DE1439896B2 - Magnet to generate a homogeneous magnetic field - Google Patents
Magnet to generate a homogeneous magnetic fieldInfo
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Description
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Es sind Magneten zur Erzeugung eines weit- mäßig noch eine Einrichtung zur effektiven Vergehend homogenen Magnetfeldes in einem Luft- kürzung des Stabes vorgesehen.Magnets for generating a largely still a device for effective decay homogeneous magnetic field provided in an air shortening of the rod.
spalt zwischen Magnetpolen bekannt, bei denen Pol- Statt dessen kann aber der Polschuh auch hohlkappe und Polschuh zur Verbesserung der Homo- zylindrisch ausgebildet sein und im Polschuh ein in genität des Feldes in bestimmter Weise gestaltet 5 Richtung der Achse des Polschuhs verstellbarer sind. So ist es bekannt, am Rand der Polkappe einen magnetischer Körper angeordnet sein, durch dessen Ring aus einem Werkstoff höherer Permeabilität vor- Verstellung oder Verschiebung die Form des Hilfszusehen (deutsche Auslegeschrift 1 076 820) oder luftspaltes verändert wird.gap between magnetic poles is known, in which pole- Instead, the pole piece can also have a hollow cap and pole piece to improve the homocylindrical shape and in the pole piece an in genität the field in a certain way designed 5 direction of the axis of the pole piece adjustable are. So it is known to be arranged on the edge of the pole cap, a magnetic body through which Ring made of a material of higher permeability before adjustment or displacement to see the shape of the auxiliary (German Auslegeschrift 1 076 820) or air gap is changed.
zwischen Polkappe und Polschuh einen Hilfs- Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung noch
luftspalt vorzusehen (französische Patentschrift io näher erläutert werden; es zeigt
1 290 988). Insbesondere sind auch solche Magneten F i g. 1 eine Vorderansicht einer Magnetvorrichbekannt,
bei denen in dem Hilfsluftspalt magnetisch tung, in der die Erfindung verwendet werden kann,
permeable Scheiben (schweizerische Patentschrift F i g. 2 einen Teilschnitt durch einen erfindungs-351335)
oder Ringe (H.Neumann, Archiv für gemäßen Pol der Magnetvorrichtung,
Technisches Messen, Z60-1, November 1940) an- 15 Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Ausführungsgeordnet
sind. form der Erfindung längs der Linie 3-3 in F i g. 1,between the pole cap and pole piece an auxiliary The invention is to be provided on the basis of the drawing still air gap (French patent io will be explained in more detail; it shows
1 290 988). In particular, such magnets F i g. 1 is a front view of a magnetic device, in which the auxiliary air gap magnetically device in which the invention can be used, permeable disks (Swiss patent F i g Pole of the magnetic device,
Technisches Messen, Z60-1, November 1940) an- 15 Fig. 3 are a partial section through an execution order. form of the invention along line 3-3 in FIG. 1,
Vor allem mit der letzteren Maßnahme kann eine F i g. 4 Kennlinien zur Veranschaulichung derWith the latter measure in particular, a F i g. 4 characteristics to illustrate the
recht gute Homogenisierung des Magnetfeldes im Feldänderungen, die mit Hilfe der Erfindung erreichtquite good homogenization of the magnetic field in the field changes, which is achieved with the help of the invention
Luftspalt zwischen den Magnetpolen erreicht werden, werden können,Air gap can be achieved between the magnetic poles,
sofern die Homogenisierung unter Arbeitsbedin- 20 F i g. 5 einen Teilschnitt durch eine andere Aus-provided that the homogenization is carried out under working conditions. 5 a partial section through another
gungen vorgenommen wird. führungsform der Erfindung.is made. embodiment of the invention.
