Hubmagnet nachdem dynamo-elektrischen'Prinzip Die Funktion eines dynamo-magnetischen
Systems, auch Tauchgpulsystem genannt, ist die der Querkrafterzeugung einer stromdurchflossenen
Spule in einem kräftigen magnetischen Feld. Dieses für Schwingungsumsetzung und
Sprachfrequenz-Übertragung häufig verwandte System zeichnet sich durch guten. Wirkungsgrad
und Linearität aus, hat sich aber für Hubmagnete bisher so gut wie nicht einführen
lassen, da dieser Anwendung verschiedene Eigenheiten des Systems störend im Wege,
stehen: Die Spule ist nicht hoch beaufschlagbar, da sie ihre Stromwärme nur an Luft
abgeben kann, es bedarf flexibler Stromzuleitungen, wenn man nicht sogar noch Bürsten
in Kauf nehmen will, und dieses macht bei grÖsseren Hüben Schwierigkeiten. Schliesslich
ist die reine Kraftleistung - bezogen auf die aufgewandte elektrische Energie
- verhältnismässig -gering und nicht ohne weiteres vergleichbar mit der Kraftleistung
normaler Hubmagnete.Lifting magnet based on the dynamo-electric principle The function of a dynamo-magnetic system, also known as immersion pulse system, is that of generating transverse forces in a current-carrying coil in a strong magnetic field. This system, which is often used for vibration conversion and speech frequency transmission, is characterized by good quality. Efficiency and linearity, but so far it has hardly been possible to introduce solenoid solenoids, as various peculiarities of the system stand in the way of this application: The coil cannot be subjected to high loads because it can only give off its current heat to air, which is required more flexible power supply lines, if you don't even want to accept brushes, and this creates difficulties with larger strokes. Ultimately, the pure power output - in relation to the electrical energy used - is relatively low and not readily comparable with the power output of normal lifting magnets.
Es sind schon Vorschläge gemacht worden in der Richtung, ein dynamisches
System aufzubauen, bei dem die Spule statorseitig festliegt, also keiner flexibler
Zuleitungen bedarf, und mit guter Wärmeableitung, während das Kernmagnetsystem,
das insbesondere den oder die Permanentmagnete enthält, die Bewegung ausführt. Solche
Lösungen stellen schon einen beachtlichen Fortschritt dar in der Möglichkeit, das
dynamische Prinzip auch für Hubmagnete verwendbar zu machen. Hier tritt aber der
Nachteil in den Vordergrund, dass die bewegte Masse relativ gross wird.
Der
Gedanke der vorliegenden Erfindung ist der, ein dynamisches System zu verwirklichen,
bei dem insbesondere der Hauptnachteil des bekannten Tauchspulsystems Überwunden
wird nämlich die geringe Beaufschlagbarkeit der Spule. Das wird erfindungsgemäss
dadurch erreicht, dass man die zylindrische Spule zu einem verpreasten und in sich
tragenden Körper weiter entwickelt, der insbesondere auf der zylindrischen Innenseite.des
Mantelrohres, das den magnetischen RUckschluss bildet,_gleitend läuft. Dass man
in diesem Fall die Grösse des bewegten, verpressten Spulenkörpers über daß von Kupfer
ausgefüllte Ilass hinausgehen lässt,_ ist naheliegend, da dadurch die Gleitführung
sowohl wie die Wärmeübertragung an den» Mantel verbessert wird. Es soll nun bei
dieser neuartigen Konstruktionsweise ein Systera bevorzugt behandelt werden, bei
dem der Kern aus zwei gegeneinander magneti-, sierten Permanentmagneten besteht,
deren gemeinsamer Nordpol (z.B.) in der Mitte liegt, so dass der Fluss beider Permanentmagnete
von diesem mittleren Pol aus zum Mantel übergeleitet wird* Die Spule des Magneten,liegt
nun ebenfalls um d-Lesen Mittelpol herum, ist mit Verlängerungsansätzen verpresst
und bekommt nichtsdestoweniger genügend Hubspielraum, da ja die notwendige Länge
der Permanentmagnete entsprechenden Raum in axialer Richtung bietet* Dieses System
hat zu-dem noch den Vorteil, daso es das streuärmete System ist, das man überhaupt
aufbauen kann, und die Vermeidung von Streufeldern ist bei dynamischen Systemen
ein ausserordentlich wichtiger Faktor, Bei einem Hubmagneten ist es nicht
so wesentlichg dase gleitende Reibungen auftreten, zumal bei der querkraftfreiheit-eines
dynamischen
Systems diese Reibungen relativ gering bleiben* Man
kann den Wärmekontakt zwischen der Tauchspule und dem Mantel noch verbessern$
indem man Schmiermittel bzw. Gleitsubstanzen zufügt, die gleichzeitig dine verbesserte
