Nebenschluss    über dem       Spalt    zwischen den beiden Schenkeln verhält  nismässig gross, der     Streufluss    nimmt deshalb  rasch zu, so dass die hemmende Wirkung eines       etwaigen        remanenten    Magnetismus auf den  sich entfernenden Anker - die an sich der  gewünschten Beschleunigung     entgegengerich-          tet    wäre - bereits nach einem sehr     ,

  geringen          Ankerweg    vollständig     vernaehlässigbar    wird.    E. in solcher Magnetkörper kann also mit  Vorteil aus derartigen Blechstreifen und     da-          zwischen    gelagerten     unmagnetischen    Schei  ben     aufgeschichtet    werden.  



  Ein     Ausführungsheispiel    des     Erfindungs-          gegenstandes    ist in der Zeichnung dargestellt..  In     Fig.    1 sind mit 1     Bleehseheils?n    bezeich  net, die an den Enden 2 und<B>3</B> die beiden  Polschenkel bilden. Zwischen diesen sind       Scheiben    4 angeordnet. die den     erforderlichen     Abstand sichern. Durch die Bohrung 5 der  Blechscheiben ist     ,die        Erreox        rwicklung    6 ge  zogen, mit deren Hilfe das     erforderliche    Feld  erzeugt wird.

   In     Fig:        \?    ist. ein Schnitt senk  recht zur     Fig.    1 vergrössert     herausgezeichnet.     Wie hieraus ersichtlich, ist der Anker     aus     einem     Bleehstreifem    8     gebildet,    der etwa die  halbe Blechstärke der     Schenkelbleche    erhält.

    In     Fig.    1 ist der Deutlichkeit wegen der  Blechstreifen 8 zu dick     dargestellt.    Durch  eine     derartige    Ausbildung hat man es in .der  Hand,     Magnete    mit hoher spezifischer Zug  kraft zu     bauen,    die bei gegebener Anzugs  kraft einen Kern mit minimaler Masse auf  weisen. Für die Erregung mit Wechselstrom  ist es in vielen Fällen     vorteilhaft,    die Zwi  schenlage 4 aus einem elektrisch gut leitenden  Material, wie beispielsweise Kupfer, zu bil  den, wodurch der     Streufluss        weiter    herabge  setzt wird.  



  Mit     besonderem    Vorteil können Magnete der  angegebenen Art als Haltemagnete für Kör  per     verwendet    werden, die     beispielsweise    unter       Wirkung    eines starken Kraftspeichers extrem  hoch     beschleunigt    werden sollen.

   Es ist des  halb möglich, solche     Magnete    als Halte- oder       Verriegelungsmagnete    für     Schalt-        und    Regel  einrichtungen mit extrem schnell veränder  baren     Widerständen    zu     verwenden.    Ein be  vorzugtes Anwendungsgebiet sind Synchron  auslöser, und     zwar    insbesondere solche, bei  denen ein Sehalt- oder     Regelelement    zunächst  festgehalten     wird    und bei der Unterschrei  tung von     bestimmten    Stromwerten mit grosser  Beschleunigung abfällt.

   In     diesen    Zusammen  hängen kann ein Magnet der angegebenen Art  als Halteeinrichtung ein unter der Wirkung  einer     starken.        Beschleunigungskraft,    beispiels-      weise einer starken Feder,     stehendes    Element  bilden.

   Dieses     Element    kann dann entweder       unmittelbar        das    zu beschleunigende Schalt  oder Regelelement sein, es kann aber auch  seinerseits die Auslösung eines solchen frei  geben.     Besonderen        Vorteil    bietet es hierbei,  wenn die     Beschleunigung    eines solchen     Aus-          löseelementes    gleich oder noch grösser als die  des     Schaltelementes        bemessen    wird.  



  Die Anwendung des, Erfindungsgedan  kens     ist    nicht auf die angegebenen Ausfüh  rungsbeispiele beschränkt. Eine solche An  ordnung kann auch für mit Gleichstrom       erregte    Magnete sowie unter Umständen für       permanente    Magnete, die aus entsprechend ge  formten Blechkörpern     aufgeschichtet    sind,  zu Grunde gelegt werden.

   Bei .der Anwen  dung von gut     leitenden        Zwischenlagen    zwi  schen den     einzelnen    Blechkörpern ist es wei  ter auch möglich, diese     Leiterteile    selbst als  Kontakte heranzuziehen, wozu     beispielsweise     an der Kontaktoberfläche ein Überzug aus  Silber     angewendet    werden kann.  



  Soweit es auf die dämpfenden und     lei-          tendenEigenschaften    der Zwischenlagen nicht  ankommt, können solche mit     Vorteil    auch aus       Pressstoff    hergestellt werden, wobei es     unter     Umständen möglich ist, kleine Löcher in den  einzelnen Blechscheiben     vorzusehen,    .die von  der     Pressmasse        ausgefüllt    und durchsetzt wer  den, um dadurch einen     Zusammenhang        zwi-          sehen    den einzelnen Zwischenschichten zu  erreichen,

   so dass der     ganze        Magnetkörper    zu  einem     fest    zusammenhaltenden     Körper        wird.     