Praktisch ist es jedoch nicht möglich, auf diese Gemäß der Fig. 1 enthält eine Magnetvorrichtung Weise Inhomogenitäten zu beseitigen, die durch un- 10,beispielsweise eine elektomagnetische Vorrichtung, vermeidbare mechanische Fehler in den Ober- ein magnetisches Joch 12 aus hochpermeablem flächen von Polschuh und Polkappe verursacht wer- 25 Werkstoff. Der Magnet 10 trägt zwei Magnetpole den. Es ist deshalb auch bereits bekannt, in dem 14, die koaxial zueinander, aber im Abstand von-Polschuh eine stromdurchflossene Spule anzu- einander angeordnet sind und am Joch 12 mit BoI-ordnen, deren Strom bis zur Erreichung der besten zen oder Schrauben od. dgl. befestigt sind. Auf den Homogenität verändert wird (schweizerische Patent- Polen 14 sind elektrische Wicklungen 16 angeordnet, schrift 351 335). Der Nachteil von solchen, die 30 durch die die Pole in bekannter Weise entgegenHomogenität verbessernden Spulen liegt darin, daß gesetzt polarisiert werden. Die Wicklungen 16 sind ein erheblicher Aufwand getrieben werden muß, an den Schenkeln 18 des Joches 12 befestigt, die um diesen Hilfsspulenstrom genauso konstant zu ihrerseits mit Quergliedern 20 fest verbunden und halten wie den Strom durch die Erregungswicklungen abgestützt sind. Eine Montageplattform oder des Magneten. 35 Grundplatte 22 und Stützschenkel 24 gewährleistenIn practice, however, it is not possible to use this according to FIG. 1 contains a magnetic device Way to eliminate inhomogeneities caused by un- 10, for example an electromagnetic device, avoidable mechanical errors in the upper a magnetic yoke 12 made of highly permeable surfaces caused by the pole shoe and pole cap are 25 material. The magnet 10 has two magnetic poles the. It is therefore already known in the 14, which are coaxial with one another, but at a distance from the pole piece a current-carrying coil are arranged next to one another and arrange on the yoke 12 with BoI, whose current od until reaching the best zen or screws. Like. Are fixed. On the Homogeneity is changed (Swiss patent - poles 14, electrical windings 16 are arranged, scripture 351 335). The disadvantage of those that oppose the 30 through which the poles in a known mannerhomogeneity improving coils is that set are polarized. The windings 16 are a considerable effort must be made to the legs 18 of the yoke 12 attached to the around this auxiliary coil current just as constant to its turn firmly connected to cross members 20 and hold as the current is supported by the excitation windings. A mounting platform or of the magnet. 35 base plate 22 and support leg 24 ensure
Durch die Erfindung soll deshalb ein Magnet der eine körperliche Stabilität der ganzen Vorrichtung, eingangs genannten Art verfügbar gemacht werden, Ein Paar Magnetpolkappen 26 an den inneren Enbei dem auf mechanische Weise eine weitgehende den der Pole 14 sind an Magnetpolschuhen 28 beHomogenität des Magnetfeldes erreicht wird. festigt, beispielsweise durch Anschrauben, die ko-The invention therefore aims to provide a magnet that ensures physical stability of the entire device, A pair of magnetic pole caps 26 on the inner end can be made available The mechanical way that the poles 14 are largely homogeneous on magnetic pole shoes 28 of the magnetic field is achieved. secures, for example by screwing, the co-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird deshalb von 40 axial zu den Kappen 26 in dem Magneten 10 an-To solve this problem, therefore, from 40 axially to the caps 26 in the magnet 10
einem Magnet zur Erzeugung eines weitgehend geordnet sind. Der Magnet liefert ein Magnetfelda magnet to generate a are largely ordered. The magnet provides a magnetic field
homogenen Magnetfeldes in einem Luftspalt zwi- hoher Intensität, das in einem unmagnetischen Spalthomogeneous magnetic field in an air gap between high intensity, that in a non-magnetic gap
sehen Magnetpolen, bei denen zwischen Polkappe zwischen den Polkappen 26 konzentriert ist. Dersee magnetic poles in which between the pole caps 26 is concentrated between the pole caps. Of the
und Polschuh, die am Rand miteinander verbunden Magnet mit starkem Feld kann beispielsweise inand pole piece, the magnet with a strong field connected to each other at the edge, for example in
sind, ein Hilfsluftspalt gebildet ist, der auf die Ver- 45 der Magnetresonanzspektroskopie verwendet wer-are formed, an auxiliary air gap is formed, which can be used on the 45 of magnetic resonance spectroscopy