Wärmeübertragung gewährleisten.Proposals have already been made in the direction of building a dynamic system in which the coil is fixed on the stator side, so no flexible supply lines are required, and with good heat dissipation, while the core magnet system, which in particular contains the permanent magnet or magnets, performs the movement. Such solutions already represent a considerable advance in the possibility of making the dynamic principle usable for lifting magnets. Here, however, the disadvantage comes to the fore that the moving mass becomes relatively large. The idea of the present invention is to realize a dynamic system in which, in particular, the main disadvantage of the known moving coil system is overcome, namely the low load capacity of the coil. This is achieved according to the invention in that the cylindrical coil is further developed into a molded and self-supporting body which, in particular, runs in a sliding manner on the cylindrical inner side of the casing tube which forms the magnetic yoke. It is obvious that in this case the size of the moving, pressed coil body is allowed to exceed the copper-filled inlet, as this improves the sliding guide as well as the heat transfer to the jacket. With this new type of construction, a system is to be given preference in which the core consists of two permanent magnets magnetized against each other, whose common north pole (e.g.) lies in the middle, so that the flow of both permanent magnets from this central pole to the Sheath is passed over * The coil of the magnet, now also lies around the d-reading center pole, is pressed with extension lugs and nevertheless has enough lifting space, since the necessary length of the permanent magnets offers corresponding space in the axial direction * This system also has the advantage it daso the streuärmete system is that you can build anything, and avoiding stray fields is in dynamic systems, an extremely important factor in the case of a lifting magnet it is not so wesentlichg oxidase sliding friction occurs, especially in the lateral force-freedom-a dynamic System, these frictions remain relatively low * One can The thermal contact between the plunger coil and the jacket can be improved by adding lubricants or sliding substances, which at the same time ensure improved heat transfer.
Bezüglich der Stromzuführung bleibt es natürlich bei der bekannten
Schwierigkeit, dass man nunmehr flexible Zuführungen auf einer oder auf beiden Seiten
der Spule benötigt, oder dase man die Stromzuführung über Gleitbürsten führt* Die
Kraftübertragung nach aussen kann auf zweierlei Weise erfolgen# entweder über Stifte,
die mit der Spule verpeset sind und die durch eine Stirnwand des Magneten hindurchtreten,um
ausserhalb durch ein sternartiges oder tellerförmiges Teil auf eine zentrale Achse
geführt zu werden, oder durch eine Kopplung, die durch ein oder mehrere Langlöcher
des zentralen Poles hindurchtritt und auf eine zentrale Achse greift. Letztere Ausführung
ist gut durchführbar# wenn man das ganze System in der Mitte teilt um es erst beim
Zui3ai=enbau zu vereinigen* Eine besonders interessante Variante der erfindungegemässen
Konstruktion ist folgende: Man kann dem eigentlichen Magnetsystem eine zweckmäseige,
durch die Kraftforderung errechnete Länge geben# kann aber nunmehr eine fast
beliebig lange Spule verwenden, um Hübe zu erzielen, die der Linge der Spule entsprechen.
Dabei wird man die Spule ähnlich hers - tellen, wie man es auch bei
Potentiometer-Widerständen
oder Regeltranzformatoren-machtl so dass man auf dem äusseren Mantel der Spule eine
Gleitbahn erhält, über die man vermittels Bürsten oder Rollen den Strom zuführen
kanno Auf diese Weise führt man den Strom nur dem Teil der SpÜle zug der sich gerqde
in aktivem Eingriff mit dem permanentmagnetischen Feld befindet, und beim Vortreiben.der
Spule verschiebt sich.-nun von allein der strombeaufschlagte Teil immer wieder in
die aktive Zone» Wir erhalten also bei einer linearen magnetischen Anordnung ein
ähnliches Verhalten wie beim Gleichstrommotorg dem der Strom Über einen Kollektor
zugeführt wird* Es ist selbstverständlich, dasß man bei der ,Spule sowohl die- äusseren
Windungslaggn-blank machen und zur direkten Stromzuführung benutzen kanng als auch
eine Art Kollektor,aufsetzen kann, dessen Elemente jeweils mit Einzelspulenabschnitten
verbunden werden* In jedem Fall muss die Spule in-besonderer Art gewickelt werdenl
um sie für diesen Anwendungszweck geeignet zu machen* Bei solchen_Ianghubmagneten
ergibt sich noch der-besondere Vorteil, dase man für den Hubbeginn sowie für den
grössten Teil des Hubes die Beaufschlagung durch entsprechende Dimensionierung der
Wicklung sehr hoch machen kann, da ja jeder beaufschlagte Spulenabschnitt sich nur
in sehr-kurzzeitigem Nirkeingriff befindet. Erst den letzten Teil der Spule, auf
dem der Hubmagnet gegebenenfalls-stehen bleiben sollg wird hochohmiger gewickeltg
so daas er sich für eine Dauereinschaltung eignet* Es ist kein Zweifel, dass man
nach di eser erfindungegemässen Konstruktion Magnete mit KriLften-und Rüben verwirklichen
kanng- wie sie bisher nicht möglich waren.
