CH628460A5 - Ferromagnetic changeover device - Google Patents

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CH628460A5
CH628460A5 CH478578A CH478578A CH628460A5 CH 628460 A5 CH628460 A5 CH 628460A5 CH 478578 A CH478578 A CH 478578A CH 478578 A CH478578 A CH 478578A CH 628460 A5 CH628460 A5 CH 628460A5
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CH
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wire
state
magnetization
core
tilting
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Application number
CH478578A
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German (de)
Inventor
John Richard Wiegand
Original Assignee
Echlin Mfg Co
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ferromagnetische Kippvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. The present invention relates to a ferromagnetic tilting device according to the preamble of independent patent claim 1.

Im US-Patent Nr. 3 820 090 ist ein ferromagnetischer Draht beschrieben, der eine Kern- und eine Mantelpartie mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften aufweist. Wie im US-Patent Nr. 3 892 118 dargelegt ist, wird ein solcher Draht z.B. durch Anwendung einer zyklischen Torsionsbeanspruchung des Drahtes erhalten, wodurch der Draht auf seinem Umfang gestreckt wird. Dazu wird der Draht abwechselnd im Uhrzeiger- und im Gegenuhrzeigersinn auf Torsion beansprucht und gleichzeitig einem axialen Zug ausgesetzt. Das Resultat ist ein Draht, der, wie anzunehmen ist, infolge eines relativ härteren Mantels und eines relativ weicheren Kerns, die Eigenschaft hat, dass nach vorhergehender Magnetisierung der Mantel den magnetisch weicheren Kern mitziehen kann. US Pat. No. 3,820,090 describes a ferromagnetic wire which has a core and a jacket section with different magnetic properties. As set forth in U.S. Patent No. 3,892,118, such a wire is e.g. obtained by applying cyclic torsional stress on the wire, thereby stretching the wire around its circumference. For this purpose, the wire is subjected to torsion alternating clockwise and counterclockwise and at the same time subjected to an axial pull. The result is a wire which, it can be assumed, due to a relatively harder sheath and a relatively softer core, has the property that after previous magnetization, the sheath can pull the magnetically softer core.

Wenn der Draht magnetisiert wird und dann einem äusseren, ansteigenden, magnetischen Feld parallel zur Achse des Drahtes ausgesetzt wird, so wird ein Schwellwert erreicht, wo das externe Feld plötzlich den Kern mitzieht und damit die Magnetisierung des Kerns rasch umkehrt. In einer um den Draht gewickelten Induktionsspule wird als Folge des raschen Wechsels der Flussrichtung im Kern ein Impuls erzeugt. Die Umkehrung der Kernmagnetisierung ergibt sich als Folge der externen Feldintensität, wenn diese einen Schwellwert überschreitet, und ist im wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit. Das heisst, die Höhe des Ausgangsimpulses ist nur wenig von der Änderungsgeschwindigkeit des angelegten Feldes abhängig, wenn es den Schwellwert überschreitet. Dies muss mit den üblicheren Impulserzeugerschaltungsanordnun-gen, die auf weichen, magnetischen Materialien basieren, deren Hysterese kontinuierlich verläuft, verglichen werden. Die If the wire is magnetized and then exposed to an external, rising, magnetic field parallel to the axis of the wire, a threshold value is reached where the external field suddenly pulls the core and thus quickly reverses the magnetization of the core. In an induction coil wound around the wire, a pulse is generated in the core as a result of the rapid change in the direction of flow. The reversal of the nuclear magnetization results as a result of the external field intensity when it exceeds a threshold value and is essentially independent of the speed. This means that the level of the output pulse is only slightly dependent on the rate of change of the applied field if it exceeds the threshold value. This must be compared to the more common pulse generator circuitry based on soft magnetic materials, the hysteresis of which is continuous. The

Ausgangsimpuls-Amplitude (und invers dazu die Impulsbreite) dieser letzteren Klasse von Anordnungen ist im wesentlichen proportional zur zeitlichen Änderungsgeschwindigkeit des Feldes, wenn es die Koerzitivkraft überschreitet. Output pulse amplitude (and inverse the pulse width) of this latter class of arrangements is substantially proportional to the rate of change of the field over time when it exceeds the coercive force.

In ähnlicher Art ergibt sich eine Ümkehrung der Kernmagnetisierung, und ein Umkehrimpuls wird in der Induktionsspule erzeugt, wenn das externe magnetische Feld abnimmt und einen zweiten Schwellwert unterschreitet. Wieder ist der Ausgangsimpuls im wesentlichen unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Feld abnimmt, und alles, was benötigt wird, ist, dass der schaltende Schwellwert über- bzw. unterschritten wird. In a similar manner there is a reversal of the nuclear magnetization and a reverse pulse is generated in the induction coil when the external magnetic field decreases and falls below a second threshold value. Again, the output pulse is essentially independent of the rate at which the field is decreasing, and all that is needed is that the switching threshold be exceeded or undershot.

Die Grösse des Ausgangsimpulses ist für den Wert des Drahtes und den Umfang der kommerziellen Anwendungsmöglichkeiten äusserst wichtig. Je grösser nämlich der Impuls ist, um so weniger Draht wird in elektronischen Schaltungsanordnungen benötigt, um bei dem von der Induktionsspule gelieferten Impuls diesen von den Geräuschen zu unterscheiden. Je grösser der Impuls aber ist, um so besser ist eine Information, die durch den Impuls ausgelöst oder festgestellt wird, wiederholbar. The size of the output pulse is extremely important for the value of the wire and the range of commercial applications. This is because the larger the pulse, the less wire is required in electronic circuit arrangements in order to distinguish the noise from the pulse supplied by the induction coil. However, the larger the impulse, the better information that is triggered or ascertained by the impulse can be repeated.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebene. Kippvorrichtung derart zu verbessern, dass die beim Durchgang durch Schwellwerte eines externen magnetischen Feldes erzeugten Impulse ein besseres Signal-/Ge-räusch-Verhältnis und eine grössere Spitzenamplitude aufwei-. sen. Accordingly, an object of the invention is that described above. To improve the tilting device in such a way that the pulses generated when passing through threshold values of an external magnetic field have a better signal / noise ratio and a larger peak amplitude. sen.

Erfindungsgemäss wird dies gemäss den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht. Im genannten Patent Nr. 3 820 090 war der Draht aus einem handelsüblichen Draht z.B. mit einem Durchmesser von V4 mm Durchmesser und in einer Legierung aus 48% Eisen und 52 % Nickel hergestellt. According to the invention, this is achieved according to the features in the characterizing part of independent patent claim 1. In said patent No. 3 820 090 the wire was made from a commercially available wire e.g. with a diameter of V4 mm diameter and made in an alloy of 48% iron and 52% nickel.