teilung des magnetischen Flusses in der Nähe der den, beispielsweise der Analyse einer Probe, wobeidivision of the magnetic flux in the vicinity of the, for example, the analysis of a sample, where
Polkappe einwirkt, ausgegangen und dieser dadurch die Probe in einer Sonde enthalten ist, die zwischenPole cap acts, gone out and this thereby the sample is contained in a probe that is between
verbessert, daß erfindungsgemäß im oder am Hilfs- die Polkappen 26 in das magnetische Feld einge-improved that according to the invention in or on the auxiliary pole caps 26 in the magnetic field
luftspalt ein magnetischer Körper angeordnet und setzt wird. Es ist sehr erwünscht, daß die Form dera magnetic body is arranged and set in the air gap. It is very desirable that the shape of the
durch eine von außen betätigbare Einstelleinrich- 50 magnetischen Flußlinien zwischen den Polkappen 26by means of an externally operable adjusting device 50 magnetic flux lines between the pole caps 26
tung verschiebbar und/oder verformbar ist, derart, so homogen und gleichförmig wie möglich ist,device is displaceable and / or deformable in such a way, as homogeneous and uniform as possible,
daß Form und Größe des Hilfsluftspaltes feinfühlig besonders in dem mittig zwischen den Polkappen 26that the shape and size of the auxiliary air gap are sensitive, especially in the one in the middle between the pole caps 26
stetig veränderbar sind. liegenden Feld.are continuously changeable. lying field.
Mit einem solchen Magneten läßt sich nicht nur Gemäß einer Ausführungstorm der Erfindung be-Such a magnet can be used not only according to an embodiment of the invention
die gleiche Homogenität erreichen wie bei den 55 steht ein Pol 14 aus einer zylindrischen Polkappe 26To achieve the same homogeneity as in the 55, a pole 14 consists of a cylindrical pole cap 26
besten bekannten Magneten dieser Art, sondern es mit einem verjüngten Ende und einem Polschuh 28,best known magnet of this type, but it with a tapered end and a pole piece 28,
ist sogar möglich, gewünschte Inhomogenitäten ein- der an der rückwärtigen Fläche der Polkappe 26It is even possible to find desired inhomogeneities on the rear surface of the pole cap 26
zustellen, wenn das in bestimmten Anwendungsfällen befestigt ist, wie in F i g. 2 dargestellt. An dem derdeliver if this is attached in certain applications, as in F i g. 2 shown. On which the
erwünscht ist. Polkappe 26 benachbarten Ende weist der ganzeis desired. Pole cap 26 adjacent end has the whole
Der Hilfsluftspalt selbst kann beispielsweise eine 60 Polschuh 28 eine Aussparung 30 auf, die aus einemThe auxiliary air gap itself can, for example, a 60 pole piece 28 a recess 30, which consists of a
abgestufte Aussparung im Polschuh sein, in dem vor- ersten ringförmigen Teil 32 und einem rohrförmigenbe stepped recess in the pole piece, in the front first annular part 32 and a tubular
zugsweise eine magnetische Formscheibe angeordnet Teil 34 mit kleinerem Durchmesser besteht, die ko-preferably a magnetic shaped disk is arranged part 34 with a smaller diameter, the co-
ist, die sich z. B. bei Verformung gegen eine Schulter axial angeordnet sind und mit einer Schulter oderis that z. B. are arranged axially when deformed against a shoulder and with a shoulder or
als Stützpunkt abstützt. einem Ring 36 aneinandergrenzen. Die Aussparungas a base. a ring 36 adjoin one another. The recess
Zur Verstellung kann mit dem Körper ein Stab 65 30 umschließt einen Hilfsluftspalt, der dicht an derFor adjustment, a rod 65 30 encloses an auxiliary air gap with the body, which is close to the
als Einstelleinrichtung verbunden sein, der längs rückwärtigen ebenen Fläche der Polkappe 26 liegt,be connected as an adjusting device, which lies along the rear flat surface of the pole cap 26,
der Achse des Poles verschiebbar ist, und zur Er- Im Hilfsluftspalt jedes Poles 14 befindet sich einethe axis of the pole is displaceable, and to the auxiliary air gap of each pole 14 is a
reichung einer thermischen Stabilität wird zweck- flexible magnetische Formscheibe 38, beispielsweiseIn order to achieve thermal stability, expediently flexible magnetic shaped disk 38, for example
