DE1806608U

DE1806608U - ARRANGEMENT FOR THE PROTECTION OF A PERMANENT OR ELECTROMAGNET.

Info

Publication number: DE1806608U
Application number: DEW20081U
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1958-07-11
Filing date: 1958-07-11
Publication date: 1960-02-25

Description

Anordnung zum. Schutz eines Permanent- oder Elektromagneten. I Neuerung I DieNB&MäMMefaSt sich mit der Aufgabe, Magnete, im besonderen trtr r in Geräte eingebaute Magnete, vor Beeinträchtigungen zu schütten, die ihr Magnetfeld durch in ihm befindliche oder in es möglicher- weise hineingelangende Fremdkörper erfährt. In Geräten verschiedenster Art, insbesondere elektrischen Uberwachungs- geräten, werden vielfach Permanentmagnete oder auch Elektromagneten zur Erfüllung vorbestimmter Punktionen verwendet. Diese Geräte werden so ausgebildet, bemessen und geeicht, daß sie als Ganzes und im be- sondern die in ihnen befindlichen Magnete allen vorbestimmten Be- triebsbedingungen entsprechen. Beim Gebrauch der Geräte, insbesondere beim Einbau in eine Anlage, kann es jedoch vorkommen, daß sie sich dort in der Nähe irgendwelcher Fremdkörper aus magnetischem Werkstoff befinden, die in den Magnetfeldbereich der eingebauten Magnete ein- greifen und das Magnetfeld stören. Die Folge davon ist, daß die Geräte nicht mehr ordnungsgemäß arbeiten. Neuerung Die i Lß bezweckt, solche Magnete so abzuschirmen, daß keine Änderung ihrer magnetomotorischen Kraft (MMK) eintritt, die zur ordnungsgemäßen Funktion der Magnete vorgesehen ist, und zwar selbst dann, wenn sich in der Nähe des Magneten Fremdkörper aus magnetischem Werkstoff befinden. Neuerung Ebenso ist es Aufgabe der zfi, Geräte mit Magneten zu schaffen, die so abgeschirmt sind, daß die Geräte durch in der Nähe befindliche Fremdkörper aus magnetischem Werkstoff nicht beeinträchtigt werden und unter allen Bedingungen ordnungsgemäß arbeiten. Neuerung Zum Verständnis der Emdbndurigiseien zunächst einige Erläuterungen an Hand der Zeichnung voraurgeschlckt. Insbesondere soll gezeigt werden, wie magnetischer Werkstoff in der Nähe eines Magneten das Magnetfeld beeinträchtigen kann, um dann anschließend zu zeigen, wie solche Be- einträchtigungenne% Wiikiugemäß verhutet werden. Die nachfolgenden Erläuterungen zeigen die Verhältnisse bei einem per- manenten Magneten. Sie gelten indessen gleichermaßen auch für Elektro- magnete. wenngleich bei letzteren auch noch andere Möglichkeiten be- stehen, Fremdeinflüsse unwirksam zu machen. Die Figur 1 zeigt einen Permanentmagnet 10 in Stabform in einem bestimmten Abstand von einem lamellierten Eisenkern 11, also aus mag- netischem Werkstoff. Die in der Figur eingezeichneten magnetischen Kraftlinien 12 treten aus dem Nordpol N des Magneten aus und fließen in das eine Ende des Kernes 11 hinein ; am anderen Ende des Magnet- stabes 10, also an dessen Südpol S fließen die Kraftlinien 12t aus dem Kern 11 zu dem Magneten 10 zurück. Der gesamte magnetische Kraftfluß verläuft in dem Kern 11 und durchläuft diesen von einem Ende zum anderen ;, denn der lamellierte Eisenkern 11 ist ein viel besserer magnetischer Leitpfad für die Kraftlinien als die Luft. Die MMK des Magneten 10 läßt durch den Kern 11 eine wesentlich größere Zahl von Kraftlinien fließen, als sie durch Luft fließen lassen würde. Arrangement for. Protection of a permanent or electromagnets. I. innovation I. DieNB & MäMMefaSt are specializing in the task of magnets trtr r magnets built into devices to shed from interference, which their magnetic field through wisely learns foreign bodies entering. In devices of various types, in particular electrical monitoring devices are often permanent magnets or electromagnets used to fulfill predetermined punctures. These devices will designed, measured and calibrated in such a way that they can be used as a whole and but the magnets located in them to all predetermined correspond to operating conditions. When using the devices, in particular when installed in a system, however, it can happen that there in the vicinity of any foreign objects made of magnetic material located in the magnetic field area of the built-in magnets grab and disturb the magnetic field. The consequence of this is that the Devices no longer work properly. innovation The purpose of the iLß is to shield such magnets so that none Change in their magnetomotive force (MMK) occurs which leads to proper functioning of the magnets is provided, namely themselves if there is any foreign object in the vicinity of the magnet Material. innovation It is also the task of zfi to create devices with magnets, which are shielded in such a way that the devices are protected from nearby Foreign bodies made of magnetic material are not affected and work properly in all conditions. innovation To understand the Emdbndurigiseien first some explanations Hand drawing. In particular, it should be shown how magnetic material near a magnet creates a magnetic field can affect, in order to then show how such impairments are to be avoided as appropriate. The following explanations show the situation with a per- permanent magnets. However, they also apply equally to electrical magnets. although with the latter there are also other possibilities stand to make external influences ineffective. FIG. 1 shows a permanent magnet 10 in the form of a rod at a certain distance from a laminated iron core 11, i.e. made of mag- genetic material. The magnetic ones shown in the figure Lines of force 12 emerge from the north pole N of the magnet and flow into one end of the core 11; at the other end of the magnet rod 10, i.e. at its south pole S, the lines of force 12t flow back from the core 11 to the magnet 10. The entire magnetic flux of force runs in the core 11 and passes through it from one end to the other, because the lamellar iron core 11 is a much better magnetic conduction path for the lines of force than the air. The MMK of the magnet 10 allows a significantly larger number of lines of force to flow through the core 11 than would allow them to flow through air.