Man kann dann nQch weitere
für die praktische Verwendung vorteilhafte Details bei diesem Langhubmagnetsystem
verwirklichen* Beispielsweise läset sich unschwer und mit geringstem Aufwand eine
Dämpfung mit einbauen, indem man etwa einen Teil der Spule mit einem Kapferrohr
als Trägerelement versieht, das dann im Magnetfeld durch Wirbelstrombildung eine
starke Dämpfung bzw. Bremaung erfährt. Diese Dämpfung kann man schon im Laufe des
Hubes einsetzen lassen und kann sie gegen Hubende so-verstärken# daas niemals ein
das Gerät gefährdendes Anfahren des Spulenankers erfolgt. Diese Dämpfung oder Bremsung
läset sich natürlich auch mit vorübergehend kurz geschlossenen Teilen der Spule
selbst durchführen, und endlich ist ein Maximum dieses gewünschten Effek-
tes
erzielbar durch eine Stromumkehr auf der Spule oder durch eine Umkehr des
Wicklungssinnes im letzten 4ulenabschnitte Durch diese letzte Masenahme käme sogar
eine sog. Aktivbremsung zustande* Schlies Blich gibt es unter den Konstruktlons-Varlanten
auch noch_ die" bei der die Permanentmagnete nicht im Kern sondern im äusseren Manteltell
untergebracht werden, wobei man dann den Kern für den Rückschluse benutzt, und wobei
sich Verbesserungen bezüglich der Dimension:Lerung ergeben für besonders leistungsstarke
Systeme* Der Spulendurckmesser läset sich dabei relativ kleiner halten, aber die
Unterbringung der Bürsten macht gewisse Schwierigkeiten. Auch besteht endlich noch
die Möglichkeit, sowohl im Kernteil als auch im Mantelteil Permanentmagnete unterzubringen,
und diese so zu magnetisieren, daas besonders kräftige Flüsse in den Aktiv-Luftspalten
zustande kommen. Für Köchatleistungen sind solche Kombina,tionen u*U. erforderlich"
In
Fig. 1 ist ein einfaches Schiebespulen-System dargestellt, bei dem in dem
töpfförmigen Doppelgehäuei 5, das den magnetischen Rückschluse bewirkti zwei axial
magnetisierte Permanentmagnete 4 und 8 untergebracht sindl die einen gemeinsamen
Mittelpol 1 so magnetisieren, dass von diesem Pol aus ein ringförmiger Fluss
durch den Luftspalt auf den Rückschlussmantel übergeht* Die Spule 2 mit den angepreasten
Fortsätzen 3 gleitet innerhalb des rohrförmIgen Mantels und hat infolgedessen
mit dem Mantel auch guten Wärmekontakto Die Spule kann beispielsweise wie in der
Zeichnung dar-gestellt durch einen querstift ?*mit der Achse 6 verbunden
seing so dass'Über diese Elemente die Kraftwirkung weiter übertragen wird. Dementsprechend
müssen die Polstücke 1 Schlitze besitzenl durch die der Querstift
7 hindurch greift und ausreichende Hubfreiheit besitzt* A),ä Trägerrohrelement
der Spule kann
beispielsweise ein Kupferrohr 9 benutzt werden, dess
dann auch noch durch WirbelstromeffektÄ dämpfend in Bä:#Üg"äuf die Bewegung wirkt,
da es ja durch das Magnetfeld hindurch geführt wirdo Die Kraftübertragung
von der Spule nach aussen kann selbstverständlich auch durch Stose,.eStifte durch
eine der Stirnwände hindurch geführt werden, wobei die Weiterleitung auf eine zentrale
Achse über einen Teller oder ein sp2*.-nnenförmiges Gebilde erfolgen kann* Flge
2 zeigt eine andere Variante - bei'der ein zentraler Kernmagnet 4 über ein
un agnetische's VerbindÜngsteil 1 mit dem-Gehäuse 5 verbunden ist*
Das Gehäuse-5 besteht zumindest auf dem zylindrischen Mantelteil aus ferromagnetischem
Material, und der_magnetische Flüss des Kernmagneten 4 tritt in kadialer Richtung
durch die, Ringspulen 2 und 8 hindurch. Dä die Flussrichtung in beiden 4ulen
umgekehrt ist, so wird auch der Windungesinn ehtsprechend geänderte Die beiden Spulen
2 und 8 sindauf--ein -Trägerrohr 9 aufgebrachtt und mit einem FüllstÜök
3 zu eiziem'Körper verpunste Diese vereinigte Schubspule läuft wiederum im
Manteltbil
des Gehäuses 5 mit gutem Wärmekontakt und guter
Gleitung. Die Schubspule wird beispielsweise über einen mit ihr vereinigten atirnseitigen
Teller 7 mit der Achse 6 verbunden,und leitet so die Kraftwirkung
nach aussen.Regarding the power supply, of course, the known problem remains that flexible leads are now required on one or both sides of the coil, or that the power supply is routed via sliding brushes are verpeset with the coil and which pass through an end wall of the magnet to be guided outside by a star-like or plate-shaped part on a central axis, or by a coupling that passes through one or more elongated holes in the central pole and onto a central axis engages. The latter version is easy to implement # if you divide the whole system in the middle in order to unite it only during the construction * A particularly interesting variant of the construction according to the invention is the following: You can give the actual magnet system an appropriate length