DE354970C - Verfahren zur Veraenderung des zwischen den beiden Polen eines Magneten bestehenden magnetischen Kraftlinienfeldes - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 17. JUNI 1922

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 g GRUPPE

(M66226 VIIIj₂Ig)

Gustav Messedat in Bremen. Verfahren zur Veränderung des zwischen den beiden Polen eines Magneten bestehenden

magnetischen Kraftlinienfeldes.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Juli 1919 ab.

Es sind bereits Verfahren zur Veränderung des zwischen den beiden Polen eines Magneten bestehenden magnetischen Kraftlinienfeldes bekannt geworden, bei welchen durch die in zeitlichen Abständen stattfindende Entfernung und Wiedereinführung eines Eisenteiles in das magnetische Kraftlinienfeld die Feldstärke zwischen Anker und Magnet in gleichen Zeitabständen geändert wird. Bei diesen bekannten Verfahren verschwindet je-

doch einerseits das magnetische Kraftlinienfeld nie vollständig, während anderseits auch die Richtung des Kraftlinienfeldes nicht geändert ,wird, da das betreffende Eisenstück nicht den vollständigen Abschluß herstellt und immer nur der gleiche Magnet seinen Einfluß auf den Anker ausübt.

Gegenüber diesen bekannten Verfahren unterscheidet sich die Erfindung insofern, als to durch eine besondere Vorrichtung das betreffende Kraftlinienfeld des Magneten immer vollständig geschlossen wird, so daß es keine Wirkung auf den Anker ausübt. Außerdem besteht noch der Unterschied darin, daß der Anker nicht nur einseitig, sondern zu beiden Seiten durch Magnete beeinflußt wird. Diese Beeinflussung des Ankers durch die beiden Magnete kann dabei nach Bedarf hergestellt und wieder aufgehoben werden. Nun ist bereits ein Verfahren bekannt geworden, das darin besteht, daß bei magnetelektrischen Maschinen ein Eisenanker quer vor die Pole des Stahlmagneten gelegt wird, so daß die magnetischen Kraftlinien nicht durch den Kern *5 des Ankers laufen können. Bei diesem Verfahren wird also zur Veränderung des magnetischen Kraftlinienfeldes ein paramagnetischer Körper zwischen den Polen des Magneten oder vor denselben bis zur Berührung bewegt. Von letzterem bekannten Verfahren unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß bei den bekannten Verfahren der Schlitz in der neutralen Zone des Magneten und nicht durch die beiden Pole des Magneten gebildet wird. Die Feldstärke des Magneten kann dadurch -also in erheblich weiteren Grenzen als bisher geändert und insbesondere bis beinahe auf ο herabgedrückt werden, was bei den bekannten Verfahren ausgeschlossen ist. Bei der Berührung des betreffenden, nicht stromumflossenen paramagnetischen Körpers mit den beiden Polen entsteht somit ein Minimum, bei der Abhebung dagegen ein Maximum der Anziehungskraft des Magneten. Das Verfahren kann auch noch in der Weise ausgebildet sein, daß die Beeinflussung des Ankers o. dgl. durch die Pole zweier Magneten erfolgt, deren Kraftlinienfeld abwechselungsweise kurzgeschlossen wird. Bei der praktischen Ausbildung wird die Anordnung zweckmäßig in der Weise getroffen, daß zu beiden Seiten des Ankers Magnete angeordnet sind, deren Pole durch passende Eisenstücke kurzgeschlossen , werden. Auch können die Polenden von beinahe geradlinigen Magnetstäben abwechselnd durch geeignete Eisenstücke kurzgeschlossen werden.

Die Abbildungen zeigen zwei Ausführungsformen der Erfindung in Abb. 1 und 3 in Seitenansicht, in Abb. 2 und 4 im zugehörigen Grundriß.

Zur praktischen Verwendung versieht man beispielsweise zwei Magnete mit einer handlichen Umschaltevorrichtung, etwa wie Abb. 1 zeigt. Vermittels zweckentsprechend gelagerter Hebel und der Verbindungsstange g können die Schließstücke e (Abb. 2) hin und her bewegt werden. Sind zwei solcher Magnetsysteme gegenüberstehend gelagert, etwa wie in Abb. 1 und 2, und die Umschalthebel mittels einer Stange i verbunden, so wird der magnetische Kreis links durch das Schlußstück e geschlossen, wenn er rechts geöffnet wird und umgekehrt. Durch abwechselndes Umlegen der Hebel wird also das Eisenstück c zwischen beiden Magneten durch die wechselseitige Anziehungskraft der Magnetpole hin und her bewegt werden. Die Magnete sind dabei zweckentsprechend auf einer Unterlage μ befestigt.

In der bisher besprochenen Anordnung haben wir einfache Magnetsysteme, in dem auf mechanischem Wege ein magnetisches wechselndes Feld erzeugt wird. Man kann aber auch zwei solcher Magnetsysteme so miteinander verbinden, daß sie ein aus vier Magnetpolen bestehendes magnetisches Magazin bilden, in dem abwechselnd an beiden Enden wechselnde Felder erzeugt werden, mithin eine Doppelwirkung bei bedeutender Materialersparnis erreicht wird. Eine derartige Anordnung zeigen Abb. 3 und 4.

d. a, G?j und f, Ct₁, /_a bilden je ein aus stark magnetisieren, leicht flach gebogenen Magnetlamellen α und O₁ hergestelltes magnetisches Doppelmagazin mit den vier Polen N₁ S und N₁, S₁. e und e_x bilden die Unterbrechungsanker. Die Stücke d, f und d_v J₁ sind dabei die Polschuhe. Die Schließstücke e und e_x sind durch eine Stange I fest miteinander ver- too bunden, und zwar so, daß immer ein Schließstück die beiden Polschuhe verbindet, wenn das gegenüberliegende Schließstück mit den betreffenden Polschuhen außer Berührung kommt. Die Hin- und Herbewegung geschieht vermittels des Hebels h. Dieses magnetische Magazin bildet also immer einen vollständigen Magneten, dessen freie Pole entsprechend der jeweiligen Lage der Unterbrechungsstücke abwechselnd N₁ S oder N₁, S₁ sind.

