DE1439547C3

DE1439547C3 - Electromagnet without armature

Info

Publication number: DE1439547C3
Application number: DE19641439547
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-12-15
Filing date: 1964-12-15
Publication date: 1976-08-19

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromagneten ohne Anker mit einem ferromagnetisehen Kern, der einen Mittelpol und mindestens einen äußeren Gegenpol hat, zwischen denen der Wickelraum für eine Haupterregerwicklung liegt und deren in einer geraden Linie liegende Polflächen durch einen im wesentlichen der Breite des Wickelraumquerschnittes entsprechenden Abstand magnetisch voneinander getrennt sind.The present invention relates to an electromagnet without armature with a ferromagnetic see Core, which has a center pole and at least one outer opposite pole, between which the winding space for a main excitation winding lies and its pole faces lying in a straight line through a substantially The distance corresponding to the width of the winding space cross-section is magnetically separated from one another are.

Derartige Elektromagnete sind als Magnetscheider und Lasthebemagnete in vielen Ausführungsformen bekannt. Sie bestehen im wesentlichen aus einem beliebig, etwa Walzen-, U-förmig, E-förmig oder ähnlich ausgestaltetem Kern aus ferromagnetisehen Material und aus Erregerspulen. Grundsätzlich besteht bei Elektromagneten die Aufgabe, die Anordnung dieser Teile so zu treffen, daß eine hohe Abscheide- oder Tragkraft gewährleistet ist. Die Abscheidekraft ist abhängig von der Größe der Feldstärke und von der Konvergenz des Magnetfeldes. Die Tragkraft eines Lasthebemagnets ist eine Funktion der Normalkomponente der Induktion in der Polfläche.Such electromagnets are known as magnetic separators and lifting magnets in many embodiments. They essentially consist of any configuration, for example roller, U-shaped, E-shaped or similar Core made of ferromagnetic material and excitation coils. Basically there is an electromagnet the task of arranging these parts so that a high separation or load-bearing capacity is guaranteed is. The separation force depends on the size of the field strength and on the convergence of the Magnetic field. The load-bearing capacity of a lifting magnet is a function of the normal component of induction in the pole face.

Ein Nachteil der bekannten Elektromagnete besteht darin, daß der Erhöhung der Feldstärke und somit der Induktion durch die magnetische Sättigung im Magnetkreis Grenzen gesetzt sind.A disadvantage of the known electromagnets is that the increase in the field strength and thus the Induction due to the magnetic saturation in the magnetic circuit are limited.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die ferromagnetisehen Polflächen, in die die Pole auslaufen, nur einen geringen Anteil der gesamten, der Last zuge-■-wandten Fläche des Magneten bilden. Das ist in erster Linie dadurch bedingt, daß ein ausreichend großer Wikkclraum für die Unterbringung der Erregerspulc zwischen den Gegenpolen verbleiben muß.Another disadvantage is that they see ferromagnets Pole faces into which the poles terminate represent only a small proportion of the total that is facing the load Form the area of the magnet. This is primarily due to the fact that a sufficiently large network space for accommodating the exciter coil must remain between the opposing poles.

Die Folge ist ein Magnetfeld mit Feldstärken, die mit zunehmender Entfernung von der Polfläche sehr schnell abnehmen. Eine Vergrößerung der Pole auf Kosten des Wiekelraumcs, bei gleichbleibender Durchflutung hat eine Verschlechterung in thermischer Hinsicht zur Folge. Eine Steigerung der Durchflutung sind wiederum technische und wirtschaftliche Grenzen gesetzt. Die Nachteile der bekannten Magnetscheidcr-Ausführungsformen sollen an Hand von Fig. 1. die der bekannten Elektro-Lasthebcmagncte an Hand von F i g. 5 der Zeichnung erläutert werden.The result is a magnetic field with field strengths that increase with increasing distance from the pole face lose weight fast. An enlargement of the poles at the expense of the rocking space, with constant flooding results in deterioration in thermal terms. An increase in the flow are again technical and economic limits. The disadvantages of the known magnetic separator embodiments should be based on Fig. 1. those of the known Electric load lifting magnets on the basis of FIG. 5 of the drawing.

F i g. 1 zeigt die schematische Darstellung eines PoI-paarcs mit dem dazugehörigen Feldbild. Die Erreger- *5 wicklung 4 ist konzentrisch um den Polkern 3 angeordnet. Der durch die Schciderpolfläche und die die beiden Polkanten enthaltenden Ebenen A und B begrenzte Raum stellt den kritischen Raum eines jeden Polpaares 1. 2 dar. Um dies zu verdeutlichen, zeigt F i g. 1 einen beliebigen Vektor der Feldstärke H, der bekanntlich eine Feldlinie tangiert. Eine seiner Komponenten Λ steht senkrecht zur Polfläche und wird als Normalkomponente der Feldstärke bezeichnet. Innerhalb dieses Raumes A-B sind in jedem Punkt die Normalkomponenten der Feldstärke relativ schwach. In diesem Raum gibt es außerdem eine in Fig. 1 durch Doppelschraffur kenntlich gemachte Zone C in welcher diese Normalkomponenten gegen Null und durch Null gehen. Dies ist das unwirksamste Gebiet eines jeden Seheiderpolpaares. F i g. 1 shows the schematic representation of a PoI pair with the associated field image. The exciter winding 4 is arranged concentrically around the pole core 3. The space delimited by the Schcider pole surface and the planes A and B containing the two pole edges represents the critical space of each pole pair 1. 2. To make this clear, FIG. 1 any vector of field strength H, which is known to be tangent to a field line. One of its components Λ is perpendicular to the pole face and is called the normal component of the field strength. Within this space AB the normal components of the field strength are relatively weak at every point. In this space there is also a zone C, identified in FIG. 1 by double hatching, in which these normal components go towards zero and through zero. This is the most ineffective area of any Seheider Pole pair.

