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Vorrichtung zur Feinstjustierung der parallelen Stellung der den Luftspalt
bildenden Poloberflächen eines Permanent-oder Elektromagneten Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Feinstjustierung der parallelen Stellung der den Luftspalt
bildenden Poloberflächen eines Permanent- oder Elektromagneten, bei dem diese Oberflächen
durch hochgradig ebene Oberflächen von Polstück-Kappen gebildet sind, die aus kreisförmigen
Platten mit parallelen Oberflächen bestehen, die praktisch parallel zu den zum magnetischen
Fluß im Luftspalt senkrecht liegenden Oberflächen der Polstücke angeordnet sind,
und bei der die Justierung jeder der beiden Polstück-Kappen unabhängig voneinander
mit Hilfe einer Lagerung auf drei Abstützstellen erfolgt, wobei eine der drei Abstützstellen
durch das eine Ende eines Körpers gebildet wird, der in Richtung des magnetischen
Krafteinflusses bewegbar angeordnet ist, und bei der schließlich die Verbindung
der Polstück-Kappen mit den feststehenden Teilen des Magneten nach dem Justieren
fixierbar ist.
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Da die Leistungsfähigkeit eines Permanent- bzw. Elektromagneten maßgeblich
von der Parallelität der einander gegenüberstehenden Poloberflächen abhängig ist,
kommt einer solchen Feinstjustierung erhöhte Bedeutung zu. Bei einer bekannten Vorrichtung
geschieht dies in der Weise, daß drei Stellschrauben vorgesehen sind, bei deren
Verstellung die Polstücke einschließlich ihrer Polstück-Kappen innerhalb von zylindrischen
Buchsen aus magnetischem Material geschwenkt werden. Abgesehen davon, daß diese
Anordnung nur einen vergleichsweise geringen Schwenkbereich zuläßt, kommt als weiterer
Nachteil hinzu, daß hier zwar eine Verstellung um drei einander gegenüberliegende
Bezugspunkte möglich ist, indessen das Justieren dort ein außerordentlich langwieriges
Verfahren ist, bis die Poloberflächen tatsächlich einander parallel gegenüberliegen.
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Es ist weiterhin eine Vorrichtung bekannt, bei der das Justieren mit
einer einzigen Stellschraube erfolgen soll, die sowohl an dem einen als auch an
dem anderen Polstück in der Weise angreift, daß die Stellschraube ein Links- und
ein Rechtsgewinde derart aufweist, daß bei deren Betätigung die Poloberflächen einander
zu oder ab bewegt werden. Diese Anordnung hat zumindest zwei entscheidende Nachteile.
Der erste ist darin zu sehen, daß das Material des ganzen Joches durch die Justierfixierung
teilweise einer Reckung, teilweise einer Stauchung ausgesetzt wird; diese verursacht
Unterschiede in der Koerzitivkraft bei Dauermagneten bzw. der Permeabilität bei
Elektromagneten. Hierdurch können Inhomogentiten der magnetischen Luftspaltinduktion
entstehen, auch wenn Parallelität der Oberflächen der Polstück-Kappen erreicht sein
sollte. Der zweite Nachteil besteht darin, daß die Oberflächen der Polstück-Kappen
mit diesem Mittel nur um eine einzige Kippachse gedreht werden. Das setzt voraus,
daß die Oberflächen bezüglich der zweiten Kippachse, die senkrecht auf der ersten
steht, einwandfrei justiert sind. Es ist nicht einzusehen, daß bezüglich der einen
Kippachse eine Präzisionsjustierung erforderlich ist, bezüglich der anderen aber
nicht. Man kann daher mit Sicherheit sagen, daß diese bekannte Vorrichtung das,
was sie leisten soll, nicht zu leisten vermag.