Dazu war im Verfahren zur Herstellung der Kippvorrichtung gemäss dem Patent Nr. 3 892 118 vorgesehen, einen Draht einer feinkörnigen Eisen/Nickel-Legierung mit einem Durchmesser von 0,25 mm zu verwenden. Ein Stück dieses Drahtes von 1 m Länge wurde um 4 cm verlängert. Der verlängerte Draht wurde mittels zweier Einspännwerkzeug unter Spannung gehalten und im Uhrzeiger- und Gegenuhrzeigersinn bis zu 0,4 Windungen pro Zentimeter Länge des Drahtes um seine Längsachse gedreht. Somit wurden Einspannwerkzeuge für einen Meter Länge des Drahtes 40mal in der einen Richtung und dann 40mal in der anderen Richtung vollständig herumgedreht. Diese Rotation im Uhrzeiger- und dann im Gegenuhrzeigersinn wurde zehn- bis fünfzehnmal wiederholt. Die Einspannwerkzeuge wurden in einer Maschine gehaltert, die einen konstanten Zug von 450 g beibehält, wenn der Draht verdreht wird. Nach diesem Vorgehen wird die Zugspannung abgebaut und der einen Meter lange Draht wird in beliebig gewünschte Längen (üblicherweise 1—3 cm Länge) zur Verwendung in den verschiedenen Schalter- und Impulserzeuger-Anwendungen, die für diesen Draht entwickelt wurden, geschnitten. For this purpose, in the process for producing the tilting device according to Patent No. 3 892 118, it was provided to use a wire of a fine-grained iron / nickel alloy with a diameter of 0.25 mm. A piece of this 1 m long wire was extended by 4 cm. The elongated wire was held under tension by means of two clamping tools and turned clockwise and counterclockwise up to 0.4 turns per centimeter length of the wire about its longitudinal axis. Thus, clamping tools for a length of one meter of wire were completely turned 40 times in one direction and then 40 times in the other direction. This clockwise and then counterclockwise rotation was repeated ten to fifteen times. The clamping tools were held in a machine that maintains a constant pull of 450 g when the wire is twisted. Following this procedure, the tension is reduced and the one meter long wire is cut into any desired lengths (usually 1-3 cm long) for use in the various switch and pulse generator applications developed for this wire.

Einige Variationen bezüglich Zugkraft, Anzahl Umdrehungen pro Meter und Anzahl Zyklen von Rotation im Uhrzeiger- und Gegenuhrzeigersinn sind als Funktion des Drahtdurchmessers, der chemischen Zusammensetzung des Drahtes und dem Anwendungsgebiet erwünscht. Some variations in tensile force, number of revolutions per meter, and number of cycles of clockwise and counter-clockwise rotation are desirable as a function of the wire diameter, the chemical composition of the wire, and the field of application.

Ein Vergleich der bekannten Kippvorrichtung und der neu vorgeschlagenen Kippvorrichtung zeigte die wichtige Verbesserung, dass bei der neuen Anordnung ohne ein externes Feld kein automatisches Kippen vom Zustand, in dem Mantel und Kern eine gleichgerichtete Magnetisierung haben, in den Zustand mit gegensinnig gerichteter Magnetisierung erfolgt. A comparison of the known tilting device and the newly proposed tilting device showed the important improvement that in the new arrangement without an external field, there is no automatic tilting from the state in which the jacket and core have the same directional magnetization to the state with the magnetization directed in the opposite direction.

Zudem kann bei der neuen Anordnung ein asymmetrisches Kippen beobachtet werden, d.h. dass der induzierte Impuls, der durch das Kippen der Magnetisierung des Kerns bezüglich In addition, asymmetrical tilting can be observed with the new arrangement, i.e. that the induced pulse caused by tilting the magnetization of the nucleus

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des Mantels in die eine Richtung unterschiedlich zum Impuls ist, der erzeugt wird, wenn die Magnetisierung des Kerns umgekehrt kippt. Insbesondere, wenn der Kern vom Umkehrzustand in den Gleichlaufzustand kippt, ist der Impuls wesentlich grösser als der Impuls, der beim Kippen vom Gleichlaufzustand in den Umkehrzustand erzeugt wird. of the cladding in one direction is different from the momentum that is generated when the magnetization of the core tilts upside down. In particular, if the core tilts from the reversed state to the synchronous state, the pulse is significantly greater than the pulse which is generated when the core is tilted from the synchronous state to the reversed state.

Das Schalten vom Umkehrzustand in den Gleichlaufzustand geschieht somit mit einer grossen Änderung des Magnetflusses und daher mit einem grossen Ausgangsimpuls aus der Induktionsspule. Es hat sich zudem gezeigt, dass die neue Kippvorrichtung relativ unempfindlich bezüglich Umweltbedingungen ist, inklusive der meisten umgebenden magnetischen Felder, und kann daher besonders zur Zeitmessung, Annäherungsfeststellung und Kodierung nützlich sein. The switching from the reverse state to the synchronous state thus occurs with a large change in the magnetic flux and therefore with a large output pulse from the induction coil. It has also been shown that the new tilting device is relatively insensitive to environmental conditions, including most of the surrounding magnetic fields, and can therefore be particularly useful for timing, proximity detection and coding.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine vergrösserte schematische Darstellung in einem Aufriss und einem Seitenriss einer ferromagnetischen Kippvorrichtung nach der Erfindung, die Magnetisierung des Mantels und des Kerns sind im Umkehrzustand dargestellt, bei der Mantel und Kern in entgegengesetzten Richtungen magneti-siert sind; Fig. 1 is an enlarged schematic representation in elevation and a side elevation of a ferromagnetic tilting device according to the invention, the magnetization of the jacket and the core are shown in the reverse state, in which the jacket and core are magnetized in opposite directions;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Magnetspule zum Anlegen eines externen Feldes an die ferromagnetische Kippvorrichtung gemäss Fig. 1 und einer Induktionsspule zwecks Abgabe eines Ausgangsimpulses aufgrund des Kippens des Magnetfeldes im Draht; FIG. 2 shows a schematic illustration of a magnetic coil for applying an external field to the ferromagnetic tilting device according to FIG. 1 and an induction coil for the purpose of emitting an output pulse due to the tilting of the magnetic field in the wire;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der asymmetrischen Schaltungsweise beim Kippen; Fig. 3 ist dabei das Ergebnis eines Versuches, der mit einer Anordnung nach Fig. 2 durchgeführt wurde; Fig. 3 zeigt das externe Auslösefeld, die Hystereseschleife und den erhaltenen Ausgangsimpuls; 3 shows a graphical representation of the asymmetrical switching mode when tilting; Fig. 3 is the result of a test which was carried out with an arrangement according to Fig. 2; Fig. 3 shows the external trip field, the hysteresis loop and the output pulse obtained;

Fig. 4 eine graphische Darstellung der symmetrischen Schaltungsweise beim Kippen und das externe Auslösefeld, die Hystereseschleife und den erhaltenen Ausgangsimpuls und Fig. 4 is a graphical representation of the symmetrical switching mode when tilting and the external trigger field, the hysteresis loop and the received output pulse and

Fig. 5 eine perspektivische schematische Darstellung der Technik zur Behandlung eines Drahtes, zur Erzielung der Wirkungsweise nach dieser Erfindung. Fig. 5 is a perspective schematic representation of the technique for treating a wire to achieve the mode of operation according to this invention.