Der links der gestrichelten Linie eingezeichnete Polschuh 1;/ stellt keine besonders wirksame Hilfe dar, weil er zwar den Polkantenabstand reduziert, dafür aber den Streufluß verstärkt, der von Pol 1 zu Pol 2 läuft, ohne die Scheiderpolfläche zu erreichen. Der Gesamtfluß der sich aus Nutzfluß und Streufluß zusammensetzt, erzeugt im Polkern 3 an der Steile die durch die gestrichelte Linie L 1 gekennzeichnet ist. eine starke Sättigung. Diese starke Sättigung erhöht die Verluste im Magnetkreis und reduziert somit das magnetische Potential in der Polfläche. Die Folge ist eine Schwächung der Feldstärken außerhalb des Magneten und somit im Gebiet C Eine Erhöhung der Durchflutung der Erregerwicklung 4 erhöht hauptsächlich die magnetischen Spannungsverluste und bringt keine nennenswerte Steigerung der Feldstärke außerhalb des Magnetscheiders. Eine Verstärkung des Magnetkreises hat wiederum eine Reduzierung des Wickelraumes zur Folge.The pole shoe 1; / drawn to the left of the dashed line is not a particularly effective aid because it reduces the distance between the pole edges, but increases the leakage flux that runs from pole 1 to pole 2 without reaching the separator pole surface. The total flux, which is made up of useful flux and leakage flux, is generated in the pole core 3 at the point indicated by the dashed line L 1. a strong satiety. This strong saturation increases the losses in the magnetic circuit and thus reduces the magnetic potential in the pole face. The result is a weakening of the field strengths outside the magnet and thus in area C. An increase in the flow through the excitation winding 4 mainly increases the magnetic voltage losses and does not bring about any significant increase in the field strength outside the magnetic separator. A strengthening of the magnetic circuit in turn results in a reduction in the winding space.

Fig.5 zeigt einen Schnitt durch einen bekannten Topf-Lasthebemagnet und seine Last. Der dargestellte Lasthebemagnet weist einen Magnetkern 32, einen Mittelpol 33, einen Außenpol 34, eine Erregerwicklung 35 und Polflächen 36, 37 an denen eine Last 38 anliegt, ⁶S auf. Im linken Teil der F i g. 5 ist ein stark vereinfachtes Bild des inneren Magnetfeldes eingezeichnet.5 shows a section through a known pot lifting magnet and its load. The lifting magnet shown has a magnetic core 32, a center pole 33, an outer pole 34, an excitation coil 35 and pole faces 36, 37 on which a load rests 38, ⁶ S. In the left part of FIG. 5 shows a greatly simplified image of the internal magnetic field.

Es ist klar zu erkennen, daß nicht alle Feldlinien auf ihrem Weg vom Magnetkern 32 zur Last 38 den Mittel-It can be clearly seen that not all field lines on their way from the magnetic core 32 to the load 38

pol 33 und den Außenpol 34 benutzen. Ein Teil der Feldlinien durchsetzt die Erregerwicklung 35, wodurch Verluste verursacht werden. Daher ist die Normalkomponente der Induktion nur in den Polflächen 36 und 3? relativ groß. In allen Punkten der Kreisringfläche zwisehen Mittclpolflächc 36 und Außenpolfläche 37 ist die Normalkomponente der Induktion kleiner als 1 kG und geht durch Null an einer Stelle, die in F i g. 5 durch eine strichpunktierte Linie L 2 gekennzeichnet ist. Eine Ausnahme bilden die Randflächcn dieses Kreisringes, weil sich dort der Einfluß der Polkantcn bemerkbar macht.Use pole 33 and outer pole 34. A part of the field lines penetrates the excitation winding 35, which causes losses. Therefore the normal component of the induction is only in the pole faces 36 and 3? relatively large. In all points of the circular ring surface between the central pole surface 36 and the outer pole surface 37, the normal component of the induction is less than 1 kG and goes through zero at a point shown in FIG. 5 is indicated by a dash-dotted line L 2. The edge surfaces of this circular ring are an exception, because the influence of the pole edges is noticeable there.

Bei gut dimensionierten runden Lasthebemagneten ist der Anteil der ferromagnctischcn Flächen an der Gesamtfläche selten größer als 35%. Der Anteil der Kreisringfläche an der Gesamtzugkraft ist sehr gering und liegt bei maximal 10%.With well-dimensioned round lifting magnets, the proportion of ferromagnetic surfaces is the Total area rarely greater than 35%. The proportion of the circular ring area in the total tensile force is very low and is a maximum of 10%.

