DE134271C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

und Eisen.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf hin, die Permeabilität einer Stahl- oder Eisenprobe zu messen, ohne weitschweifige Rechnungen zu Hülfe nehmen zu müssen.

Sie besteht im Wesentlichen darin, dafs die magnetische Strömung durch das Probestück in Gleichgewicht gebracht wird mit der eines Luftspaltes von gegebenen Dimensionen und dafs aus diesen Gröfsen und aus einem Vergleich an magnetomotorischen Kräften, welche für den Luftspalt und für die Eisenprobe benatzt werden, die Permeabilität des Probestückes in einfacher Weise berechnet wird.

Die Ausführung kann wie folgt geschehen:

Das Probestück wird in einem magnetischen Kreis angeordnet, und zwar in Hintereinanderschaltung mit einem Luftspalt, dessen Dimensionen geändert werden können. Die magnetomotorischen Kräfte werden zur Wirksamkeit in Bezug auf das Probestück und den Luftspalt vermittelst Spulen gebracht, wobei das Verhältnifs der magnetomotorischen Kräfte bekannt ist. Die Länge des Luftspaltes wird hierauf so eingestellt, dafs die gesammte magnetische Strömung durch ihn gleich der gesammten Strömung durch das Probestück ist. Dafs diese Gleichheit erzielt ist, kann mittelst einer magnetischen Nadel sichtbar gemacht werden, welche unmittelbar in Nähe des magnetischen Weges untergebracht ist. Wenn nämlich die magnetischen Strömungen ungleich sind, so werden Kraftlinien sich vom Hauptkreis abzweigen und die Nadel ablenken. Man kann auch andere Mittel, um das Auftreten solcher magnetischer Abzweigungen oder Streuungen nachzuweisen, anwenden.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Einrichtung, welche zu solchen Messungen dient, dargestellt, und zwar in Fig. 1 in Seitenansicht, in

Fig. 2 in Draufsicht, wobei einzelne Theile im Schnitt gezeichnet sind.

Fig. 3 ist eine Draufsicht des Anzeigers, welcher in Fig. ι gezeigt ist, und

Fig. 4 endlich eine Einzelconstruction, von welcher später die Rede sein wird.

Der gröfste Theil des magnetischen Haupte Stromkreises ist durch ein U-förmiges Eisenjoch ι gebildet, welches senkrecht aufgehende Stücke 2 besitzt, zwischen deren oberen Enden der magnetische Stromkreis durch das Probestück 3, welches gemessen werden soll, und ein Eisenstück 4 gebildet wird. Der Luftspalt, welcher mit 5 bezeichnet ist, befindet sich zwischen dem Probestück 3 und dem Eisenstück 4 und kann, wiegesagt, in seiner Länge geändert werden. In der gezeichneten Ausführungsform kann das Stück 4 durch eine Oeffnung 6 gleiten, und zwar vermittelst einer Mikrometerschraube 7 mit passender Kurbel 8.

Auf das Eisenstück 4 ist eine magnetisirende Spule 9 gesteckt, und in der Nähe des Endes 10 befindet sich dasKopfstück 11, ebenfalls aus magnetischem Material. Letzteres hat (vergl. auch Fig. 4) eine Oeffnung, um das Probestück aufzunehmen, sowie einen Schlitz 13 mit einer Schraube 14, vermöge deren es fest auf das Ende des Probestückes geklemmt werden kann.

Das andere Ende des Probestückes ist in einer Oeffnung 15 mittelst des Klemmstückes 16 und der Schrauben 17 befestigt. Zum Magnetisiert des Probestückes endlich dient die Spule 18.

Um den Punkt zu bestimmen, bei welchem Gleichheit der magnetischen Strömungen durch das Probestück und durch den Luftspalt eintritt, ist ein magnetischer Prüfer vorgesehen, welcher in der Na'he des Luftspaltes sich befindet; in der Zeichnung ist dieser dargestellt als ein Hufeisenmagnet 19, der sich um einen Zapfen 20 drehen kann und mit einem Zeiger 21 ausgestattet ist, wobei das Ganze in einer passenden Büchse 22, welche durch die Schrauben 23 gehalten wird, untergebracht ist (vergl. hierzu auch Fig. 3).

Die Wirkungsweise des Apparates ist die folgende:

Das Probestück, welches abgedreht oder sonstwie behandelt ist, um es auf die für die Prüfung nothwendigen Dimensionen zu bringen, wird in die Spule 18 gebracht, das Kopfstück Ii aber an seinem Ende mittelst der Schraube 14 festgeklemmt, und zwar so, dafs die Enden bündig abschneiden, also das Probestück nicht (auf der Fig. 1 nach links zu) über das Kopfstück herausragt. Das andere Ende des Probestückes ist vermöge des Klemmstückes 16 festgehalten, wie zuvor beschrieben. Nun wird ein passender Strom durch die Spulen 9 und 18 geleitet und das Eisenstück 4 so verschoben, dafs sich der Luftspalt 5 vergröfsert oder verkleinert, bis der Prüfer keine magnetische Strömung oder Streuung anzeigt. In diesem Falle mufs die magnetische Strömung durch den Luftspalt und das Probestück gleich grofs sein. Wenn diese Bedingung erreicht ist, so ist der magnetische Widerstand des Luftspaltes und des Probestückes gleich und gestattet unter Berücksichtigung der Amperewindungen der Spulen und der Dimensionen des Luftspaltes, die Permeabilität des Probestückes unmittelbar zu bestimmen.

