DE649291C - Magnet mit elektrischer Erregung durch Zylinderspulen und einem einzigen veraenderlichen Luftspalt im magnetischen Kreis - Google Patents
Magnet mit elektrischer Erregung durch Zylinderspulen und einem einzigen veraenderlichen Luftspalt im magnetischen KreisInfo
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- DE649291C DE649291C DED68837D DED0068837D DE649291C DE 649291 C DE649291 C DE 649291C DE D68837 D DED68837 D DE D68837D DE D0068837 D DED0068837 D DE D0068837D DE 649291 C DE649291 C DE 649291C
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/13—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures characterised by pulling-force characteristics
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Description
"ΛΙΌ49291
Die erzielte Vergrößerung der Anfangszugkraft des Magneten mit außerhalb der
Spule liegendem Arbeitsluftspalt gegenüber bekannten Ausführungen beruht darauf, daß
durch große Polflächen der Verbrauch an Luftamperewindungen erheblich herabgesetzt
wird. Der hierdurch verfügbar werdende Überschuß an Amperewindungen der Spule '
hat eine Steigerung des Gesamtflusses zur
ίο Folge, vorausgesetzt, daß die Eisensättigung
niedrig und der Aufwand an Eisenamperewindungen gegenüber den Luftamperewindungen
klein hleibt (< io*/0 der Luftamperewindungen).
Dann nimmt trotz der stark vergrößerten Polfläche die Induktion im
Arbeitsluftspalt nur wenig ab, so daß die Steigerung der Anfängszugkraft nach der
Maxwellschen Formel ihre Erklärung findet durch die Zunahme des der Zugkraft verhältnisgleichen
Produktes aus dem nur wenig gesunkenen Quadrate der Luftinduktiori und der vervielfachten Polflächengröße. Um einen
geringen Aufwand an Eisenamperewindungen zu erzielen, muß der Eisenquerschnitt überall
reichlich, d. h. praktisch nicht kleiner als der Kernquerschhitt innerhalb der Spule gewählt
werden. xA.ußerdem ist der Verbrauch an Amperewindungen des an der Sitzfläche des
Ankers befindlichen unveränderlichen, durch
3Q eine dünne Buchse aus nichtmagnetischem
Material verursachten Luftspaltes dadurch vernachlässigbar klein gehalten, daß die
Spaltoberfläche groß und der Spaltabstand klein gemacht wird. Unter diesen Voraussetzungen
ergibt sich gegenüber Kernzugmagneten eine mehrfach höhere Zugkraft, und die bisher allgemein herrschende Anschauung,
daß eine große Zugkraft in erster Linie durch eine hohe Luftinduktion im Arbeitsluftspalt
bedingt wird, ist durch vorliegende Erfindung widerlegt. Da die Polflächen beliebig
groß gemacht werden können, wird die erreichbare Anfangszugkraft in weiten Grenzen
von der zugeführten Energie unabhängig. Bei niedriger Energiezufuhr ist es nur notwendig,
die Polflächen entsprechend zu vergrößern, um die gleiche Eiseninduktion, Feldstärke,
Zugkraft und wirtschaftliche Ausnutzung des Magneten ohne nennenswerte Gewichtsvermehrung
zu erreichen wie bei· höherer Energiezufuhr. Im allgemeinen muß also
die Polfläche des Ankers bei gleicher Eisensorte um so größer sein, je geringer die zugeführte
Energie ist. Im Gegensatz zu Kernzugmagneten mit konischem Anker wird bei
dem Erfindungsgegenstand eine große Anfangszugkraft bei großem Hub und ausreichender
Energiezufuhr auch schon dann erreicht, wenn, ein senkrechter Übertritt der Kraftlinien von Pol zu Pol nicht mehr mög-Hch
ist, da die bei Kernzugmagneten durch übermäßig hohe Eiseninduktion in der kegelförmigen
Spitze des Ankers verursachte Isthmuswirkung bei vorliegendem Außenkonusanker
nicht auftreten kann. Dieser Fall ist in Abb. 1 und 3 dargestellt, wie an dem
eingetragenen Winkel β zu erkennen ist Wesentlich für die Erlangung einer das bei
Kernzugmagneten mit gleichem Konuswinkej:,
erreichbare Maß weit übersteigenden Zug:. kraft ist die Anwendung einer Polfläche, $rtj
größe'r ist, als bei einem Kernzugmagneten mit gleichem Konuswinkel und derselben
Spule möglich ist, wobei außer dem dadurch verringerten magnetischen Widerstand des
ίο Arbeitsluftspaltes auch derjenige des gesamten übrigen magnetischen Flusses klein zu
halten ist durch reichliche Bemessung der Eisenquerschnitte und der Oberfläche des unveränderlichen
Spaltes bei geringem Spaltabstand. Ob der Kraftfluß indessen ganz oder
zum Teil über einen Mittelsteg oder ganz über den Anker und eine Führungsstange geleitet
wird, ist für die Erlangung einer großen Anfangszugkraft weniger bedeutungsvoll.
