DE2938854A1

DE2938854A1 - Magnetischer sockel

Info

Publication number: DE2938854A1
Application number: DE19792938854
Authority: DE
Inventors: Kunio Horiuchi; Hiroo Sakaguchi; Taketo Shimizu; Mutsukazu Tagami; Mamoru Uchikune; Nagano Ueda; Kiyoshi Yanagisawa
Original assignee: Kanetsu Kogyo KK
Current assignee: Kanetsu Kogyo KK
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1979-09-26
Publication date: 1980-06-12
Also published as: IN151453B; US4251791A; JPS645445B2; NL7906826A; GB2037083B; DE2938854C2; IT7968809A0; ES486408A1; IT1121025B; NL180639B; NL180639C; JPS5578505A; FR2443736A1; GB2037083A; FR2443736B1

Description

293^854

JABGBR, GRAMS & PONTANI

1 »AT K N TA N WA Ι/Γ Ii

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DIPL.-CHEM. DR. KLAUS JAEGER DIPL.-ING. KLAUS D. GRAMS DR.-ING. HANS H. PONTANI

8Ο35 GAUTING · BERGSTR. 48Vi ΘΟ31 STOCKDORF · KREUZWEG 34 8752 KLEINOSTHEIM · HIRSCHPFAD 3

KAN-1

Kanetsu Kogyo Kabushiki Kaisha 1111 Oaza Uedahara, Ueda-shi, Nagano-ken (Japan)

Magnetischer Sockel

Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Sockel ge- maß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solcher magnetischer Sockel bzw. Fuß kann beispielsweise zum Abstützen eines Meßgerätes, beispielsweise eines Dehnungsmessers, mittels ei ner Säule und/oder eines Armes dienen, der bzw. die am magnetischen Sockel angebracht ist. Dieser wird seinerseits durch magnetische Anziehungskraft an einem magnetischen Gegenstand befestigt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen magnetischen Sockel, der durch Drehen des drehbar im Magnet block angeordneten Dauermagneten so umgeschaltet werden kann, daß er entweder mit dem magnetischen Gegenstand verbunden ist oder von diesem gelöst werden kann.

TELEPHON: (Ο89) 857 4OBO; B5O2O3O; (Ο6Ο27) 88 25 · TELEX: B 21 777 Isar d

U H Π O 2 U / Γ S 9 I*

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Beim herkömmlichen magnetischen Sockel wird die zumindest eine magnetisch aktive Oberfläche des Magnetblocks in ihren erregten oder nicht erregten Zustand dadurch gebracht, daß der drehbar im Hohlraum im Magnetblock angeordnete Dauermagnet gedreht wird.

Als Dauermagnet des herkömmlichen magnetischen Sockels wird üblicherweise ein Alnicomagnet benutzt, der hohe magnetische Remanenzinduktion hat. Bei dem herkömmlichen magnetischen Sokkel mit einem Alnicomagneten tritt jedoch beim Drehen desselben ein hohes Widerstands-Drehmoment auf, das bei einem bestimmten Drehwinkel während der Drehung des Dauermagneten aus seiner passiven in seine aktive Stellung aufgrund von Magnetkräften entsteht. Es ist daher schwierig, den Umschaltvorgang leicht und stoßfrei auszuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten magnetischen Sockel der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der leicht und stoßfrei zwischen seinem nicht erregten und seinem erregten Zustand umgeschaltet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst.

Grundlage der Erfindung ist die Tatsache, daß ein Alnicomagnet, wenn er während seiner Drehung auf ein durch eine magnetische Kraft verursachtes hohes Widerstands-Drehmoment trifft, hohe reversible Permeabilität aufweist und daß dieses Widerstands- Drehmoment von der reversiblen Permeabilität des Magneten ab- hängt. Die Erfindung schlägt daher im wesentlichen vor, einen Magneten mit niedriger reversibler Permeabilität als drehbar im Hohlraum des Magnetblocks angeordneten Dauermagneten zu benutzen.

Beim erfindungsgemä-ßen magnetischen Sockel trifft daher der

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Dauermagnet während seiner Drehung bei einem bestimmten Drehwinkel auf keinen starken Drehwiderstand, so daß der Umschaltvorgang zwischen dem nicht erregten Zustand und dem erregten Zustand leicht und stoßfrei ausgeführt werden kann. 5

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform

eines erfindungsgemäßen magnetischen Sockels;

Figur 2 eine perspektivische Ansicht des drehbaren

Dauermagneten des Sockels gemäß Figur 1;

Figur 3 ein Diagramm, das die Entmagnetisierungskurve eines erfindungsgemäßen Ferritmagneten zeigt; und

Figur 4 ein Diagramm, das das Drehmoment des magnetischen Sockels gemäß Figur 1 beim Umschalten wiedergibt.