Eine Seite des Spaltes wird durch das Kopfstück 11 begrenzt. Alle Kraftlinien, welche das Prüfstück durchsetzen, werden, sobald sie das Kopfstück erreichen, verzweigt und gehen entweder durch den Luftspalt oder aber durch den Luftspalt und den umgebenden Raum. Es ist kar, dafs, wenn dieselbe Anzahl von Kraftlinien das. Prüfstück, das Kopfstück und den Luftspalt durchsetzen, keine Streuung der Kraftlinien in den Raum um das Kopfstück 11 stattfindet und dafs deshalb die Magnetnadel 19 nicht abgelenkt werden wird, sondern die Stellung behält, die sie unter dem Einflüsse des Erdmagnetismus oder des Controlmagneten eingenommen hat. Wenn indessen die Zahl der Kraftlinien, die das Stück durchsetzen, nicht alle durch den Luftspalt gehen, so müssen einzelne in die Luft entweichen, und es wird deshalb die Magnetnadel abgelenkt. Ebenso wird, wenn eine gröfsere Anzahl von Kraftlinien den Luftspalt als das Prüfstück durchsetzen, ersichtlichermafsen eine Ablenkung im entgegengesetzten Sinne stattfinden. Beim Gebrauch des Apparates wird der magnetische Widerstand des Luftspaltes selbstverständlich so geregelt, dafs die Magnetnadel auf Null steht.

In Fig. 5 ist die Form der Nadel und des Magneten gezeigt. In Fig. 6 ist das Streufeld dargestellt, welches entsteht, wenn das Gleichgewicht gestört ist, und verschwindet, sobald das Gleichgewicht erreicht wird. Fig. 7 endlich zeigt das Feld des Regulirmagneten, und Fig. 8 läfst den Controlmagneten besonders erkennen.

Oft ist es indessen nicht nothwendig, die wirkliche Permeabilität zu bestimmen, sondern es handelt sich nur darum, festzustellen, ob die Permeabilität gröfser oder kleiner als ein gegebenes Muster ausfallt. In diesem Falle wird zuerst das Musterstück unter Ablesung der Mikrometerschraube untersucht, darauf aber das Probestück, wobei wiederum die Mikrometerablesung unmittelbar Aufschlufs giebt. Zur Vereinfachung sind die Spulen 18 und 19 in der Regel hinter einander geschaltet und können auch die gleiche Anzahl Windungen erhalten, so dafs die magnetomotorische Kraft, welche auf das Probestück einwirkt, die gleiche ist wie die, welche auf den Luftspalt einwirkt, dabei müssen aber die Spulen so verbunden sein, dafs die magnetischen Kräfte in dieselbe Richtung fallen.

Manchmal ist es wünschenswerth, dafs das Verhältnifs der magnetischen Kräfte gröfser als ι ist. Wenn z. B. die Permeabilität von Eisen bei sehr hoher Induction gemessen werden soll, so kann die magnetomotorische Kraft, welche auf das Probestück einwirkt, ein Vielfaches sein von der des Luftspaltes, damit die Länge des letzteren nicht unbequem grofs gemacht werden mufs, um das Gleichgewicht zu erhalten.

Es ist rathsam, dafs man, bevor man eine wirkliche Prüfung ausführt, eine beträchtlich grofse magnetisirende Kraft anwendet und sie allmählich auf ο bringt, indem man eine Reihe von entgegengesetzt wirkenden magnetomotorischen Kräften einschaltet. Auf diese Weise vermeidet man die Gefahr, Irrthümer, welche von dem remanenten Magnetismus in den Theilen 1 und 2 des Instrumentes infolge einer früheren Prüfung herrühren, in den Kauf zu nehmen. Es ist auch gut, den Strom öfters umzukehren, bevor man eine endgiltige Ablesung der Mikrometerschraube vornimmt, um einen für die besondere Messung geeigneten Zustand des Probestückes zu sichern. ^;

Die Mikrometerschraube kann so kalibrirt sein, dafs man unmittelbar die Permeabilität ohne weitere Rechnung abliest, oder aber willkürlich eingetheilt sein, so dafs der Werth von einer besonderen Kalibrirungscurve zu bestimmen ist.

Der Prüfer kann dadurch sehr empfindlich gemacht werden, dafs man die Nadel 19 stark magnetisirt und deren Lage durch einen Magneten (z. B. 24) regelt, welcher genügend stark ist, um sich in stabilem Gleichgewicht zu halten.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Das Verfahren, die magnetischen Eigenschaften eines Eisen- oder Stahlprobestückes zu messen, dadurch gekennzeichnet, dafs man das Eisenstück hinter einen Luftspalt schaltet, um einen magnetischen Stromkreis zu bilden, darauf magnetomotorische Kräfte auf das Probestück wie auf den Luftspalt einwirken lä'fst und die Dimensionen des Luftspaltes so lange verändert, bis die magnetische Strömung durch Luftspalt und Probestück gleich ist, so dafs aus den Dimensionen des Luftspaltes die Permeabilität oder andere magnetische Eigenschaften des Probestückes erhalten werden.
   Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens unter 1., bestehend aus folgenden drei wesentlichen Theilen:

   a) einem Joch aus magnetischem Material, an dessen einem Glied 2 das Probestück befestigt ist,

   b) einer Einrichtung, um die Länge des Luftspaltes, welcher mit dem Probestück sich in Hintereinanderschaltung befindet, zu ändern,

   c) einem magnetischen Prüfer, z. B. der Nadel (ig), um anzuzeigen, ob die magnetische Strömung durch den Luftspalt gleich der durch das Probestück ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.