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Elektromagnotischon Servomotor Die Erfindung betrifft eie Schwingspulenmotor,
dr ein Hagnetjoch mit einer Grundplatte, seitenwänden und einem Hittelkern aus ferromagnetischem
Material enthält, ferner einen aus blerritmaterial hergestellten, in einer durch
die Seitenwand und den Mittelkern hincurchführenden Richtung magnetisiorten und
an der Innenfläche des Jochs anliegenden Permanentmagneten und bei dem ein Laftapalt
zwischen dem Innenkern und dem Permanentmagneten vorhanden und schließlich im Luftspalt
eine verschiebbar angeordnete Schwingspule vorgesehen ist. Unter Schwingspulenmotor
soll in der vorliegenden Beschreibung ein nach dem Prinzip eines dynamischen Lautsprechers
arbeitender Linearmotor verstanden werden.
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Ein erfindungsgemäßer Schwingspulenmotor läßt sich beispielsweise
bei einem linearen Antriebsmotor, dessen Aufgabe es ist, in einer kurzen Zeitspanne
bewegbare Hagnetköpfe oder sogenannte
fliegende Magnetköpfe auf
der gewünschten Spur eines magnetishcen Mediums eines Magnetplattengerätes zu p@
@ionicren anwenden. Magnstplattenger@te dieser Art fiuden Anwendung in einem luformetionsverarbeitungsayatem,
wie es ein Rechneraystem darstellt. Die zugriffszoit, welche die ze@trale Recheneinheit
eines Rechnersystems beim lesen oder Schreiben einer gewünschten Date@information
voii einem oder auf ein Magnetplattengerät abwarten muß , sollte so kurz wie möglich,
vorzugsweise kürzer als 60 ins sein. Dabei ist bekannt. daß die Zugriffszeit eines
Magnetplattengerätes in der Hauptsche von der Positionierzeit der bewegbaren Magnetköpfe
abhängt. Die Eigenschaften eines der Positionierung bewegbarer Magnetköpfe dienenden
linearen Antriebsmotors beeinflussen deshalb nicht nur die Zugriffszeit eines magnetplattengerätes,
sondern auch die Leistung des gesamten Rechnersystems.
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Ein linearer Antriebsmotor zur Positionierung bewegbarer Magnetköpfe
herkömmlicher Bauart enthält entweder einen Öldruckmotor, einen Motor mit gedruckt
er Schaltung oder einen Impulsmotor.
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Bei Anwendung dieser Motortypen beträgt die mittlere ZuEriffszeit
einer Magnetplatteneinheit 70 - 80 ms. Für ein Hochgeschwindigkeits-hechIIersystem
jedoch ist diese Zugriffszeit bereits so lange, daß verschiedene Motortypen vorgeschlagen
und entwickelt wurden, die eine kürzere Zugriffszeit ermöglichen.
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Einer der zur Positionierung bewegbarer Nagnetköpfe entwickelten Motore
ist als ein nach dem Prinzip des dynamischen Lautsprechers
arbeitender
Schwingspulenmotor ausgebildet.
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Ein Nachteil des Schwingspulenmotors der herkömmlichen Art besteht
darin, daß die Kraftliniendichte im magnetischen Luftspalt eines Schwingspulenmotors
für die Gewinnung einer genügenden Kraft oder eines genügenden Drehmoments zur schnellen
Positionierung bewegbarer Magnotköpfe unzureichend ist. Ein weitorer Nachteil des
Schwingspulenmotors bekannten Ausführung ist durch die Tatsache gegeben, daß die
Induiftivität der Schwingspule zu groß ist und deshalb die Positionierung der Hagnetköpfe
mit hoher Geschwindigkeit nicht erreicht wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schwingspulenmoter zur schnellen
Positionierung bewegbarer Magnetköpfe eines Magnetplattengerätes zu schaffen, der
in einem itiagnetischen Luftspalt eine hohe Eraftliniendichte aufweist, der eine
Schwingspule mit kleiner Induktivität enthält und der, die beschriebenen Nachteile
herkömmlicher Motore dieser Art vermeidet.