Würde in der Figur 1 an die Stelle des Permanentmagneten 10 ein Elektromagnet treten, so würde der Kraftlinienfluß in der gleichen Weise verlaufen. Der einzige Unterschied würde sein, daß die MMK nicht ein fester Wert, sondern von der Anzahl der Magnetwindungen abhängig ist, also durch Änderung der Windungszahl variiert werden kann. Mit der Änderung der MMK ist auch der magnetische Kraftfluß veränderbar.In FIG. 1, an electromagnet would replace the permanent magnet 10 occur, the flux of the lines of force would run in the same way. One and only The difference would be that the MMK is not a fixed value, but a number depends on the magnet turns, i.e. varies by changing the number of turns can be. With the change in the MMK, the magnetic flux can also be changed.

Die Figuren 2 und 3 zeigen die gleiche Anordnung wie die Figur 1 in zwei verschiedenen Ansichten, doch mit dem Unterschied, daß sich in der Nähe des Magneten 10 und des Kernes 11 noch irgendeine Platte 13 aus magnetischem Werkstoff befindet. Diese Platte stört den Verlauf der magnetischen Kraftlinien : Wie in den Figuren 2 und 3 gezeichnet ist, fließt eine Anzahl Kraftlinien aus dem Magneten 10 in die Platte 13 hinein und am anderen Ende der Platte 13 wieder zu dem Magneten 10 zurück. Hierdurch wird der Kraftlinienfluß, der seinen Weg bestimmunggemäß durch den Eisenkern 11 nehmen soll, geschmälert. In dieser Weise wird in jedem Falle der Magnetfluß eines Magneten gestört, wenn sich in seiner Nähe Fremdkörper aus magnetischem Material befinden. Ist der Magnet 10 beispielsweise ein Teil eines Gerätes, z. B. eines elektrischen Meß-oder Steuergerätes, so wird also auch die ordnungsgemäße Funktion dieser Gerätes gestört.Figures 2 and 3 show the same arrangement as Figure 1 in two different views, but with the difference that near the Magnet 10 and the core 11 or any plate 13 made of magnetic material is located. This plate disrupts the course of the magnetic lines of force: As in the As shown in Figures 2 and 3, a number of lines of force flow out of the magnet 10 into the plate 13 and at the other end of the plate 13 back to the magnet 10 back. As a result, the flow of force lines, which is intended to make its way through to take the iron core 11, reduced. In this way the The magnetic flux of a magnet is disturbed if there is a foreign body of magnetic material in its vicinity Material. Is the Magnet 10, for example, part of a Device, e.g. B. an electrical measuring or control device, so is the Correct functioning of this device is disturbed.

Keramische Permanentmagnete unterscheiden sich in der Charakteristik von gewöhnlichen Permanentmagneten. Die Permeabilität eines keramischen Permanentmagneten, beispielsweise aus Bariumferrit, beträgt nahezu 1.Ceramic permanent magnets differ in their characteristics of ordinary permanent magnets. The permeability of a ceramic permanent magnet, made of barium ferrite, for example, is almost 1.