Der Draht gemäss den einleitend angegebenen Patenten wird in Abschnitten zwischen 1 und 3 cm benützt. Wenn diese magnetisiert werden, hat jeder Abschnitt zwei magnetische Zustände. Beim Kippen zwischen diesen beiden Zuständen kippt wenigstens ein Teil des magnetischen Flusses bezüglich der Richtung, so dass eine Induktionsspule, die um den Draht gewickelt ist, einen Impuls erzeugt. Die Geschwindigkeit, mit der die Magnetrichtung kippt, wenn der magnetische Zustand im Draht sich ändert, ist so gross, dass der durch die Induktionsspule erzeugte elektrische Impuls ein unterscheidbarer, scharfer und damit verwendbarer Impuls mit einer Dauer von annähernd 20 us ist. Das Kippen des Zustandes ist die Folge eines externen magnetischen Feldes mit einer eigenen Feîd-richtung mit entweder einer sich vergrössernden magnetischen Feldstärke, die bis über einen ersten Schwellwert steigt, oder einer sich verkleinernden magnetischen Feldstärke, die bis unter einen zweiten Schwellwert fällt. Das Kippen im Draht ist damit von einem Schwellwert eines magnetischen Feldes, das darauf einwirkt, abhängig. Als Resultat ist die Höhe des Ausgangsimpulses nicht abhängig von der Geschwindigkeit, mit der das äussere, auslösende, magnetische Feld zunimmt oder abnimmt, dies ist wenigstens der Fall bis zu sehr hohen Änderungsgeschwindigkeiten. Die Verwendung dieses Drahtes zur Erzeugung dieses unterscheidbaren, höchst scharfen Ausgangsimpulses hat weitere Vorteile, indem der Prozess ohne jegliches elektrisches Eingangssignal oder Strom abläuft. Somit können externe Permanentmagnete als Quelle für das auslösende magnetische Feld verwendet werden, und alles, was benötigt wird, ist, dass die Lage zwischen dem bistabilen, magnetischen Draht und den externen Permanentmagneten verändert wird, um die Erhöhung des magnetischen Feldes über den ersten Schwellwert und/oder die Abnahme des externen Feldes unter den zweiten Schwellwert zu bewirken. Auch wenn das auslösende magnetische Feld mit einem elektrischen Strom durch eine Spule um den Draht herum, wie in Fig. 2 gezeigt, erzeugt wird, braucht es keinen anderen elektrischen Eingang für die Schaltvorrichtung. The wire according to the patents mentioned in the introduction is used in sections between 1 and 3 cm. When these are magnetized, each section has two magnetic states. When tipping between these two states, at least a portion of the magnetic flux tilts in direction, so that an induction coil wrapped around the wire generates a pulse. The speed at which the magnetic direction changes when the magnetic state in the wire changes is so great that the electrical pulse generated by the induction coil is a distinguishable, sharp and thus usable pulse with a duration of approximately 20 us. The tilting of the state is the result of an external magnetic field with its own field direction with either an increasing magnetic field strength that rises above a first threshold value or a decreasing magnetic field strength that falls below a second threshold value. The tilting in the wire is therefore dependent on a threshold value of a magnetic field that acts on it. As a result, the level of the output pulse is not dependent on the speed at which the external, triggering, magnetic field increases or decreases, this is at least the case up to very high rates of change. The use of this wire to produce this distinctive, extremely sharp output pulse has further advantages in that the process proceeds without any electrical input signal or current. Thus, external permanent magnets can be used as the source of the triggering magnetic field, and all that is needed is that the position between the bistable magnetic wire and the external permanent magnets is changed to increase the magnetic field above the first threshold and / or cause the decrease in the external field below the second threshold. Even if the triggering magnetic field is generated with an electric current by a coil around the wire, as shown in Fig. 2, no other electrical input is required for the switching device.

Es wird angenommen, dass dieser bistabile, magnetische Draht derart arbeitet, weil eine enge, physikalische Beziehung zwischen einer magnetisch härteren Mantelzone und einer magnetisch weicheren Kernzone besteht. Diese physikalische Beziehung ist die Folge der Tatsache, dass sowohl der Mantel wie auch der Kern Elemente eines sonst homogenen Drahtes sind. Die Zusammenhänge, durch die dieses neue Phänomen arbeitet, werden heute noch immer untersucht. This bistable magnetic wire is believed to operate because of a close physical relationship between a magnetically harder cladding zone and a magnetically softer core zone. This physical relationship is the result of the fact that both the sheath and the core are elements of an otherwise homogeneous wire. The relationships through which this new phenomenon works are still being examined today.

In Fig. 1 ist eine Anordnung 10 eines magnetischen Drahtes gemäss der vorliegenden Erfindung dargestellt und umfasst ein kaltgehärtetes, magnetisches Material, bestehend aus Kobalt, Eisen und Vanadium. Der magnetische Drahtabschnitt hat einen im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt, vorzugsweise einen genauen kreisförmigen Querschnitt oder wenigstens so nahe wie möglich bei diesem Kreisquerschnitt, wie er vernünftigerweise erhältlich ist. Drahtabschnitte von etwa 0,25 mm Durchmesser und mit einer Länge von 1—3 cm wurden als nützlich gefunden. An arrangement 10 of a magnetic wire according to the present invention is shown in FIG. 1 and comprises a cold-hardened, magnetic material consisting of cobalt, iron and vanadium. The magnetic wire section has a generally circular cross-section, preferably a precise circular cross-section, or at least as close as possible to this circular cross-section, as is reasonably available. Wire sections approximately 0.25 mm in diameter and 1-3 cm in length have been found useful.

Der Draht wird behandelt, wie unten angegeben ist, um einen einstückigen, magnetischen Drahtabschnitt 10 zu erzeugen, der einen relativ «weichen» Kern 11 mit relativ geringer magnetischer Koerzitivkraft und einen relativ «harten» Mantel 12 mit relativ hoher magnetischer Koerzitivkraft hat. The wire is treated as indicated below to produce a one-piece magnetic wire section 10 having a relatively "soft" core 11 with a relatively low magnetic coercive force and a relatively "hard" sheath 12 with a relatively high magnetic coercive force.

Der Ausdruck «Koerzitivkraft» ist hierin im traditionellen Sinn gebraucht, um die Intensität des externen magnetischen Feldes anzugeben, die notwendig ist, um eine Eigenmagnetisierung des magnetisierten Prüflings aus ferromagnetischem Material auf Null zu bringen. The term “coercive force” is used here in the traditional sense to indicate the intensity of the external magnetic field which is necessary in order to bring the magnetized test specimen made of ferromagnetic material to zero.