Wie praktische Versuche zeigen, arbeiten solch ein Doppelmagnet sowie die oben beschriebenen Einzelmagnete gut und verlieren praktisch nichts von ihrer Kraft, ganz gleich, ob die anziehende Wirkung des Magneten auf Eisen oder die anziehende und abstoßende Wirkung zweier Magnetsysteme aufeinander Anwendung findet, und' gleichgültig, ob die Schließung und Unterbrechung schnell oder _l2t> langsam geschieht.

Da in Elektromagneten bei entsprechender

Wickelung der Erregerspulen durch ganz geringen Aufwand von elektrischer Energie (wenigen Volt-Ampere) bei Gleichstrom bedeutend stärkere magnetische Kräfte erzeugt werden können als in Stahlmagneten, so würde sich für größere Leistungen die Anwendung von Elektromagneten empfehlen, die nicht durch Stromschluß und -unterbrechung, sondern mittelst mechanischer Vorrichtung nach oben beschriebener Art die Wechselfelder erzeugen. Denn bei Elektromagneten mit großem Querschnitt ist bei Schließung und Unterbrechung des Erregerstromes die Rückwirkung durch Selbstinduktion auf letzteren derart groß, daß durch schwache Ströme bei schnellem Stromrichtungswechsel keine nennenswerte magnetische Wirkung nach außen erzielt werden könnte. Bei mechanischem Wechsel des magnetischen Feldes ist aber diese Rückwirkung auf den Erregerstrom ganz gering, wenn die Schaltung der Erregerspulen so vorgenommen wird, daß die durch »Entstehen« und »Verschwin- \ den« der magnetischen Kraftlinien an den Po- *5 len des Magnetsystems auf den Erregerstrom wirkenden, an sich nicht bedeutenden Gegen- j kräfte sich gegenseitig aufheben. Bei dieser ^: Verwendung von Elektromagneten fließt der . Erregerstrom dauernd ununterbrochen um die Magnete. Wenn wir den Anker b so herstellen, daß er aus drei Teilen d, e, f besteht, \ deren Schnittflächen ganz genau aneinanderpassen (angeschliffen sind), und der Anker ' wird, mit seinen drei Teilen fest aneinander- \ liegend, an die PoIeTf, S gebracht, so hat er _: durch die Unterteilung nur verschwindend wenig von seiner magnetischen Leistungsfähigkeit eingebüßt.

Es ist auch keineswegs notwendig, das Mit- \ telstück c jedesmal aus dem Anker ganz herauszunehmen. Es genügt, wenn es um wenige ^: Millimeter nach dem Innenraum des Magneten verschoben wird. Denn durch dieses Verschieben kommen die Schnittflächen, mit denen die Stücke d und e bzw. e und / aneinanderliegen, um einige Millimeter auseinander, es bilden sich kleine Luftspalte dazwischen, durch welche die Stärke des magnetischen Feldes sehr stark herabgemindert oder, was dasselbe sagt, der magnetische Widerstand an dieser Stelle ganz bedeutend erhöht wird. Wie praktische Versuche zeigen, genügt eine . Verschiebung der Mittel- oder »Schluß«stücke um 4 'bis 6 mm, um von der Gesamtkraft eines Stahlmagneten etwa 90 Prozent nach außen wirksam zu machen. :

Die Verwendungsmöglichkeit solcher magnetischen Systeme kommt in Frage:

ι. Zur Leistung mechanischer Arbeit durch Übertragung der anziehenden Wirkung von Magneten auf Eisen oder der anziehenden bzw. abstoßenden Wirkung zweier solcher Magnetsysteme aufeinander auf drehende bzw. bewegliche Maschinenteile durch zweckmäßigste Anordnung der einzelnen Teile.

2. Zur Erzeugung von Induktionsströmen in zweckentsprechend vor den Magnetpolen gelagerten Drahtwindungen, wobei Magnetfeld und Anker festliegen und es nur der Bewegung der Unterbrechungsstücke bedarf, um in den Drahtwindungen elektrische Ströme hervorzurufen.

3. Zu den verschiedensten anderen Zwekken, wo Magnete mit umschaltbarem Feld gebraucht werden können, z. B. für magnetische Versuche, Anschauungsunterricht, Kranvorrichtung zum Heben von Eisenmassen

u. dgl. m.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Verfahren zur Veränderung des zwischen den beiden Polen eines Magneten bestehenden magnetischen Kraftlinienfeldes durch dazwischen befindliche, nicht stromumflossene paramagnetische Körper, welche bis zur vollkommen dichten Berührung mit dem Magneten bewegt und von diesem wieder abgehoben werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bewegung unmittelbar zwischen den Polen stattfindet, derart, daß sich bei der Berührung mit den Polen ein Minimum, bei der Abhebung ein Maximum der Anziehungskraft des Magneten ergibt.
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des Ankers o. dgl. ■ durch die Pole zweier Magnete erfolgt, deren Kraftlinienfeld abwechslungsweise kurzgeschlossen werden kann.
3. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Ankers (c) Magnete angeordnet sind, deren Pole (d, f) durch passende Eisenstücke kurzgeschlossen werden.
4. 4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polenden von ungefähr geradlinigen Magnetstäben abwechselnd durch geeignete Eisenstücke kurzgeschlossen werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.