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Bei einem Schwingspulenmotor der einleitend genannten Art ist die
Aufgabe dadurch gelöst, daß anliegend an die Innenfläche des Permshentmagneten ein
Magnetpol vorgeschen ist und daß die Innenfläche des Magnetopls mindestens mit einer
Vielzahl von Schlitzen versehen ist.
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GemäB einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält der Magnetpol
eine
Vielzahl ferromagnetischer ringe bzw. Platten, die magnetisch voneinander getrennt
sind. Die magnetische Trennung erfolgt vorteilhaft durch weitere Ringe aus unmagnetischem
Material, die zwischen die ferromagnetischen Ringe gefügt sind.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von 7 Fig. beschrieben.
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Es zeigen Fig. 1(A) und Fig. 1(B) je einen Schwingspulenmotor herkömmlicher
Art im Schnitt, Fig. 2(A) und Fig. 2(B) je einen Schwingspulenmotor herkömmlicher
Art im Schnitt zur Erklärung der grundsätzlichen Funktion, Fig. 3(A), Fig. 3(B)
und Fig. 3(C) Schnittdarstellungen eines Schwingspulenmotors bekannter Art, in denen
die von der Position einer Schwingspule abhängige Induktivitätsdifferenz deutlich
gemacht wird, Fig. 4(A) eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Schwingspulenmotors
im Schritt, Fig. 4(B) ein Schnittbild des in lig. 4(A) dargestellten Schwingspulenmotors
entlang der Schnittlini Fig. 4(C) teilweise im Schnitt und in perspektivischer Darstellung
den in Fig. 4(A) dargestellten Schwingspulenmotor, Fig. 5(A) eine weitere erfindungsgemäße
Ausführungsform eines Schwingspulenmotors im Schnitt,
Fig. 5(B)
ein Schnittbild des in Fig. 5(A) dargestellten Schwingspulenmotors entlang der Schnittlinie
b-b', Fig. 5(0) teilweise im Schnitt und iii perspektivischer Darstellung den in
Fig. 5(A) dargestellten Schwingspulenmotor, ig. 6(A) eine weitere erfindungsgemäße
Ausführungsform eines Schwingspulenmotors in Schnittdarstellung, Fig. 6(B) ein Schnittbild
des in Fig. 6(A) gezeigten SChwingspulenmotors entlang der Schnittlinie c-c' und
7 7 in perspektivischer Darstellung und teilweise im Schnitt eine weitere erfindungsgemäße
Ausführungsform eines Schwingspulenmotors.
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Fig. 1 und Fig. 2 zeigen zwei Arten bekannter Schwingspulenmotoren.
Ui e Schwingspulenmotore enthalten j e einen magnetischen Luftspalt 1, einen Magnetkern
2, einen zylindrischen Permanentmagnet 3 und eine längs dem magnetischen Luftspalt
1 bewegbare Schwingspule 4. Die in Fig. 1(A) dargestellte Schwingspule 4 weist eine
Länge auf, die kürzer ist als die Breite des in wichtung seines Durchmessers magnetisierten
Magneten 3. Der Verlauf der magnetischen Kraftlinien ist durch gestrichelt dargestellte
Linien angedeutet. Die in Fig. 1(B) dargestellte Schwingspule 4 ist demgegenüber
länger als der Magnetpol des mit dem zylindrischen Permanentmagneten 3 in Verbindung
stehenden Kerns 2. D@@ Magnet 3 ist seiner Höhe nach magnetisiert,
wobei
die magnetische Kraftli@ien e@ tsprechend den gestrichelt dargestellten linien verlaufen.
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Beide Typen von Schwingspulenmotoren arbeiten nach dem Prinzip der
Dreifingerregel, welche besagt, daß unter der Voraussetzung, daß Daumen, Zeige-
und Mittelfinger einer linken Hand jeweils senkrecht zueinaxlder stehen, bei Stromfluß
in Richtung des Mittelfingers und bei Vorhandensein eines den Stromleiter umgebenden,
in Richtung des Zeigefingers ausgerichteten Magnetfeldes in Richtung des Daumens
eine Kraft F ausgeübt wird. Die Stärke der Kraft F hängt ab von der Stärke des Stromflusses,
von der magnetischen Kraftliniendichte und von der mit den Kraftlinien verkoppelten
Lange der Spule. Diese Kraft F wird zum linearen Antrieb bewegbarer Magnetköpfe
ausgenutzt. Gemäß der Dreifingerregel wird die in Fig. 2(A) und ig. 2(B) dargestellte
spule 4 abhängig von der Stronmflußrichtung entlang dem Magnet-Luftspalt in Fig.