In Fig. 1 ist der relativ «weiche» Kern 11 magnetisch anisotrop zur Vorzugsachse der Magnetisierung, die im wesentlichen parallel zur Achse des Drahtes verläuft. Der relativ «harte» Mantel 12 ist ebenfalls magnetisch anisotrop zu einer Vorzugsachse der Magnetisierung, die eine Eigenmagnetisierung im wesentlichen parallel zur Achse des Drahtes bringt. Die Richtung der Magnetisierung des Kerns 11 ist in weiten Teilen eine Funktion der Einwirkung des magnetischen Feldes des Mantels und irgendeines extern angelegten, magnetischen Feldes. Im Zustand, der in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Eigenmagnetisierung des Mantels 12 umgekehrt zur Eigenmagnetisierung des Kerns 11. Dieser Zustand wird hier als gegensinnig gerichteter Zustand bezeichnet. In diesem gegensinnig gerichteten Zustand definiert eine Grenzfläche 13 die Verbindung zwischen Kern 11 und Mantel 12. Diese Grenzfläche 13 ist in Fig. 1 als zylindrisch geformte Fläche 13 dargestellt, obwohl angenommen wird, dass die Grenzfläche eher als komplexe magnetische Übergangszone im Draht in Erscheinung tritt. In Fig. 1, the relatively "soft" core 11 is magnetically anisotropic to the preferred axis of magnetization, which is essentially parallel to the axis of the wire. The relatively “hard” sheath 12 is also magnetically anisotropic with respect to a preferred axis of magnetization, which brings self-magnetization essentially parallel to the axis of the wire. The direction of the magnetization of the core 11 is largely a function of the action of the magnetic field of the cladding and any externally applied magnetic field. In the state shown in FIG. 1, the self-magnetization of the jacket 12 is reversed to the self-magnetization of the core 11. This state is referred to here as the state directed in the opposite direction. In this oppositely directed state, an interface 13 defines the connection between core 11 and sheath 12. This interface 13 is shown in FIG. 1 as a cylindrically shaped surface 13, although it is assumed that the interface appears more as a complex magnetic transition zone in the wire .

Es wurde gefunden, dass Impulse aus Drähten erhalten werden können, die aus Kobalt, Eisen und Vanadium bestehen, und die wenigstens eine Grössenordnung grösser sind als die Impulse, die mit einer Eisen/Nickel-Legierung erhalten werden, die in den oben angegebenen Patenten beschrieben ist. It has been found that impulses can be obtained from wires made of cobalt, iron and vanadium and which are at least an order of magnitude larger than the impulses obtained with an iron / nickel alloy described in the above-mentioned patents is.

Eine bevorzugte Zusammensetzung des Drahtes nach dieser Erfindung ist eine solche, bei der der Gehalt an Kobalt einen Anteil zwischen 45-55%, der Gehalt an Eisen einen Anteil zwischen 30-50% und der Gehalt an Vanadium zwischen 4 und 14% ausmacht. Eine handelsübliche Legierung mit Kobalt, Eisen und Vanadium, die zur Ausübung der vorliegenden Erfindung geeignet ist, kann bei Wilbur B. Driver Co., Inc. unter der Markenbezeichnung «Vicalloy» bezogen werden. Drähte mit 0,25 mm Durchmesser, die sauber gearbeitet wa5 A preferred composition of the wire of this invention is one in which the cobalt content is between 45-55%, the iron content is between 30-50% and the vanadium content is between 4 and 14%. A commercially available alloy with cobalt, iron and vanadium, which is suitable for practicing the present invention, can be obtained from Wilbur B. Driver Co., Inc. under the brand name "Vicalloy". 0.25mm diameter wires that worked cleanly

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ren, wurden benützt, um Magnetanordnungen gemäss der vorliegenden Erfindung herzustellen. Vicalloy-Draht hat eine nominelle Zusammensetzung von rund 52% Kobalt, etwa 10% Vanadium und dem Rest Eisen mit gewissen kleineren Beimischungen, die Mangan und Silikon in Menge, die leicht unterhalb eines halben Prozentes liegen, enthalten. ren have been used to manufacture magnet assemblies in accordance with the present invention. Vicalloy wire has a nominal composition of around 52% cobalt, around 10% vanadium and the rest iron with certain minor admixtures that contain manganese and silicone in amounts that are slightly below half a percent.

Erstes Behandlungsschema First treatment regimen

Verwendet wird ein 30 cm langer Draht mit einem Durchmesser von V4 mm aus Vicalloy; ein bevorzugtes Behandlungs-schema bei der Kaltverformung beinhaltet folgende Schritte: A 30 cm long wire with a diameter of V4 mm from Vicalloy is used; A preferred treatment scheme for cold forming includes the following steps:

1. Der Draht wird auf seine volle Länge gestreckt. Gemäss Fig. 5 ist die Länge des Drahtes mit Einspannmitteln 42 und 44 festgehalten. Der Draht ist genügend gezogen durch einen unter Federkraft stehenden Haspel 46, um den Draht 40 derart zu ziehen, dass keine Biegungen mehr darin vorhanden sind, ohne dass der Draht verlängert wird. Der Draht 40 wird dann einem einzelnen Zyklus von Torsionsbeanspruchung unterworfen, der ungefähr 64 Drehungen im Gegenuhrzeigersinn, gefolgte von ungefähr 48 Drehungen im Uhrzeigersinn, umfasst. Der Zug wird während aller Torsionsbeanspruchungs-schritte beibehalten. 1. The wire is stretched to its full length. 5, the length of the wire is held in place by clamping means 42 and 44. The wire is pulled enough by a spring reel 46 to pull the wire 40 such that there are no bends in it without the wire being elongated. The wire 40 is then subjected to a single cycle of torsional stress comprising approximately 64 counterclockwise rotations followed by approximately 48 clockwise rotations. The tension is maintained during all torsion stress steps.

2. Der Draht wird dann 17V2 Zyklen zu je V2 Drehungen in jeder Richtung unterworfen. Insbesondere werden 8 V2 Drehungen im Gegenuhrzeigersinn von 8V2 Drehungen im Uhrzeigersinn gefolgt, was einen einzelnen Zyklus ergibt. Solche Zyklen werden 17mal wiederholt, und dann wird dieser Schritt mit 8V2 Drehungen im Gegenuhrzeigersinn vervollständigt. Während dieses zweiten Schrittes, der normalerweise 10-15 Sekunden dauert, wird der 30 cm lange Draht kontinuierlich verlängert. Der Betrag der Verlängerung liegt zwischen einem und zwei Prozenten. 2. The wire is then subjected to 17V2 cycles of V2 rotations in each direction. In particular, 8 V2 rotations in the counterclockwise direction are followed by 8V2 rotations in the clockwise direction, resulting in a single cycle. Such cycles are repeated 17 times, and then this step is completed with 8V2 turns counter-clockwise. During this second step, which normally takes 10-15 seconds, the 30 cm long wire is continuously extended. The amount of the renewal is between one and two percent.

3. Der Schluss des Verfahrens besteht in einer weiteren Serie von 8V2 Drehungen, dieses Mal mit einer geraden Anzahl Zyklen und ohne nochmaliges Strecken, aber unter Beibehaltung der Zugkraft auf dem Draht. Drei- oder viermal wird die Anzahl Zyklen gemäss dem zweiten Schritt während dieses Schrittes durchgeführt. Es wurde gefunden, dass etwa 60 Zyklen gute Resultate liefern. 3. The end of the process consists of a further series of 8V2 turns, this time with an even number of cycles and without further stretching, but while maintaining the tensile force on the wire. The number of cycles according to the second step is carried out three or four times during this step. It has been found that around 60 cycles give good results.

Der Draht wird dann in geeignete Abschnitte von beispielsweise 1-3 cm Länge geschnitten. The wire is then cut into suitable sections, for example 1-3 cm in length.

Das oben beschriebene Schema zum Kalthärten eines aus Eisen, Kobalt und Vanadium legierten Drahtes ergab gewisse erwünschte Resultate. Zur Bestimmung dieser erwünschten Resultate wurde auch gefunden, dass Variationen im obigen Schema immer noch zu einem Draht führen, der den Kippeeffekt aufweist. The above-described scheme for cold hardening a wire alloyed with iron, cobalt and vanadium gave certain desirable results. To determine these desired results, it was also found that variations in the above scheme still result in a wire that has the tilting effect.