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Schließlich ist es auch schon bekannt, bei einem Magneten den Luftspalt
in bestimmter Weise so zu verändern, daß die Feldstärke meßbar, d. h. variabel einstellbar
ist. Diese Verstellung geschieht in der Weise, daß die Parallelität der einander
gegenüberliegenden Polflächen aufrechterhalten bleibt. Es handelt sich hier also
nicht etwa darum, durch Feinstjustierung die erforderliche Parallelität herzustellen,
sondern eben darum, die Feldstärke des Magneten den verschiedenen Gegebenheiten
anpassen zu können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zum Herstellen der angestrebten
Parallelität erforderliche Vorrichtung zum Feinstjustieren der einander gegenüberliegenden
Poloberflächen eines Magneten derart auszubilden, daß dieses Justieren nicht nur
außerordentlich exakt, sondern auch mit denkbar
einfachen Mitteln
rasch durchführbar ist, wobei dafür gesorgt ist, daß auch die die Poloberflächen
in ihrer fixierten Stellung haltenden Fixiermittel eine besonders zweckmäßige Ausbildung
erfahren.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß bei einer Polflächen-Justiereinrichtung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Polstück-Kappen für das Justieren
gegenüber den Polstücken so bewegbar angeordnet sind, daß die Oberflächen der Polstück-Kappen
gegenüber den Oberflächen der Polstücke um eine von zwei Kanten (18-18) gebildete
Achse, die senkrecht zu der Richtung des Magnetkraftflusses im Luftspalt und innerhalb
einer Querschnittfläche der Polstücke verläuft, kippbar sind, daß ferner der bewegbar
angeordnete Körper, dessen eines Ende eine der drei Abstützstellen der Polstück-Kappen
bildet, als Stempel ausgebildet und in einer die Oberfläche des Polstückes durchsetzenden,
im Inneren des Polstückes befindlichen Gleitbahn angeordnet ist und daß die Bewegung
dieses Stempels durch mechanische Mittel erfolgt, -die von der zylindrischen Mantelfläche
der Polstücke aus erreichbar sind, daß ferner die Kippkanten der beiden Polstück-Kappen
senkrecht zueinander angeordnet sind und für das Fixieren der Polstück-Kappen mit
den Polstücken ein Spannring vorgesehen ist, der auf der gemeinsamen Trennlinie
der Polstücke und der Polstück-Kappen angeordnet ist und durch den die Polstücke
und die Polstück-Kappen in der durch die Justiervorrichtung bestimmten Relativlage
starr mit-,einander verbunden werden. -Der auf diese Weise erzielte technische Fortschritt
ist beachtlich, wenn man berücksichtigt, daß zum Justieren bei der Vorrichtung nach
der Erfindung je Pol nur noch eine einzige Stellschraube betätigt zu werden braucht,
die@zudem noch leicht von außen her zugäglich ist. Zweckmäßigerweise ist fernerhin
vorgesehen, daß die Kippkante, um die jede der beiden Polstück=Kappen--gegen-das
zugehörige Polstück kippbar ist, durch die beiden Rücken zweier fest auf der Oberfläche
jedes der Polstücke angeordneten Erhebungen festgelegt ist, wobei die Rücken gerade
sind und in einer Flucht liegen.
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Die Parallelität der einander gegenüberstehenden Poloberflächen wird
- insbesondere dadurch gewährleistet, daß die Fluchtlinie der als Kippkante ausgebildeten
Erhebungen exzentrisch auf der Oberfläche der Polstücke angeordnet ist.
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Hierzu gehört auch das M(rrkmal der Erfindung, wonach zur Auslösung
der Bewegung des in jedem Polstück angeordneten.Stempels ein in Richtung des Radius
des Polstückes bewegbares Keilstück dient, das ein gleichgerichtetes Gewinde besitzt,
in das eine Schraube eingreift, deren Kopf bis über die Mantelfläche jedes Polstückes
herausragt und mit einem Schraubenzieher betätigbar ist.
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Im übrigen ist vorgesehen, daß der in jedem Polstück angeordnete bewegbare
Stempel auf dem dem Keilstück zugewandten Ende mit der der Keilstückneigung entsprechenden
Neigung abgeschrägt ist.