2(A) nach rechts und in Fig. 2(B) nach links bewegt.
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Der erfindungsgemäße Schwingspulenmotor betrifft insbesondere den
in Fig. 1(A) dargestellten Typ.
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Mit dem in Fig. 1(A) dargestellten Schwingspulenmotor läßt sich wegen
der höheren magnetischen Kraftliniendichte im Magnetluftsaplt auch eine kürzere
Zugriffszeit erreichen. Der Magnetfluß ist mit einem Strom in der Spule 4, welche
im Magnetluftspalt
verschiebbar angeordnet ist, verkoppelt. Als
Permanentmagnet 3 mit hoher Kraftliniendichte konnte ein Gußmagnet, der bekaniitlich
einen hohen Sättigungspegel für die Kraft liniondichte aufweist, verwendet werden.
Die Koerzitivkraft eines Gußmagneten ist jedoch so gering, daß sich der Arbeitspunkt
des Magneten abhängig von Größe und Richtung des Stromflusses in der Spule ändern
muß, was wiederum eine änderung der in der Spule erzeugten Größe der Kraft zur Folge
hat. Diese Eigenschaft der Gußmagnete erschwert ihre Anwendung im Zusaxnmenhang
mit der Steuerung von Position und Geschwindigkeit einer Schwingspule in Schwingspulenmotoren.
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Zur Vermeidung dieses mit der Anwendung von Gußmagneten verbundenen
Nachteils wurde vorgeschlagen, einen Ferritmagnet, vorzugsweise einen Barium-Ferritmagnet,
vorzusehen, der eine große Koerzitivkraft besitzt.
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Die ig. 3(A), 3(B) und 3(C) zeigen Schnittdarstellungen eines mit
einem Ferritmagnet ausgestatteten Schwingspulenmotor's.
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Die Magnetspule 2 ist mit einem zylindrischen Teil 2a, einem flachen
Boden 2b und einem Mittelkern 2c versehen. Konzentrisch zum zylindrischer Pfeil
2a des Kern 2 ist der zylindrische Ferritmagnet 3 angeordnet, wobei die Außenfläche
des Magneten 3 an der Innenfläche des zylindrischen Teils 2a anliegt. Ferner ist,
konzentrisch zum Magnet 2, ein zylindrischer Magnetpol 5, bestehend vorzugsweise
aus ferromagnetischem Material, angeordnet,
wobei die Außenfläche
des Magnetpols 5 an der Ir!nenfläche des Magneten 3 anliegt. Durch den Abstand zwischeY!
dein Magnetpol 5 und dem Mittelkern 20 ist ein Luftspalt 1 gebildet, wobei die Spule
4 verschiebbar entlang dem Luftspalt 1 angeordnet ist. Die Kraftliniendichte im
in oei itig 3(A) bis 3(C) dargestellten luftspalt 1 ist wegen des' Vorhandenseins
des Magnetpols 5 groß, weil der von einer großen Oberfläche des Magneten 3 divergierende
magnetische Kraftfluß an der kleinen inneren Oberfläche des Magnetopoles 5 zusammengebündelt
wird.
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Ein Schwingspulenmotor von der in den hig. 3(A) bis 3(C) dargestellten
Art mit einem gewöhnlichen ebenen Magnetpol ist jeaoch für die Verwendung in einem
linearen Antriebsmotor für bewegbare Magnetköpfe noch unbefriedigend, weil die Schwingspule
des Motors eine hohe Induktivität aufweist und damit die Arbeitsgeschwindigkeit
des Motors beeinträchtigt wird. DaE bedeutet, daß bei der linearen Bewegung einer
Schwingspule entlang dem magnetischen Luftspalt wegen des Stromflusses in der Schwingspuled
um die Schwingspule herum ein magnetischer Fluß induziert wird, der keinen Bezug
zur linearen Beweü;ung der Schwingspule aufweist. Der magnetische Widerstand entlang
dem Magnetpfad einer mit einem Magnetopol ausgestatteten Schwingspule ist geringer
als der einer Spule ohne Iiagrletpol, weil ein aus ferromagnetischem Material bestehender
Magnetpol in
einen Teil des Magnetpfades anstatt nur in einen freien
Raum eingesetzt ist. Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, daß der Magnetpol
eine bestimmte Kraftliniendichte hervorruft und den, magnetischen Widerstand erniedrigt,
welcher gemäß der folgenden Formel die Induktivität einer Schwingspule mitbestimmt.