calculated from the force requirement # but can now use a coil of almost any length to achieve strokes that correspond to the length of the coil. In this case, it is the coil similar to hers - tellen how it at potentiometer resistors or Regeltranzformatoren-machtl so as to obtain a slide on the outer jacket of the coil, on the one by means of brushes or rollers current kanno to perform this manner results the current is only drawn to the part of the flush that is currently in active engagement with the permanent magnetic field, and when the coil is driven forward, the current-loaded part moves back into the active zone by itself Magnetic arrangement behaves similarly to the direct current motorg to which the current is supplied via a collector. whose elements are each connected with individual coil sections * In any case, the coil must be in-particular Ar t be wound to make them suitable for this application The coil section is only in very brief operation. Only the last part of the coil, on which the lifting magnet should stop if necessary, is wound with a higher resistance so that it is suitable for permanent switching they were previously not possible. You can then implement further details that are advantageous for practical use in this long-stroke magnet system * For example, damping can be built in easily and with very little effort by providing a part of the coil with a cap tube as a carrier element, which then creates an eddy current in the magnetic field experiences strong damping or bremaing. This damping can already be used in the course of the stroke and can be strengthened towards the end of the stroke so that the coil armature never starts to endanger the device. This damping or braking can of course also be carried out with temporarily short-circuited parts of the coil itself, and finally a maximum of this desired effect can be achieved by reversing the current on the coil or by reversing the direction of the winding in the last 4-coil section a so-called active braking comes about * Finally, among the constructive variants there are also those "in which the permanent magnets are not housed in the core but in the outer shell, where the core is then used for the return circuit, and there are improvements in terms of dimensions : Findings result for particularly powerful systems * The coil diameter can be kept relatively smaller, but the placement of the brushes causes certain difficulties. Finally, there is also the possibility of accommodating permanent magnets in both the core part and the shell part and magnetizing them in such a way particularly strong flows come about in the active air gaps. Such combinations may be necessary for Köchat services. required "In Fig. 1 a simple slide coil system is shown, in which two axially magnetized permanent magnets 4 and 8 are housed in the pot-shaped Doppelgehäuei 5, which causes the magnetic return path, which magnetize a common center pole 1 so that a ring-shaped flow passes through the air gap to the flux sheath * The coil 2 with the appended extensions 3 slides inside the tubular sheath and consequently also has good thermal contact with the sheath axis seing connected 6 so dass'Über these elements will continue to transmit the force effect. Accordingly, the pole pieces must which engages 1 slots besitzenl the transverse pin 7 passing and has sufficient Hubfreiheit * a), ä carrier tube element of the coil may, for example, a copper pipe 9 are used, dess then also by eddy current effectÄ däm pfend in Bä: # Üg "äuf the movement acts, since it is guided through the magnetic field. The power transmission from the coil to the outside can of course also be carried out by pushing pins, pins through one of the end walls, with the transmission to a central Axis can be done via a plate or a sp2 * .- internal structure * Flge 2 shows another variant - in which a central core magnet 4 is connected to the housing 5 via a non-magnetic connection part 1 * The housing 5 consists at least on the cylindrical shell part made of ferromagnetic material, and the_magnetic fluid of the core magnet 4 passes through the toroidal coils 2 and 8 in the cadial direction. Dä is inversely 4ulen the direction of flow in two, so the Windungesinn is changed ehtsprechend The two coils 2 and 8 sindauf - a -Trägerrohr 9 aufgebrachtt and verpunste with a FüllstÜök 3 to eiziem'Körper This combined thrust coil turn runs in Manteltbil of the housing 5 with good thermal contact and good sliding. The thrust coil is connected to the axle 6 , for example, via a plate 7 on the front side, which is combined with it, and thus directs the force effect to the outside.
