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Hubmagnet zum Heben von Bunden aus gerolltem Magnetblech Die Erfindung
betrifft einen Hubmagneten zum Heben von Bunden aus gerolltem Magnetblech, der mehrere
in einem gewissen Abstand voneinander entlang des Umfanges des Bundes angeordnete
Polflächen besitzt, die mit einer Kante jeder Windung des Bundes in magnetischer
Beziehung stehen, so daß der magnetische Fluß über diese Kante jeder Windung des
Bundes geleitet wird.
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Bei Bunden aus gerolltem Magnetblech od. dgl. nimmt bekanntlich das
Gewicht der Windungen von innen nach außen zu, da die in Umfangsrichtung gemessere
Länge der Windungen größer wird. Bei manchen Bunden berühren sich die einzelnen
aufeinanderfolgenden Windungen, während bei anderen Bunden wiederum zwischen aufeinanderfolgenden
Windungen Zwischenräume vorhanden sind, die manchmal mit einem nichtmagnetischen
Stoff, beispielsweise Messing, Papier, Nylon od. dgL, ausgefüllt sind.
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Bei den bekannten Hubmagneten zum Heben von Bunden aus gerolltem Magnetblech
stehen die Polflächen mit einer Kante jeder Windung der Last in magnetischer Beziehung,
so daß der magnetische Fluß über diese Kante jeder Windung der Last geleitet wird.
Bei diesen Magneten ist der magnetische Fluß in jeder Windung der Last nicht proportional
zum Umfang, d. h. zum Gewicht der jeweiligen Windung. Man versuchte, mehrere einzelne
Magnete in gewissen Abständen auf dem Umfang eines Kreises anzuordnen, so daß sie
die Enden oder Kanten der Windungen des Bundes angreifen können. Die Wicklungen
dieser früheren Magneten waren kreisförmig, und die Polschuhe verliefen radial zu
den Windungen des zu hebenden Bundes. Die Polschuhe besaßen abwech-selnd die
eine oder andere Polarität, so daß die magnetischen Flußlinien sich bogenförmig
von einem Polschuh durch den Bund zum Polschuh des nächstliegenden Magneten erstreckten.
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Gelegentlich sollen aber Bunde gehoben werden, in denen die magnetischen
Windungen durch Zwischenräume voneinander abgesetzt oder getrennt sind, in denen
ein nichtmagnetischer Stoff angeordnet ist, und dieser Abstand der magnetischen
Wicklungen soll auch während des Hebens oder der jeweiligen Handhabung beibehalten
werden. Man versuchte also, rechteckige Hubmagnete zu verwenden, die in gewissen
Abständen auf dem Umfang eines Kreises angebracht waren, und zwar so, daß die Längsachsen
der Magneten während des Hebens strahlenförmig zum Bund und seinen Windungen verliefen.
Aus verschiedenen Gründen waren derartige Magneten unbefriedigend. Vor allem trat
folgende Schwierigkeit auf: War jeder rechteckige Magnet so stark, daß er die äußeren
Windungen heben konnte, dann besaß er eine größere Kraft, als für das Heben der
innersten Windung notwendig war. Außerdem bildeten die inneren Enden der Magneten
etwa einen Kreis oder Radius oder Querschnitt, der größer war als die innerste zu
hebende Windung, wenn der Magnet stark genug war, um die äußere Windung zu heben.
Andererseits bestand die Schwierigkeit, daß Magneten kleinerer Breite, die die innersten
Windungen heben konnten, nicht kräftig genug waren, um die äußersten Windungen zu
heben.
