DE1027813B - Dauermagnet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Dauermagnete und insbesondere solche, welche zur Erzeugung eines gleichmäßigen oder doch nahezu gleichmäßigen magnetischen Feldes in einem sehr langen Hohlraum mit verhältnismäßig geringen Querabmessungen geeignet sind.

Zylindrische, rohrförmige Magnete bekannter Art erlauben nicht die Ausbildung eines in Richtung ihrer Achse gleichmäßigen Feldes, wenn das Verhältnis zwischen dem Durchmesser ihres Querschnitts und ihrer Länge unterhalb eines bestimmten Wertes liegt. Zum Beispiel wurde gefunden, daß ein zylindrischer Rohrmagnet aus einer Eisen-Nickel-Kobalt-AIumiriium-Kupfer-Titatt-Legierung die Ausbildung eines gleichmäßigen Feldes über mindestens 70%· seiner Länge nur dann erlaubt, wenn das Verhältnis des Innendurchmessers seines Querschnitts zu seiner Länge größer als 0,25 ist.

Magnete in Form eines Rotationsellipsoids mit einem kreiszylindrischen Hohlraum mit konstantem Durchmesser entlang ihrer Achse sind bekannt. Solche Magnete besitzen indessen für bestimmte Anwendungszwecke verschiedene Nachteile. Wenn sie z. B. zur Erzeugung fokussierender magnetischer Felder in bestimmten Elektronenröhren, z. B. Wanderfeldröhren, verwendet werden, besitzt der elliptische Magnet den Nachteil, die Einregulierung der Stellung der Röhre in dem Hohlraum des Magnets schwierig zu gestalten, In bestimmten Fällen ist der Durchmesser des Kathodenendes oder beider Enden der Röhre größer als der ihres Mittelteils. Der elliptische Magnet mit einem Hohlraum von konstantem Querschnitt ist für diesen Fall ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist demnach die Schaffung eines rohrförmigen Dauermagnets, welcher die Ausbildung eines gleichmäßigen magnetischen Feldes entlang seines ganzen Hohlraumes ermöglicht, wobei der letztere sehr lang ist und geringe Querabmessungen besitzt und wobei die den elliptischen Magneten anhaftenden Nachteile nicht auftreten.

Ein rohrförmiger Magnet gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine derartige Form, daß der Querschnitt des Hohlraumes senkrecht zur Achse des rohrförmigen Magnets in der Mitte zwischen den Enden des Magnets am kleinsten ist und sich nach diesen Enden zu vergrößert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfbrm bildet diie Außenfläche des rohrförmigen! Magnets einen gefaiden KreiS'Zylinder, der koaxial zuim Hohlraum liegt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Abnahme des Querschnitts des Hohlraumes von den Enden des Magnets nach dem Innern hin nicht stetig, sondern absatzweise.
, Vorteilhaft sind die beiden Enden des Hohlraumes

Λ

Dauermagnet

Anmelder:
Compagnie Generale de Telegraphie

sans FiI, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 3. Juni 1954

Michel de Benneto und Raymond Defain, Paris,
sind als Erfinder genannt worden

in an sich bekannter Weise teilweise durch ringförmige Polelemente aus Weicheisen verschlossen.

Die Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung besser verständlich. Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsformen der Erfindung. Es ist

Fig. 1 ein rohrförmiger Dauermagnet mit einem Hohlraum mit kreisförmigem Querschnitt, welcher in der Mitte zwischen den Enden des Magnets am kleinsten und an den Enden am größten ist,

Fig. 2 ein Diagramm des magnetischen Feldes in dem Hohlraum des in Fig. 1 gezeigten Magnets,

Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform, bei welcher der axiale Schnitt durch den Magnet eine Reihe abgestufter Teile mit von der Mitte nach den Enden zu fortlaufend zunehmendem Durchmesser zeigt;

Fig. 4 zeigt die Vorteile des erfmdungsgetnäßen Magnets gegenüber einem Magnet in Form eines Rotationsellipsoids bei seiner Verwendung zur Fokussierung einer Elektronenröhre;

Fig. 5 zeigt einen durch zwei Polelemente mit jeweils einer zentralen öffnung verschlossenen Magnet, und

Fig. 6 zeigt die Feldverteilung in dem HoMfaum des in Fig. 5 dargestellten Magnets·.

