DE1294749B

DE1294749B - Magnetische Lagerung, insbesondere fuer Elektrizitaetszaehler

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Publication number: DE1294749B
Application number: DEB70946A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-03-01
Filing date: 1963-03-01
Publication date: 1969-05-08
Also published as: US3326610A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische achtlich. Die Tragkraft wird im Vergleich zu den Lagerung, insbesondere für Elektrizitätszähler, mit bekannten Lageranordnungen mit gleichem Magnetzwei sich mit gleichnamigen Polen gegenüberliegen- volumen wirksam erhöht und der magnetische Aufden Magnetscheiben, von denen die eine an der um- bau wesentlich vereinfacht. Ferner wird durch die laufenden Welle und die andere am Gestell befestigt 5 Erfindung jegliche Unsymmetrie vermieden, ist. Derartige Lagerungen dienen zur Aufnahme Überdies wird durch die erfindungsgemäße Ausaxialer Kräfte von drehbaren Systemen, wie sie z. B. bildung die Einwirkung fremder Magnetfelder auf in Meßinstrumenten und Elektrizitätszählern vorhan- die Dauermagneten, die eine Veränderung des Abden sind. Standes der sich gegenüberliegenden Magnetscheiben

Magnetische Axiallagerungen, mit denen bezweckt io hervorrufen können, vermieden.

wird, die Gesamtlagerreibung zu vermindern, sind Die Feldlinienleitstücke können in vorteilhafter

bereits in den verschiedensten Ausführungen be- Weise ringförmig oder topfförmig ausgebildet sein, kanntgeworden. Die meisten der bekannten magne- so daß sich konzentrische Polringe gegenüberstehen, tischen Lageranordnungen, die aus scheiben-, ring- Nachfolgend sind einige Ausführungsbeispiele der

bzw. zylinderförmigen Magneten bestehen, die einer- 15 Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert. Es seits am Gestell oder Rahmenteilen, andererseits am zeigt

zu lagernden, drehbaren Teil befestigt sind, nutzen F i g. 1 ein magnetisches Unterlager mit den bei-

entweder die anziehende Wirkung ungleichnamiger den sich gegenüberstehenden Magnetscheiben im oder die abstoßende Wirkung gleichnamiger, gegen- Axialschnitt, überstehender Pole oder auch beide kombiniert aus. ao F i g. 2 eine Draufsicht auf eine der beiden Ma-

Diesen bekannten Ausführungen haftet jedoch der gnetscheiben, aus der die Anordnung der konzen-Nachteil an, daß sie einen erheblichen Platzbedarf irischen Ringpole ersichtlich ist, benötigen. Der Raum, der jedoch in Meßgeräten und F i g. 3 eine andere Ausführung der mit Leitstük-

Elektrizitätszählern für eine derartige Lagerung zur ken versehenen Magnetscheiben im Axialschnitt, Verfügung steht, ist sehr begrenzt. Müssen große 25 F i g. 4 einen Längsschnitt der beiden Magnetscheiaxiale Lagerkräfte aufgenommen werden, so wird ben, von denen jede in ein topfförmig ausgebildetes der Lagerdurchmesser — und damit das Magnet- Leitstück eingesetzt ist,

volumen — bei Verwendung von scheibenförmigen F i g. 5 einen Längsschnitt der beiden Magnetschei-

Magneten, bei denen beide Pole konzentrisch auf ben, die auf den einander zugekehrten Oberflächen einer Fläche des Magneten aufmagnetisiert sind, ver- 30 eine ringförmige Aussparung aufweisen, hältnismäßig groß. F i g. 6 eine andere Ausführung der beiden Ma-

Werden darüber hinaus magnetische Lager ver- gnetscheiben mit auf den einander zugekehrten Scheiwendet, bei denen sich ein axial magnetisierter Ma- benoberflächen aufgepreßten Leitstücken, gnet in einem Eisentopf befindet, so daß der eine Die magnetische Lagerung gemäß F i g. 1 besteht

Pol dieses Systems von Magneten selbst, jedoch der 35 aus dem an einem Gehäuse oder Gestell 10 befestigandere vom Rand des Eisentopfes gebildet wird, so ten Scheibenmagneten 1 und dem in geringem Abmuß zwischen Eisentopf und Magnet ein Luftspalt stand darüber angeordneten, mit der Welle 11 des vorhanden sein. Durch diesen Luftspalt werden be- umlaufenden Systems verbundenen Scheibenmagneachtliche Streuverluste hervorgerufen, die durch eine ten 2. Die Welle U ist lediglich in Radiallagern 12 Vergrößerung der Gesamtanordnung wieder aus- 40 gelagert, die dazu bestimmt sind, die Radialkräfte geglichen werden müssen. des Systems aufzunehmen, während die in axialer