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Die nach der Erfindung geschaffene Justiereinrichtung ermöglicht eine
besonders sinnvolle und zweckmäßige Ausgestaltung derjenigen Mittel, die für ein
Fixieren der justierten Elemente des Magneten erforderlich sind. So ist z. B. vorgesehen,
daß ein Spannring zur Fixierung -jeder der Polstück-Kappen an jedem Polstück aus
einem mindestens aus zwei Teilkörpern zusammengesetzten ringförmigen Spannkörper
besteht, der durch mindestens ein Verbindungsglied und mindestens eine Spannschraube
mit peripherer Anzugsrichtung zusammengehalten wird, und daß der Spannring mehrere
gleichmäßig über seinen Umfang verteilte, fest mit ihm verbundene, nach dem Inneren
des Ringes gerichtete Ansätze aufweist, die auf ihrer der Ringachse zugewandten
Seite in der durch die Ringachse gegebenen Ebene schwalbenschwanzförmig ausgebildet
sind, und daß sowohl jedes Polstück als auch jede Polstück-Kappe in Deckung mit
den Stellen, an denen sich an dem Spannring die Ansätze befinden, und an denjenigen
Kanten, an denen sie zur Deckung kommen, Abschrägungen aufweisen, die so gestaltet
sind, daß sie die schwalbenschwanzförmig ausgebildeten Ansätze des Spannringes unter
Kontaktbildung mit den Innenflächen der Schwalbenschwanzrippen beim Fixieren der
Vorrichtung aufnehmen.
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Schließlich ist noch vorgesehen, daß jedes Polstück aus zwei Körpern
aufgebaut ist, die in Richtung der Polstückachse hintereinander angeordnet sind,
wobei der Hauptkörper aus einem Zylinder besteht, in den der Nebenkörper mit einem
koaxialen Zapfen eingeschraubt ist, während der Nebenkörper aus einer Scheibe besteht,
die den zum Luftspalt gerichteten Kopf des Polstückes bildet und auf der die beiden,
die Kippkante bildenden Erhebungen und in deren Inneren sowohl der bewegliche Stempel
und die Mittel zu dessen Bewegung als auch die zu jedem Polstück gehörigen Aussparungen
sowie der Spannring, die Spannschraube und das Verbindungsglied zur Verbindung mit
dem Hauptstück des Polstückes angeordnet sind.
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Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine Teilansicht im Schnitt, F i g. 2 eine Draufsicht auf den
in F i g. 1 gezeigten Gegenstand, F i g. 3 eine Seitenansicht auf die Gesamtanordnung.
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Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform sind Polstücke
10 in Form einer Scheibe vorgesehen, die mit koaxialen Zapfen 11 versehen
sind, mit dessen Hilfe die Polstücke 10 an dem Hauptkörper oder dem Joch des Magneten
befestigt werden können. Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Polstück 10 besitzt
an seiner der Magnetbefestigungsseite abgekehrten Seite außerdem eine ringförmige
Ausnehmung 12, die mit einer Abschrägung 13 versehen ist. Dem Polstück 10 gegenüberliegend
ist. eine Polstück-Kappe 14 vorgesehen, die ebenfalls in Form einer Scheibe gleichen
Durchmessers wie das Polstück 10 ausgebildet ist. Die Polstück-Kappe 14 ist mit
einer ähnlichen ringförmigen Aussparung 15 ausgestattet wie das Polstück 10. Die
Aussparung 15 hat wiederum eine Abschrägung 16. Im übrigen besitzt die Polstück-Kappe
14 auf der dem Polstück 10 abgekehrten Seite eine ebene Polseitenoberfläche 17.
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Die einander gegenüberliegenden Poloberflächen des Polstückes 10 und
der Polstück-Kappe 14 sind in der Hauptsache eben, jedoch ist diejenige des Polstückes
10 mit zwei leicht erhabenen Kippkanten 18 versehen, die durch Klebe- oder durch
mechanische Mittel, wie z. B. Löten oder Schweißen, an dem Polstück 10 befestigt
sind und in Umfangsnähe des Polstückes 10 und in einer gemeinsamen Querlinie
liegen. Den beiden Kippkanten 18 gegenüberliegend ist mittig eine Gleitbahn 19 vorgesehen,
die einen Stempel
28 aufnimmt und in eine radiale Ausnehmung
20 des Polstückes 10 mündet. Die Ausnehmung 20 nimmt ein Keilstück
25 auf, das mit dem Stempel 28 zusammenarbeitet und über eine Stellschraube 24 betätigbar
ist. Letztere weist einen mit einem Rechtsgewinde 22 und einem Schlitz 23 versehenen
Kopf 21 auf, während die Schraube 24 selbst ein Linksgewinde besitzt.