Folglich ist sie etwa die gleiche wie in Luft, und sie hat keinen Sättigungspunkt. Der magnetische Fluß eines keramischen Permanentmagneten kann durch Änderung des Magnetquerschnittes geändert werden. Entmagnetisiert man einen keramischen Permanentmagneten, beispielsweise aus Bariumferrit, so nimmt er, sobald die entmagnetisierende Wirkung aufhört, sofort wieder seine ursprüngliche magnetische Eigenschaft an. Dies ist bei gewöhnlichen Permanentmagneten nicht der Fall.Hence it is about the same as in air and it has none Saturation point. The magnetic flux of a ceramic permanent magnet can through Change of the magnet cross-section can be changed. A ceramic is demagnetized Permanent magnets, for example made of barium ferrite, he takes as soon as the demagnetizing Effect ceases, immediately reverts to its original magnetic property. this is not the case with ordinary permanent magnets.

'Zur weiteren Erläuterung ist in der Figur 4 nochmals der Permanentmagnet 10 der Figur 1 dargestellt, doch unter Fortlassung des Eisenkernes 11. Die zum Teil eingezeichneten magnetischen Kraftlinien 14 verlaufen von dem Nordpol N des Magneten durch die Luft bogenförmig zu dem Südpol S des Magneten. Auf einer der Kraftlinien sind zur Erläuterung die beiden Punkte 15 und 16 eingezeichnet. Es fließt also ein Kraftfluß bogenförmig vom Punkt 15 zum Punkt 16.For further explanation, the permanent magnet is shown again in FIG 10 of Figure 1, but omitting the iron core 11. The part The magnetic lines of force 14 shown extend from the north pole N of the magnet through the air arcuate to the south pole S of the magnet. On one of the lines of force the two points 15 and 16 are drawn in for explanation. So it flows in Power flow in an arc from point 15 to point 16.

Würde man in der Nähe der beiden Punkte 15 und 16, etwa parallel zur kürzesten Verbindungslinie zwischen diesen beiden Punkten, einen Eisenkern anordnen, etwa ähnlich wie bei der Anordnung nach Figur 1, so I würde auch hier der gesamte Kraftfluß des Magneten 10 seinen Weg durch diesen Eisenkern nehmen. If one were to arrange an iron core in the vicinity of the two points 15 and 16, roughly parallel to the shortest connecting line between these two points, roughly similar to the arrangement according to FIG. 1, then I. The entire power flow of the magnet 10 would also make its way through here take this iron core.

Eine solche Anordnung eines Eisenkernes 131 ist in der Figur 5 dargestellt. Außerdem aber ist in der Figur 5 noch ein Magnet 17 zu sehen. Dieser. ist ein keramischer Permanentmagnet, hat die Form einer runden Kreisscheibe und liegt mit der Scheibenebene parallel zur Längs-bzw. Magnetachse des Magneten 10. Der Magnet 17 ist in der Richtung der Scheibenachse magnetisiert, sodaß sich auf der einen Seite der Scheibe sein Nordpol und auf der anderen Seite der Scheibe sein Südpol befindet. Schließlich ist der Magnet 17 so angeordnet, daß er mit seiner Scheibenmitte etwa am Punkt 15 anliegt, und daß seine Nordpolseite dem Nordpol des Magneten 10 zugewandt ist, während sein Südpol zu dem Eisenkern 13'hin liegt. Der Magnet 17 befindet sich also zwischen dem Nordpol des Magneten 10 und dem Eisenkern'13* und der magnetische Kraftfluß des keramischen Magneten 17 ist dem aus dem Nordpol des Magneten 10 austretenden Kraftfluß im wesentlichen entgegengerichtet. Durch dieses Einanderentgegenwirken der beiden Kraftflüsse ergibt sich eine Verzerrung der Kraftlinien 14 des Magneten 10, wie es in der Figur 5 eingezeichnet ist. Hat beispielsweise der Magnet 17 die gleiche MMK wie der Magnet 10, so heben sich die beiden Felder gegenseitig auf.Such an arrangement of an iron core 131 is shown in FIG. In addition, however, a magnet 17 can be seen in FIG. This. is a ceramic Permanent magnet, has the shape of a round circular disc and lies with the plane of the disc parallel to the longitudinal or. Magnet axis of magnet 10. Magnet 17 is in the direction magnetized on the disc axis so that it will be on one side of the disc North Pole and on the other side of the disk its South Pole is located. In the end the magnet 17 is arranged in such a way that its center of the disk is approximately at point 15 is applied, and that its north pole side faces the north pole of the magnet 10 while its south pole is towards the iron core 13 '. The magnet 17 is therefore between the north pole of the magnet 10 and the iron core'13 * and the magnetic flux of the ceramic magnet 17 is the one emerging from the north pole of the magnet 10 Power flow is essentially opposite. By counteracting one another the two force flows result in a distortion of the lines of force 14 of the magnet 10, as shown in FIG. For example, the magnet 17 has the same MMK as the magnet 10, the two fields cancel each other out.