Zweites Behandlungsschema Second treatment regimen

Ein zweites Verfahren wurde gefunden, um diesen Vical-loy-Draht für Anwendungen herzustellen, bei denen die maximale Stabilität über längere Zeit hinweg weniger wichtig ist. Es wird ebenfalls ein 30 cm langer Draht mit V4 mm Durchmesser verwendet. A second method has been found to manufacture this Vical-loy wire for applications where maximum stability over a longer period of time is less important. A 30 cm long wire with a V4 mm diameter is also used.

1. Der Draht wird auf seine volle Länge ausgezogen. Die angelegte Spannung hält den Draht auf der vollen Länge gerade, ohne ihn zu verlängern. Darauf wird der Draht einer einzelnen Torsionsbeanspruchung mit 14 Drehungen im Gegenuhrzeigersinn, gefolgt von 12 Drehungen im Uhrzeigersinn, unterworfen. 1. The wire is pulled out to its full length. The voltage applied keeps the wire straight along its full length without lengthening it. The wire is then subjected to a single torsional stress with 14 turns in a counterclockwise direction, followed by 12 turns in a clockwise direction.

2. Der Draht wird nun 120 Zyklen zu je 12 Drehungen in jeder Richtung unterworfen; d.h. 12 Drehungen im Gegenuhrzeigersinn, gefolgt von 12 Drehungen im Uhrzeigersinn, bilden einen Zyklus. Dieser Zyklus wird 120mal wiederholt. Während dieses zweiten Verfahrensschrittes wird der Draht kontinuierlich gleichzeitig mit der Torsionsbeanspruchung gestreckt. Durch diese Streckung wird der 30 cm lange Draht langsam und kontinuierlich um etwa 3 mm verlängert. 2. The wire is now subjected to 120 cycles of 12 turns in each direction; i.e. 12 counterclockwise turns followed by 12 clockwise turns form a cycle. This cycle is repeated 120 times. During this second process step, the wire is continuously stretched simultaneously with the torsional stress. This stretching slowly and continuously extends the 30 cm long wire by about 3 mm.

3. Der abschliessende Kalthärtungs-Verfahrensschritt besteht aus weiteren 20 Zyklen von je 12 Drehungen im Gegenuhrzeigersinn und je 12 Drehungen im Uhrzeigersinn, ohne den Draht weiter zu verlängern, aber mit gleichbleibender Zugkraft, so dass die im Schritt 2 erhaltene Verlängerung beibehalten wird. 3. The final cold hardening process step consists of a further 20 cycles of 12 turns counter-clockwise and 12 turns clockwise without further lengthening the wire, but with constant tensile force, so that the lengthening obtained in step 2 is maintained.

Der Draht wird dann in Abschnitte von gewünschter Länge von z.B. 1-3 cm geschnitten. The wire is then cut into sections of the desired length, e.g. Cut 1-3 cm.

Die in beiden Kalthärtungsverfahren verwendeten Legierungen sind im wesentlichen dieselben. Sie sind ursprünglich getempert, damit das Ausgangsmaterial einheitlich ist und um eine geeignete Biegsamkeit des Materials für die Kaltverformung zu erhalten. Das Tempern sollte bis zu einem Punkt erfolgt sein, bei dem die Kornstruktur annähernd 10 000 Körner pro Quadratmillimeter (oder mehr) aufweist. Diese feine Körnung hilft mit zur Sicherstellung der verlangten Biegsamkeit. The alloys used in both cold hardening processes are essentially the same. They are originally annealed so that the starting material is uniform and in order to obtain a suitable flexibility of the material for the cold forming. The annealing should be done to a point where the grain structure is approximately 10,000 grains per square millimeter (or more). This fine grain helps to ensure the required flexibility.

Es wurde gefunden, dass bei beiden Verfahren ein vierter Schritt wichtig ist. Dieser Schritt besteht aus einer Wärmebehandlung. Bei den anfänglichen Experimenten wurde mit einer Erwärmung bis 320 °C während acht Stunden gearbeitet. Es wurde jedoch gefunden, dass das Ergebnis zufriedenstellend ist, wenn mit 300 °C während vier Stunden gearbeitet wurde, was zudem noch den Vorteil hat, dass die Herstellung des Drahtes beschleunigt wird. Zurzeit scheint eine Wärmebehandlung erfolgversprechend, bei der ein Strom von 5,6 A während 120 ms durch den 0,25 mm Draht geleitet wird. Die Wärmebehandlung ergibt eine erkennbare Verbesserung bezüglich des Ausgangsimpulses. Vielleicht ist es wichtiger, dass diese Wärmebehandlung die Gefahr vermindert, dass die Eigenschaften des Drahtes sich während einer Verwendung als Draht in einer Umgebung mit hohen Temperaturen nicht verändern. Dieser vierte Schritt der Nachhärtungsbehandlung führt zu einer Alterung, die zu einer besseren Stabilität in der Verwendung führt. It was found that a fourth step is important in both methods. This step consists of a heat treatment. In the initial experiments, heating up to 320 ° C was carried out for eight hours. However, it has been found that the result is satisfactory when working at 300 ° C. for four hours, which also has the advantage that the production of the wire is accelerated. A heat treatment in which a current of 5.6 A is passed through the 0.25 mm wire for 120 ms seems to be promising at the moment. The heat treatment gives a noticeable improvement in the output pulse. Perhaps more importantly, this heat treatment reduces the risk that the properties of the wire will not change during use as a wire in a high temperature environment. This fourth step of the post-curing treatment leads to aging, which leads to better stability in use.

Drahtprüfung und Resultate Wire testing and results

Fig. 2 zeigt schematisch das Testgerät, das verwendet wurde, um den Ausgangsimpuls zu bestimmen, der erhalten werden kann, wenn ein Vanadium/Kobalt/Eisen-Draht nach der Erfindung benutzt und mit dem Eisen/Nickel-Draht gemäss den genannten Patenten verglichen wurde. Dem Transformer 20 wird ein Strom aus dem Netz mit 50 Hz zugeführt, um die Magnetspule 22 zu speisen. Ein Abschnitt des Drahtes 10 liegt zentral im Innern der Magnetspule 22 und eine Induktionsspule 24 ist um den Draht 10 gewickelt. Ein Strom durch die Wicklungen der Magnetspule 22 erzeugt ein axiales magnetisches Feld im Zentrum der Magnetspule 22. Fig. 2 schematically shows the test device used to determine the output pulse that can be obtained when a vanadium / cobalt / iron wire according to the invention is used and compared with the iron / nickel wire according to the cited patents . A current from the network is supplied to the transformer 20 at 50 Hz in order to feed the magnetic coil 22. A portion of the wire 10 is centrally located inside the solenoid 22 and an induction coil 24 is wrapped around the wire 10. A current through the windings of the solenoid 22 creates an axial magnetic field in the center of the solenoid 22.