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2 L = K1n# = k2 Es bedeuten : zur die Iduftftivität, z1 die Anzahl
Spulenwindungen, # den Kraftfluß, R den magnetischen Widerstand und k1 und k2 Sonstanten.
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Ferner ändern sich abhängi von der Position der in den Fig.
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3(A) bis 3(C) dargestellten Schwingspule der magnetische Widerstand
und die Induktivität. Hit anderen Worten, es weisen die in den Fig. 3(A), Fig. 3(B)
und Fig. 3(C) wirksamen Induktivitäten der ochwingspule wegen der unterschiedlichen
Positionen der Spule voneinander unterschiedliche Werte auf. In diesem Fall erweist
sich die Steuerung von Geschwindigkeit und Position einer behwingspule als ziemlich
schwierig und nimmt lange Zeit in Anspruch. Ein lediglich mit einem gewöhnlichen,
glatten Magnetpol ausgestatteter Schwingspulenmotor ist deshalb für schnellen Antrieb
bewegbarer -Hagnetköpfe eines Magnetplattengerätes nicht geeignet.
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Erfindungsgemäß wird ein verbesserter Schwingspulenmotor mit hoher
magnetischer Feldicthte und kleiner Induktivität beschrieben mitd dem beim Antrieb
bewegbarer Magnetköpfe eines Magnetplattengerätes kurze Zugriffszeiten erzielbar
sind.
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Fig. 4(A) zeigt im Schnitt eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines
Schwingspulenmotors, Fig. 4(B) eine Darstellung des Schwingspulenmotors im Schnitt
entlang der Schnittlinie a-a', Fig. 4(A) und Fig. 4(C) in perspektivischer Schnittdarstellung
den in Fig.
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4(A) und 4(B) gezeigten Schwingspulenmotor.
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Die in den Fig. 4(A) und 4(C) gezeigte, orfindungsgemäße Ausführungsform
des Schwingspulenmotors enthält ein flaches, aus ferromagnetischem Material bestehendes
Bodenjoch 11. In der Mitte des Jochs 11 ist ein aus ferromagnetischem @aterial bestehender,
als gerader Kreiszylinder ausgebildeter Mittelkern 13 angeordnet. Ferner ist ein
ferromagnetischer Zylinder 17 mit einer Vielzahl vo auf der Innenfläche in Umfangsrichtung
verlaufenden Schlitzen unter Einhaltung eines konzentrischen I,uftspalts 18 angebracht.
Die Außenfläche des Zylinders 17 ist von einem in Durchmesserrichtung magnetisierten
zylindrischen Permanentmagneten 14 umschlossen. Die Außenfläche des Magneten 14
ist von einem aus ferromagnetischem Material bestehenden
zylindrischen
größeren äußeren Joch 12 umschlossen. Das heißt Lit anderen Worten, daß das äußere
joch 12, der Magnet 14, der mit Schlitzen verschene Zylinder 17, der Luftspalt 18
und der Mittelkerr 13 koaxial und konzentrisch zueinander angeordnet sind. Innerhalb
des luftspalts 18 ist eine auf einem Spulenkörper 16 aufgewickelte Schwingspule
15 vorschiebbar angeordaet, Wenn die Spule 15 von Strom durchflossen wird, bewegt
sie sich zusammen mit dem Spulenkörper 16 innerhalb des Luftspaltes 18 geradlinig
in Achsrichtung des Hittelkerns 13, wie dies in Fig. 4(C) durch einen Pfeil dargestellt
ist. Ein Schwinspulenmotor, der in den Fig. 4(A) bis 4(C) dargestellten Ausführung
weist- einen magnetischen Pfad auf, der vom N-Pol des Pormanentmagneten 14 ausgeht
und über den Schlitzzylinder 17, den luftspalt 18, den Mittelkern 13, das Joch 11
und das äußere Joch 12 zum 5-Pol des Permanentmagneten 14 führt. Innerhalb des Spalts
18 stellt sich ein Magnetfeld gleichmäßiger Stärke ein. Als Material für die Herstellung
des Permanentmagnoten 14 wählt man beispielsweise Bariumferrite oder Strontiumferrite,
Laterialien mit hoher Koerzitivkraft nd einer vergl ei clisw eis e hoheil Sättigungsschwelle
der raftlini endi cht e.