Für den Fall, daß der gesamte Kraftfluß auf dem kürzesten Wege, also über einen Mittelsteg
e, um die Spule geleitet werden soll, in welchem Falle der Aufwand an Eiseuamperewindungen
ein Minimum wird, sind durch zweckentsprechende Abmessungen die magnetischen Leitfähigkeiten dieses Mittel Steges
sowie der Übergangsluftfläche zwischen Mittelsteg und Anker groß zu halten. Der Ankerboden
m kann alsdann aus nichtmagnetischem Material bestehen oder auch ganz wegfallen,
wobei der Anker auf dem an der Übergangsfläche zum Anker zu einer Röhre verbreiterten
Mittelsteg mechanisch geführt und die sonst als Führungsstange dienende Kernverlängerung
d entbehrlich wird. Der Querschnitt des Ankermantels ist erfindungsgemäß,
bei Anwendung gleichen Materials, mindestens gleich dem Kernquerschnitt im Inneren der
Spule zu machen und die Polfläche des Ankers gleich einem Vielfachen, des Ankermantelquerschnittes.
Um eine hohe Anfangszugkraft zu erhalten, ist es jedoch nicht notwendig, daß die Fläche des feststehenden Poles ebenso
groß ist wie diejenige des Ankerpoles; auch können die Konuswinkel der Pole verschieden
sein.
In Abb. ι ist ein Ausführungsbeispiel des Magneten mit rechteckigem Spulenquerschnitt
dargestellt. Der feststehende Teil A (Spulenträger) ist mit der als Führungsstange
dienenden Verlängerung d des Kernes aus einem Stück bestehend gezeichnet. Der glokkenförmige
Anker B besteht nach der Zeichnung mit dem Führungsrohr b ebenfalls aus
einem Stück. Die Scheibe e hält im Verein mit der unmagnetischen Führungsbuchse / die
Spule α in ihrer Lage fest. Je nachdem diese Scheibe e aus unmagnetischem oder magnetischem
Material besteht, verläuft der Kraftfluß vollständig oder zum Teil über den
Mantel /' und die Führungsstange d oder auch ganz über die Scheibe e, wenn der '
Ankerboden m aus unmagnetischem Material ^■besteht oder nicht vorhanden ist. In jedem
■;]^alle ist das Auftreten eines magnetischen
: 1?^tentialgefälles und damit einer Zugkraft
,zwischen dem Ankerboden m und der Scheibe e
praktisch unmöglich gemacht. Die Scheibe e kann auch mit dem Kern aus einem Stück
bestehen (Abb. 3). Der Querschnitt des Ankermantels ist etwas größer als der Kernquerschnitt
im Spuleninneren, und die Polflächen sind gleich groß und mit gleichem Konuswinkel gezeichnet. Die Fläche des feststehenden
Poles greift etwas über die Spule, kann jedoch auch so weit nach links gerückt werden, daß der Hub genau gleich der Spulenlänge
wird.
Abb. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, jedoch mit rundem Spulenquerschnitt.
Der feststehende Teil ist aus den Stücken n,d und der diese beiden Stücke verbindenden,
links mit Gewinde und rechts mit einem Kopf p versehenen Stange c zusammengesetzt
gezeichnet, kann aber auch aus einem Stück bestehen. Der größere Hohlraum der Führungsstange
d ist zur Unterbringung einer Rückzugsfeder ν ausgenutzt, weiche während
des Hubes durch eine Platte u, zusammengedrückt wird. Der Anker B ist mit dem
Führungsrohr b aus einem Stück bestehend gezeichnet. Die Spule α wird durch einen
Ring r aus beliebigem Material und von keilförmigem Querschnitt im Verein mit der
Führungsbuchse / in ihrer Lage festgehalten. Die Stange c ist magnetisch leitend. Um den
Hub vollständig ausnutzen zu können, ist der Anker innen kreisringförmig konkav ausgeführt,
so daß er bei Hub gleich Null dicht an der Spule anliegt. Der gegenüberliegende feststehende Teil η ist ebenfalls konkav an
der Spule anliegend ausgebildet.