In Figur 1 ist schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen magnetischen Sockels bzw. Fußes dargestellt, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Der Sockel 10 umfaßt einen Magnetblock 18, durch den der magnetische Kreis geschlossen verlaufen kann und der aus magnetischen Elementen 12 und 14 sowie einem plattenförmigen nichtmagnetischen Element 16 besteht, das zwischen den Elementen 12 und 14 angeordnet ist und fest mit diesen verbunden ist. Im Magnetblock 18 ist ein Hohlraum 22 mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, in den drehbar-ein stabförmiger Dauermagnet 20, wie er

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auch in Figur 2 gezeigt ist, eingesetzt ist. An der Unterseite des Magnetblocks 18 sind zwei magnetisch aktive Oberflächen 24 ausgebildet. Ähnlich wie bei einem herkömmlichen magnetischen Sockel sind eine nicht dargestellte Säule sowie ein nicht dargestellter Arm zur Anbringung eines Meßgerätes, beispielsweise eines Dehnungsmessers, am Magnetblock 18 angebracht .

Der drehbar im Hohlraum 22 angeordnete, stabförmige Dauermagnet 20 hat einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, der von einem Kreis mit einem Radius begrenzt wird, der nur etwas kleiner als der Radius des den Hohlraum 22 begrenzenden Kreises ist. Auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten weist der Dauermagnet 20 magnetische Pole N und S unterschiedlicher Polarität auf. Die zwei Seiten des Dauermagneten 20 sind angefast, so daß der Dauermagnet 20 ebene Flächen 26 aufweist, die sich über einen kleinen Winkelbereich β erstrecken, der jeweils beispielsweise ungefähr 48° beträgt. Durch Betätigen eines nicht dargestellten Drehknopfes, wie er auch beim herkömmlichen Sockel vorgesehen ist, kann der Dauermagnet 20 im Hohlraum 22 um seine Längsachse gedreht werden, die mit der Längsachse des Hohlraumes 22 zusammenfällt.

Der Alnicomagnet des herkömmlichen Sockels hat eine hohe reversible Permeabilität. Im Gegensatz dazu ist der drehbare Dauermagnet 20 des erfindungsgemäßen Sockels aus einem Material mit niedriger reversibler Permeabilität hergestellt. Beispiele für magnetische Materialien mit niedriger reversibler Permeabilität sind Ferrit, Bariumferrit,Strontiumferrit und seltene Erdmetalle.

Das Diagramm gemäß Figur 3 zeigt einen Vergleich zwischen typischen Entmagnetisierungskurven eines Ferritmagneten und eines Alnicomagneten, wobei auf der Ordinate die magnetische Induktion B (in Gauss) und auf der Abszisse die magnetische

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Feldstärke H (in Oersted) aufgetragen sind. Die Entmagnetisierungskurve des Ferritmagneten ist ausgezogen dargestellt und die Entmagnetisierungskurve des Alnicomagneten ist gestrichelt dargestellt. Bei der Auslegung eines dynamischen magnetischen Kreises wird sein Arbeitspunkt in der Regel so eingestellt, daß er bezüglich des Wendepunktes der Entmagnetisierungs- bzw. Magnetisierungskurve etwas in Richtung zu höherer magnetischer Induktion verschoben ist. Die reversible Permeabilität μ = ΔΒ/ΔΗ, die durch die Steigung bei geringfügigem Verlassen des Arbeitspunktes und Rückkehr zum Arbeitspunkt definiert ist, ist beim Ferritmagneten kleiner als beim Alnicomagneten, wie die reversible Permeabilität μ1 = ΔΒ1/ Δ H1 für den Ferritmagneten und die reversible Permeabilität μ2 = ΔB2/ A H2 für den Alnicomagneten zeigen.

