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Magnetsystem für elektrische Drehspulinstrumente -aus einem Weicheisenring
mit im Innern desselben angeordneten Dauermagneten hoher Koerzitivkraft Die Erfindung
betrifft den Aufbau eines Magnetsystems für elektrische Meßinstrumente unter Verwendung
einer Magnetlegierung hoher Koerzitivkraft, insbesondere Altiminium-Nickel-Legierung.
Diese Legierungen sind schwer oder kaum bearbeitbar, und man hat daher nur Teile-
eines Magnetsystems aus solchen_ Legierungen hergestellt. Insbesondere ist es für
Zählerbremsmagnete bekannt, beispielsweise -die Pole aus einer sol--chen Legierung
und den Rückschlußbügel aus magnetisch weichem Eisen zu machen. Dies geschah lediglich
mit Rücksicht auf die angeführte Tatsache der schweren Bearbeitbarkeit.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, unter Berücksichtigung
besonderer Eigenschaften derMagpetlegier ' ung einMagnetsystem für ein Drehspulmeßgerät
zu schaffen, bei dem zugleich die besonderen magnetischen Eigenschaften, also insbesondere
die hohi Koetzitivkraft und konstante Reinanenz ausgenutzt werden. Gegenstand der
Erfindung ist ein Magnetsystem für elektrische Drehspulinstrumente. aus einem Weicheisenring
mit'im Innern desselben angeordneten Dauermagnet,en hoher Koerzitivkraft, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß der Dauermagnet aus zwei gegenüber einem Weicheisenkern
den Luftspalt bildenden Ringabschnitten besteht, die konzentrisch an den aus einem
hochpermeablen Material bestehenden, während der, Atifmagnetisierung gesättigten
Rückschlußring angesetzt sind. Das ganze System mit deni eingesetzten Kern wird
als Ganzes quer zu einer koneentrisch zum Ring verlaufenden Achse magnetisiert,
wobei die dem Spulenkern zugewandten Flächerf die Polflächen bilden. -
Gegenüber
einer bekannten Anordnung mit einem innerhalb eines Weicheisenringes befindlichen
Kern aus Magnetstahl läßt sich mit der Anordnungnach der Erfindung ein wesenilich
homogeneres Feld höherer Induktion erzeugen. Bei der Aufmagnetisierung, bei welcher
das aus Rückschlußring, den beiden Permanentmagneten und dem Weicheisenkern be-'stehende
System derart zwischen die Pole der Aufinagfietisi#erungg,vchrrichtung gesetzt wird,
daß die Kraftlinien senkrecht zur Längsachsen des Kernes verlaufen, ist nämlich
der Kraftlinienweg an jeder Stelle der die Permanentmagneten. bildenden Ringabschnitte
gleich lang. Infolgedessen ist die magnetische Spannung an sämtlithen Kraftlinien
in den Magneten 'gleich groß, so- daß auch an sämtlichen
Punkten
des Luftspaltes, der für die Drehbewegung der Spule 'aüsgenutzt wird, die gleiche
Induktion und damit ein horrogenes Feld entsteht.
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Da nun die zur Drehmornentbildung ausgenutzte Induktion'stets durch
die Summe der beiden diagonal einander gegenüberliegenden Luftspaltinduktionen.
gebildet wird,'ist auch eine Anordnung möglich, bei der die beiden Ringabschnitte
innerhalb des Rückschlußringes verschieden große Längen in der Magnetisierungsrichtung
a,#fweisen. Da man nun bei der bekannten Anordnung mit innerhalb eines Weicheisenringes
befindlichem Magnetkern in dem Aufwand an Magnetmaterial durch die Größe der `Drehspule
beschränkt ist, -ist die erreichbare Induktion begrenzt. Bei dem Svstern nach der
Erfindung hingegen läßt sich je nach Bedarf die Induktion durch Vergrößerung
des Rückschlußringes und entsprechend der' permanentmagnetischen Ringabschnitte
beliebig vergrößern.
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Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes sind im folgenden
an Hand der Zeichnung, die zwei Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert.