eine dünne Stahlmembran, deren Durchmesser größer ist als der des rohrförmigen Teils 34 des Polschuhs 28. An der Formscheibe 38 sitzt ein Ring 40, in dessen Öffnung ein Ende eines Stabes 42 sitzt, der an der Scheibe 38 befestigt ist. Der Stab 42 kann durch eine zentral angeordnete Bohrung im Pol 14 durch Verdrehen eines Stopfens oder einer Mutter 44 vorgeschoben oder zurückgezogen werden, der beispielsweise in ein Gewinde an einem Ende des Stabes 42 eingreift. Wenn der Stab 42 zurückgezogen wird, wird die Formscheibe 38 gegen die Schulter 36 gepreßt, von der ein Ende oder eine Ecke dann als Stützpunkt wirkt (Punkt A), durch den eine Verbiegung oder eine Deformation der Scheibe 38 bewirkt wird. Die Form der Scheibe 38 wird gebogen oder kurvenförmig, so daß sie einen meniskusartigen Magnetkörper im Hilfsluftspalt bildet. Diese Wölbung bewirkt eine Änderung der magnetischen Flußlinien in der Polkappe 26. Durch Veränderung der Formen der Scheiben 38, die jeder Polkappe 26 zugeordnet sind, kann das Magnetfeld zwischen den Polkappen kontollierbar verändert werden.a thin steel membrane, the diameter of which is greater than that of the tubular part 34 of the pole piece 28. A ring 40 is seated on the shaped disk 38, in the opening of which sits one end of a rod 42 which is fastened to the disk 38. The rod 42 can be advanced or withdrawn through a centrally arranged bore in the pole 14 by rotating a plug or a nut 44 which, for example, engages in a thread at one end of the rod 42. As the rod 42 is withdrawn, the molded disc 38 is pressed against the shoulder 36, one end or corner of which then acts as a support point (point A) causing the disc 38 to bend or deform. The shape of the disk 38 is bent or curved so that it forms a meniscus-like magnetic body in the auxiliary air gap. This curvature causes a change in the magnetic flux lines in the pole cap 26. By changing the shape of the disks 38, which are assigned to each pole cap 26, the magnetic field between the pole caps can be changed in a controllable manner.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung, die in F i g. 3 dargestellt ist, besteht ein Magnetpol aus einem Polschuh 46 und einer zugehörigen Polkappe 48, die mit dem Polschuh vereinigt ist, der eine kreisförmige Aussparung aufweist, so daß ein Hilfsluftspalt zwischen Kappe und Schuh gebildet wird. Eine relativ dünne Magnetscheibe 50, beispielsweise eine Stahlmembran von etwa 4,58 mm Dicke und etwa 177,2 mm Durchmesser, ist im Hilfsluftspalt angeordnet. Der Hilfsluftspalt enthält auch eine Anzahl konzentrischer Eisen- oder Stahlringe 52 von verschiedenem Durchmesser, die in fester Weise im Ende des Polschuhs 44 liegen. Jeder Ring 52 ist durch einen vorspringenden oder domförmigen Teil 54 gekennzeichnet, an dem die Scheibe 50 deformiert wird, wenn sie mit den Ringen 52 in Berührung kommt. Wenn die Scheibe von der Polkappe 48 auf den Ring 52 zu bewegt wird, bewirkt tatsächlich eine Vielzahl von Stützpunkten, daß sich die Form der Scheibe 50 an ausgewählten, voneinander entfernten Punkten ändert. Die Anzahl, die Formen und die Durchmesser der Ringe 52 können so gewählt werden, daß verschiedene Änderungen des Magnetfeldes je nach Wunsch erreicht werden können. In gleicher Weise kann die Fläche der Formscheibe 50 konvex, konkav, flach oder irgendwie anders geformt sein, wenn die erwünschte Feldform damit erreicht werden kann.In a special embodiment of the invention, which is shown in FIG. 3 is shown Magnetic pole from a pole piece 46 and an associated pole cap 48, which is united with the pole piece is, which has a circular recess, so that an auxiliary air gap between the cap and shoe is formed. A relatively thin magnetic disk 50, for example a steel membrane of about 4.58 mm Thickness and about 177.2 mm in diameter, is arranged in the auxiliary air gap. The auxiliary air gap contains also a number of concentric iron or steel rings 52 of various diameters shown in FIG are fixed in the end of the pole piece 44. Each ring 52 is formed by a protruding or dome-shaped Part 54 marked at which the disc 50 is deformed when it is with the rings 52 in Touch comes. When the disk is moved from the pole cap 48 towards the ring 52, causes actually a plurality of support points that the shape of the disc 50 at selected, one another distant points changes. The number, shapes, and diameters of rings 52 can be be chosen so that various changes in the magnetic field can be achieved as desired can. Likewise, the surface of the mold disk 50 can be convex, concave, flat, or any other way be shaped differently if the desired field shape can be achieved with it.
