DE712263C

DE712263C - Magnetic system for electrical unipolar measuring devices

Info

Publication number: DE712263C
Application number: DED76269D
Authority: DE
Inventors: Herbert Closset
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1937-10-05
Filing date: 1937-10-05
Publication date: 1941-10-15

Description

Magnetsystem für elektrische Unipolarmeßgeräte Elektrische Unipolarmeßgeräte sind insbesondere in ihrer Verwendung als Bordgeräte für Flugzeuge bekannt. Bekanntlich ist in dem dazugehörigen Magnetsystem die Anordnung so getroffen, daß die Drehspule einen ringförmigen Pol des Systems umfaßt und sich in einem Luftspalt bewegt, der zwischen dem Ring und einem Kern als Gegenpol entsteht. Ring und Kern waren bei den bekannten Systemen aus Dauermagnetwerkstoff hergestellt und hatten den Nachteil, daß nur verhältnismäßig geringe Induktionen erzielt werden konnten, weil es an Raum für die Unterbringung genügend großer Mengen des Dauermagnetwerkstoffes fehlte und eine wirtschaftliche Ausnutzung des Magneten nicht gewährleistet war. Die Erfindung betrifft ein Magnetsystem dieser Art, das hohe Induktionen unter wirtschaftlicher Ausnutzung des Magneten zu erzielen gestattet; :dabei soll der Durchmesser mit Rücksicht auf den beschränkten Raum, beispielsweise auf dem Instrumentenbrett eines Flugzeuges, möglichst gering sein, die Skala aber nach Möglichkeit 27o° umfassen. Sie besteht in der Verwendung eines in axialer Richtung magnetisierten segmentartig ausgeschnittenen, kreisscheibenförmigen Dauermagneten aus hochkoerzitivem Werkstoff, d. h. mit einer Koerzitivkraft von 350 örsted -und mehr, auf welchem konzentrisch ein schalenförmiger Weicheisenkörper zur Bildung eines Kreisringes und eines zentralen Kernes gleicher Polarität befestigt ist, während ein Weicheisenring entgegengesetzter Polarität konzentrisch um den zentralen Kern angeordnet ist, wobei der magnetische Fluß für den Weicheisenring über eilte an der Unterseite des Magneten angeordnete Weicheisenplatte und einer an dieser befestigten senkrechten, durch den Segmentausschnitt des Magneten aufragenden Stütze geschlossen wird, .die zugleich als Träger für den Ring dient. Zur Ausnutzung des Dauermagnetwerkstoffes ist es bekannt, dem Dauermagneten die Form eines Klötzchens zu geben und die Weicheisenteile in Form von Schienen und Bügeln anzusetzen. Eine solche Form hat jedoch den Nachteil, nicht genügend gedrängt zu sein, und außerdem muß wegen der verhältnismäßig langen Eisenwege mit Streuverlusten gerechnet werden. Umgedrängte Bauformen zu schaffen, ist es ebenfalls bekannt, den Dauermagneten als Hohlzylinder auszubilden, der das im Innern des Zylinders befindliche Polsystem rohrförmig umschließt. Besonders hochkoerzitivkräftiger Werkstoff ist für eine solche Bauform nicht anwendbar, weil :die sich ergebende geringe Länge des Magneten es unmöglich machen würde, die Einzelteile des Systems in dem Rohr unterzubringen. Außerdem ist der Innenraum des rohrförmigen Magneten von Streuflüssen durchsetzt, die um so stärker «-erden, je höher die Koerzitivkraft des Dau.ermagnetwerkstofes ist. Diese Streuflüsse geben zu Skalenverzerrungen Veranlassung.Magnet system for electrical unipolar measuring devices Electrical unipolar measuring devices are known in particular for their use as on-board devices for aircraft. As is known, the arrangement in the associated magnet system is such that the moving coil comprises an annular pole of the system and moves in an air gap that is created between the ring and a core as the opposite pole. In the known systems, the ring and core were made of permanent magnet material and had the disadvantage that only relatively low inductions could be achieved because there was insufficient space to accommodate sufficiently large quantities of the permanent magnet material and economic utilization of the magnet was not guaranteed. The invention relates to a magnet system of this type which allows high inductions to be achieved with economical use of the magnet; : The diameter should be as small as possible, taking into account the limited space, for example on the instrument panel of an aircraft, but the scale should encompass 270 ° if possible. It consists in the use of a circular disk-shaped permanent magnet, magnetized in the axial direction, cut out like a circular disk and made of high-coercive material, ie with a coercive force of 350 örsted -and more, on which a bowl-shaped soft iron body is attached concentrically to form a circular ring and a central core of the same polarity, while a soft iron ring of opposite polarity is arranged concentrically around the central core, with the magnetic flux for the soft iron ring being closed by means of a soft iron plate arranged on the underside of the magnet and a vertical support that rises up through the segment cutout of the magnet serves for the ring. To utilize the permanent magnet material, it is known to give the permanent magnet the shape of a block and to attach the soft iron parts in the form of rails and brackets. However, such a shape has the disadvantage of not being sufficiently compact and, in addition, because of the relatively long iron paths, scattering losses must be expected. To create crowded designs, it is also known to design the permanent magnet as a hollow cylinder, which tubularly surrounds the pole system located inside the cylinder. Particularly high-coercive material cannot be used for such a design because: the resulting short length of the magnet would make it impossible to accommodate the individual parts of the system in the pipe. In addition, the interior of the tubular magnet is permeated by stray fluxes, which earth the stronger the higher the coercive force of the permanent magnet material. These stray fluxes give rise to scale distortions.