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Man hat festgestellt, daß die Fähigkeit der Magneten zum Heben von
Bunden verstärkt werden kann und daß voneinander getrennte Windungen in ihrem Abstand
gehalten werden können, wenn die Polschuhe dicht beieinander liegen und wenn ein
bestimmtes Verhältnis zwischen der Länge der Berührungslinie jedes Polschuhes mit
der entsprechenden Windung, die gehoben werden soll, besteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hubmagneten zum Heben
von Bunden aus gerolltem Magnetblech zu schaffen, bei dem in jeder Windung des zu
hebenden Bundes die Stärke des magnetischen Flusses proportional zur Länge der Windung
und daher zum Gewicht der Windung ist, so daß dadurch eine gleichmäßige Anziehung
aller Windungen des Bundes erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausdehnung
der Polflächen des Hubmagneten in Umfangsrichtung so gewählt ist, daß die
Stärke
des magnetischen Flusses in jeder Windung des Bundes im Verhältnis zum Umfang der
jeweiligen Windung bei allen Windungen etwa gleich ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Hubmagneten dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen
Hubmagneten, der auf einem anzuhebenden Bund aus gerolltem Metallblech ruht, Fig.
2 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt
etwa entlang der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig.4 eine Darstellung der Oberflächen der
Polschuhe eines Elektromagneten und deren Anordnung im Verhältnis zu dem anzuhebenden
Bund.
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Für die Zeichnungen wurde ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gewählt,
das durch die dargestellten Einzelheiten den Rahmen der Erfindung nicht einengen
soll. Dieses Ausführungsbeispiel stellt einen Hubmagneten 10 zum Heben von Bunden
11. mit Windungen aus magnetischem Material dar.
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Der Magnet wird in seiner Arbeitsweise an Bunden beschrieben, die
Zwischenräume zwischen den einzelnen magnetischen Windungen aufweisen, da die Schwierigkeiten
beim Heben solcher Spulen den Ausgangspunkt für die Erfindung lieferten. Es leuchtet
ein, daß dieser Hubmagnet auch Bunde hebt, deren magnetische Windungen dicht aufeinanderliegen.
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Das Bund 11 besitzt oder besteht aus einer Anzahl magnetischer Windungen
aus einem magnetisierbaren Blech, z. B. Eisen, und trägt eine innere Windung 12,
eine äußere Windung 13 und eine oder mehrere mittlere Windungen 14, die durch Zwischenräume
voneinander getrennt sind, so daß es für den magnetischen Fluß nur gegen entsprechenden
Widerstand möglich ist, strahlenförmig zum Bund von der einen Windung zur nächstliegenden
zu fließen. In Bunden dieser Art ist der Widerstand gegen einen magnetischen Fluß
radial zum Bund von einer Windung zur nächstliegenden sehr groß, wogegen ein geringer
Widerstand bzw. eine hohe Leitfähigkeit für den magnetischen Fluß entlang der Windungen
besteht. Die Zwischenräume zwischen den einzelnen magnetischen Windungen sind wenigstens
teilweise durch einen kaum magnetischen oder nichtmagnetischen Stoff, z. B. Luft,
Gas, Nylon, Messing, Kupfer usw., ausgefüllt.
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Der besseren Anschaulichkeit wegen und weil in diesem Fall Luft und
Papier oder andere nichtmagnetische Stoffe ähnliche Eigenschaften in ihrer Beziehung
zu den magnetischen Windungen besitzen, ist der nichtmagnetische Stoff zwischen
den magnetischen Windungen als freier Raum dargestellt und nicht durch Ziffern gekennzeichnet.
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Der Hubmagnet 10 besteht aus einer Anzahl einzelner Elektromagneten
15, die in gewissen Abständen voneinander auf einem Kreis angeordnet sind und von
einer geeigneten Halterung oder einem Radstern 16 getragen werden. Der Hubmagnet
10 nach Fig.1. besitzt sechs Elektromagneten 15, wobei jeder aus einem Paar zweiter
Pole und einem dazwischenliegenden ersten Pol gebildet wird, wobei jeweils zwei
der Magneten eine gemeinsame Längsachse haben. Da alle Elektromagneten ähnlich oder
genau gleich sind, wird nur ein einziger eingehend beschrieben werden.