Es wurde gefunden, dass der ausgeprägteste Ausgangsimpuls vom Vanadium/Kobalt/Eisen-Draht dann erhalten wird, wenn der Draht asymmetrisch gekippt wird. Als Resultat vom Schaltkreis nach Fig. 2 ergab sich, dass das Erregerfeld H, das auf den Draht 10 wirkt, sich durch die Kurve 32 in Fig. 3 darstellen lässt. Die Diode 28 lässt die volle positive Halbwelle des 50-Hz-Wechselstromes durch, und der Widerstand 26 ist derart eingestellt, dass nur eine stark reduzierte negative Halbwelle geleitet wird, so dass das Erregerfeld, das auf den Draht 10 wirkt, eine positive Spitze von 11 940 A/m (= 150 Örsted) und eine negative Spitze von nur etwa 1592 A/m (= 20 Örsted) aufweist. Der Widerstand 30 ist lediglich ein Strombegrenzerwiderstand. It has been found that the most pronounced output pulse is obtained from the vanadium / cobalt / iron wire when the wire is tilted asymmetrically. As a result of the circuit according to FIG. 2, it was found that the excitation field H, which acts on the wire 10, can be represented by the curve 32 in FIG. 3. The diode 28 passes the full positive half-wave of the 50 Hz alternating current, and the resistor 26 is set such that only a greatly reduced negative half-wave is conducted so that the excitation field acting on the wire 10 has a positive peak of 11 940 A / m (= 150 Örsted) and a negative peak of only about 1592 A / m (= 20 Örsted). The resistor 30 is only a current limiter resistor.

Die Hystereseschleife für den Draht 10 nach der Erfindung bei dieser Erregung ist durch die Kurve 34 in Fig. 3 dargestellt. Fig. 3 ist die Darstellung, wie es auf dem Schirm eines Oszillo-skopes ersichtlich wäre. Die Unterbrüche (Wiegand-Sprünge) in der Kurve 34, die mit «Umkehrkippung» und «Gleichlauf-kippung» bezeichnet sind, erscheinen auf dem Oszilloskop als blasser Strich, weil die Änderungsgeschwindigkeit des Flusses (oder Magnetisierung B) durch den Kern 10 sehr rasch vor The hysteresis loop for the wire 10 according to the invention with this excitation is shown by curve 34 in FIG. 3. Fig. 3 is the representation as it would be seen on the screen of an Oszillo scope. The interruptions (Wiegand jumps) in curve 34, which are referred to as “reverse tilt” and “synchronous tilt”, appear as a pale line on the oscilloscope because the rate of change of the flux (or magnetization B) through the core 10 is very rapid in front

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

628 460 628 460

sich geht, wenn die Stärke des äusseren Feldes H den dazugehörigen Schwellwert überschreitet. Der grössere Spalt in der Kurve 34 ist mit «Gleichlaufkippung» bezeichnet. Dieser Zustand erscheint, wenn das externe magnetische Längsfeld H die längsgerichtete Magnetisierung des Kerns aus dem gegengerichteten Zustand (Fig. 1), d.h. die Kernmagnetisierung ist umgekehrt zur Magnetisierungsrichtung des Mantels 12, in den gleichgerichteten Zustand kippt, in dem die Kernmagnetisierung die gleiche Richtung hat wie die Magnetisierung des Mantels. Während der Umkehrkippung wird der Kern durch das magnetische Feld H vom gleichgerichteten Zustand in den entgegengesetzt gerichteten Zustand gekippt. Wie Fig. 3 zeigt, ist der Impuls C, der in der Spule 24 beim Kippen vom Un-kehrzustand in den Gleichlaufzustand induziert wird, viel grösser als der Impuls R, der durch das Kippen vom Gleichlaufzustand in den Umkehrzustand induziert wird. Der Impuls C bei der Gleichlaufkippung ist ungefähr zehnmal so gross wie der Impuls R bei der Umkehrkippung. goes when the strength of the outer field H exceeds the associated threshold. The larger gap in curve 34 is referred to as "synchronous tilt". This state appears when the external longitudinal magnetic field H removes the longitudinal magnetization of the core from the opposite direction (Fig. 1), i.e. the nuclear magnetization is reversed to the direction of magnetization of the jacket 12, tilts into the rectified state in which the nuclear magnetization has the same direction as the magnetization of the jacket. During the reverse tilt, the magnetic field H tilts the core from the rectified state to the opposite direction. As shown in FIG. 3, the pulse C which is induced in the coil 24 when tilting from the inverse state to the synchronous state is much larger than the pulse R which is induced by the tilting from the synchronous state to the reverse state. The pulse C in the synchronous tilt is approximately ten times as large as the pulse R in the reverse tilt.

Bei Verwendung eines Drahtabschnittes von 3 cm Länge für den Draht 10 und mit einer Induktionsspule 24 mit 925 Windungen aus Draht mit 0,15 mm Durchmesser, wobei der Ausgang der Spule 24 auf eine Last mit 1000 Ohm geführt ist, kann ein Ausgangsimpuls C erhalten werden, der grösser ist als 1,5 V und bei halber Amplitude eine Breite von etwa 20 as hat. Im Gegensatz dazu weist der Impuls R eine Höhe von 125 mV und eine Breite von wenigstens 60 /is auf. Somit hat der Impuls C bei diesen Bedingungen eine Amplitude, die zwölfmal so gross ist wie die des Impulses R. Gegen eine offene Schleife hin konnte ein Impuls C mit mehr als 2 V erhalten werden. When using a wire section of 3 cm in length for the wire 10 and with an induction coil 24 with 925 turns of wire with a diameter of 0.15 mm, the output of the coil 24 being guided to a load with 1000 ohms, an output pulse C can be obtained , which is greater than 1.5 V and has a width of about 20 as at half the amplitude. In contrast, the pulse R has a height of 125 mV and a width of at least 60 / is. Thus, under these conditions, pulse C has an amplitude which is twelve times that of pulse R. Against an open loop, a pulse C with more than 2 V could be obtained.

Erstaunlicherweise konnten bei einem Erregerfeld H mit 11 940 A/m in negativer Richtung ebensogut wie mit einem Feld H mit 11 940 A/m in positiver Richtung Impulse 40 erzeugt werden, die gleich waren, aber eine umgekehrte Polarität aufwiesen (Fig. 4). In der besonderen Ausführungsform, wie oben beschrieben, hatten die Impulse 40 eine Amplitude von etwa 550 mV und eine Breite von etwa 40 fx bei halber Amplitude. Surprisingly, with an excitation field H with 11 940 A / m in the negative direction, as well as with a field H with 11 940 A / m in the positive direction, pulses 40 could be generated which were the same but had a reversed polarity (FIG. 4). In the particular embodiment, as described above, the pulses 40 had an amplitude of approximately 550 mV and a width of approximately 40 fx at half the amplitude.