Um einerseits den Forderungen zu genügen, die an Unipolarmeßwerke zu stellen sind und andererseits ein besonders gedrängtes, einfach herzustellendes System zu schaffen,-das unter weitestgehender Vermeidung von Streuflüssen eine wirtschaftliche Ausnutzung des Dauermagnetwerhstoffes gestattet, erhält der Dauermagnet in dem Magnetsystem gemäß .der Erfindung die Form einer flachen Scheibe, aus der ein Segment herausgeschnitten ist. Während :der die eine Polarität tragende Ring für das Meßwerk unmittelbar auf :den Magneten aufgesetzt ist, wird der zweite Ring entgegengesetzter Polarität von einer Weicheisenführung getragen, die gleichzeitig die Verbindung mit der Unterfläche der Magnetscheibe herstellt.On the one hand to meet the requirements that unipolar measuring units are to be provided and on the other hand a particularly compact one that is easy to produce To create a system that is economical while avoiding stray fluxes as far as possible Use of the permanent magnet material is permitted, the permanent magnet is retained in the magnet system According to the invention, the shape of a flat disc from which a segment is cut is. While: the one polarity bearing ring for the measuring mechanism directly on : is placed on the magnet, the second ring is opposite polarity of a soft iron guide is carried, which is also the connection with the lower surface who manufactures the magnetic disc.

In den Zeichnungen ist an Hand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert.In the drawings, the invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail.

Abb. i stellt einen senkrechten Schnitt durch das Magnetsystem dar.Fig. I shows a vertical section through the magnet system.

Abb. 2 ist eine Aufsicht, und Abb. 3 ist ein waagerechter Schnitt längs der Linie A-B der Abb. i.Fig. 2 is a plan view and Fig. 3 is a horizontal section along the line A-B of Fig. i.

Der Magnet i aus hochkoerzitivkräftigem Dauermagnetwerkstoff, beispielsweise einer Eisen-Nickel-Aluminium-Legierung, weist, wie insbesondere aus Abb. 3 ersichtlich, Ringscheibenform auf. Aus dieser Ringscheibe ist ein Kreissegment mit einem Zentrier«Ankel von go- ausgeschnitten. Die Scheibe ist in Richtung ihrer Achse magnetisiert, so daß die obere Fläche beispielsweise Nordpolarität und die untere Fläche Südpolarität aufweist. Zur Bildung der erforderlichen Ringspalte ist auf der einen Fläche der Magnetscheibe ein schalenförmiger Körper 2 aus Weicheisen unmittelbar aufgesetzt. Dieser schalenförmige Körper besteht aus einem äußeren Ringkranz 3 mit etwa dem gleichen Durchmesser wie der ,scheibenförmige Magnet. Dieser Kranz 3 schließt einen Winkel von 27o° ein und endet dort, wo das Kreissegment aus dem Magnetkörper ausgeschnitten ist. Konzentrisch niit der Mittelachse der Magnetscheibe befindet sich in dem schalenförmigen Körper ein Weicheisenkern q.. Der Ringkranz 3 und der zentrale Kern q. weisen somit gleiche Polarität auf.The magnet i made of high-coercive permanent magnet material, for example an iron-nickel-aluminum alloy, as can be seen in particular from Fig. 3, Washer shape. From this washer is a segment of a circle with a centering anchor from go- cut out. The disk is magnetized in the direction of its axis, so that the upper surface, for example, north polarity and the lower surface south polarity having. To form the required annular gap, the Magnetic disk a shell-shaped body 2 made of soft iron is placed directly on it. This bowl-shaped body consists of an outer ring collar 3 with approximately the same diameter as the disc-shaped magnet. This wreath 3 closes one Angle of 27o ° and ends where the circle segment is cut out of the magnet body is. Concentric with the central axis of the magnetic disk is located in the bowl-shaped Body a soft iron core q .. the ring rim 3 and the central core q. thus show same polarity.