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Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, besitzt jeder Elektromagnet 15 ein Gehäuse
20, das einen etwa E-förmigen Querschnitt aufweist und einen mittleren oder ersten
Pol 21 der einen Polarität und ein Paar äußerer oder zweiter Pole 22 und 22' der
entgegengesetzten Polarität bildet. Die zweiten Pole 22 und 22' sind von dem mittleren
Pol 21 durch einen Zwischenraum getrennt, und dieser Zwischenraum ist mit einer
elektrisch erregbaren Wicklung 23 gefüllt. Die Wicklung 23 kann durch Leiter 24,
die durch den Kopf 25 des Gehäuses 20 reichen und in einer Vorrichtung 24' enden,
mit einer (nicht gezeigten) Stromquelle verbunden sein. Die Wicklung 23 und der
mittlere erste Pol 21 sind an der Unterseite von einer Halteplatte 26 bedeckt, welche
die Wicklung 23 im Gehäuse 20 und zwischen dem ersten und den zweiten Polen hält.
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Der mittlere erste Pol 21 und die äußeren zweiten Pole 22 und 22'
sind mit den Polschuhen 27 bzw. 28 bzw. 28' versehen. Die Polschuhe 28 und 28' können,
wenn erwünscht, mit den Polen 22 und 22' eine Einheit bilden. Die Polschuhe 27 bzw.
28 bzw. 28' greifen mit ihren an der Unterseite sich befindenden Polflächen 127,
128 und 128' die Kanten der Windungen des zu hebenden Bundes 11 an oder sind wenigstens
nicht weiter von ihnen entfernt, als die magnetische Anziehungskraft reicht. Die
Polfläche 127 des Polschuhes 27 ist an ihrem einen Ende 29 breiter als am anderen
Ende 30. In ähnlicher Weise nimmt die Breite der Unterseite jedes äußeren Polschuhes
28 und 28' von dem einen Ende 31 oder 31' zu dem anderen Ende 32 oder 32' zu. Die
Polflächen 128 und 128' sind außerdem mindestens über den größeren Teil ihrer Länge
in einem gleichbleibenden Abstand von der Polfläche 127 entfernt.
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Die Elektromagneten 15 werden durch den Radstern 16 in der Weise ausgerichtet,
daß alle Polschuhe 27, 28 und 28' vom Mittelpunkt des Hubmagneten 10 strahlenförmig
nach außen reichen, so daß die Längsachse der ersten Polschuhe sich wenigstens annähernd
strahlenförmig von dem zu hebenden Bund erstreckt und jeder Polschuh die inneren,
äußeren und mittleren Windungen 12, 13 und 14 des Bundes berührt. Auf diese Weise
läuft der von den elektrischen Wicklungen 23 gelieferte magnetische Fluß durch die
Fläche des ersten Polschuhes 27 und entlang des Umfangs jeder magnetischen Windung
des Bundes 11 und durch die Flächen der zweiten Polschuhe 28 und 28' und endet im
Kopf 25 des Gehäuses 20. Die einzelnen Elektromagneten 15 können so erregt werden,
daß jede zweite Polfläche jedes Elektromagneten die gleiche Polarität erhält, oder
die Elektromagneten können so erregt werden, daß die gleichen Polflächen der nebeneinanderliegenden
Elektromagneten 15 jeweils entgegengesetzte Polarität erhalten.
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Der Radstern 16 besteht aus einem Paar mittlerer Platten 40 und 41,
die einen gewissen Abstand voneinander haben und mit Trägern 42 versehen sind, von
denen je einer einen Elektromagneten 15 trägt. Außerdem ist der Radstern mit Haltegliedern
42' versehen, die vom Radstern nach oben reichen und zur Befestigung von Halteketten
(nicht abgebildet) am Radstern dienen. Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, erstreckt sich
jeder Träger strahlenförmig entlang der Längsachse des jeweiligen Elektromagneten
15. Jeder Elektromagnet 15 besitzt eine Anzahl von Ösen 43, die vom Kopf 25 des
Gehäuses 20 aufwärts gerichtet sind und für die Befestigung am jeweiligen Träger
mit Hilfe von Bolzen 44 oder ähnlichen Hilfsmitteln bestimmt sind.