  Bei .der Herstellung der Zwischenlagen  aus     Pressstoff    wird die     Pressmasse    zum Bei  spiel zwischen die im erforderlichen Abstand  gehaltenen magnetischen     Teile        eingepresst,    so  dass sie die gesamten     Zwischenräume    ausfüllt.  Es     ist    aber auch möglich, die     Zwischenteile,     die die Aufgabe haben, die .magnetischen  Teile im erforderlichen     Abstand        voneinander     zu halten, nur über Teile der     Ringfläche    zu  erstrecken, zwischen     denen    Luftzwischen  räume bestehen bleiben.

   Hierbei werden die    Abstandsstücke     zweckmässigerweise    mit kon  stanter Wandstärke ausgeführt und     an    den       Stellen        eingesetzt,    an denen die     magnetischen     Teile sich nicht übergreifen,     also    weniger  Platz in     axialer    Richtung beanspruchen. An  den sich übergreifenden     Stellen    können dün  nere Zwischenstücke eingefügt     werden.  



      magnet assembly. For many uses, it is necessary to build magnets that have a very high attraction force. exert a very high holding force per unit area.

   The increase in the attraction force by increasing the field line density is limited by the saturation phenomena, especially since it is necessary for many purposes to work in an area below the bend of the characteristic.

   To the for a certain train or. To achieve holding force required flow, a certain minimum cross-section is therefore required for the force flow path, i.e. also a minimum area for the transition to the anchor eT. According to the invention, the required area is achieved with a small amount of material in that of the two dimensions of the area,

    at the -the armature in the tightened state rests on one pole, the one that is in the. The direction of the shortest distance between the two poles falls, is at most 1% 10 of the other extension perpendicular to this.

       Compared to the usual designs, this brings a significant improvement, since the former. Expansion for the mass of the anchor practically in the second power, but the other is only linear. For arrangements where high acceleration forces and high holding forces are important,

          Therefore, the expansion perpendicular to the direction of the graft line flow is of secondary importance, since: the mass increases only linearly with this expansion, i.e. the acceleration ratios are not dependent on it. This means that the higher the acceleration force, the lower the other two dimensions of the armature are chosen.

         If you want to achieve extremely high values for the acceleration force with the lowest anchor mass, you accordingly choose anchors in the form of thin rods with, for example, a semicircular cross-section. However, such an anchor rod is relatively difficult to connect to the element to be controlled.

   It is therefore advantageous to design a magnet arrangement in such a way that a row of magnetic poles are arranged at a distance from one another, to which a sheet metal strip (conceived as a combination of a row of such needle armatures) is assigned as an armature. The magnetic body (yoke) can be particularly advantageously formed from metal sheets, the ends of which overlap in such a way that the overlapping ends of the legs of the magnets each represent a different polarity.

   In this arrangement, the ends of the legs lie opposite one another at a small distance, so that a considerable part of the river passes across the gap between the two legs, i.e. is lost for use. The most favorable conditions for magnets of this type are obtained when the distance between the two magnet legs is practically the same as the strength of the magnet legs, ie the sheet metal thickness.

   If the distance is increased further, the scattering losses are reduced further, but the anchor width is increased at the same time, so that no improvement is achieved. Here it must be taken into account that the arrangement of the parallel to one another at a relatively small <B> distance </B> spacing. Magnetic leg, in the case of animals, a certain amount of stray flux closes directly between these two legs, which still has a great advantage in this context.

   Even at a very short distance between the armature and the poles, the magnetic resistance is over the. The armature is moderately large in relation to the shunt across the gap between the two legs, the leakage flux therefore increases rapidly, so that the inhibiting effect of any remanent magnetism on the armature as it moves away - which in itself would counteract the desired acceleration - after a very

  low anchor travel is completely negligible. E. In such a magnetic body, sheet metal strips of this type and non-magnetic disks stored in between can therefore advantageously be stacked.



  An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. In FIG. 1, 1 is denoted by 1 Bleehseheils? N, which form the two pole legs at the ends 2 and 3. Disks 4 are arranged between these. which ensure the required distance. The Erreox winding 6 is pulled through the hole 5 of the sheet metal disks, with the help of which the required field is generated.

   In Fig: \? is. a section perpendicular to FIG. 1 drawn out enlarged. As can be seen from this, the anchor is formed from a Bleehstreifem 8, which is approximately half the sheet thickness of the leg sheets.

    In Fig. 1 the clarity because of the sheet metal strip 8 is shown too thick. With such a training you have it in .der hand to build magnets with a high specific tensile force that have a core with minimal mass for a given attraction force. For excitation with alternating current, it is advantageous in many cases to make the intermediate layer 4 made of a material that is a good electrical conductor, such as copper, for example, whereby the leakage flux is further reduced.