An der entgegengesetzten Seite des Magnetkörpers i ist eine Weicheisenplatte 6 befestigt, deren Durchmesser dem der Magnetscheibe entspricht. An der Stelle, an :der aus dem Magnetkörper das Segment ausgeschnitten ist, ist eine Stütze 7 aus Weicheisen durch Verschrauben, Vernieten, Verlöten oder Punktschweißung senkrecht befestigt, die sich bis zur oberen Kante des Kranzes 3 erstreckt. An dieser Stütze 7 ist ein voller Kreisring 8 aus Weicheisen derart befestigt, daß er konzentrisch um den Weicheisenkern ¢ herum in den schalenförmigen Körper 2 hineinragt.On the opposite side of the magnet body i is a soft iron plate 6 attached, the diameter of which corresponds to that of the magnetic disc. At the point on: from which the segment is cut out of the magnet body, a support 7 is off Soft iron by screwing, riveting, soldering or spot welding vertically attached, which extends to the upper edge of the ring 3. On this support 7 a full circular ring 8 made of soft iron is attached in such a way that it is concentric around the soft iron core ¢ protrudes into the shell-shaped body 2.

Der Weicheisenkern 4 ist, wie aus Abb. i ersichtlich, mit einer Bohrung 5 zur Aufnahme einer Achse versehen. An dieser Achse befestigt, bewegt sich die in den Zeichnungen nicht dargestellte stromdurchflossene Spule. Diese Spule umfaßt den mit Südmagnetismus ausgestatteten Weicheisenpolring B.The soft iron core 4 is, as can be seen from Fig. I, with a bore 5 provided to accommodate an axle. Attached to this axis, the moves Current-carrying coil, not shown in the drawings. This coil includes the soft iron pole ring B.

Durch die Anordnung erhalten die von dem Ring 3 der Schale 2 und dem Kern q. zum Ring 8 übertretenden Kraftlinien einen derartigen Verlauf, daß die den Ring 8 umfassende stromführende Spule von den Kraftlinien in Richtung des Ringumfanges abgelenkt wird und um einen Winkelbetrag von etwa 270° an dem Ring 8 entlang wandern kann. Da die Ablenkungskraft außer von der Stärke des Stromes in der Drehspule vor allem von der Höhe der Induktion im Luftspalt zwischen dem Ring 3, der Schale 2 und dem Kern q. einerseits und dem Ring 8 andererseits, abhängt und .diese im wesentlichen von der Größe des Magnetstahlvolumens bestimmt wird, ist es durch Wahl der Höhe der Magnetstahlscheibe ohne Veränderung des Systemdurchmessers möglich, beliebig hohe Induktionen im Luftspalt zu erzeugen. Des weiteren bietet der Aufbau die Möglichkeit, das fertig zusammengebaute System in einfachster Weise zu magnetisieren und, ,da die Magnetisierung unter den Arbeitsbedingungen des Magneten erfolgt, die maximal mögliche Ausnutzung des Magnetstahlvolumens zu erzielen.The arrangement obtained from the ring 3 of the shell 2 and the Core q. to the ring 8 transgressing lines of force such a course that the Ring 8 encompassing current-carrying coil from the lines of force in the direction of the circumference of the ring is deflected and wander along the ring 8 by an angular amount of approximately 270 ° can. Because the deflecting force except from the strength of the current in the moving coil before mainly on the level of induction in the air gap between the ring 3 and the shell 2 and the core q. on the one hand and the ring 8 on the other hand, depends and .these essentially is determined by the size of the magnetic steel volume, it is by choosing the height of the magnetic steel disc possible without changing the system diameter, as required to generate high inductions in the air gap. Of further offers the Structure the possibility to use the fully assembled system in the simplest possible way magnetize and, since the magnetization under the working conditions of the magnet takes place to achieve the maximum possible utilization of the magnetic steel volume.

Claims

PATENT CLAIM: Magnet system for electrical unipolar measuring devices, their Moving coil comprises an annular pole and is located in one between the ring and a core, an air gap formed as an opposite pole, characterized by a In the axial direction magnetized segment-like cut out, circular disk-shaped Permanent magnets (i) made of high-cohesion material, on which concentric a bowl-shaped soft iron body (z) to form a circular ring (3) and a central core (4) of the same polarity is attached, while a soft-iron ring (8) of opposite polarity concentrically around the central core (4) of the cup-shaped Body arranged eats, with the magnetic flux for the soft iron ring over one on the underside of the magnet arranged soft iron plate (6) and one on this fixed vertical, towering through the segment cutout of the magnet Support (7) is closed, which also serves as a carrier for the ring (8).