Da sich nunin der Figur 5 der Eisenkern 13'an der Rückseite des Magneten 17 befindet, also außerhalb des Zwischenraumes der beiden Magnete 17 und 10, so können die Kraftlinien des Magneten 10 den Eisenkern 13' nicht erreichen. Der Eisenkern 13' wird also von keinem Kraftfluß durchflossen. Gleichzeitig aber wird hiermit erreicht, daß der Kraftfluß im Magneten 10 und das Magnetfeld um diesen Magneten herum unbeeinträchtigt bleibt. Bildet der Magnet 10 einen Teil eines Gerätes, beispielsweise eines Überwachungsgerätes, so wird auch die Funktion des Gerätes durch die Nähe des Eisenkernes 13'nicht beeinträchtigt. Der keramische Permanentmagnet 17 wirkt als Abschirmung gegen den Eisenkern 13'.Since, in FIG. 5, the iron core 13 'is on the back of the magnet 17 is located, so outside the space between the two magnets 17 and 10, so the lines of force of the magnet 10 cannot reach the iron core 13 '. The iron core 13 'is therefore not traversed by any power flow. At the same time, however, is hereby achieves that the flux of force in the magnet 10 and the magnetic field around this magnet around remains undisturbed. If the magnet 10 forms part of a device, for example of a monitoring device, the function of the device is also enhanced by its proximity of the iron core 13 'is not impaired. The ceramic permanent magnet 17 acts as a shield against the iron core 13 '.

Keramische Permanentmagnete 17 können in beliebiger Anzahl und raumlicher Anordnung rings um den zu schützenden Magneten 10 angeordnet werden, und zwar so, daß sie ihn nach allen Seiten hin wirksam abschirmen und seine ordnungsgemäße Funktion sicherstellen. Beispielhaft zeigt die Figur 6 die Anordnung zweier keramischer Permanentmagnete 17, von denen der eine in der Nähe des Nordpoles und der andere in der Nähe des Südpoles des Magneten 10 angeordnet ist.Ceramic permanent magnets 17 can be used in any number and space Arrangement are arranged around the magnet 10 to be protected, in such a way, that they effectively shield it on all sides and that it functions properly to ensure. As an example, FIG. 6 shows the arrangement of two ceramic permanent magnets 17, one near the North Pole and the other near the South poles of the magnet 10 is arranged.