Die Stromzuführung bei den Konstruktionen nach Fig» 1 und 2
kann man durch Sthleppkabel oder elastische Bänder ausführen, man kann gber auch
Schleifkontakte benutzen, und diese z*B* auf Zt:Lfte greifen lassen, die durch Isolierbuchnen
der Stirnwand hindurchgehen, und die gleichzeitig der Kraftübertragung dienen, nge
3 zeigt schlieselich eine Aueführung, die als langhubmagnet besonders geeignet
ist. Rier sind die beiden In axialer Richtung maguetisiert,#-i Kernmagnete
3 und 9 wiederum -wie bei EIS. 1 gegenpolig mit dem mittleren
Pol 1 verbunden» Der RückBohluss geht über die ferromagnetischen Elemente
4 auf beiden Seiten auf den Statormantel 7, so dann eine aktive Ringzone
groseer Fl#sadichte :in den Ringluftspalt um den mittlereg Pol
1 her= gebildet wirdo Die langschubspule 8 erhält ihre Stromzuführung
über Zuf ührungebürsten-2 derart, dase nur in aktiven Bereich der Spule eine Strombeaufachlagung
stattfindet* Die Spule ist über Stons-Stangen 6 über einen Teller ausserhalb
des Gehäuses mit der Betätigungsachse 5 beispielsweise verbunden, Sie läuft
wiederum wie bei den anderen'Beispielen im Mantelrohr mit gutem Wärzekontakt, Die
Stromzuführung kann über die blanken Aussenlagen der W:Leklung erfolgen, es kann
aber auch eine Art Kollektor aufgesetzt worden, der jeweils mit einzelnen Spulenelementen
elektrisch verbunden wird. Besondere bei dieser Könstruktion-wird man ein Trägerrohr
lo verwenden, da* zumindest auf einem Teil dem Buben aus Kupfer oder Aluminium besteht,
damit durch WIrbelstrombildung eine DiM.pfung bzw. Bremaung hervorgerufen wird*The power supply in the constructions according to Figs. 1 and 2 can be carried out by steel cables or elastic straps; sliding contacts can also be used and these can be gripped, for example, through the insulating bushes of the front wall, and at the same time serve to transmit power, nge 3 ultimately shows a design that is particularly suitable as a long-stroke magnet. Rier the two are magnetized in the axial direction, # - i core magnets 3 and 9 again - as with EIS. 1 connected with opposite polarity to the middle pole 1 »The reverse buss goes through the ferromagnetic elements 4 on both sides onto the stator casing 7, so then an active ring zone of large fl # dense: in the ring air gap around the middle pole 1 = is formed o The long thrust coil 8 receives its power supply via Zuf ührungebürsten-2 so the coil dase only in the active region a Strombeaufachlagung takes place * the coil is connected via Ston-rods 6 over a plate outside the housing with the operating axis 5, for example, turn to running as the other ' Examples in the jacket pipe with good heat contact, the power can be supplied via the bare outer layers of the W: Leklung, but a kind of collector can also be attached, which is electrically connected to individual coil elements. Particularly with this construction - you will use a carrier tube lo, because * at least one part of the jack is made of copper or aluminum, so that a dimming or simmering is caused by the formation of turbulent currents *