Soll eine nennenswerte Steigerung der Zugkraft erreicht werden, so muß die Normalkomponente der Induktion besonders in dieser Fläche verstärkt werden. Weiterhin ist aus F i g. 5 ersichtlich, daß im Magnetkreis des kurzgeschlossenen Lasthebemagneten, an verschiedenen Stellen eine starke Sättigung auftritt. Dies unterscheidet den Lasthebemagneten vom Magnetscheider, der stets einen offenen Magnetkreis aufweist. Diese kritischen Stellen sind durch die gestrichclten Linien L2 und L3 gekennzeichnet. Diese starke Sättigung erhöht die magnetischen Verluste im Magnetkreis. Soll ein bestimmter Außendurchmesser eingehalten werden, so bedingt jede Verstärkung der in der Linie L 3 liegenden Stellen eine Reduzierung der Breite der Erregerwicklung. Um den Wickelqucrschnitt zu erhalten, ist es erforderlich die Wickelhöhe zu vergrößern und dies ist mit einer Gewichtszunahme verbunden. If a significant increase in the tensile force is to be achieved, the normal component of the induction must be intensified, especially in this area. Furthermore, from FIG. 5 it can be seen that in the magnetic circuit of the short-circuited lifting magnet, strong saturation occurs at various points. This distinguishes the lifting magnet from the magnetic separator, which always has an open magnetic circuit. These critical points are indicated by the dashed lines L 2 and L3 . This high saturation increases the magnetic losses in the magnetic circuit. If a certain outside diameter is to be maintained, then each reinforcement of the points lying in the line L 3 requires a reduction in the width of the excitation winding. In order to maintain the winding cross-section, it is necessary to increase the winding height and this is associated with an increase in weight.

Aus der deutschen Patentschrift 4 74 244 ist ein Lasthebemagnet mit mehreren konzentrisch, gleichpolig geschalteten Erregerspulen bekannt, die durch hohlzylindrische Pole voneinander getrennt und von einem ferromagnetischen Gehäuse derart umgeben sind, daß Mittelpol, Magnetrücken, Außenpol, Hilfspole und die durchgehende Polplatte einen allseitig eisengeschlossenen Kraftlinienweg bilden. Bei diesem bekannten Lasthebemagneten ist die innere, in Teilpole unterteilte Polzone mit beliebiger Polarität, mit der äußeren Gegenpolzone magnetisch verbunden, so daß sämtliche Pole magnetisch miteinander kurzgeschlossen sind, ohne Rücksicht darauf, ob ihre Polarität positiv oder negativ ist. Diese Polplatte wirkt daher, zumindest im Bereich wo die Normalkomponente der Induktion gegen Null und durch Null geht, als Last und erzeugt eine nachteilige Sättigung im Magnetkreis. Diese Vorsättigung tritt bereits auf, wenn der Lasthebemagnet noch keine Last erfaßt hat und schwächt erheblich die Tragkraft des Lasthebemagneten.From the German patent specification 4 74 244 a lifting magnet with several concentric, homopolar is shown switched excitation coils known, which are separated from each other by hollow cylindrical poles and from one ferromagnetic housing are surrounded in such a way that the center pole, magnet back, outer pole, auxiliary poles and the Continuous pole plate form a path of force lines closed with iron on all sides. In this known lifting magnet is the inner pole zone divided into partial poles with any polarity, with the outer opposite pole zone magnetically connected so that all poles are magnetically short-circuited together without Consideration whether their polarity is positive or negative. This pole plate therefore works, at least in the area where the normal component of induction goes to zero and through zero, as a load and creates an adverse Saturation in the magnetic circuit. This presaturation occurs when the lifting magnet is not yet loaded has detected and significantly weakens the load-bearing capacity of the lifting magnet.