Die Remanenz induktion Br des Alnicomagneten liegt im Bereich zwischen 10 000 und 13 000 Gauss, und seine Koerzitivkraft Hc liegt im Bereich zwischen 500 und 700 Oersted. Obwohl die Remanenzinduktion und die Koerzitivkraft bei unterschiedlichen Arten von Alnicomagneten unterschiedlich sind, verlaufen die Entmagnetisierungskurven im wesentlichen so wie die gestri chelte Kurve in Figur 3. Die reversible Permeabilität μ2 des Alnicomagneten liegt im Bereich von 2,5 bis 4,0 emE. Im Ver gleich dazu liegen die Remanenz induktion Br und die Koerzitivkraft Hc des Ferritmagneten im Bereich von 2000 bis 4000 Gauss bzw. 1600 bis 2700 Oersted. Obwohl sich auch diese Werte für verschiedene Arten von Ferritmagneten unterscheiden, verläuft die Entmagnetisierungskurve jeweils im wesentlichen so wie die ausgezogene Kurve in Figur 3. Die reversible Permeabili- tat μ1 des Ferritmagneten liegt im Bereich von 1,05 bis 1,15 emE und ist somit kleiner als die des Alnicomagneten. Magne ten aus seltenen Erdmetallen haben ähnliche Eigenschaften wie Ferritmagneten, und ihre reversible Permeabilität liegt im Be reich von 1,05 bis 1,15 emE.

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Beim erfindungsgemäßen Sockel 10 mit dem drehbaren Dauermagneten 20 aus einem Material mit kleiner reversibler Permeabilität ist der magnetische Fluß des Dauermagneten 20 in den mag netischen Elementen 12 und 14 eingeschlossen, wie dies mit ausgezogenen Pfeilen in Figur 1 dargestellt ist, wenn der Dauermagnet eine solche Drehstellung einnimmt, daß die zwei Pole N und S am nichtmagnetischen Element 16 angeordnet sind, wie dies mit ausgezogenen Linien in Figur 1 dargestellt ist, so daß dann die magnetisch aktiven Oberflächen 2 4 nicht erregt sind. Wenn der Dauermagnet 20 mittels des Drehknopfes um 90° gedreht wird, so daß er die in Figur 1 gestrichelt dargestell te Stellung einnimmt, verläuft sein magnetischer Fluß durch die magnetisch aktiven Oberflächen 24, wie dies durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet ist, so daß die Oberflächen 24 erregt sind und zwischen ihnen und einem ferromagnetischen Element 28 eine magnetische Anziehungskraft wirkt.

Figur 4 zeigt schematisch die Beziehung zwischen dem Drehwin kel des Dauermagneten 20 und dem am Dauermagneten 20 wirkenden Drehwiderstand, der während der Drehung aus seiner passiven Stellung in seine aktive Stellung aufgrund der magnetischen Kraft des Dauermagneten wirkt. Auf der Abszisse ist der Dreh winkel aus der passiven in die aktive Stellung aufgetragen, und auf der Ordinate ist das Widerstands-Drehmoment aufgetra gen. Die gestrichelte Kurve gilt für den Drehmomentverlauf bei einem drehbaren Dauermagneten, der als Alnicomagnet mit hoher reversibler Permeabilität ausgebildet ist. Die ausgezo gene Kurve gilt dagegen für das Drehmoment beim erfindungsge mäßen magnetischen Sockel. Wie Figur 4 zeigt, trifft der Al nicomagnet mit hoher reversibler Permeabilität auf ein hohes Widerstands-Drehmoment von 7,24 Kp χ cm. Das Widerstands-Drehmoment steigt in der Nähe des Drehwinkels 35° stark an und fällt dann bei geringer Erhöhung des Drehwinkels steil ab. Wenn beim herkömmlichen Sockel der Dauermagnet um 90° gedreht wird, um ihn aus seiner passiven in seine aktive Stellung zu

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drehen, trifft er somit bei einem bestimmten Winkel kurzzeitig auf einen sehr hohen Widerstand, den die Bedienperson stoßartig überwinden muß. Beim erfindungsgemäßen magnetischen Sockel mit einem drehbaren Dauermagneten, der eine niedrige reversib-Ie Permeabilität hat, herrscht dagegen während der Drehung zum Zweck des Umschaltens lediglich ein niedriges und konstantes Widerstands-Drehmoment von 0,652 Kp χ cm, so daß die Bedienperson den Umschaltvorgang mit geringer und konstanter Betätigungskraft leicht und stoßfrei ausführen kann.

Je nach dem Ausmaß der Anfasung der zwei Seiten des drehbaren Dauermagneten 20 ändert sich das Drehmomentverhalten des Dauermagneten etwas. Dadurch wird jedoch unter keinen Umständen eine so starke Drehmomentänderung bewirkt, wie sie beim herkömmliehen Alnicomagneten auftritt, so daß eine Beeinträchtigung der leichten und stoßfreien Bedienbarkeit verhindert ist.