Um eine Bewegung der Scheibe 50 um besonders kleine Beträge längs der gemeinsamen Achse zu erreichen, die durch den Polschuh 46 und die Polkappe 48 definiert ist, so daß kleinste Änderungen in der Magnetfeldform kontrollierbar erreicht werden können, ist ein Kontrollelement 56 vorgesehen, ein Stab, der durch Verdrehung vorgeschoben oder zurückgezogen werden kann. Der Stab 56 ist in einen ringförmigen Einsatz 58 der Scheibe 50 eingeschraubt und wird an einer Drehung relativ zur Scheibe durch eine Einstellschraube 60 gehindert, die den Stab an seinen Platz festhält, wenn er in den Scheibeneinsatz 58 bis zum Grunde eingeschraubt ist. Der Stab 56 weist ein weiteres Gewinde 62 auf, auf dem eine Differentialschraube 64 sitzt, die innen und außen mit Gewinde versehen ist. Das Innengewinde hat beispielsweise 12,7 mm Durchmesser und eine Steigung von 1,95 mm, und das Außengewinde hat beispielsweise einen Durchmesser von 22,2 mm und eine Steigung von 1,81 mm. Das Außengewinde der Differentialschraube 64 sitzt in einem mit Gewinde versehenen Teil des Polschuhs 46 und kann relativ zum Polschuh mit Hilfe eines Schlitzpaares 66 verdreht werden, das an einem Ende der Differentialschraube 64 vorgesehen ist. Die beiden Schlitze 66 sind so geformt, daß sie ein Paar Klauen oder Zinken 68 aufnehmen, die einen Teil eines Einstell-Werkzeuges 70 bilden, das durch einen inneren hohlen Kanal greift, der zum Äußeren des Magneten führt. Das Einstellwerkzeug 70 besteht aus einer hohlen Büchse 72 und einem Einstellknopf 74, der aus dem Magnetaufbau herausragt, so daß die Einstelleinrichtung während des Einsteilens leicht zugänglich ist. Die Büchse 72 und der Knopf 74 sind mit Stiften 76 vereinigt, so daß ein einheitlicher Körper gebildet wird und Büchse und Knopf sich gemeinsam bewegen können. Das Einstellwerkzeug 70 und seine Büchse 72 passen eng in einen Halter 78; es ist leicht drehbar gelagert, beispielsweise in nicht dargestellten Lagern.In order to achieve a movement of the disk 50 by particularly small amounts along the common axis which is defined by the pole piece 46 and the pole cap 48, so that the smallest changes in the shape of the magnetic field can be achieved in a controllable manner, a control element 56 is provided, a rod, which can be advanced or withdrawn by twisting. The rod 56 is screwed into an annular insert 58 of the disk 50 and is prevented from rotating relative to the disk by an adjustment screw 60 which holds the rod in place when it is screwed into the disk insert 58 to the bottom. The rod 56 has a further thread 62 on which a differential screw 64 sits, which is provided with internal and external threads. The internal thread has a diameter of 12.7 mm and a pitch of 1.95 mm, for example, and the external thread has a diameter of 22.2 mm and a pitch of 1.81 mm, for example. The external thread of the differential screw 64 sits in a threaded portion of the pole piece 46 and can be rotated relative to the pole piece with the aid of a pair of slots 66 provided at one end of the differential screw 64. The two slots 66 are shaped to receive a pair of pawls or prongs 68 which form part of an adjustment tool 70 which engages through an internal hollow channel leading to the exterior of the magnet. The adjustment tool 70 consists of a hollow sleeve 72 and an adjustment knob 74 which protrudes from the magnet assembly so that the adjustment device is easily accessible during adjustment. The sleeve 72 and button 74 are united with pins 76 so that a unitary body is formed and the sleeve and button can move together. The adjustment tool 70 and its sleeve 72 fit snugly in a holder 78; it is easily rotatable, for example in bearings not shown.