Die französische Patentschrift 7 23 762 zeigt einen Elektromagneten für Lautsprecher, bei dem ein zentrischer, den Mittelpol bildender Kern konzentrisch von einer Anzahl weiterer Kerne umgeben ist, die in Verbindung mit einer scheibenförmigen Platte den Außenpol bilden. In den Luftspalt zwischen Platte und Mittelpol kann die Schwingspule des Lautsprecherkegels ragen. Dieser Elektromagnet stellt auf dem Gebiet der Magnetscheider und Lasthebemagnete keine Verbesserung dar. Falls die äußeren Kerne eine alternierende Polarität aufweisen, werden sie durch die Polscheibe nahezu kurzgeschlossen. Be· gleicher Polarität bilden sie lediglich einen Gegenpc' ium Mittelpol und unterscheiden sich keineswegs von einem bekannten Topfmagneten. The French patent 7 23 762 shows an electromagnet for loudspeakers, in which a centric, the core forming the center pole is surrounded concentrically by a number of further cores which are in connection form the outer pole with a disk-shaped plate. In the air gap between the plate and the center pole the voice coil of the speaker cone can protrude. This electromagnet represents in the field of Magnetic separators and lifting magnets are no improvement. If the outer cores have an alternating Have polarity, they are almost short-circuited by the pole disc. Form equal polarity they only have a counterparts around the center pole and are in no way different from a well-known pot magnet.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen Elektromagneten der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Verhältnis eier wirksamen ferromagnetischen Polfläche zur Gesamtfläche wesentlich verbessert, und damit die Abscheide- bzw. Tragkraft eines solchen Elektromagneten erheblich gesteigert werden kann.The object of the present invention is to design an electromagnet of the type mentioned at the outset in such a way that that the ratio of an effective ferromagnetic pole area to the total area is significantly improved, and so that the separation or load-bearing capacity of such an electromagnet can be increased considerably.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem Elektromagneten der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß der Mittelpol und gegebenenfalls auch der Gegenpol in an sich bekannter Weise in Teilpolschenkel unterteilt ist, daß zwischen benachbarten Teilpolschenkeln eines Pols je eine Hilfserregerwicklung angeordnet ist, welche der Haupterregerwicklung zugeordnet ist und welche die gleiche magnetische Polarität wie die Haupterregerwicklung hervorruft, und daß die benachbarten Teilpolschenkel eines Pols an ihren Enden magnetisch leitend überbrückt sind.This object is achieved according to the invention with an electromagnet of the type mentioned at the beginning in that the center pole and optionally also the opposite pole in a manner known per se in partial pole legs is subdivided so that an auxiliary excitation winding between adjacent partial pole legs of each pole is arranged, which is assigned to the main excitation winding and which has the same magnetic polarity how the main excitation winding causes, and that the adjacent partial pole legs of a pole at their Ends are bridged in a magnetically conductive manner.

Bei einer solchen Polanordnung bilden die Teilpolschenkel eines Pols, in Verbindung mit der magnetisch leitenden Überbrückung an ihren Enden, Polgruppen die jeweils mindestens eine Hilfserregerwicklung in ihrem Inneren aufnehmen. Durch die Ausgestaltung der Pole zu Polgruppen wird erreicht, daß das Verhältnis der wirksamen ferromagnetischen Polfläche zur Gesamtfläche wesentlich verbessert wird, ohne daß der Wickelraum des Elektromagneten verkleinert werden muß. Die Folge ist eine Vergrößerung der ferromagnetischen Polfläche bei gleichbleibender Durchflutung der Erregerwicklung. Hierbei bleibt eine klare Trennung der Polgruppen mit Gegenpolarität, durch eine magnetisch nichtleitende Strecke, stets erhalten.With such a pole arrangement, the partial pole legs form a pole, in conjunction with the magnetic pole conductive bridging at their ends, pole groups each with at least one auxiliary excitation winding in their Absorb the interior. By designing the poles to form groups of poles, the ratio the effective ferromagnetic pole face to the total area is significantly improved without the Winding space of the electromagnet must be reduced. The consequence is an enlargement of the ferromagnetic Pole face with constant flow of excitation winding. There remains a clear separation of the pole groups with opposite polarity, through a magnetically non-conductive path, always preserved.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Pole, wird der Polkantenabstand stark reduziert und der kritische Raum eines jeden Polpaares stark eingeschränkt. Die Folge ist eine erhebliche Steigerung der Zug- und Abscheidekräfte.As a result of the configuration of the poles according to the invention, the pole edge spacing is greatly reduced and the critical one Space of each pole pair is severely restricted. The consequence is a considerable increase in the train and Separation forces.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is described below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the associated Drawing explained. In the drawing shows

F i g. 1 einen senkrechten Halbschnitt durch eine zweipolige Scheidewalze bekannter Bauart mit Feldlinienverlauf, F i g. 1 a vertical half section through a two-pole separating roller of known design with field lines,

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen dreipoligen Aushebemagneten,F i g. 2 shows a vertical section through a three-pole lifting magnet according to the invention,

Fig.3 einen senkrechten Halbschnitl durch eine dreipolige Scheidewalze nach der Erfindung,3 shows a vertical half section through a three-pole separating roller according to the invention,

Fig.4 einen senkrechten Schnitt durch eine etwas abgewandelte Ausführungsform eines dreipoligen Aushebemagneten nach F i g. 2,4 shows a vertical section through something modified embodiment of a three-pole lifting magnet according to FIG. 2,

Fig.5 einen senkrechten Schnitt durch einen Lasthebemagnet bekannter Bauart und seine Last; in der Figur ist der Feldlinienverlauf angedeutet,5 shows a vertical section through a lifting magnet known design and its load; in the figure the course of the field lines is indicated,

Fig.6 einen senkrechten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Lasthebemagnet und seine Last; im linken Teil der Figur ist der Feldlinienverlauf angedeutet.6 shows a vertical section through an inventive Lifting magnet and its load; the course of the field lines is indicated in the left part of the figure.