Wie die vorstehende Erläuterung bereits gezeigt hat, hat ein Magnet mit kleiner reversibler Permeabilität geringere Remanenzinduktion und größere Koerzitivkraft als ein Alnicomagnet, so daß bei der Auslegung eines magnetischen Kreises der Magnet mit kleiner reversibler Permeabilität eine wesentlich niedrigere Permeanz benötigt als der Alnicomagnet. Dagegen erfordert der Alnicomagnet eine hohe Permeanz, wenn der magnetische Kreis so ausgelegt wird, daß auf die magnetisch aktiven Oberflächen durch wiederholtes Drehen innerhalb des Magnetblocks eine reproduzierbare hohe magnetische Anziehungskraft ausgeübt wird, was zur Folge hat, daß zwischen dem Dauermagneten und dem Magnetblock ein großer Zwischenraum vorhanden sein muß. Beim herkömmlichen Alnicomagneten ist es daher unmöglich, einen stabförmigen Dauermagneten zu benutzen, dessen Abmessungen denen des inneren Hohlraumes im Magnetblock entsprechen, so daß es beim Alnicomagneten notwendig ist, die zwei Seiten des stabförmigon Dauermagneten in einem großen Winkelbereich anzufasen.

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Dagegen ist es möglich, den Dauermagneten 20 des erfindungsgemäßen Sockels, der hohe Koerzitivkraft hat, mit niedriger Permeanz auszubilden. Dies wiederum macht es beim erfindungsgemäßen Sockel möglich, einen stabförmigen Dauermagneten 20 zu verwenden, der den ganzen Hohlraum 22 im Magnetblock 18

ausfüllt, wie dies bereits erwähnt wurde, wobei dieser stabförmige Dauermagnet auch ohne jede Anfasung im Hohlraum 22 angeordnet werden kann. Dies hat zur Folge, daß die Abmessungen des Dauermagneten 20 im Hohlraum 22 so vergrößert werden können bzw. vergrößert sind, daß eine ausreichende Kompensation für die geringe Remanenzinduktion erreicht wird und dadurch auf die magnetisch aktiven Oberflächen 24 eine so starke Anziehungskraft wie beim herkömmlichen Sockel ausgeübt wird. 15

Der erfindungsgemäße magnetische Sockel, der durch magnetische Anziehungskraft an einem magnetischen Element befestigt werden kann, umfaßt somit im wesentlichen einen Dauermagneten mit geringer reversibler Permeabilität, der drehbar in einem Mag- netblock angeordnet ist und gedreht wird, um magnetisch aktive Oberflächen des Magnetblocks zwischen nicht erregtem und erregtem Zustand umzuschalten, wobei die Drehung mit geringer Kraft und stoßfrei bewirkt werden kann. Dadurch sind starke Stöße beim Umschalten vermieden.

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Claims

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DIPL.-CHEM. DR. KLAUS JAEGER DIPL.-ING. KLAUS D. GRAMS DR.-ING. HANS H. PONTANI

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Patentansprüche 15

( 1. Magnetischer Sockel mit einem Magnetblock, der zumindest eine magnetisch aktive Oberfläche aufweist und in dem ein Hohlraum ausgebildet ist, und einem Dauermagneten, der im Hohlraum des Magnetblocks drehbar angeordnet ist und um eine mit der Mittelachse des Hohlraumes zusammenfallende Achse gedreht wird und dadurch die magnetisch aktive Oberfläche in einen erregten oder einen nicht erregten Zustand bringt, dadurch gekennzeichnet , daß der Dauermagnet

(20) aus einem Material mit kleiner reversibler Permeabilität besteht.
2. Magnetischer Sockel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die reversible Permeabilität des Dauer- magneten (20) im Bereich von 1,05 bis 1,15 emE liegt.
3. Magnetischer Sockel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Dauermagnet (20) aus Ferrit besteht.

TELEPHON: (089) 8574oaq^8^(yiO)p2ifP9⁰p⁷>⁸^^:^5 · TELEX: 521 777 Isar d

ORIGINAL INSPECTED

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4. Magnetischer Sockel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Dauermagnet (20) aus einem seltenen Erdmetall besteht.
5. Magnetischer Sockel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Dauermagnet (20) stabförmig ausgebildet ist und magnetische Pole (N, S) unterschiedlicher Polarität auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten hat sowie auf seinen zwei Seiten ebene Flächen (26) aufweist.

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