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Wie in Fig. 4(A) durch gestrichelt gezeichnete Linien dargestellt,
führt für den um die Spule durch Stronfluß verursacllton magnetischen Kraftfluß
ein magnetischer Pfad durch den Mittelkern 13, den Spalt 18, den Schlitzzylinder
17 und durch
den spalt 18 zurück zum Mittelkern 13. ns sei hervorgehoben,
daß ein durch Stromfluß in der Spule 15 bewirkter Magnetfluß weder durch den Permanentmagneten
14 noch durch das äußere Joch 12 fließt. Der Grund hierfür besteht darin, daß die
Permeabilität µ des aus Ferritmatorial bestehenden Permanentmagneten 14 beträchtlich
kleiner ist als die Permeabilität des aus ferromagnetischem Material bestehenden
Zylinders 17. Dad der in den Fig. 4(A) bis 4(C) dargestellte Zylinder 17 auf seiner
Innenfläche mit einer Vielzahl entlang dem Umfang verlaufeder Schlitze versehen
ist, so daß sich eine Art Kammprofil ergibt, ist der magnetische Pfad im Zylinder
17 so schmal, daß ein beträchtlich großer magnetischer Widerstand gegeben ist.
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Wie in der angegebenen Formel bereits angegeben, wird damit die Induktivität
der Schwingspule verkleinert. Dadurch ergibt sich bei einer Verschiebung der Spule
15 eine erhebliche Verbesserung der Geschwindigkeits- und Positionsstabilität. It
diesen Erklärungen soll deutlich gemacht werden, daß eine Vielzahl auf der Innenfläche
eines Schlitzzylinders 17 angeordneter, entlang dem Umfang verlaufender, mit einem
Kammprofil vergleichbarer Schlitze eine Kraftliniendichte bewirken und die Induktivität
verringern und somit eine kürzere Zugriffszeit der bewegbaren Magnetköpfe bewirken.
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Fig. 5(A) zeigt im Schnitt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
eines Schwingspulenmotors. Fig. 5(B) zeigt im Schnitt entlang der Schnittlinie b-1
' n Fig. 5(A) den dort
rerge stellten Schwingspulenmotor. xig.
5(C) zeigt in perspektivischer Darstellung und irQ Schnitt den in den Fig. ,(A)
und Fig. 5(B) dargestellten Schwingspulenmotor.
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Die in den Fig. 5(A) bis 5(C) dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform
des SchwiAgspulenmotors enthält ein aus ferromagnetischem Material bestehendes flaches
Bodenjoch 11. Senkrecht zum Joch 11 ist auf diesem ein als Hohlzylinder ausgebildetes,
aus ferromagnetischem Material bestehendes äußeres Joch 12 befestigt. In das äußere
Joch 12 ist ein als Hohlzylinder ausgebildeter, aus Ferritmaterial hergestellter
Permanentmagnet 14 eingefügt. Anliegend an die Innenfläche des Permanentmagneten
14 sind, entlang der Mittelachse des Magneten 14, eine Vielzahl ferromagnetischer
Ringe, voneinander durch vorgegebene Abstände getrennt, angeordnet. Die Ringe 19
stehen deshalb untereinander nicht in magnetischer-Verbindung.
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Sie stellen einen magnetischen Pol dar und wirken wie ein solcher.