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Der Hubmagnet 10, wie er hier dargestellt ist, ergibt eine Vorrichtung
zum Heben von Bunden 11 aus magnetisierbarem Stoff, bei denen jede magnetische Windung
einen gewissen Abstand zur nächstliegenden
magnetischen Windung
aufweist. Der Magnet besitzt eine Anzahl von verlängerten ersten Polschuhen 27,
die je eine erste Polfläche 127 zur Berührung mit dem Bund haben. Jede dieser ersten
Polflächen 127 hat eine geringere Breite an einem Ende 30 und eine größere Breite
am anderen Ende 29. Die Breite der ersten Polfläche 127 nimmt allmählich und gleichmäßig
vom schmaleren Ende 30 zum breiteren Ende 29 zu. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die erste Polfläche 127 durch die vom Mittelpunkt C des Hubmagneten
1.0
ausgehenden Radiallinien begrenzt, wodurch die Breite der Polflächen jedes
ersten Polschuhes gleichmäßig vom schmalen zum breiteren Ende zunimmt, und zwar
ungefähr proportional zum Abstand vom Mittelpunkt des Magneten oder vom Mittelpunkt
des zu hebenden Bundes und also ungefähr proportional zur Gewichtszunahme der zu
hebenden Windungen.
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Der tragende Radstern 16 hält die ersten Polschuhe 27 mit ihren Polflächen
127 in solcher Lage, daß sie wenigstens überwiegend in einer gemeinsamen Ebene liegen
und mit den schmaleren Enden 30 näher beieinanderliegen als mit den breiteren Enden
29. Die zweiten Polflächen 128 bzw. 128' der zweiten Polschuhe 28 bzw. 28' liegen
in der gleichen Ebene wie die ersten Polflächen 127 in einem gewissen Abstand von
diesen. Die schmalen Enden 32 und 32' der zweiten Polflächen 128 und 128'
grenzen an die Enden 30 der ersten Polflächen 127. Die Polflächen liegen also in
einem gewissen Abstand voneinander um eine gemeinsame Achse und sind so angeordnet,
daß sie das Ende des Bundes aus Magnetmaterial annähernd in Achsenrichtung ihrer
Windungen angreifen.
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Die Gesamtbreite der Polflächen 127, 128 und 128'
in
Umfangsrichtung steigt proportional zum Abstand vom Mittelpunkt C an, und die Breite
der zweiten Polflächen 128 und 128' ist annähernd gleich der jeweiligen Breite der
ersten Polfläche 127. Durch eine derartige Ausbildung der Polflächen wird erreicht,
daß die Stärke des magnetischen Flusses in jeder Windung 12, 13, 14 des zu
hebenden Bundes 11 im Verhältnis zum Umfang der jeweiligen Windung bei allen
Windungen etwa gleich groß ist.
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Soll beispielsweise ein Bund aus gerolltem Magnetblech angehoben werden,
dann setzt man den Hubmagneten 10 zunächst so auf das anzuhebende Bund 11, daß die
Polflächen 127, 128 und 128' mit den Kanten der Windungen 12, 13, 14 des
Bundes 11 in Berührung kommen und dabei der Mittelpunkt C im wesentlichen
auf die Längsachse des Bundes 11 zu liegen kommt. Bei Erregung des Magneten entsteht
nun in den Windungen des Bundes ein magnetischer Fluß. Die Flußlinien verlaufen
in jeder Windung des Bundes zwischen den ersten und den dazugehörigen zweiten Polflächen.
Auf diese Weise entstehen also keine Kräfte, welche die einzelnen Windungen des
anzuhebenden Bundes gegeneinander zu verschieben suchen. Die Erfindung ist nicht
auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt, sondern kann in mancherlei Hinsicht
abgeändert werden.