Bei dem durch Abb. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Mittelsteg e, um eine
magnetisch gut leitende Übergangsfläche zum Anker zu schaffen, zu einer Röhre g verbreitert,
über welche eine lange dünne, auch die Spule α vollständig überdeckende Buchse /
aus nichtmagnetischem Material übergeschoben ist. Statt dieser zylindrischen Buchse/
können auch, wie Abb. 4 zeigt, einzelne Blechstreifen / verwandt werden. Nach der Zeichnung
sind diese Streifen in die Röhre g eingebettet dargestellt. Die Fläche des feststehenden
Poles ist in Abb. 3 kleiner als diejenige des Ankerpoles gezeichnet. Durch Befestigung
des Ankers an einem Hebel ergibt sich auch ohne Anwendung einer Buchse aus unmagnetischem Material eine Möglichkeit,
den Anker so zu führen, daß er während der Bewegung den Mittelsteg e oder dessen Verängerung
g nicht berührt.
Der Magnet nach der Erfindung wird auch für Dauerbelastung mit Wechselstrom verwendbar,
wenn die magnetisch leitenden Teile aus Blechen aufgebaut werden. An Stelle des runden Querschnittes des Eisens
treten dann die beiden rechteckigen: An dem Wesen der Erfindung wird dadurch nichts
geändert. Besonders geeignet für Wechselstrom ist die Ausführung nach Abb. 3. Es
ergeben sich hiernach zwei Anker, die in ungekuppeltem Zustande zu verschiedenen Zeiten
beweglich sind.
Claims (9)
1. Magnet mit elektrischer Erregung durch Zylinderspulen und einem einzigen
veränderlichen Luftspalt im magnetischen Kreis, bei dem die Luftübertrittsflächen
des magnetischen Feldes außerhalb des zur Spule unbeweglichen Kernes liegen und die Größe der Luftübertrittsfläche ein
Vielfaches des Kernquerschnittes beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis
der Polflächengröße zum Kernquerschnitt abhängig von der Amperewindungszahl der Spule und dem gesamten Widerstand
des magnetischen Kreises so groß gewählt wird, daß das Produkt aus dem Quadrate der Induktion im Luftspalt und
der Polflächengröße ein Maximum wird.
2. Magnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausgangsstellung
des Ankers die Verbindungsgerade zwischen der Außenkante der Ankerpolfläche und der Innenkante des feststehenden
Poles einen Winkel (ß) größer als 900 mit der Fläche des feststehenden Poles
einschließt.
3. Magnet nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte
Kraftfluß über den Ankermantel (B) und die Führungsstange (d) verläuft.
4. Magnet nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleinerer
Teil des Kraftflusses über die Scheibe ie) fließt.
5. Magnet nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte
Kraftfluß über den zu einer großen Übergangsfläche (g) verbreiterten Mittelsteg (e)
fließt.·
6. Magnet nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem
Ankerboden (m) und der Scheibe (e) kein
magnetisches Potentialgefälle besteht.
7. Magnet nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenquerschnitt
im Zuge des Kraftlinienverlaufes überall mindestens gleich dem Kernquerschnitt
im Inneren der Spule ist.
8. Magnet nach Anspruch 1 bis 7, da- » durch gekennzeichnet, daß die feststehende
Polfläche kleiner ist als diejenige des Ankers.
9. Magnet nach Anspruch 1 bis 3 und 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei
völlig anliegendem Anker der feststehende Teil (w) und der Anker (B) die Spule kreisbogenförmig
umgeben.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED68837D DE649291C (de) | 1934-09-29 | 1934-09-29 | Magnet mit elektrischer Erregung durch Zylinderspulen und einem einzigen veraenderlichen Luftspalt im magnetischen Kreis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED68837D DE649291C (de) | 1934-09-29 | 1934-09-29 | Magnet mit elektrischer Erregung durch Zylinderspulen und einem einzigen veraenderlichen Luftspalt im magnetischen Kreis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE649291C true DE649291C (de) | 1937-08-21 |
Family
ID=7060110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DED68837D Expired DE649291C (de) | 1934-09-29 | 1934-09-29 | Magnet mit elektrischer Erregung durch Zylinderspulen und einem einzigen veraenderlichen Luftspalt im magnetischen Kreis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE649291C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE975980C (de) * | 1951-10-25 | 1963-01-03 | Adolf Zaiser Maschinenfabrik G | Elektromagnetisches Schaltschuetz zum geraeuscharmen Schalten von Aufzuegen und anderen elektrisch angetriebenen Einrichtungen |
EP0644561A1 (de) * | 1993-09-16 | 1995-03-22 | Binder Magnete GmbH | Magnetsystem für ein Hubgerät |
-
1934
- 1934-09-29 DE DED68837D patent/DE649291C/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE975980C (de) * | 1951-10-25 | 1963-01-03 | Adolf Zaiser Maschinenfabrik G | Elektromagnetisches Schaltschuetz zum geraeuscharmen Schalten von Aufzuegen und anderen elektrisch angetriebenen Einrichtungen |
EP0644561A1 (de) * | 1993-09-16 | 1995-03-22 | Binder Magnete GmbH | Magnetsystem für ein Hubgerät |
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