Sonzentrisch zum äußeren Joch 12 angeordnet ist in der Mitte des Jochs 11 ein aus
ferromagnetischem Material hergestellter, als gerader Kreiszylinder ausgebildeter
Mittelkern 13 vorgesehen. Zwischen dem Mittelkern 13 und den Ringen 19 ergibt sich
ein zylindrischer Luftspalt 18, in dem eine-auf einen Spulenkörper 16 aufgebrachte
Schwingspule 15 verschiebbar angeordnet ist. Die Schwingspule 15 ist-zusammen mit
dem Spulenkörper 16 innerhalb des Luftspaltes 18 geradlinig entlang dem Mittelkern
13 verschiebbar,. wie dies durch einen Pfeil
in Fig. 5(o) angedeutet
ist. Die magnetische Flußrichtung des Permanentmagneten 14 verläuft in Richtung
seines Durchmessers.
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Die in den Fig. i(A) bis 5(c) dargestellte Ausführungsform eines Schwingspulenmotors
weist für den magnetischen Kraftfluß des Magneten 14 einen magnetischen Pfad auf,
der von dessen N-Pol ausgeht und durch die Ringe 19, den Luftspalt 18, den Mittelkern
13, das Soch 11 und das äußere @och 12 schließlich zum S-Pol des Permanertmagneten
14 führt. Im Luftspalt 13 wird deshalb ein gleichförmiges magnetisches Feld erzeugt.
Der Permanentmagnet 14 wird vorzugsweise aus Bariumferriten oder Strontiumferriten
hergestellt, aus Materialien also, die hohe Koerzitivkraft und vergleichsweise hohe
Sättigungsschwellen für die Kraftliniendichte aufweisen. Wie in Fig. 5(A) durch
gestrichelt gezeichnete Linien dargestellt, fiihrd ain magnetischer Pfad für einen
durch Stromfluß durch die Spule 15 um diese herum bewirkten magnetischen Fluß durch
den Mittelkern 13, den Luftspalt 1E, eine Vielzahl von Ringen 19, wiederum durch
den Luftspalt 18 und zurück zum Mittelkern 13. Dieser magnetische Pfad führt praktisch
nicht durch den Permanentmagnet 13, in dem die Permeabilität ziemlich klein ist.
Deshalb muß ein beträchtlich großer Teil des magnetischen Flusses die zwischen den
Ringen 19 angeordneten Spalte durchfließen. Somit wird magnetischer Widerstand erzeugt
und die Induktivität der Spule 15 vermindert. Es sei darauf hingewiesen, daß im
Unterschied zu der in den Fig. 4(A) bis 4(C) dargestellten Ausführung bei der der
Schlitzzylinder 17 als magnetisch zusammenhängendes
Stück ausgebildet
ist, die in den Fig. 5(A) bis 5(C) gezeigte Ausführungsform Ringe 19 vorsieht, die
magnetisch voneinander getrennt sind. Daraus ergibt sich, daß ein gemäß dem Ausführungsbeispiel
in den Fig 9(A) bis 5(C) hergestellter Schwingspulenmotor höheren magnetischen Widerstand
und geringere Induktivität aufweist, als ein Motor, der gemäß dem Ausführungsbeispiel
in den Fig. 4(A) bis 4(C) gefertigt ist.
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Fig. 6(A) zeigt in Schnittdarstellung eine weitere erfindungsgemäße
Ausführungsform eines Schwingspulenmotors. Fig. 6(B) zeigt in Schnitt entlang der
in Fig. 6(A) dargestellten schnittlinie c-c' den- Schwingspulenmotor. Der Aufbau
des in den Fig. 6(A) und 6(B) dargestellten Schwingspulemotors gleicht dem Aufbau
der in den Fig. 5(A) bis 5(C) dargestellten Ausführung mit dem einen Unterschied,
daß die Ausführung gemäß den Fig. 6(A) und 6(B) zusätzlich mit einer Vielzahl zweiter
Ringe 20 versehen ist. Die äußeren und inneren Durchmesser der zweiten Ringe 20
sind gleich den Durchmessern der Ringe 19. Die Ringe 2G sind zwischen den Ringen
19 angeordnet.