Der in der F i g. 2 dargestellte, erfindungsgemäß ausgebildete Magnet ist ein Aushebemagnet; er besitzt einen ferromagnetischen Kern mit einem Mittelpol 6, Magnetjoch 5 und Außenpole 7a, Tb. Der Mittelpol 6 ist mit Teilpolschenkeln 6a, 6b versehen. Die Haupterregerwicklung 10 trennt die Mittelpolgruppe 6a, 6, 66 von den Außenpolen 7a, 7b und erzeugt die erforderliche Gegenpolarität. Zwischen Mittelpol 6 und Teilpolschenkel 6a, 6b ist eine Hilfserregerwicklung 9 angeordnet, die der Haupterregerwicklung 10 derart zugeordnet ist, daß sich ihre Durchflutungen addieren. Die benachbarten Teilpolschenkel 6a, 6, 6b sind an ih-The one shown in FIG. 2 illustrated, designed according to the invention magnet is a lifting magnet; it has a ferromagnetic core with a center pole 6, magnetic yoke 5 and outer poles 7a, Tb. The center pole 6 is provided with partial pole legs 6a, 6b . The main excitation winding 10 separates the center pole group 6a, 6, 66 from the outer poles 7a, 7b and generates the required opposite polarity. Between the center pole 6 and partial pole legs 6a, 6b , an auxiliary excitation winding 9 is arranged, which is assigned to the main excitation winding 10 in such a way that their fluxes add up. The adjacent partial pole legs 6a, 6, 6b are at ih-

ren Enden, durch eine Polplatte 8 aus ferromagnetischem Material, magnetisch leitend überbrückt. Die Haupterregerwicklung 10 erzeugt zwischen den Außenpolen und der Mittelpolgruppe eine magnetische Potentialdifferenz entsprechend ihrer Durchflutung in A W. Diese Potentialdifferenz ist im Diagramm der F i g. 2 mit Di bezeichnet. Die Hilfserregerwicklung 9 wirkt mit ihrer Durchflutung D 2 verstärkend auf den Mittelpol 6, läßt allerdings die Polschenkel 6a, 66 unbeeinflußt. Ren ends, bridged in a magnetically conductive manner by a pole plate 8 made of ferromagnetic material. The main excitation winding 10 generates a magnetic potential difference between the outer poles and the center pole group according to its flow in A W. This potential difference is shown in the diagram in FIG. 2 labeled Di. The auxiliary excitation winding 9 has a reinforcing effect on the center pole 6 with its flow D 2 , but leaves the pole legs 6a, 66 unaffected.

Bei der weiteren Untersuchung können wir uns auf den rechten Teil der Fig.2 beschränken, da nur im rechten. Teil der Feldlinienverlauf angedeutet ist und Symmetrie zwischen linken und rechten Teil besteht.In the further investigation we can restrict ourselves to the right part of Fig. 2, since only in right. Part of the field lines is indicated and there is symmetry between the left and right parts.

Der Abstand zwischen den Polkanten von Außenpol 76 und Mittelpolgruppe 6a, 6, 6b ist erheblich kleiner als bei einem Elektromagneten der üblichen Bauart (vgl. F i g. 1 und 5) bei gleichen äußeren Abmessungen und gleicher Durchflutung DX + D2. Die »tote« Zone Ci ist dementsprechend ebenfalls erheblich kleinen Die Folge ist eine wesentliche Steigerung der Abscheidekraft. Im ganzen Bereich der Polplatte 8 treten die Feldlinien nahezu senkrecht zur Polfläche aus. Im Bereich des Polschenkels 6a führt die Polplatte 8 die magnetische Spannung D1. Unter Einwirkung der Hilfserregerwicklung 9, steigt diese magnetische Spannung auf Di + D2 im Bereich des Mittelpols 6. Diese Potentialverteilung in der Polfläche wird durch das Diagramm unter dem linken Teil der Fig.2 veranschaulicht. Die Folge der Potentialverteilung in der vergrö-Berten Mittelpolplatte 8, ist eine größere Reichweite des Magnetfeldes. Hierbei ist zu beachten, daß weder Leistungsaufnahme noch Materialaufwand größer geworden sind, als bei einem Elektromagneten der üblichen Bauart.The distance between the pole edges of the outer pole 76 and the central pole group 6a, 6, 6b is considerably smaller than in the case of an electromagnet of the usual design (see FIGS. 1 and 5) with the same external dimensions and the same flow rate DX + D2. The “dead” zone Ci is accordingly also considerably smaller. The result is a substantial increase in the separation force. In the entire area of the pole plate 8, the field lines emerge almost perpendicular to the pole face. In the area of the pole leg 6a , the pole plate 8 carries the magnetic voltage D 1. Under the action of the auxiliary excitation winding 9, this magnetic voltage rises to Di + D2 in the area of the center pole 6. This potential distribution in the pole face is shown in the diagram under the left part of FIG .2 illustrates. The consequence of the potential distribution in the enlarged center pole plate 8 is a greater range of the magnetic field. It should be noted that neither the power consumption nor the cost of materials have become greater than with an electromagnet of the usual type.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die Polplatte 8 mit mindestens einem Luftspalt 8a zu versehen. Aus mechanischen Gründen ist es oft zweckmäßig, diesen Spalt mit einem diamagnetischen Material zu füllen. Der Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß die vom Polschenkel 66 getrennte Polplatte 8, das ihr zugeführte Potential D1 + D2 nur über den Mittelpol 6 erhält. Im Bereich der Hilfserregerwicklung 9 fällt das Potential nur leicht mit zunehmender Entfernung von der Polkante 6 ab. Der mit HiI-fe des Luftspalts 8a erreichte Potentialanstieg im Randbereich der Polplatte 8 wird durch die gestrichelte Kurve C des Diagramms veranschaulicht. Hierdurch wird eine zusätzliche leichte Steigerung der Feldtiefe erreicht. Another embodiment of the invention consists in providing the pole plate 8 with at least one air gap 8a. For mechanical reasons it is often useful to fill this gap with a diamagnetic material. The advantage of this arrangement can be seen in the fact that the pole plate 8, which is separated from the pole limb 66, receives the potential D 1 + D2 supplied to it only via the center pole 6. In the area of the auxiliary excitation winding 9, the potential drops only slightly as the distance from the pole edge 6 increases. The potential increase achieved with the aid of the air gap 8a in the edge region of the pole plate 8 is illustrated by the dashed curve C of the diagram. This results in an additional slight increase in the depth of field.