Somit sind sich die beiden Kippimpulse bei symmetrischem Kippen gleich und haben eine wesentlich kleinere Amplitude als bei der Gleichlaufkippung, wo der Impuls C bei optimalem asymmetrischem Kippen wesentlich grösser ist als der bei der Umkehrkippung erhaltene Impuls R. Dieser Zustand ist in Fig. 4 gezeigt. Dabei ist die gleiche Anordnung wie in Fig. 2 benützt mit der Ausnahme, dass die Diode 28 und der Widerstand 26 weggelassen wurden, so dass ein volles, sinusförmiges Erregerfeld 36 auf den Draht 10 als externes Feld H mit einer Stärke zwischen plus 11 940 A/m und minus 11 940 A/m einwirkt. Das Resultat ist die Hysteresekurve 37. Thus, the two tilting pulses are the same in the case of symmetrical tilting and have a substantially smaller amplitude than in the case of synchronous tilting, where the pulse C with optimal asymmetrical tilting is significantly larger than the pulse R obtained in the case of reverse tilting. This state is shown in FIG. 4. The same arrangement as in FIG. 2 is used here, with the exception that the diode 28 and the resistor 26 have been omitted, so that a full, sinusoidal excitation field 36 on the wire 10 as an external field H with a strength between plus 11 940 A. / m and minus 11 940 A / m. The result is hysteresis curve 37.

Bei positivem Feld H sind Mantel 12 und Kern 11 in positiver Richtung magnetisiert, dies ist durch die rechte obere Ecke der Hysteresekurve 37 dargestellt. Dies kann als positiver Gleichlaufzustand angesehen werden. Wenn das externe Feld H abnimmt, wird auch die Magnetisierung B kleiner, bis zu einer relativ schwachen, negativen Feldstärke von minus 955 A/m (= 12 Örsted), wo der Kern 11 seine Magnetisierungsrichtung von positiv auf negativ wechselt. Somit kippt die Vorrichtung 10 von einem Gleichlaufzustand in einen Umkehrzustand. Dies erzeugt den Unterbruch 37a in der Kurve 37 und ergibt über die Induktionsspule 24 einen Ausgangsimpuls von annähernd 550 mV mit einer Breite von fis. Wenn das Magnetfeld H in negativer Richtung stärker wird, wird ein Punkt erreicht, wo die Magnetisierung des Mantels kippt und einen kleinen Unterbruch 37b in der Hysteresekurve 37 und damit einen kleinen Ausgangsimpuls 42 bewirkt. Der Kern und der Mantel befinden sich damit in negativem Gleichlaufzustand. Das Feld H kommt zu einem negativen Spitzenwert und geht dann zurück, indem es weniger negativ wird. Wenn das Feld H ein wenig positiv wird (955 A/m), kippt der Kern 13 von der negativen Richtung in die positive Richtung, dargestellt durch den Unterbruch 37c. Dies ergibt einen weiteren Ausgangsimpuls 40 der 550 mV hoch und 40 ^s breit ist. Dies ist ein Kippen von einem negativen Gleichlaufzustand in einen Umkehrzustand. Das Feld H wird stärker positiv, bis ein Punkt erreicht wird, der durch den kleinen Unterbruch 37d dargestellt ist, wo der Mantel seine Magnetisierungsrichtung wechselt und einen kleinen Ausgangsimpuls 42 erzeugt, bei dem die Vorrichtung 10 in den positiven Gleichlaufzustand kippt. If the field H is positive, the jacket 12 and the core 11 are magnetized in the positive direction, this is represented by the upper right corner of the hysteresis curve 37. This can be seen as a positive synchronous state. If the external field H decreases, the magnetization B also decreases, up to a relatively weak, negative field strength of minus 955 A / m (= 12 Örsted), where the core 11 changes its magnetization direction from positive to negative. Thus, the device 10 tilts from a synchronous state to a reverse state. This creates the interruption 37a in the curve 37 and gives an output pulse of approximately 550 mV with a width of f sharp via the induction coil 24. If the magnetic field H becomes stronger in the negative direction, a point is reached where the magnetization of the jacket tilts and causes a small interruption 37b in the hysteresis curve 37 and thus a small output pulse 42. The core and the jacket are thus in a negative synchronous state. The field H comes to a negative peak and then decreases by becoming less negative. When the field H becomes a little positive (955 A / m), the core 13 tilts from the negative direction to the positive direction, represented by the break 37c. This results in a further output pulse 40 which is 550 mV high and 40 ^ s wide. This is a flip from a negative synchronous state to a reverse state. The field H becomes more positive until a point is reached, which is represented by the small interruption 37d, where the jacket changes its direction of magnetization and generates a small output pulse 42, at which the device 10 tilts into the positive synchronous state.

Wenn die Erregung H genügend negativ und ebenso genügend positiv wird, so dass der Mantel gemäss Fig. 4 kippt, so kippt der Kern immer, wenn die Anordnung vom Gleichlaufzustand in den Umkehrzustand kippt. Im Gegensatz, wenn die Erregung H in einer Richtung begrenzt wird, so dass die Magnetisierung des Mantels nicht kippt, wie Fig. 3 zeigt, dann ergibt sich ein asymmetrisches Schalten, indem der Kern in den Umkehrzustand kippt, wenn die Anordnung vom Gleichlaufzustand in den Umkehrzustand kippt, und umgekehrt kippt der Kern in den Gleichlaufzustand, wenn die Anordnung vom Umkehrzustand in den Gleichlaufzustand kippt. Das Kippen vom Umkehrzustand in den Gleichlaufzustand erzeugt einen grösseren Ausgangsimpuls als das Kippen vom Gleichlaufzustand in den Umkehrzustand, weil der erstgenannte bei einer grösseren Änderungsgeschwindigkeit erzeugt wird als der zweitgenannte. If the excitation H becomes sufficiently negative and also sufficiently positive so that the jacket tilts according to FIG. 4, the core tilts whenever the arrangement tilts from the synchronous state to the reverse state. In contrast, if the excitation H is limited in one direction so that the magnetization of the cladding does not tip over, as shown in FIG. 3, asymmetrical switching results in that the core tilts into the reverse state when the arrangement changes from the synchronous state to the Reverse state tilts, and vice versa, the core tilts to the synchronous state when the arrangement tilts from the reverse state to the synchronous state. Tilting from the reverse state to the synchronous state produces a larger output pulse than tilting from the synchronous state to the reverse state, because the former is generated at a greater rate of change than the latter.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist es notwendig, dass das Erregerfeld H seine Richtung wechselt, damit die Magnetisierungsrichtung im Kern kippt. Lediglich ein Abschalten des Erregerfeldes H ergibt keine Umkehrung der Magnetisierung des Kerns 11. Diese Notwendigkeit zum Umkehren des Erregerfeldes, um die Kernmagnetisierung zu kippen, bleibt sich in jedem Fall gleich, unabhängig, ob der Kippvorgang asymmetrisch nach Fig. 3 oder symmetrisch nach Fig. 4 abläuft. In the embodiments described above, it is necessary for the excitation field H to change its direction so that the magnetization direction tilts in the core. Only switching off the excitation field H does not result in a reversal of the magnetization of the core 11. This need to reverse the excitation field in order to tilt the nuclear magnetization remains the same in any case, regardless of whether the tilting process is asymmetrical according to FIG. 3 or symmetrical according to FIG. 4 expires.