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Die Ringe 19 und die Ringe 2C sind zu einer gemeinsamen Baugruppe
zusammengefaßt, welche an der Innenfläche des Magneten 14 anliegt und einen zylindrischen,
magnetischen Pol ergibt.
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Die zweiten Ringe 20-bestehen aus einem nichtmagnetischen Material,
beispielsweise aus tupfer, das einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist.
Ein entsprechend den Fig.6(A)
und Fig. (s(B) ausgeführter Schwingspulenmotor
verbessert noch den durch einen gemäß den Fig. 5(A) bis 5(C) ausgeführten Schwingspulenmotor
bewirkten Effekt und läßt wegen der Wirbelströme in den zweiten Ringen 20 kürzere
Zugriffszeiten der bewegbaren Magnetköpfe zu.
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Fig. 7 zeigt in einer perspektivischen Schnittdarstellung eine weitere
erfindungsgemäße Ausführungsform eines Schwingspulen motors. Die in Fig. 7 gezeigte
Ausführung enthält ein Joch 11a, ei äußeres Joch 12a, einen Mittelkern 13, Permanentmagnete
14a - 14d, welche in Richtung ihrer Breite magnetisiert sind und ferner einen magnetischen
Pol 21 mit rechteckiger Außenform, welcher eine Vielzahl magnetisch nicht miteinander
in Verbindung stehender, an der Innenfläche der Permanentmagnete 14a - 14d anliegender
ferromagnetischer Platten enthält. Zwischen den magnetisch voneinander getrennten
ferromagnetischen Platten sind nichtmagnetische Platten 22 eingefügt. Spule und
Spulenkörper sind in Fig. 7 nicht dargestellt. Aufbau und Arbeitsweise eines Schwingspulenmotors
gemäß der in Fig. 7 gezeigten Ausführung gleichen dem in Zusammenhang mit den Fig.
G(A) und 6(B) beschriebenen Schwingspulenmotor mit der Ausnahme, daß die Ausführung
nach Fig. 7 eine rechteckige Außenform aufweist.
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Wie bereits beschrieben, enthält ein erfindungsgemäßer Schwingspulenmotor
wegen
des besonderen Aufbaus eines magnetischen Pols eine hohe Flußdichte und eine niedrige
Induktivität.
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Daher lassen sich beim Betrieb von Magnetköpfen in Magnetplattengeräten
kürzere Zugriffszeiten erzielen.
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Zusammenfassend werden im folgenden einige besondere Merkmale eines
erfindungsgemäßen Schwingspulenmotors angegeben.
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a) Die magnetische Kraftliniendichte im Luftspalt 18 hängt vom Verhältnis
der Innendurchmesser des Permanentmagneten 18 Erz und des Zylinders 17 oder der
Ringe 19 ab. Dieses Verhältnis ist größer als 1. Im Luftspalt 18 wird deshalb eine
hohe magnetische Blußdichte erzielt, auch wenn die magnetische Restflußdichte des
Permanentmagneten 14 klein ist.
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b) Eine besondere konstruktive Ausbildung eines Magnetpols, der auf
seiner Innenseite eine Vielzahl von Schlitzen oder eine Vielzahl von magnetisch
miteinander nicht in Verbindung stehender Ringe enthält, bewirkt einen höheren magnetischen
Widerstand, welcher wiederum die äquivalente Permeabilität µ, die Induktivität einer
Schwingspule und die von der Position einer Schwingspule abhängige Induktivitätsänderung
verringert.
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c) In dem hier beschriebenen Schwingspulenmotor kann die magnetische
Restflußdichte eines Permanentmagneten klein sein,
wobei magnetisches
Material dieser Art im allgemeinen hohe Koerzitivkraft aufweist. Die Dicke des als
Hohlzylinder ausgebildeten Permanentmagneten kann deshalb gering sein und somit
ein kleiner und leichter Schwingspulenmotor geschaffen werden.
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d) Die Schlitze im Zylinder 17 oder auch die magnetischen Ringe 19
wirken wie die Rippen eines Radiators. Die Kühlung eines Schwingspulenmotors kann
deshalb verbessert und ein Schwingapulenmotor mit geringen Abmessungen und hohem
Drehmoment geschaffen werden.
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5 Ansprüche