  With particular advantage, magnets of the specified type can be used as holding magnets for Kör, which are to be accelerated extremely high, for example, under the action of a strong energy store.

   It is therefore possible to use such magnets as holding or locking magnets for switching and control devices with extremely quickly changeable resistances. A preferred field of application are synchronous triggers, in particular those in which a control or control element is initially held and drops with great acceleration if certain current values are not reached.

   In this context, a magnet of the specified type can act as a holding device under the action of a strong. Accelerating force, for example a strong spring, form a standing element.

   This element can then either directly be the switching or regulating element to be accelerated, but it can also enable such an element to be triggered. It offers a particular advantage here if the acceleration of such a release element is dimensioned to be equal to or greater than that of the switching element.



  The application of the inventive concept is not limited to the examples given Ausfüh approximately. Such an arrangement can also be used as a basis for magnets excited with direct current and, under certain circumstances, for permanent magnets that are layered from appropriately shaped sheet metal bodies.

   In the case of the use of highly conductive intermediate layers between the individual sheet metal bodies, it is also possible to use these conductor parts as contacts themselves, for which purpose a coating of silver can be applied to the contact surface, for example.



  Insofar as the damping and conductive properties of the intermediate layers are not important, these can advantageously also be made of pressed material, whereby it may be possible to provide small holes in the individual sheet metal disks, which are filled and penetrated by the molding compound, in order to achieve a connection between the individual intermediate layers,

   so that the whole magnetic body becomes a firmly cohesive body.



  During the production of the intermediate layers from molded material, the molding compound is pressed, for example, between the magnetic parts, which are kept at the required spacing, so that it fills all the gaps. But it is also possible to extend the intermediate parts, which have the task of keeping the .magnetic parts at the required distance from one another, only over parts of the annular surface, between which air spaces remain.

   Here, the spacers are expediently designed with a constant wall thickness and used at the points where the magnetic parts do not overlap, so take up less space in the axial direction. Thinner spacers can be inserted at the overlapping points.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Magnetanor.d-nung, bestehend aus Magnet- körper und Anker, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden Ausdehnungen der Fläche, an der der Anker in angezogenem Zustand an dem einen Pol anliegt, diejenige, die in die Richtung des kürzesten Abstandes, zwi- s@ehen den beiden Polen fällt, höchstens '/jo der andern, hierzu senkrechten Ausdeh nung ist. PATENT CLAIM: Magnet arrangement, consisting of magnet body and armature, characterized in that of the two expansions of the surface on which the armature rests on one pole in the attracted state, the one which extends in the direction of the shortest distance, between the two poles falls, at most '/ jo of the other extension perpendicular to this. UNTERANSPRüCHE: 1. Magnetanordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, .dass mehrere Ma gnete, :die den Magnetkörper bilden, neben einander angeordnet sind, deren gemeinsamer Anker ein Blechstreifen ist. 2. Magnetanordnung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Magnete aus Blechen mit sich überl:appeaden Enden, die die Schenkel und Pole der Magnete darstellen, gebildet sind. 3. SUBClaims: 1. Magnet arrangement according to claim, characterized in that several magnets: which form the magnetic body, are arranged next to one another, the common armature of which is a sheet metal strip. 2. Magnet arrangement according to dependent claim 1, characterized in that the individual magnets are formed from metal sheets with overl: appeaded ends that represent the legs and poles of the magnets. 3. Magnetanordnung nach Unteranspruch 2, dadurch ;gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei Magnetpolen gleich,der Stärke der Magnetschenkel ist. 4. Magnetanordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einzelnen Magneten Zwischenlagen aus un- magnetischen Scheiben angeordnet sind. 5. Magnet arrangement according to dependent claim 2, characterized in that the distance between two magnetic poles is the same as the strength of the magnet legs. 4. Magnet arrangement according to dependent claim 3, characterized in that intermediate layers of non-magnetic disks are arranged between the individual magnets. 5. Magnetanordnung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet"dass die Zwischen lagen aus elektrisch leitendem, nicht magne tischem Material bestehen. Magnet arrangement according to dependent claim 4, characterized in that the intermediate layers consist of electrically conductive, non-magnetic material.
CH230970D 1940-10-05 1941-09-30 Magnet arrangement. CH230970A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2744165A (en) * 1950-05-29 1956-05-01 Shure Bros Head construction for magnetic recorders and reproducers
DE1051976B (en) * 1956-09-13 1959-03-05 Siemens Ag Holding magnet system based on the principle of the blocking magnet
DE1110662B (en) * 1956-04-28 1961-07-13 Wilhelm Ritzerfeld Circuit for controlling the electromagnets which cause the printing elements to pivot towards one another in a rotary multiplier used for printing a full-page printing form or for printing selected sections of a printing form

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