Während des Einstellvorganges, wenn es erwünscht ist, die Form des Magnetfeldes zu ändern und relativ flache Flußlinien im mittleren Bereich zwischen den Polkappen 48 einzustellen, wird der Einstellknopf 74 gedreht, während die Klauen 68 in die Schlitze 66 eingreifen, so daß sich die Differentialschraube 64 dreht. Weil die Steigung des Außengewindes kleiner ist als die des Innengewindes, ergibt sich eine relativ kleine Längsverstellung des Steuerelementes 62. Beim Verdrehen des Einstellknopfes in eine Richtung, beispielsweise im Uhrzeigersinn, zieht die axiale Verstellung des Elementes 62 den ringförmigen Einsatz 48 der Scheibe 50 zurück, so daß die Mitte der Scheibe konkav wird. Gleichzeitig werden konzentrische Bereiche der Scheibe 50 gegen die Stützpunkte gepreßt, die durch die Ringe 52 gebildet sind, so daß die Scheibe deformiert und neu geformt wird, wodurch sich die Flußverteilung in der Nachbarschaft der Polkappe 48 ändert. Die Änderungen in den Flußlinien und der Feldform können extrem klein sein, weil die Verstellung der Stange 56 und des Mittelteils der Scheibe 50 ebenfalls sehr geringfügig sind. Es ist beispielsweise mit der erfindungsgemäßen Struktur möglich gewesen, eine Verstellung der Stange von 0,195 mm bei einer Drehung des Einstellknopfes 74 um 360° zu erreichen, wobei sich eine Änderung der Magnetfeldstärke von wesentlich weniger als 0,5 Gauß im interessierenden Bereich zwischen den Polkappen ergab. Im Feld gyromagnetischer Resonanz wurde eine Stabilität in der Größenordnung von 2 in 108 Teilen der geprüften Probe erfindungsgemäß erreicht.During the adjustment process, when it is desired to change the shape of the magnetic field and to set relatively flat lines of flux in the central area between the pole caps 48, the adjustment knob 74 is rotated while the claws 68 engage the slots 66 so that the differential screw 64 turns. Because the pitch of the external thread is smaller than that of the internal thread, there is a relatively small longitudinal adjustment of the control element 62. When the adjustment knob is turned in one direction, for example clockwise, the axial adjustment of the element 62 pulls the annular insert 48 of the disk 50 back, so that the center of the disc becomes concave. At the same time, concentric areas of the disk 50 are pressed against the support points formed by the rings 52, so that the disk is deformed and reshaped, as a result of which the flux distribution in the vicinity of the polar cap 48 changes. The changes in the lines of flux and field shape can be extremely small because the displacement of the rod 56 and the central portion of the disc 50 are also very slight. It has been possible, for example, with the structure according to the invention to achieve an adjustment of the rod of 0.195 mm when turning the setting knob 74 through 360 °, resulting in a change in the magnetic field strength of significantly less than 0.5 Gauss in the region of interest between the pole caps . In the field of gyromagnetic resonance, a stability of the order of magnitude of 2 in 10 8 parts of the tested sample was achieved according to the invention.
Grundsätzlich erlaubt es die feine mechanische Noniuseinstellung nach der Erfindung, daß die Gradienten im ausgewählten Bereich des Magnetfeldes abgeflacht oder herabgesetzt werden, so daß ein homogener, gleichförmiger Fluß die untersuchte Probe durchsetzt.Basically it allows the fine mechanical vernier adjustment according to the invention that the Gradients in the selected area of the magnetic field are flattened or reduced, so that a homogeneous, uniform flow permeates the sample under investigation.
