DE2347039A1

DE2347039A1 - Abschirmung fuer permanentmagnete

Info

Publication number: DE2347039A1
Application number: DE19732347039
Authority: DE
Inventors: Rollin James Parker
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-10-26
Filing date: 1973-09-19
Publication date: 1974-05-09
Also published as: JPS5596614U; NL7314663A; GB1454754A; IT995956B; US3781736A; ES419858A1; SU824901A3; FR2204854A1; JPS49132595A; FR2204854B1; JPS5629930Y2

Description

Abschirmung für Permanentmagnete

Der magnetische Fluß eines Permanentmagneten unterlieg; Streuung oder Verlust. Dies ist inbesondere dann der Fall, wenn der Fluß durch einen langen Luftspalt geleitet wird. Es ist kein Material bekannt, das den magnetischen Fluß in der Weise isolieren kann, in der isolierende Materialien einen elektrischen Leiter isolieren. Der Streufluß kann bei der Verwendung von Permanentmagneten nicht genutzt werden. Demzufolge müssen Permanentmagnete sehr viel größer ausgelegt werden, als dies erforderlich wäre, wenn man den Streufluß eliminieren oder stark verringern könnte.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Magnetstruktur zu schaffen, die eine Barriere gegenüber dem Streufluß aufweist.

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Die vorliegende Erfindung schafft eine Abschirmung oder Führung zur Verringerung des Streuflusses in der Nähe des Luftspaltes eines Permanentmagneten. Der Permanentmagnet ist mit Hülsen oder Platten versehen, die mit seinen Oberflächen benachbart dem Luftspalt in Berührung stehen. Die berührende Oberfläche der Hülse oder' Platte weist die gleiche Polarität wie die Oberfläche des Permanentmagneten auf, mit der sie in Berührung steht. Dies bildet eine Barriere für den Streufluß, der sonst vom Magneten ausströmen würde.. Die Hülsen oder Platten können aus flexiblem Material hergestellt sein und sie können Ferrite oder Kobalt-Seltene Erden-Materialien sein. Vorzugsweise sollte die durch die Hülsen oder Platten gebildete Abschirmung eine hohe Koerzitivkraft haben und sie sollte gerade so viel magnetisches Potential aufweisen, um das magnetische Potential zu neutralisieren, das den Streufluß erzeugt,

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

In Fig. 1 ist ein hohler zylindrischer Alnico-Magnet 10 abgebildet, dessen Nordpol mit dem Buchstaben "N" und dessen Südpol mit dem Buchstaben "S" bezeichnet ist. Benachbart zum Nordpol ist eine Hülse 11 aus magnetischem Material angeordnet. Benachbart zum Südpol ist eine Hülse 12 aus magnetischem Material angeordnet. Die Hülsen 11 und 12 sind derart magnetisch orientiert, daß sie eine äußere Oberfläche einer Polarität und eine innere Oberfläche der entgegengesetzten Polarität aufweisen. Die Polarität der inneren Oberfläche der Hülsenmagnete 11 und 12 ist die gleiche wie die Polarität des Magneten 10, mit dem sie in Kontakt stehen. Dadurcn wird das zurückgestoßen, was anderenfalls der vom Magneten 10 av :■■ gehende Streufluß wäre. Auf diese Weise wirken die Hülsen 11 und 12 als Barrieren gegen einen Streufluß vom Magneten 10. Das Ergnis ist, daß die normale Verteilung des Flusses der Alnico-HülP: modifiziert wird und ein größerer Prozentsatz des Flusses durch die Innenseite der Alnico·-Hülse zurückgeführt wird. Diese Anord nung ist typisch für die Anordnung, die zum Fokussieren einer Elektronenröhre verwendet wird.

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Bei einem. Versuch betrug das Gewicht einer Alnico-8-Hülse zur Erzeugung von 1000 Gauss im Zentrum der Hülse (Punkt H^) etwa 4,5 kg (10 US-Pfund)j wobei in üblicher Weise keine magnetische Abschirmung verwendet wurde.. Eine Ausführungsform zum Einbau der Abschirmung hatte ein Alnico-8-Gewicht von etwa 1,8 kg (¹I US-Pfund) und man erhielt ohne Anwendung der Abschirmung 700 Gauss. Verwendete man eine flexible Ferritabschirmung, dann erhöhte sich die Flußdichte auf 1000 Gauss. Es wurden etwa 1,35 kg (3 US-Pfund) der magnetischen Abschirmung benötigt. Demgemäß sparte man etwa 1,35 kg (3 US-Pfund) oder 30 % des Gesamtgewichtes und hatte außerdem einen wirtschaftlichen Vorteil, da die Kosten des flexiblen Ferrits weniger als 1/3 der Kosten von Alnico betrugen.