Der ferromagnetische Kern der in F i g. 3 dargestellten Scheidewalze, besteht aus folgenden Dynamogußteilen: den Mittelpol 12, den Teilpolschenkeln 13a, 136, 14a, 146, den Außenpolen 15a, 156. Die Haupterregerwicklung 19 sowie die Hilfserregerwicklungen 17, 18 sind konzentrisch um den Magnetkern 11 angeordnet.The ferromagnetic core of the in F i g. 3, consists of the following dynamo cast parts: the center pole 12, the partial pole legs 13a, 136, 14a, 146, the outer poles 15a, 156. The main excitation winding 19 and the auxiliary excitation windings 17, 18 are arranged concentrically around the magnetic core 11.

Die benachbarten Teilpolschenkel 14a, 13a, 12, 136, 146 sind an ihren Enden, durch eine hohlzylindrische Polfläche 16 aus ferromagnetischem Material, magnetisch leitend überbrückt. Zusammen mit den Hilfserregerwicklungen 17,18 bilden die Teilpolschenkel nebst Polfläche die erfindungsgemäße Mittelpolgruppe.The adjacent partial pole legs 14a, 13a, 12, 136, 146 are at their ends by a hollow cylindrical Pole face 16 made of ferromagnetic material, bridged in a magnetically conductive manner. Together with the auxiliary excitation windings 17, 18, the partial pole legs together with the pole face form the central pole group according to the invention.

Die Haupterregerwicklung 19 erzeugt zwischen den Außenpolen und der Mittelpolgruppe eine magnetische Potentialdifferenz DX. Die Hilfserregerwicklung 17, 18 wirken mit ihren Durchflutungen D2 und D3 verstärkend auf den Mittelpol 12. Im Bereich des Polschenkels 14a führt die Polfläche 16 die magnetische Spannung Di. Unter Einwirkung der Hilfserregerwicklung 18. steigt diese magnetische Spannung auf Di + D 2 im Bereich des Polschenkels 13a. Unter Einwirkung der Hilfserregerwicklung 17 steigt sie schließlich auf Dl + D2 + D3 im Bereich des Mittelpols 12. Diese Potcntialverteilung gleicht der im Diagramm der Fig.2 aufgezeigten Potentialverteilung. Der Unterschied ist darin zu sehen, daß nach der Stufe D 2 die Stufe D3 folgt. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, den Hohlzylinder 16 mit Luftspalten 20 zu versehen. Die Wirkung dieser Luftspalte wurde bereits beschrieben.The main excitation winding 19 generates a magnetic potential difference DX between the outer poles and the center pole group. The auxiliary excitation winding 17, 18 with their fluxes D2 and D 3 have a reinforcing effect on the center pole 12. In the area of the pole leg 14a, the pole face 16 carries the magnetic voltage Di. Under the action of the auxiliary excitation winding 18, this magnetic voltage rises to Di + D 2 in the area of the pole leg 13a. Under the action of the auxiliary excitation winding 17, it finally rises to D1 + D2 + D3 in the area of the center pole 12. This potential distribution is similar to the potential distribution shown in the diagram in FIG. The difference lies in the fact that after step D 2, the level D3 follows. Another embodiment of the invention consists in providing the hollow cylinder 16 with air gaps 20. The effect of these air gaps has already been described.