Weiterhin wird eine thermische Stabilität erreicht, weil der Stab 56 durch die Verwendung einer Differentialschraube 64 effektiv in seiner Länge verkürzt wird, die den Stab mit dem Einstellwerkzeug 70 verbindet, und zwar gegenüber einem durchgehenden festen Stab zum Zurückziehen der Scheibe 50. Die kürzere Länge in Verbindung mit dem geringen Ausdehnungskoeffizienten (etwaFurthermore, thermal stability is achieved because the rod 56 is achieved through the use of a differential screw 64 is effectively shortened in length using the adjustment tool 70 connects, and that opposite a continuous solid rod for withdrawing the Washer 50. The shorter length in connection with the low expansion coefficient (approx
0,35 · 10-3/°C) des für die Stange 56 verwendeten Weicheisens ergibt vernachlässigbare Änderungen in den Abmessungen des Stabes, so daß sich keine fehlerhafte oder wilde Änderung in der Form der Scheibe 50 ergibt, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert. Zusätzlich kann eine Kühlung durch Kühlmittel und Rückkopplungssysteme verwendet werden, um Temperaturwirkungen unter Kontrolle zu halten.0.35 x 10 -3 / ° C) of the soft iron used for the rod 56 results in negligible changes in the dimensions of the rod so that there is no erroneous or wild change in the shape of the disc 50 when the ambient temperature changes. In addition, cooling by coolant and feedback systems can be used to keep temperature effects under control.
In F i g. 4 sind Kurven dargestellt, die tatsächliche Messungen der Feldstärke (H) in Gauß in Abhängigkeit vom Abstand (d) in Zoll längs der mittleren Ebene zwischen den Polkappen darstellen, wenn vom Mittelpunkt oder der Achse der Pole ausgegangen wird, und zwar in einem unmagnetischen Spalt von 19 mm Breite zwischen den Polkappen. Ein Magnetfeld von 14 100 Gauß wurde verwendet, und zwar in einer Kombination, wie sie in F i g. 3 dargestellt wurde, und Änderungen der Feldstärke an diskreten Intervallen vom Mittelpunkt aus wurden für verschiedene Formen der Scheibe aufgezeichnet. Typische Kurven sind in Fig. 4 dargestellt, um die Wirkung der Scheibenverformung auf das Magnetfeld darzustellen.In Fig. 4 shows curves which represent actual measurements of the field strength (H) in Gauss as a function of the distance (d) in inches along the median plane between the pole caps, assuming the center or the axis of the poles, in a non-magnetic gap 19 mm wide between the polar caps. A magnetic field of 14,100 gauss was used in a combination as shown in FIG. 3 and changes in field strength at discrete intervals from the center point were recorded for various shapes of the disc. Typical curves are shown in Figure 4 to illustrate the effect of disc deformation on the magnetic field.
Die unterbrochene Kurve 80 zeigt die Flußverteilung mit einer Magnetvorrichtung ohne die erfindungsgemäße Einrichtung. Sobald sich die Formscheibe in einer optimal zurückgezogenen Lage im Hilfsluftspalt hinter der Polkappe befindet, wurde eine flache Flußverteilungskurve 82 über einen relativ großen Abstand erhalten. Bei maximaler Zurückziehung der Formscheibe wurde eine Kurve 84 erhalten, die einen größeren Anstieg im mittleren Bereich aufweist. Es ist zu erkennen, daß Feldstärkenänderungen in Milligauß bewirkt werden können, um verschiedene Feldformen zu schaffen, ebenso wie einen relativ flachen Flußweg über ein relativ großes Gebiet, wenn die Erfindung angewandt wird.The broken curve 80 shows the flux distribution with a magnetic device without the one according to the invention Furnishings. As soon as the shaped disk is in an optimally retracted position in Auxiliary air gap located behind the polar cap, was a flat flux distribution curve 82 over a get a relatively large distance. At maximum retraction of the mold washer a curve became 84, which has a larger increase in the middle range. It can be seen that changes in field strength can be effected in milligauss to create various field shapes, as well as a relatively shallow flux path over a relatively large area when the invention is applied.