709 959/350

Claims (1)

1. 3 4

   Die Abmessungen des in Fig. 1 gezeigten Magnets größeren Durchmesser besitzt als der übrige Körper

   können z.B. die folgenden sein: der Röhre. Diese Röhre ist in einen erfindungs-

   _r ... j „,„ gemäßen Magnet 2 eingeführt. Wie man leicht sieht,

   Gesamtlänge L obö mm _{wäre dn elliptischer} Magnet 3 (der in strichpunktier-

   Durchmesser des Querschnitts des Hohl- _{5 ten} Li_nJe_n angedeutet ist) hierfür weniger geeignet,

   raumes in der Mitte zwischen den B_ei dem gleichen Mindestdurchmesser des Hohl-

   Endan des Magnets d 30 mm raumes kann die Stellung der Röhre in dem Hohlraum

   Durchmesser des Querschnitts des Hohl- eines erfindungsgemäßen Magnets so geregelt werden,

   raumes an den Enden des Magnets Φ 65 mm daß die Achsen der Röhre und des Hohlraumes zu-

   Außendurchmesser D 76 mm ¹⁰ sammenfallen. Wie bereits bei Fig. 4 erläutert, ist

   das Kathodenende oder das linke Ende der Röhre

   Der Dauermagnet nach Fig. 1 besteht aus einer an breiter als ihr Mittelteil und ihr anderes Ende,

   sich bekannten Eisen-Nickel-Kobalt-Alummium-Titan- Manchmal ist die Röhre auch an beiden Enden

   Legierung. Das erhaltene magnetische Feld ist entlang breiter. Die Form des in Fig. 4 gezeigten Magnets ist

   der Achse im wesentlichen gleichmäßig und beträgt 15 daher besonders günstig. Es mag praktisch sein, den

   über eine Länge von 26 cm 350 Oersted. Das Verhält- Magnet in mehreren Einzelteilen herzustellen, welche

   nis zwischen dem Innendurchmesser und der Lange _{den Teilen eines in} Richtung seiner Achse durchge-

   des Magnets variiert zwischen-0,1 und 0,2, während schnittenen Magnets entsprechen und rund um die

   das Verhältnis des Außendurchmessers zur Länge des Röhre angeordnet werden.

   Magnets etwa 0,22 beträgt. 20 _{Der in Fig}_ j _gezeigt_e Magnet besitzt außerdem

   Fig. 2 zeigt das Diagramm der magnetischen Feld- _ei_ne optimale magnetische Wirkung. Es kann rdies stärke H im Hohlraum ausgedrückt in Oersted als durch die Tatsache erklärt werden, daß durch entFunktion des Abstandes Z — ausgedrückt in cm — sprechende Formgebung des Hohlraumes die fiktiven von einem Ende des Magnets zum anderen,. _od_er imaginären magnetischen Oberflächenmassen an

   Es ist bekannt, daß das Feld H im Hohlraum eines 25 dem mittleren Teil des Hohlraumes vorherrschend er-

   Daüermagnets, wie z. B. des in Fig. 1 gezeigten Ma- . halten werden können. Bekanntlich ist bei zylindri-

   gnets, im wesentlichen gleich dem Feld ist, welches _sch_en Hohlräumen, in welchen das Verhältnis des

   durch auf der Oberfläche des Magnets und in seinem Innendurchmessers das Querschnitts zu der Länge

   Volumen verteilte magnetische Massen erzeugt würde, _Z- g größer ist als 0,25, das Feld in dem Mittelstück

   und zwar richtet sich dies nach dem nachstehend an- 30 des Hohlraumes schwächer. Diese Unregelmäßigkeit

   gegebenen Gesetz. Der Ausdruck hierfür ist »imagi- J_n der Ausbildung des Feldes wird so durch den in

   näre oder fiktive magnetische Massen«. Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Magnet korri-

   Dieses Gesetz ist folgendes: Die magnetischen giert, wie aus Fig. 2 hervorgeht, welche das Feld-Massen sind positiv, wenn die Projektion der Ma- diagramm als Funktion des Abstands von den Enden gnetisierungsstärke auf die Normale zur Oberfläche 35 der Röhre zeigt.

   nach außen gerichtet ist. Sie sind negativ, wenn diese _Die äußere zylindrische Form des in Fig. 1 gezedg-

   Projektion nach innen gerichtet ist. _ten Magnets macht seine Montage äußerst einfach.