Im Gegensatz dazu konnte bei Nickel/Eisen-Drähten gemäss den genannten Patenten festgestellt werden, dass die Anordnung automatisch von einem Gleichlaufzustand in einen Umkehrzustand kippt, wenn das Erregerfeld entfernt wurde. Darüber hinaus kann festgestellt werden, dass der grösste Ausgangsimpuls bei Verwendung von Eisen/Kobalt/Vanadium-Drähten gemäss dieser Erfindung etwa lOmal so gross ist wie derjenige, der mit einem Nickel/Eisen-Draht, wie er in den genannten Patenten beschrieben ist, und unter gleichen Bedingungen bezüglich Belastung und mit derselben Induktionsspule 24 erhalten werden konnte. In contrast, it has been found with nickel / iron wires according to the patents mentioned that the arrangement automatically tilts from a synchronous state to a reverse state when the field of excitation is removed. In addition, it can be stated that the greatest output pulse when using iron / cobalt / vanadium wires according to this invention is approximately 10 times as large as that with a nickel / iron wire as described in the cited patents, and could be obtained under the same load conditions and with the same induction coil 24.

Fig. 5 zeigt eine schematische Anordnung für die Kaltverformung des Drahtes. Eine Länge eines Drahtes 40 von beispielsweise 30 cm wird ab einer mit einer Feder vorgespannten Haspel 46 abgezogen. Der Zug wird auf dem Draht 40 beibehalten, um ihn geradezuhalten. Der Draht 40 wird durch die Einspannvorrichtung 40 zur Einspannvorrichtung 44 geführt. Die Einspannvorrichtungen 40, 44 werden dann angezogen, um den Draht festzuhalten. Eine zyklische Torsiorisbeanspru-chung des Drahtes 40 wird dann mittels wechselweiser Drehung des Ritzels 48 auf der Zahnstange 50 bewirkt. Die Verlängerung des Drahtes 40 wird durch langsame Drehung der Nockenscheibe 56 bewirkt, die auf einer Scheibe 58 an der Einspannvorrichtung 42 aufliegt. Die Nockenscheibe 56 wird durch einen Motorantrieb 60 rotiert. Fig. 5 shows a schematic arrangement for the cold deformation of the wire. A length of a wire 40 of, for example, 30 cm is drawn off from a reel 46 pretensioned by a spring. The tension is maintained on wire 40 to keep it straight. The wire 40 is guided through the clamping device 40 to the clamping device 44. The jigs 40, 44 are then tightened to hold the wire in place. A cyclic torsional stress on the wire 40 is then brought about by alternating rotation of the pinion 48 on the rack 50. The extension of the wire 40 is brought about by slow rotation of the cam disk 56, which rests on a disk 58 on the clamping device 42. The cam disk 56 is rotated by a motor drive 60.

Obwohl die Ausführungsformen für eine besondere Drahtlänge und einen einzigen Drahtdurchmesser beschrieben wurden, beinhaltet die Erfindung nichts, das den Draht auf diese speziellen Abmessungen begrenzen würde. Es ist ein breiter Bereich von Drahtabschnittlängen und Durchmessern denkbar, die als Kippanordnung gemäss der Erfindung benützbar sind, und die Grenzen dieser Bereiche wurden noch nicht bestimmt. Jedoch wird heute daran geglaubt, dass die Möglichs Although the embodiments have been described for a particular wire length and a single wire diameter, the invention does not include anything that would limit the wire to these particular dimensions. A wide range of wire section lengths and diameters are conceivable which can be used as a tilting arrangement according to the invention, and the limits of these ranges have not yet been determined. However, it is now believed that the possible

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

628 460 628 460

6 6

keit zum Erhalten des Kippeffektes nach Fig. 3 eine noch nicht bestimmte kleinste Länge des Drahtabschnittes 10 benötigen könnte. Insbesondere zum Beibehalten des Magnetismus des Kerns im Gleichlaufzustand ohne ein externes Feld H wäre denkbar, dass der Drahtabschnitt 10 grösser sein müsste als eine bestimmte Länge. Es wird angenommen, dass, wenn das 3 could require an undetermined minimum length of the wire section 10 to obtain the tilting effect according to FIG. 3. In particular, in order to maintain the magnetism of the core in the synchronized state without an external field H, it would be conceivable that the wire section 10 would have to be larger than a certain length. It is believed that if that

Kippen von einem Gleichlaufzustand in einen Umkehrzustand automatisch aufgrund des Abschaltens des externen Feldes H geschieht, die Höhe des Gleichlaufkippens C des Kerns (beim Kippen vom Umkehrzustand in den Gleichlaufzustand) nicht 5 so hoch bezüglich der Amplitude sein dürfte. Tilting from a synchronous state to a reverse state happens automatically due to the switching off of the external field H, the height of the synchronous tilting C of the core (when tilting from the reverse state to the synchronous state) should not be 5 as high in terms of the amplitude.

s s

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (5)

628 460628 460 1. Ferromagnetische Kippvorrichtung mit zwei stabilen Zuständen, gekennzeichnet durch einen Draht mit einer Kernpartie (11) und einer Mantelpartie (12), die unterschiedlich ma-gnetisierbar sind, derart, dass Kernpartie und Mantelpartie entweder einen Gleichlkufzustand mit gleicher Magnetisierungsrichtung von Kernpartie und Mantelpartie oder einen Umkehrzustand mit unterschiedlicher Magnetisierungsrichtung von Kernpartie und Mantelpartie haben, dass die Koerzitiv-kraft in der Kernpartie genügend gross ist, damit die Magnetisierung der Mantelpartie im Gleichlaufzustand die Kernpartie nicht in den Umkehrzustand zu kippen vermag, sondern dass im Gleichlaufzustand ein externes Magnetfeld benötigt wird, um die Kernpartie in den Umkehrzustand zu kippen, wobei das Kippen vom Umkehrzustand in den Gleichlaufzustand rascher erfolgt als umgekehrt. 1. Ferromagnetic tilting device with two stable states, characterized by a wire with a core section (11) and a jacket section (12), which can be magnetized differently, such that the core section and the jacket section either have the same state of magnetization with the same magnetization direction of the core section and the jacket section or have a reversed state with different magnetization directions of the core section and the jacket section, that the coercive force in the core section is sufficiently large so that the magnetization of the jacket section in the synchronous state cannot tilt the core section into the reversed state, but that an external magnetic field is required in the synchronized state, to tilt the core section into the reverse state, the tilting from the reverse state to the synchronous state taking place more quickly than vice versa. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht aus einer einheitlichen Legierung besteht, die aus Vanadium, Kobalt und Eisen besteht. 2. Device according to claim 1, characterized in that the wire consists of a single alloy consisting of vanadium, cobalt and iron. 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Legierung die Anteile Eisen und Kobalt zusammen einen Gewichtsprozentsatz von über 80% ausmachen. 3. Device according to claim 2, characterized in that the proportions of iron and cobalt together make up a weight percentage of over 80% in the alloy. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 45-55 % Kobalt, 30-50% Eisen und 4—14% Vanadium jeweils auf wenigstens angenähert 4. Device according to claim 2, characterized in that the alloy approximates 45-55% cobalt, 30-50% iron and 4-14% vanadium in each case at least 100 % zusammengesetzt enthält. Contains 100% compound. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung wenigstens angenähert 52% Kobalt, 10% Vanadium enthält und der Rest im wesentlichen aus Eisen besteht. 5. The device according to claim 2, characterized in that the alloy contains at least approximately 52% cobalt, 10% vanadium and the rest consists essentially of iron.
CH478578A 1977-05-03 1978-05-02 Ferromagnetic changeover device CH628460A5 (en)

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US79339477A 1977-05-03 1977-05-03

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