In F i g. 5 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in der ein einstellbarer Polschuhring 86 und ein einstellbarer Magnetkörper oder -kern 88 verwendet werden kann, die axial relativ zur Magnetpolkappe 90 bewegt werden können, um den dieser Polkappe zugehörigen Fluß neu zu verteilen. Die Polkappe 90 ist mit einem äußeren Ring 92 verbunden, der als Magnetpolschuh dient, und der einstellbare Ring oder die Magnetbüchse 86 sitzt gegen diesen festen Ring 92 in einem Gleitsitz. Der Magnetkern 88 ist ein massiver Zylinder, der genau in die Büchse 86 paßt und axial unabhängig von der Büchse 86 mittels eines nicht dargestellten Kopfes bewegt werden kann. Statt dessen kann die Hülse 86 in den festen Ring 92 eingeschraubt sein, und der Kern 88 kann in bekannter Weise kontrollierbar eingestellt werden. Der äußere Polschuhring 92 weist einen abgesetzten Teil oder eine Lippe 94 auf, so daß ein Hilfsluftspalt zwischen der Polkappe 90 und dem festen Polschuh 92 gebildet wird. Der Hilfsluftspalt ermöglicht Einstellungen in der Nähe der Rückseite der Polkappe 90 durch Bewegung des verstellbaren Ringes 86 und des Kerns 88 in axialer Richtung relativ zur Polkappe. Die verfügbaren Verstellungen dienen dazu, die Form des Hilfsluftspaltes hinter der Polkappe zu verändern, so daß die Wege der Fußlinien, die der Polkappe zugeordnet sind, verändert werden. Selbstverständlich kann eine Vielzahl von verstellbaren Magnetteilen in der Nähe der Rückseite der Polkappe verwendet werden, um die Flußverteilung zwischen den Polkappen eines Magneten zu kontrollieren.In Fig. 5 is another embodiment of FIG Invention shown in which an adjustable pole piece ring 86 and an adjustable magnetic body or core 88 can be used, which can be moved axially relative to the magnetic pole cap 90, to redistribute the river associated with this polar cap. The polar cap 90 has an outer ring 92 connected, which serves as a magnetic pole piece, and the adjustable ring or the magnetic sleeve 86 is seated against this fixed ring 92 in a sliding fit. The magnetic core 88 is a massive cylinder that precisely fits in sleeve 86 and is axially independent of sleeve 86 by means of a head, not shown can be moved. Instead, the sleeve 86 can be screwed into the fixed ring 92, and the Core 88 can be adjusted in a known manner in a controllable manner. The outer pole shoe ring 92 has a stepped portion or lip 94, so that an auxiliary air gap between the pole cap 90 and the fixed pole piece 92 is formed. The auxiliary air gap allows adjustments near the back of the polar cap 90 by moving the adjustable Ring 86 and the core 88 in the axial direction relative to the pole cap. The available adjustments serve to change the shape of the auxiliary air gap behind the pole cap, so that the Paths of the foot lines that are assigned to the polar cap can be changed. Of course, a Variety of adjustable magnet pieces near the back of the polar cap can be used to to control the flux distribution between the pole caps of a magnet.
Es ist zu erwähnen, daß Variationen in den Abmessungen der Bauelemente des Mechanismus, derIt should be noted that variations in the dimensions of the components of the mechanism, the
ίο Form der Polkappe, der Feldstärke und den metallurgischen Eigenschaften der Werkstoffe den Betrieb des Mechanismus beeinflussen können und daß deshalb die Flußdichten der einzelnen Bauelemente auf einen optimalen Wert gebracht werden sollten.ίο Shape of the polar cap, the field strength and the metallurgical Properties of the materials can affect the operation of the mechanism and that is why the flux densities of the individual components should be brought to an optimal value.
Es ist auch zu erwähnen, daß die Erfindung nicht auf die speziellen beschriebenen Formen und Werte beschränkt sein soll. Die Erfindung betrifft die Verwendung von Magnetpolelementen, in denen ein Hilfsluftspalt zwischen dem Polschuh und der PoI-kappe jedes Elementes gebildet ist, in dem Einrichtungen angeordnet sind, mit denen die Flußwegverteilung zur Rückseite der Polkappe effektiv die Flußverteilung in dem Luftspalt verändert.It should also be noted that the invention is not limited to the specific forms and values described should be limited. The invention relates to the use of magnetic pole elements in which a Auxiliary air gap between the pole piece and the PoI cap of each element is formed in the facilities are arranged, with which the flux path distribution to the rear of the polar cap effectively the Flux distribution in the air gap changed.
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