Hierdurch werden der Magnet 10 und sein Magnetfeld wirksam abgeschirmt, und es wird erreicht, daß der Eisenkern 13'auf den Magneten 10 ohne Einfluß ist. Neuerung Die ist vorstehend in ihrer Wirkungsweise bei einem'Per- manentmagnet erläutert worden. Sie kann in gleicher Weise auch bei einem Elektromagnet angewendet werden. Auch beim Elektromagneten können ein oder mehrere keramische Permanentmagnete so angeordnet werden, daß sie den Fluß des Elektromagneten in gewissem Maße kom- pensieren. Die iießil% ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten und vorstehend beschriebenen Abmessungen und räumlichen Verhältnisse der Einzelteile zueinander beschränkt ; diese können vielmehr je nach Be- I darf und Gegebenheit abgewandelt werden. Form, Bemessung und Zweck des zu stützenden Magneten können beliebig sein. Es ist für die Wirkungsweise der Erfindung belanglos, ob der Fremdkörper aus magnetischem Werkstoff, gegen den ein Magnet abgeschirmt werden soll, nur unvorhergesehenerweise im Betrieb in die Nähe des Magneten gelangen kann, oder ob es von vornherein ein aus magnetischem Werkstoff, z. B. Eisen,, bestehender Einbauteil eines Gerätes ist, gegen dessen Störeinfluß ein Magnet in dem Gerät abgeschirmt werden soll. Wesentliche Grundbedingung der Anordnung nach der Ii ist es, daß. die Kraftlinien des bzw. der keramischen permanenten Magnete so verlaufen, daß sie die zum Fremdkörper hinstrebenden Kraftlinien des zu schützenden Magneten zwar vom Fremdkörper abweisen, von ihrem planmäßigen Verlauf aber nicht abbringen. Diese Bedingung wird am besten dadurch erfüllt, daß die Kraftlinienrichtung der keramischen Permanentmagnete der Richtung der abweisenden Kraftlinien entgegengerichtet ist ; und sie wird gemäß den oben geschilderten Ausführungsbeispielen besonders einfach dadurch erfüllt, daß die magnetische Achse der keramischen Permanentmagnete quer zur magnetischen Achse des zu schützenden Magneten steht, daß die keramischen Permanentmagnete Scheibenform haben und senkrecht zur Scheibe magnetisiert sind, daß die Scheiben etwa parallel zur Längs-bzw. Magnetrichtung des zu schützenden Magneten liegen, daß die keramischen Magnete in der Nähe der Pole des zu schützenden Magneten angeordnet werden und daß sie zwischen dem zu schützenden Magnet und dem Fremdkörper angeordnet sind. An sich ist aber keine dieser Voraussetzungen unerläßlich, um die oben genannte Grundbedingung der Anordnung nach der Erfindung zu erfüllen. Schutz 6 5 ansprüche 6 Figuren This effectively shields the magnet 10 and its magnetic field, and it is achieved that the iron core 13 'on the magnet 10 has no influence. innovation The above is in its mode of action in a 'per- manentmagnet has been explained. You can in the same way also at be applied to an electromagnet. Even with the electromagnet one or more ceramic permanent magnets can be arranged in such a way that they compete with the flow of the electromagnet to a certain extent retire. The iießil% is not based on those shown in the drawing and dimensions and spatial relationships of the described above Items limited to each other; rather, depending on the I. may and given circumstances can be modified. Form, dimension and purpose of the magnet to be supported can be any. It's for that Mode of operation of the invention irrelevant whether the foreign body made of magnetic material against which a magnet is to be shielded can only accidentally get into the vicinity of the magnet during operation, or whether it is a magnetic material from the outset, e.g. B. Iron ,, is an existing built-in part of a device against whose interference a magnet in the device is to be shielded. An essential basic condition of the arrangement according to the Ii is that. the lines of force of the ceramic permanent magnet (s) so run that they strive towards the foreign body lines of force of the The magnets to be protected may be repelled from the foreign body, but not diverted from their planned course. This condition is best met by the fact that the direction of the lines of force of the ceramic permanent magnets is opposite to the direction of the repelling lines of force; and according to the embodiments described above, it is fulfilled particularly easily in that the magnetic axis of the ceramic permanent magnets is perpendicular to the magnetic axis of the magnet to be protected, that the ceramic permanent magnets have disc shape and are magnetized perpendicular to the disc, that the discs are approximately parallel to the longitudinal -respectively. Magnetic direction of the magnet to be protected lie that the ceramic magnets are arranged in the vicinity of the poles of the magnet to be protected and that they are arranged between the magnet to be protected and the foreign body. In and of itself, however, none of these prerequisites is essential in order to meet the above-mentioned basic condition of the arrangement according to the invention. protection 6 5 claims 6 figures

Claims

protection Expectations

1. Arrangement to protect a permanent or electromagnet against Disturbance of its field by foreign bodies made of magnetic material,

preferably in devices that have foreign bodies in the vicinity of the magnet to be protected in the form of other components of the device made of magnetic material, characterized by one or more ceramic permanent magnets arranged in this way for the magnet to be protected, e.g. or from barium ferrite that they reject magnetic lines of force that would strive to the foreign body without the presence of the ceramic permanent magnet or magnets, without disturbing their regular course.

2. Arrangement according to claim 1, characterized by such an arrangement of or the ceramic permanent magnets that their line of force direction of the direction of the lines of force to be repulsed is directed in the opposite direction.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that in one or more of the two poles of the magnet to be protected are near at least one ceramic permanent magnets are arranged.

4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized by such Arrangement of the ceramic permanent magnet (s) that their magnetic 1

cal axis is transverse to the magnetic axis of the magnet to be protected.

5. Arrangement according to Claims 1 to 4, characterized in that the ceramic Permanent magnets arranged between the magnet to be protected and the foreign body are.

6. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that the or the ceramic permanent magnets have the shape of a circular disk and are perpendicular are magnetized to the disc.