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Richtung auftretenden Kräfte allein durch die Schei-Nachteile zu vermeiden bzw. eine verbesserte magne- benmagneten 1 und 2 aufgenommen werden, tische Lagerung zu schaffen, die bei gleichen Trag- Die Magneten sind teilweise radial und teilweise

kräften, wie bei solchen der bekannten Bauart, einen 45 axial magnetisiert, derart, daß die magnetischen Feldwesentlich geringeren Durchmesser bei kleinen radia- linien, wie aus den punktierten Linien ersichtlich ist, len Kräften aufweist. innerhalb der Magnetscheibe in jeder durch die La-

Diese Aufgabe wird bei einer magnetischen Lage- gerachse gehenden Ebene nahezu im rechten Winkel rung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß verlaufen. Der eine Pol, der durch den Buchstaben N dadurch gelöst, daß die beiden Scheiben teilweise 50 gekennzeichnet ist, befindet sich auf der Scheibenradial und teilweise axial magnetisiert sind, derart, oberfläche 3 und ist kreisringförmig ausgebildet, daß die magnetischen Feldlinien innerhalb der Ma- Die aus dem Scheibenumfang austretenden FeId-

gnetscheibe in jeder durch die Lagerachse gehenden linien werden durch die ringförmig ausgebildeten Ebene nahezu im rechten Winkel verlaufen und am Feldlinienleitstücke 4 nach dem Arbeitsluftspalt hin Scheibenumfang Feldlinienleitstücke aus ferromagne- 55 geleitet.

tischem Material hoher Permeabilität angebracht Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, sind auf den einsind, die die am Scheibenumfang austretenden Feld- ander zugekehrten Oberflächen 3 jeder der beiden linien zum Arbeitsluftspalt leiten, so daß sie inner- Magnetscheiben kreisringförmige Pole von entgegenhalb des Arbeitsluftspaltes zum auf der Scheiben- gesetzter Polarität vorhanden, die mit den Buchoberfläche der gleichen Scheibe befindlichen Gegen- 60 stäben N und 5 gekennzeichnet sind, pol verlaufen. Bei der Ausführung gemäß F i g. 3 ist der auf der

Durch die besondere Magnetisierung in Verbin- feststehend angeordneten Magnetscheibe 1 sitzende dung mit den Feldlinienleitstücken wird der magne- Feldlinienleitring 5 dicker ausgebildet als der auf der tische Fluß innerhalb des Arbeitsluftspaltes, der von drehbaren Scheibe 2 angeordnete Feldlinienleitring 6. den beiden einander zugekehrten Scheibenober- 65 Hierbei ist der Durchmesser der Magnetscheibe 2 flächen begrenzt wird, konzentriert, und ein beson- gegenüber dem der Magnetscheibe 1 vergrößert, so derer Luftspalt auf der ganzen Stablänge des Ma- daß sich der Feldlinienleitring 6 in der Mitte obergneten entfällt. Damit sinken die Streuverluste be- halb des Feldlinienleitringes 5 befindet.

Diese Ausführung besitzt insofern Vorteile, weil durch diese die infolge Unsymmetrie auftretenden Radialkräfte weniger zur Wirkung kommen. Denn bei einer geringen radialen Verschiebung des drehbaren Lagerteiles befindet sich der Feldlinienleitring 6 immer noch im Bereich des durch den FeIdlinienleitring 5 hervorgebrachten Magnetfeldes.