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Ge m-äß der Zeichnung besteht das Meßgerät aus einem drehbaren Teil
ii und einem Magnetkörper i?-, der auf einer Grundplatte 13 befestigt ist und gleichzeitig
eine Skala 14 trägt. Das Gehäuse des Instrumentes ist hier nicht dargestellt. Der
bewegliche Teil. i i besteht aus einer Drehspule 15 mit einer Drehach#se
16-1(5' und einem über der Skala 14 spielenden Zeiger 17. Das Magnetfeld
wird in einem zylindrischen Kern 18 erzeugt durch ein Paar permanenter Magnete ig
und :2o von kreisringsektorffirmiger Gestalt mit einem ringförmigen magnetischen
RückschlUß 21, der konzentrisch zur Drehachse des Teiles i i angeordnet ist. Der
ringförmige Rückschluß -i dient gleichzeitig als magnetische Abschirmun,-"
um den Einfluß von Erd- und Streufeldern fernzuhalten.
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Die- Seitenflächen 22 der Dauerniagnete ig und 20 werden durch Radialebenen
gebildet, die durch die Achse 16-16' der Kreissegmente ig und .2o hindurchgehen.
Die Magnetisierung der Dauermagnete ig und 2o erfolgt in der Weise, daß die magnetischen
Kraftlinien des Flußes radial durch die Magnete verlaufen, wie es durch Pfeile in
-##,bb. 7 gezeigt ist, wobei die Magnete ig und 2o als eine große: Zahl kleiner
Stabmagnete gleicher Länge dar-,gestellt sind. Demnach ist die Polstärke der Mag
ete im wesentlichen gleichmäßig über ihre Polflächen 2,4 und 25 verteilt.
Ebenso verteilt sich die Flugdichte im Luftspalt 23
des Instrumentes im wesehtlichen
gleichmäßig, was sich in einer gleichmäßigen Verteilung der Skalenstriche auswirkt.
Die Verwendung- von Dauermagn-eten in Gestalt von Rine-,abschnitten ermöglicht einen
gedrungenen Aufbau des Gerätes sowie, eine gleichmäßige Flußverteilung im Luftspalt,
obgleich die -#l,iing-, der Polflächen verhältnismäßig groß im Vergleich zur Länge
der Magnete ist. Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel ist es daher erwünscht, daß
die seitlichen Flächen 22 im wesentlichen radial verlaufen, damit die Länge der
Magnete in Richtung des Flusses möglichst gl-eich ist und an allen Stellen d-e Z,
elleiche magnetische Kraft an den Polflächen wirkt.
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Die Magnete ig und 2o bestehen aus einem magnetischen Stoff von hoher
Koerzitivkraft, wie z. B. einer Aluminium-Nickel-Legierung des Eisens, die etwa
6 bis 15 %Aluminium und 2o bis. 30 %Nickel aufweist. Die Magnetisierung
der Dauermagnete erfolgt gemäß Abb. 7 in der Weise, daß das aus dem Ring-,
i und den Magneten ig# und :2o bestehende System mit dem dazwischen befindlichen
Kern i,', unter Innehaltung des Luftspaltes 23 zwischen Magnetpole:26 eines
Elektromagneten gesetzt wird. Da die Pole 26 und der Ring :21 aus einem Material
hoher Permeabilität bestehen, ve'rlaufen die magnetis ' chen Kraftlinien/senkrecht
zu den Polflachen27 bzw. radial durch die Magnete ig und 20, wie es die eingezeichneten
Pfeile andeuten.. Die durch das System geschickte magnetische Kraft bewirkt eine
Sättigung des Ringes 21, so daß der magnetische Fluß auch über den Luftspalt
23 und radial durch die Dauermagnete ig und :2o hindurchgeht, Zur Erzielung
eines besonders empfindlichen Meßgerätes ist es zweckmäßig, die Länge der Dauermagnete
gemäß "-#bb. 4 zu vergrößern. Der Rückschlußring 21 paßt sich hierbei dem Gehäusedurchmesser
an, wobei die Stabmagnete 28 und 29 zweckmäßig verschieden lang sind, uni
dieAchse des Drehteiles i i möglichst nahe dem Umfang des Instrumentes anordnen
zu können, damit der Zeiger die genügende Länge erhält. Die Ausbildung des Magnetsystems
bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen der Anordnung gemäß Abb.
i. Da wegen der großen Länge der Magnete im Verhältnis zur Länge der Polflächen
weniger Schwierigkeiten zur Erreichung einer gleichmäßigen Feldverteilung im Luftspalt
vorhanden'sind, ist es nicht unbedingt erforderlich, daß -die Flächen 22 radial
zur Drehachse verlaufen, obgleich diese Ausbildung der Magnete bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Abb. 4 ebenfalls angewendet wurde..
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt und kann auch für- Anzeige- und Kontaktinstrumente usw.. Anwendung- finden.