Der in F i g. 4 dargestellte dreipolige Aushebemagnet ist eine weitere Ausgestaltung des Aushebemagneten nach F i g. 2. Der Kern aus ferromagnetischem Material besteht aus folgenden Dynamogußteilen: dem Mittelpolschenkel 22, den Teilpolschenkeln 22a. 226, dem Magnetjoch 21, den Außenpolen 23, 24 mit Tcilpolschenkeln 23a, 24a und den Polplattcn 25, 26a, 266. Die Haupterregerwicklung 28 sowie die Hilfserregerwicklungen 27, 29 sind konzentrisch um den Mittelpolschenkel 22 angeordnet. Das gesamte Magnetsystem hat drei Polgruppen. Der Mitlelpolgruppe 22a. 22, 226, , 25 sind die Außenpolgruppen 23, 23a, 26a und 24, 24a, 266 zugeordnet. Die Haupterregerwicklung 28 erzeugt zwischen den Außenpolgruppen und der Mittelpolgruppe eine magnetische Potentialdifferenz D 2. Die Hilfserregerwicklungen 29, 27 wirken mit ihren Durchflutungen D 1, D3 verstärkend auf den Mittclpolschenkel 22. Im Bereich des Mittelpolschenkels 22 führt die "Polplatte 25 die magnetische Spannung Di + D2 + D3. Im Bereich der Polschenkeln 23a, 24a führen die Polplatten die magnetische Spannung D1. Unter Einwirkung der Haupterregerwicklung 28, steigt diese magnetische Spannung auf Di + D 2 im Bereich der Polschenkel 22a, 226. Unter Einwirkung der Hilfserregerwicklung 27 steigt diese Spannung schließlich auf Di + D2 + D3 im Bereich des Mittelpols. Bei dieser Ausführungsform wird eine besonders große Feldtiefe erreicht. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die Polplatten 26a, 266 mit Luftspalten 30,31 zu versehen.The in F i g. The three-pole lifting magnet shown in FIG. 4 is a further embodiment of the lifting magnet according to FIG. 2. The core made of ferromagnetic material consists of the following dynamo cast parts: the central pole leg 22, the partial pole legs 22a. 226, the magnet yoke 21, the outer poles 23, 24 with partial pole legs 23a, 24a and the pole plates 25, 26a, 266. The main excitation winding 28 and the auxiliary excitation windings 27, 29 are arranged concentrically around the center pole leg 22. The entire magnet system has three groups of poles. The central pole group 22a. The outer pole groups 23, 23a, 26a and 24, 24a, 266 are assigned to 22, 226,, 25. The main excitation winding 28 generates a magnetic potential difference D 2 between the outer pole groups and the center pole group. The auxiliary excitation windings 29, 27 with their fluxes D 1, D3 have a reinforcing effect on the center pole leg 22. In the area of the center pole leg 22, the pole plate 25 carries the magnetic voltage Di + D2 + D3. In the area of the pole legs 23a, 24a, the pole plates carry the magnetic voltage D 1. Under the action of the main excitation winding 28, this magnetic voltage rises to Di + D 2 in the area of the pole legs 22a, 226 Finally, voltage on Di + D2 + D3 in the area of the center pole. In this embodiment, a particularly large field depth is achieved. A further embodiment of the invention consists in providing the pole plates 26a, 266 with air gaps 30,31.

Der ferromagnetische Kern eines in F i g. 6 als weiteres Beispiel für die Erfindung dargestellten Topf-Lasthebemagneten besteht aus folgenden Dynamogußteilen: dem Mittelpolkern 40 mit Teilpolring 40a, einem Magnetjoch 39, einem Außenpol 41 und einer Polplatte 42, die die Enden des Mittelpolkerns 40 und des Teilpolrings 40a magnetisch leitend verbindet.The ferromagnetic core of one shown in FIG. 6 pot lifting magnets shown as a further example of the invention consists of the following dynamo cast parts: the center pole core 40 with partial pole ring 40a, a Magnet yoke 39, an outer pole 41 and a pole plate 42, which are the ends of the center pole core 40 and the partial pole ring 40a magnetically conductively connects.

Der Haupterregerwicklung 44 ist die Hilfserregerwicklung 43 derart zugeordnet, daß sich ihre Durchflutungen addieren. Die Haupterregerwicklung 44 erzeugt, zwischen Außenpol 41 und Mittelpolgruppe 40, 40a, 42 eine magnetische Potentialdifferenz entsprechend ihrer Durchflutung DX. Die Hilfserregerwicklung 43 wirkt mit ihrer Durchflutung D 2 verstärkend auf den Mittelpolkern 40 ohne den Teilpolring 40a zu beeinflussen.The auxiliary excitation winding 43 is assigned to the main excitation winding 44 in such a way that their fluxes add up. The main excitation winding 44 generates a magnetic potential difference between the outer pole 41 and the center pole group 40, 40a, 42 according to its flow rate DX. The auxiliary excitation winding 43 has a reinforcing effect on the central pole core 40 with its flow D 2 without influencing the partial pole ring 40a.

Der Magnetkreis des Lasthebemagnets wird durch eine Last 45 kurzgeschlossen. Das im linken Teil der Figur dargestellte, stark vereinfachte Feldlinienbild läßt erkennen, daß ein Teil der Feldlinien auf ihrem Weg vom Magnetjoch 39 zur Last 45 den Teilpolring 40a ; benutzen. Bei der weiteren Untersuchung müssen wir \ in der Polfläche der Mittelpolgruppe zwei Flächen un- j terscheiden. Dies sind: die Kreisfläche 46 im Bereich ' des Mittelpolkerns 40 und die Kreisringfläche 47 im Bereich des Teilpolrings 40a und der Hilfserrcgerwick-The magnetic circuit of the lifting magnet is short-circuited by a load 45. The greatly simplified field line image shown in the left part of the figure shows that some of the field lines on their way from the magnetic yoke 39 to the load 45 enclose the partial pole ring 40a; use. Upon further investigation, we have two areas differ \ un- j in the pole face of Mittelpolgruppe. These are: the circular surface 46 in the area of the central pole core 40 and the circular ring surface 47 in the area of the partial pole ring 40a and the auxiliary coil

lung 43.ment 43.