Die in Fig. 4 dargestellten Magnetscheiben 1 und 2, von denen die erstere wiederum mit einem nicht dargestellten Gehäuse oder Gestell und die letztere mit einer ebenfalls nicht dargestellten Welle verbunden ist, sind in je ein topfförmig ausgebildetes Feldlinienleitstück 7 eingesetzt. Diese topfförmig ausgebildeten, aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden Feldlinienleitstücke vermögen durch ihre abschirmende Wirkung jegliche Einwirkung von Fremdfeldern fernzuhalten, so daß der im Luftspalt wirksame Feldlinienfluß keine Veränderung erfährt. Auf diese Weise bleibt der einmal eingestellte Scheibenabstand unverändert. ao

F i g. 5 zeigt eine weitere Verbesserung der magnetischen Lagerung gemäß Fig. 1. Hier sind die beiden Magnetscheiben zwischen den konzentrischen Ringpolen mit einer ringförmigen Aussparung 9 versehen. Diese Aussparung dient dazu, ein Kurzschließen der as magnetischen Feldlinien zwischen den mit den Buchstaben N und S gekennzeichneten Polen zu vermeiden bzw. den magnetischen Widerstand zu erhöhen.

F i g. 6 zeigt eine Abwandlung der magnetischen Lagerung gemäß Fig. 1, bei der neben den am Umfang der Magnetscheiben angebrachten Feldlinienleitstücke 4 auf den einander zugewandten Oberflächen der beiden Scheibenmagneten 1 und 2 Scheiben 8 aus magnetisch gut leitendem Werkstoff vorgesehen sind. Diese Scheiben sind dazu bestimmt, fest definierte Pole zu schaffen, durch die die Tragkraft noch erhöht wird.

Da die Scheibenmagneten 1 und 2 aus einem pulverförmigen Dauermagnetwerkstoff und einem Kunststoffbindemittel bestehen, die nach dem Preß- bzw. Preßspritzverfahren hergestellt sind, können auf einfache Art und Weise die ferromagnetischen Scheiben 8 unmittelbar bei der Herstellung mit eingepreßt werden.

Als Magnetwerkstoff wird man zweckmäßigerweise ein pulverisiertes Dauermagnetmaterial mit hoher Koerzitivfeldstärke von mehr als 1000 Oersted und mit geringer Temperaturabhängigkeit verwenden, damit bei auftretenden Temperaturerhöhungen im Gerät der eingestellte Scheibenabstand nicht verändert wird, denn es muß vermieden werden, daß die durch die vorliegende Erfindung erreichten Verbesserungen durch andere Faktoren wieder zunichte gemacht werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt; die Feldlinienleitstücke können auch andere Ausbildungen aufweisen, wenn sie nur in der Lage sind, die seitlich am Scheibenumfang austretenden Kraftlinien in den Bereich des Luftspaltes zu leiten.

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetische Lagerung, insbesondere für Elektrizitätszähler, mit zwei sich mit gleichnamigen Polen gegenüberliegenden Magnetscheiben, von denen die eine an der umlaufenden Welle und die andere am Gestell befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Scheiben (1, 2) teilweise radial und teilweise axial magnetisiert sind, derart, daß die magnetischen Feldlinien innerhalb der Magnetscheibe in jeder durch die Lagerachse gehenden Ebene nahezu im rechten Winkel verlaufen und am Scheibenumfang Feldlinienleitstücke (4,5,6,7) aus ferromagnetischem Material hoher Permeabilität angebracht sind, die die am Scheibenumfang austretenden Feldlinien zum Arbeitsluftspalt leiten, so daß sie innerhalb des Arbeitsluftspaltes zum auf der Scheibenoberfläche der gleichen Scheibe befindlichen Gegenpol verlaufen.

2. Magnetische Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstücke (4) ringförmig ausgebildet und auf der Umfangsfläche der Scheibenmagneten (1,2) angeordnet sind.

3. Magnetische Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der feststehend angeordneten Magnetscheibe (1) sitzende FeIdlinienleitring (5) eine größere Dicke besitzt als derjenige, der auf der drehbaren Scheibe (2) angeordnet ist.

4. Magnetische Lagerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldlinienleitstücke (7) topfförmig ausgebildet und die teilweise radial, teilweise axial magnetisierten Magnetscheiben (1,2) in diese eingesetzt sind.

5. Magnetische Lagerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Magnetscheiben (1,2) zwischen den beiden konzentrischen Ringpolen entgegengesetzter Polarität zur Erhöhung des magnetischen Widerstandes eine ringförmige Aussparung (9) aufweist.

6. Magnetische Lagerung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Oberflächen der Magnetscheiben mit Scheiben (8) aus magnetisch gut leitendem Werkstoff versehen sind.

7. Magnetische Lagerung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetscheiben in bekannter Weise aus mit Kunststoff gebundenem Dauermagnetpulver bestehen und nach einem der bekannten Preßverfahren hergestellt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen