DE1810005A1

DE1810005A1 - Temperaturkompensation an Dauermagneten mit Temperaturkompensationsmaterial

Info

Publication number: DE1810005A1
Application number: DE19681810005
Authority: DE
Inventors: Max Baermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-11-20
Filing date: 1968-11-20
Publication date: 1970-06-04
Also published as: FR2023697A1; CH517361A; GB1226698A; US3633138A

Description

MAX BAERMANN sosbensberg bezirk Köln 1 !>. 1 1 .

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Scha/Lg 235/60

Temperaturkompensation an Dauermagneten mit Temperaturkompensationsiiiateriai

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturkompensation an Dauermagneten mit Temperaturkompensationsmaterial. Zum Temperaturausgleich von Dauermagneten aus einem Werkstoff mit negativem Temperaturkoeffizienten der Induktion verwendet man in bekannter Weise Temperaturkompensationsstücke, die aus einem magnetisierbaren Material mit niedrig liegendem Curie-Punkt bestehen. In den meisten Fällen werden Legierungen von Eisen mit ca. 30 f° Nickel verwendet. Diese sogenannten Temperaturkompensationsstücke liegen im Nebenschluß zum Nutzfeld und erhöhen bei Temperaturzunahme ihren magnetischen Widerstand in dem Maße, in dem die Induktion des Magneten abnimmt, so daß eia gleichbleibender Nutzfluß im Luftspalt erhalten bleibt. Dauermagnetwerkstoffe mit stark negativem Temperaturkoeffizienten der Induktion sind z.B. Oxyde des Eisens mit einem Oxyd der Metalle Kobalt, Barium, Blei oder Strontium. Sind die Dauermagnete aus den vorgenannten Dauermagnetwerkstoffen mit Eisenleitstiicken zu einem Dauermagnetsystem zusammengesetzt, so kann eine wirksame Temperaturkompensation dadurch erzielt werden, daß die im magnetischen Nebenschluß liegenden Temperaturkompensationsstücke

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im Bereich der an den Dauermagnetpolen anliegenden, magnetisch weichen, den Nutzfluß führenden Eisenlei t stücke bzw. Polscliuhe angeordnet sind.

Auch bei Dauermagnetvierkstoffen mit verhältnismäßig; hoher Permeabilität laut sich die Temperaturkompensation mit im Nebenschluß liegenden Ternperarurkompensationsstücken noch relativ leicht durchführen, wenn die Magnete zylindrisch ausgebildet und axial magnetisiert sind.

Für viele Anwendungszwecke finden jedoch Dauermagnete mit niedriger Permeabilität oüne Eisenleitstücke Verwendung, wobei wirtschaftliche und besondere magnetische Gesichtspunkte von entscheidender Bedeutung sind. In diesen Fällen läiJt sich jedoch mit den in üblicher Weise angebrachten Temperaturkompensationsstticken bei den oben genannten Dauermagrietwerkstof'f en wegen ihrer· niedrigen Permeabilität keine ausreichende Temperaturkompensation erzielen. Es wird lediglich ein kleiner Teil der an den liandzonen austretenden Kraftlinien über die Temperaturkompensationsstücke wirksam ausgeglichen.

Man hat bereits versucht, die Temperaturkompensation der aas diesen Dauermagnetwerkstoffen bestehenden Dauermagnete dadurch zu verbessern, daß man sie falsch dimensioniert hat, indem man diese Dauermagnete, die eine kleine Stablänge bei großer Polfläche aufweisen müssen, mit kleiner Polfläche und großer Stablänge hergestellt hat, z.B. in zylinderförraiger Gestalt und axialer Magnetisierung. Mit diesel' Verl: ssserung der Temperaturkompensation muß man jedoch eine wesentlich schlechtere Ausnutzung

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des Magnetmaterials in Kau!¹ nehmen, die sich insofern noch ungünstiger auswirkt, als ein Teil der zur Verfügung stehenden Kra-l't1 i η ί on über diese als XebenschJuIi wirkenden Temperaturkoinpensationsstücke mehl· oder weniger lturzgoschJ ο sen v.iid. Sollen jedoch Magneto mit radialer Magnetisierung und/oder konzentrisch aufmagnetisierten FoJon, wobei wenigstens -iwoi kon-/,cntriscne Pole voriiaiiden sind, hergestellt werden, so ist eine wirkungsvolle Temperaturkompensation mit Tempera turKompensatioiis stücken, welcne im Nebenschluß liegen, mit Rucks i ent aul die vorgenannten Schv.lei*igkeiten, die auf die niedrige Pernieabili tat (Ie^ Dauerinugnetwerkstof f es /luriickziiiuliren sir-.i, bisner nicht

Es wurde nun erkannt, dai.^; sicu auch DauOi;;.,._o-.'ütü an.- uriuei¹;;..:. t. ' works· t -offen mit iioner Loer/itivki"U t bei kleiner Pei-neabil i tut und stark negativem ieinpeiMturicoei f izient en, die eine radiale Magnetisierung uiid/oder e.i;:oi Ma_üne t isierun_o mit weiii, steril /ve i konzentrisciien Polen aufweisen, _oenaue.stens temperaturKoinpensieren lassen,,wenn erfind-ungstjeinäH die Ι")3ΐΐθΓ!η<.^-ΐΐ6ΐε großflächig und dünn ausjebiidet sind und das Temperat urko !ipensatio;ss:::r:.: ei- ls ein- oder ,-v.-eiseiti_L an den Fi.ichei. der I):.-.ut-rniagne-te angeordnet ist.

Xacli der Eriiiuiun_b kommt e.~ somit daran an, da. da- ,cnperaturkoinpensat-i oiismaterial möjliciist groiii'läcliig i;n :,'ebe:i--c..!u_; ^: liegt.

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In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann der Dauermagnet aus mehreren Teilmagneten zusammengesetzt sein, wobei das Temperaturkompensationsmaterial zwischen den Teilungsfläckea. und gegebenenfalls an den Außenflächen angeordnet ist.

Die dünnen, großflächig ausgebildeten Dauermagnete nach der Erfindung bestehen vorzugsweise aus einer Mischung eines pulver— formigen Dauerraagnetwerkstoffes hoher Koerzitivkraft und niedriger. Permeabilität und einem Kunststoffbindemittel. Diese Mischung; wird in vorteilhafter Weise nach dem Spritz- oder Spritzpress— verfahren während der Einwirkung eines magnetischen Richtf elctes zu den dünnen, großflächigen Magneten verformt. Durch dieses Herstellungsverfahren wird eine besonders gute homogene Verteilung der Dauermagnetteilchen in dem Bindemittel erreicht, so daß bei der nachfolgenden Magnetisierung die Polflächen eine homogene FeJ dverteilung über die gesamte Fläche aufweisen. Diese hoüaogesie Feidverteilung ist insbesondere darm von Bedeutung, wenn die temperaturkompensierten Dauermagnete für magnetische Lagerungen, vorzugsweise für Elektrizitätszähler, Verwendung finden sollen. Durch die homogene Feldverteilung wird eine gleichmäßige Drehbewegung sichergestellt und magnetische Haltepunkte vermieden, die den Anlauf des Zählers hemmen können.

Durch die großflächige und dünne Ausbildung der Dauermagnete tnxdl die ein- oder zweiseitige Anordnung, des Temperaturkompensatioas— materials an den Flächen des Dauermagneten gelingt es, auch

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bei-Dauermagnetwerkstoffen mit niedriger Permeabilität und radialer und/oder konzentrischer Polanordnung, wobei die Kraftlinien im Innern des Magneten in bogenförmigen Linien verlaufen, eine äußerst wirksame Temperaturkompensation zu erreichen, so daß der Nutzfluß bei Temperaturänderung konstant oder nahezu konstant bleibt.

Bei einer magnetischen Lagerung für Elektrizitätszähler mit temperaturkompensierten Lagermagneten nach der Erfindung wurde φ bei einer Temperaturänderung von 100 C eine Luftspaltänderung in axialer Richtung von nur wenigen hundertstein Millimetern festgestellt.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von vier in der "Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

In Fig.1 ist ein dünner, ringscheibenförmiger Dauermagnet 1 dargestellt, der auf seiner Polfläche 2 ein konzentrisches Ring- ^ polpaar besitzt. Die Pole sind durch die Buchstaben N und S gekennzeichnet. Wie durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, verlaufen die Kraftlinien im Innern des Magneten von Pol zu Pol bogenförmig. Auf seiner der Polfläche abgewandten Fläche ist der Dauermagnet mit einer ringförmigen Aussparung 3 versehen, in welcher das Temperaturkompensationsmaterial in Form einer Ringscheibe k angeordnet ist.

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I O I UUUO

Der in Fig.2 dargestellte Dauermagnet 5 unterscheidet sich von dem in Fig.1 dargestellten Dauermagneten dadurch, dall er drei konzentrische Ringpole besitzt, wobei der außen und innen liegende Südpol mit S und der in der Mitte liegende Nordpol mit N bezeichnet ist. Hierbei sind die konzentrischen Polflächen der Südpole gleich der konzentrischen Ringfläche des Nordpols. Die Kraftlinien im Innern des Magneten verlaufen wiederum von Pol zu Pol bogenförmig.

In dein in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Dauermagnet aus zwei übereinander angeordneten, i-ingscheibenf örmigen Dauermagneten 6,7 zusammengesetzt. Der rings ehe iberif örmi^e Magnet / weist eine ringförmige Aussparung c; auf, in welcher das Temperaturkompensationsniaterial in Form einer Ringscheibe k angeordnet ist. Der ringscheibeniörmige Dauermagnet 6 weist einen entsprechend geformten Ansatz ^ auf, welcher zum -Zwecke der Zentrierung in die Aussparung 8 eingreift. Sowohl der ringscheibenförmige Dauermagnet 6 als auch der ringscheibenförmige Dauermagnet 7 sind mit einem konzentrischen Polpaar versehen, welches durch die Buchstaben N und S gekennzeichnet ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, wirkt die Ringscheibe 4 aus Tenrperaturkompensationsmaterial sowohl auf den Dauermagneten 6 als auch auf den Dauermagneten 7 mit großer Fläche als Nebenschluß ein.

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Der Dauermagnet gemäß Fig. 4 bestellt aus den beiden Teilmagneten 11 und 12 wobei der Yeilmagnet 11 eine Aussparung 10 aufweist, die so bemessen ist, daß sowohl der andere Teilmagnet 12 als auch zwei Ringe 1J,ik aus Temperaturkompensationsmaterial in diese eingesetzt werden können. Der Teilmagnet 11 ist teilweise axial und teilweise radial magnetisiert, während der Teilrnagnot 12 axial magnetisiert ist, wie aus der Zeichnung durch die eingezeichneten Buchstaben X und S ersichtlich ist. Im zusammenge— setzten Zustand ergibt sich auf der Polfläche wiederum eine Magnetisierung in Form von konzentrischen Ringpolen, wobei die zwischen den beiden Teilmagneten angeordneten Ringe 1 ji, 1 ·< aus Tp^.peraturkompensationsmateria] großflächig im XebenschJ ui.> der be- lon Magnete liegen, so dai3 eine wirksame Temperaturkompensation erreicht wird.

Die in den vorliegenden Ausführungsbeispielen dargestellten üauernuignete sind vorteilhaft für dauermagnetische Lagerungen verwendbar. Jedoch ±t>z die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anwendungen eingeschrrinkt, sondern auch vorteilhaft für andere Anwendungszwecke, wie elektrische Messgeräte und dgl., geeignet.

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Claims

Patentansprüche

. Temperaturkoinpensation an Dauermagneten mit Temperaturkompensationsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete großflächig und dünn ausgebildet sind und das Temperaturkompensationsmaterial ein- oder zweiseitig an den Flächen der Dauermagnete angeordnet ist.
2. Temperaturkompensation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet aus mehreren dünnen Teilmagneten zusammengesetzt ist und das Temperaturkompensationsmaterial zwischen den Teilungsflächen und gegebenenfalls an den
Außenflächen angeordnet ist.
3. Temperaturkompensation nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeiciinet, daß der Dauermagnet aus zwei Ringscheiben besteht, die übereinander oder ineinander angeordnet sind und von denen die eine oder beide Scheiben mit wenigstens zwei konzentrischen Polen aufmagnetisiert sind, wobei die Feldlinien im Innern der Scheibe bogenförmig verlaufen und zwischen den Ringscheiben ein oder mehrere ringförmige
Temperaturkompensationsstücke vorgesehen sind.

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4., Temperaturkompensation nach einem oder mehreren der vorhergehenden Altsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der aus Dauermagnetwerkstoff bestehenden Ringscheiben an der der gegenüberliegenden Ringscheibe zugewandten Fläche eine ringförmige Aussparung aufweist, in welcher das Temperaturkompensationsstück angeordnet ist.

5·. Temperaturkompensation nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete aus einer Mischung eines pulverförmigen Dauermagnetwerkstoffes hoher Koerzitivkraft und niedriger Permeabilität und einem Kunststoffbindemittel besteht, welche Mischung unter dem Einfluß eines magnetischen Richtfeldes durch Spritzen oder Spritzpressen zu dem großflächigen, dünnen Dauermagneten verformt ist.

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