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Die Schraube 24 schraubt sich in das mit einem entsprechenden
Gewinde versehene Keilstück 25, das in der Ausnehmung 20 axial beweglich
und mit einer geneigten Keilfläche 26 versehen ist, welche mit einer abgeschrägten
Fläche 27 des Stempels 28 zusammenarbeitet, der in der Gleitbahn 19 axial
gleiten kann. Das äußere Ende des Stempels 28 bildet gemeinsam mit den Kippkanten
18 eine Unterstützung für die Polstück-Kappe 14.
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Das Polstück 19 und die Polstück-Kappe 14 werden durch
einen sie umfassenden Spannring 29 miteinander verspannt, welcher vorzugsweise in
gleichen Abständen auf seiner Innenseite mit Ansätzen 30 versehen ist, in denen
sich eine V-förmige Nut befindet, die mit den Abschrägungen 13 und
16 korrespondiert. Der Spannring 29 ist in zwei Teilkörper 29a, 29b geteilt
- wie es bei 31 angedeutet ist - und mit einer Spannschraube 32 versehen,
wobei ferner ein Verbindungsglied 33 mit zwei Löchern 34 zum Befestigen beider Teilkörper
29 a, 29 b aneinander vorgesehen ist. Die Teilungslinie liegt vorzugsweise in der
durch den Stempel 28 führenden radialen Ebene, Beim Betrieb der beschriebenen Anordnung
hat der Spannring 29 das Polstück 10 und die Polstück-Kappe 14 miteinander
fixiert. Nach dem Lösen der Spannschraube 32 wird der Kopf 21 der Stellschraube
24 so gedreht, daß eine axiale Bewegung des Keilstückes 25 erzeugt wird,
wodurch die Keilfläche 26 eine Axialbewegung des Stempels 28 verursacht, wodurch
die Polstück-Kappe 14 eine Schwenkbewegung um die Kippkanten 18 ausführt.
Durch eine angemessene ähnliche Einstellung der anderen zweiten Polstück-Kappe,
die so angeordnet ist, daß sie mit ihrer Schwenkebene im rechten Winkel zu derjenigen
der ersten Polstück-Kappe 14 liegt, kann der gewünschte Zustand der genauen Parallelität
der beiden einander gegenüberliegenden Poloberflächen 17 leicht erreicht
werden. Danach wird jedes Polstück 10 und jede Polstück-Kappe 14 in
der genauen parallelen Einstellung fixiert, und zwar durch ein abschließendes Anziehen
der Klemmschraube 32, so daß die Ansätze 30 mit den Abschrägungen 13 und 16 in Eingriff
gelangen.
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F i g. 3 zeigt eine allgemeine Darstellung eines Magneten, und zwar
die Anordnung von zwei Polstücken 10 und zwei Polstück-Kappen 14 derart,
daß ihre entsprechenden Einstellebenen im rechten Winkel zueinander liegen. Der
gesamte Magnetaufbau wird von einem Rahmen 35 getragen und besteht grundsätzlich
aus dem Körper oder Joch des Magneten 38 mit den einstellbaren Polstück-Kappen 14,
wobei der Körper oder das .roch ihm zugeordnete Erregerspulen 36 aufweist, die wassergekühlt
sein können und über an dem Rahmen 35 befestigte Endanschlüsse 37 an eine Stromquelle
anschließbar sind.
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Diese Ausführungsform der Erfindung könnte auch eine Abwandlung erfahren,
die z. B. darin besteht, den mit Gewinde versehenen Schraubkopf 21 und die eigentliche
Schraube 24 mit Gewinden gleicher Drehrichtung zu versehen, die jedoch unterschiedliche
Steigungen haben, um ein empfindlicheres Einstellmittel für den Neigungswinkel bei
einer gegebenen Winkelbewegung des Stempels 28 vorzusehen.