Die genaue Auswahl der Dicke der magnetischen Hülsen 11 und 12 ermöglicht es, die Flußdichte an der äußeren Oberfläche des Magneten 10 bei ungefähr 0 zu halten. In diesem Fall gleicht die magnetomotorische Kraft der Hülsen 11 und 12 genau die magnetomotorische Kraft des Oberflächen-Streuflusses des Magneten 10 aus. Dieses Fluß-Ausgleichssystem ist für jedes Permanentmagnet-System anwendbar, doch erhält man die größten Vorteile in Permanentmagnet-Kreisen mit langen Schenkeln, die den Fluß zu Luftspalten mit sehr hoher magnetischer Leitfähigkeit führen.

Die Figuren 2 und 3 zeigen die Anwendung der erfindungsgemäßen Abschirmung auf eine Magnetstruktur mit einer rechteckigen Konfiguration. In dieser Ausführungsform hat ein Paar von Alnico-Magneten 13 und 14 die durch die Buchstaben ¹¹N" und "S" angegebenen Polaritäten. Ein Stahlteil 15 stellt einen Pfad für den magnetischen Fluß dar. Unmittelbar benachbart dem Nordpol des Magneten 13 stehen mehrere magnetische Platten 16, 17 und 18 in Berührung mit der Oberfläche des Magneten 13· In ähnlicher Weise stehen mehrere magnetische Platten 21, 22 und 23 in Kontakt mit der Oberfläche des Magneten 14 unmittelbar benachbart dem Luftspalt zwischen den Magneten 13 und 14.

Jede Oberfläche der Magnetplatten 16 bis 18 und 21 bis 23 hat die gleiche Polarität wie die Oberfläche der Alnico-Magneten 13

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und 14, mit denen sie in Kontakt stehen, wie dies durch die Buchstaben "N" und "S" angedeutet ist. Auf diese Weise dienen die Plattenmagnete 16 bis 18 und 21 bis 23 als Führungen und Barrieren für den von den Magneten 13 und 14 ausgehenden Magnetfluß.

Die Platten 16 bis 18 und 21 bis 23 sind vorzugsweise aus magnetischen Kobalt-Seltene Erdmetall-Materialien zusammengesetzt, die nach den US-Patentschriften 3 625 779, 3 639 181 und 3 652 343 hergestellt sind. Die Verwendung der aus Kobalt-Seltenen Erdmetallen bestehenden Magnetplatten als Streuflußbarrieren ergibt sehr wenig zusätzliches Gewicht für die Permanentmagnete und erhöht die effektive Flußabgabe sehr. Es kann daher ein kleinerer und leichterer Magnet die gleiche effektive Plußabgabe erzeugen wie ein größerer Magnet, der die erfindungsgemäße Streuflußbarriere nicht aufweist. Bei einem Spalt hohen magnetischen Leitvermögens kann, wie Versuche ergeben haben, durch Verwendung der erfindungsgemäßen Abschirmung die verwendbare Dichte im Spalt um 35 % erhöht werden.

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Claims

Ansprüche

( 1J Magnetisch abgeschirmte Permanentmagnet-Struktur _s gekennzeichnet durch einen Permanentmagneten mit einem. Luftspalt und mindestens einem Führungskörper für den magnetischen Kraftfluß aus permanent-magnetischem Material, der benachbart dem Luftspalt außen auf dem Magneten aufliegt, wobei der Führungskörper magnetische Pole hat» die so orientiert sind, daß sie das magnetische Gegenpotential zum Kraftfluß des Magneten bilden, wodurch der Streufluß bei dem Luftspalt reduziert wird.
2. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Führungskörper eine flexible Abschirmhülse ist.
3. Struktur nach Anspruch"2, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß die Abschirmhülse aus einer Kobalt-Seltene Erdmetall-Legierung zusammengesetzt ist.
k. Struktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Abschirmhülse aus einem Ferrit-Magnetmaterial zusammengesetzt ist.
5. Magnetisch abgeschirmte Permanentmagnet-Struktur, gekennzeichnet durch einen langgestreckten Permanentmagneten mit einem Luftspalt und einer magnetischen Abschirmung für die Verringerung des Streuflusses bei dem Luftspalt, wobei die Abschirmung, flache Magnete umfaßt, die um den langgestreckten Magneten herum benachbart dem Luftspalt angeordnet sind und die flachen Magnete in einer Richtung* magnetisiert sind, durch die die innere Oberfläche jedes flachen Magneten die gleiche Polarität wie der Teil des langgestr-eckten Magneten aufweist, mit, dem er in Eingriff steht..

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