In 46 wird die gesamte Durchflutung Dl + D 2 wirksam und es entstehen Werte der Normalkomponente der Induktion By bis zu 20 kg, wie bei Lasthebemagneten der üblichen Bauart. In 47 wird die Durchflutung der Haupterregerwicklung 44 mit der Durchflutung D1 wirksam, deswegen können dort nur kleinere Werte von By entstehen. Sie sind vom Verhältnis DMDX + D 2 abhängig und können zwischen 10 kg und 13 kg liegen. Bei einem Lasthebemagneten der übliehen Bauart, erreicht By an der gleichen Stelle Werte bis zu 1 kg. Bei den genannten Induktionen von 10 bis 13 kg, entstehen Zugkräfte von 4,056 bis 6,855 kp/cm². Der Vergleichswert für einen Lasthebemagneten der üblichen Bauart liegt bei 0,04056 kp/cm². Daraus ist zu ersehen, daß die Kreisringfläche 47 eine erhebliche Zugkraftsteigerung bewirkt. Eine weitere Folge der vergrößerten Mittelpolfläche 46 und 47 ist eine Steige-In 46, the entire flow Dl + D 2 becomes effective and values of the normal component of the induction By of up to 20 kg arise, as in the case of lifting magnets of the usual type. In 47, the flooding of the main excitation winding 44 with the flooding D 1 becomes effective, which is why only smaller values of By can arise there. They depend on the DMDX + D 2 ratio and can be between 10 kg and 13 kg. With a lifting magnet of the usual type, By reaches values of up to 1 kg at the same point. With the induction of 10 to 13 kg mentioned, tensile forces of 4.056 to 6.855 kp / cm ² arise. The comparison value for a lifting magnet of the usual type is 0.04056 kp / cm ² . It can be seen from this that the circular ring surface 47 causes a considerable increase in tensile force. Another consequence of the enlarged center pole surface 46 and 47 is a rise

rung der Werte von By in der Außenpolfläche 48.tion of the values of By in the outer pole face 48.

Bei massiven Lasten wie Blöcken oder Brammen werden Zugkraftsteigerungen bis zu 25% verzeichnet. Hierbei ist zu beachten, daß weder Leistungsaufnahme noch Materialaufwand größer geworden sind, als bei einem Elektromagneten der üblichen Bauart.With massive loads such as blocks or slabs, tensile force increases of up to 25% are recorded. It should be noted that neither the power consumption nor the cost of materials have become greater than for an electromagnet of the usual type.

Die Erfindung bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß sich durch die Aufteilung der Erregerwicklung in Haupt- und Hilfsspulen die Möglichkeit ergibt, auch während des Betriebs die Erregung der Hilfserregerwicklungen zu verändern. Zu diesem Zweck können sowohl die Erregungen der Haupterregerwicklungen und der Hilfserregerwicklungen über geeignete Stelleinrichtungen erfolgen. Mit Hilfe einer solchen Anordnung kann die Feldtiefe eines Magnetscheider verändert werden. Diese Veränderung des Feldes ermöglicht die Anpassung des Magnetscheiders an das zu behandelnde Schüttgut.The invention has the further advantage that by dividing the field winding into Main and auxiliary coils make it possible to excite the auxiliary excitation windings even during operation to change. For this purpose, both the excitations of the main excitation windings and the auxiliary excitation windings are carried out using suitable actuating devices. With the help of such an arrangement the depth of field of a magnetic separator can be changed. This change in the field enables the adaptation of the magnetic separator to the bulk material to be treated.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 509 582/316For this purpose 2 sheets of drawings 509 582/316

Claims

Patent claims:

1. Electromagnet without armature with a ferromagnetic one Core, which has a central pole and at least one external opposite pole, between them the winding space for a main excitation winding and its pole faces lying in a straight line by a distance corresponding essentially to the width of the winding space cross section are magnetically separated from each other, thereby characterized in that the center pole (6, 12. 22, 40) and possibly also the opposite pole (24. 23) divided in a manner known per se into Tcilpolschcnkel (6. · /, 66, 13a, 136, 14; /, 146, 22; /. 226, 23; /, 24a 40; /) is that an auxiliary excitation winding is arranged between adjacent partial pole legs of a pole is (9, 17, 18, 27, 29. 43). which of the main excitation winding (10, 19, 28, 44) and which have the same magnetic polarity as the Main grid winding causes, and that the adjacent Teilpolschenkcl of a pole at their ends magnetically conductive (8, 16, 25, 26; /, 266, 42) are bridged.

2. Electromagnet according to claim 1, with a U- or E-shaped ferromagnetic core, thereby characterized in that the magnetically conductive bridge (8, 25, 26; /. 266, 42) is designed as a pole plate and an air gap (30,31).

3. Electromagnet according to claim I. with a cylindrical ferromagnetic !! Core, thereby characterized in that the magnetically conductive bridge (16) is designed as a Hohlzylindcr and one Has air gap (20).

4. Electromagnet according to claim 2 and 3, characterized in that the air gap (20, 30, 41) with is filled with a diamagnetic material.

5. Electromagnet according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the Excitations of the individual auxiliary excitation windings (9, 17, 18, 27, 29, 43) can be set independently of one another are.