   Die Dichte dieser »Oberflächenmassen« wjrd durch _{Der in Fig}. 3 g_ezeigte Magnet besitzt im wesent-

   den folgenden Ausdruck gegeben: σ = η·Ι, in wel- liehen die gleichen Eigenschaften wie der in Fig. 1

   chem η der Einheitsvektor ist und dieselbe Richtung 40 gezeigte. Hier ist jedoch der Hohlraum nicht mit

   wie die zur Innenfläche des Magnets senkrechte Ebene _stet;_{g ηΆ(}± der Mitte zu abnehmendem Durchmesser

   besitzt und auf die Außenseite dieser Fläche gerichtet ausgeführt, sondern der Durchmesser des Hohlraumes

   ist. / ist der Vektor der Magnetisierungsstärke. Es wird absatzweise von der Mitte nach den Enden zu

   wurde gefunden, daß, wenn die Magnetisierungsstärke aufeinanderfolgend größer.

   in dem ganzen Magnet nahezu konstant ist, der Ein- 45 Bei dem in Fig. 5 gezeigten Magnet beeinflussen

   fluß der »Volumenmassen« praktisch vernachlässigt die ringförmigen Polteile Pl und P 2 aus Weicheisen

   werden kann oder bestenfalls zur Erhöhung der Stärke etwas die Form des Feldes H, verglichen mit der in

   des magnetischen Feldes etwa in der Mitte der Achse Fig. 2 gezeigten Form, wie aus Fig. 6 hervorgeht,

   beitragt. Diese Beeinflussung ergibt einen vergrößerten »ge-

   Die Richtung der Magnetisierungsstärke wird 50 eigneten Hohlraum«, in welchem das Feld H nahezu

   durch die Richtung der Stärke des Magnetfelds be- gleichmäßig ist. stimmt, mitteils dessen der Magnet zur Sättigung gebracht wird und welches bekanntlich sehr hoch ist. Sie

   wird weiter im Falle einer anisotropen Legierung —

   durch die bevorzugte Richtung der Legierung be- 55 Patentansprüche: stimmt.

   Wenn die Achse des Magnets in dieser Richtung 1. Dauermagnet zur Erzeugung eines über eine

   verläuft, ist I parallel zu dieser Achse. verhältnismäßig große Länge homogenen Magnet-

   Die Dichte der Oberflächenmassen auf der Innen- felds. bestehend aus einem länglichen, rohrförmifläche des Magnets hängt daher von der Krümmung 60 gen Körper aus dauermagnetischem Material, dieser Fläche ab, weshalb dieser Krümmung ein dessen Innenfläche einen Hohlraum begrenzt, ge-Profll gegeben werden kann, bei welchem man die kennzeichnet durch eine derartige Form, daß der Verteilung der Massen erzielt, welche das gewünschte Querschnitt des Hohlraums senkrecht zur Achse Feld entlang der Achse ergibt. des rohrförmigen Magnets in der Mitte zwischen Ein wichtiger Vorteil des in Fig. 1 gezeigten Ma- 65 den Enden des Magnets am kleinsten ist und sich gnets, insbesondere gegenüber einem Magnet in Fo<rm nach den Enden zu vergrößert, eines Rotationsellipsoids, besteht in der Leichtigkeit, 2. Dauermagnet gemäß Anspruch 1, dadurch mit welcher eine Röhre in dem Magnet angeordnet gekennzeichnet, daß die Außenfläche des rohrwerden kann, wie aus Fig. 4 hervorgeht. Fig. 4 zeigt förmigen Magnets einen geraden Kreiszylindfy;, eine Elektronenröhre % deren eines Ende einen 70 bildet, welcher koaxial zum Hohlraum liegt. ^J

   3. Dauermagnet gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahme des Querschnitts des Hohlraums nach dem Innern hin nicht stetig, sondern absatzweise erfolgt.

   4. Dauermagnet gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum an beiden Stirnseiten des Magnets durch Polteile aus Weicheisen in Form kreisförmiger Kränze teilweise verschlossen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift »Proceedings of the Institute of Radio Engineers«, Bd. 42, Mai 1954, S. 800 bis 810.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen