-
Gerät und Verfahren zum Magnetisieren und Entmagnetisieren von Werkstücken
aus magnetisierbarem Werkstoff Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät und Verfahren
zum Magnetisieren und Entmagnetisieren von Werkstücken aus magnetisierbarem Werkstoff.
-
Für die Zwecke der magnetischen Werk= stoffprüfung werden Geräte benutzt,
bei .denen das zu magnetisierende Werkstück entweder zwischen die Pole eines mit
Gleich- oder Wechselstrom gespeisten Elektromagneten gelegt oder unmittelbar von
einem Wechsel-oder Gleichstrom großer Stromstärke magnetisiert wird. Die Wahl des
geeigneten Magnetisierungsverfahrens erfolgt jeweils flach Art der zu erwartenden
Fehler und der Form der Prüflinge. Es werden deshalb vorzugsweise solche Geräte
benutzt, die wahlweise eine Magnetisierung nach verschiedenen Verfahren ermöglichen.
Man kann hierfür zum Beispiel in bekannter Weise einen Elektromagneten mit lamelliertem-
Kern benutzen, der wahlweise mit Gleich- oder Wechselstrom gespeist wird. Sieht
man in bekannter Weise auf dem Kern eine sekundäre Hochstromwicklung vor, so können
dieser bei entsprechender Erregung der Magnetwicklung Wechselströme oder Gleichstromstöße
großer Stärke für die Magnetisierung eines Prüfkörpers entnommen werden. Bei der
praktischen Durchbildung derartiger Geräte ergeben sich .dadurch Schwierigkeiten,
daß zur Erzielung gleicher Amperewindungszahl derErregung die an die Magnetwicklung
anzulegende Spannung bei Wechselstromerregung erheblich höher als bei Gleichstromerregung
sein muß, so daß ein und dieselbe Wicklung nicht ohne weiteres. für den Betrieb
an den üblichen oder in bequemer Weise zu erzeugenden Gleich- und Wechselstromspannungen
geeignet ist. Außerdem muß bei Wechselstromerregung aus wirtschaftlichen Gründen
eine Kompensierung der für die Magnetisierung erforderlichen Blindleistung vorgesehen
werden.
-
Alle .diese -Nachteile werden bei einem Gerät zum Magnetisieren und
Entmagnetisieren von Werkstücken aus inagnetisierbarem Werkstoff dadurch vermieden,
daß gemäß der Erfindung ein lamellierter Eisenkern eine z. B. durch Anzapfungen
unterteilte Magnetwicklung sowie gegebenenfalls eine sekundäre Hochstromwicklung
trägt und die gesamte Magnetwicklung oder ein größerer Teil derselben durch mehrere
gegebenenfalls abschaltbare Kondensatoren überbrückbar ist, während durch Schalter
wahlweise entweder die gesamte Magnetwicklung bzw. ein größerer
Teil
derselben an Gleichstrom oder aber ein kleinerer Teil der Wicklung an Wechselstrom
anschließbar ist. Hierdurch wird eine möglichst einfache Umschaltung für Gleich-
und Wechselstromerregung ermöglicht und außerdem die bei Wechselstromerregung entstehende
Blindleistung mit möglichst kleinem Aufwand kompensiert.
-
In der Zeichnung ist das Schema einer derartigen Anordnung dargestellt.
Es bedeutet i den lamellierten Eisenkern des Gerätes. Die Erregerwicklung 16 erstreckt
sich von Kontakt 2 über .die Anzapfung 3 nach Kontakt .4. An den Kontakten 3 und
d. sind durch einen oder mehrere Schalter 5, 5a, 5a trennbar die Kondensatorbatterie
bzw. Batterien. 6, 6d, 6b angeschlossen. Über die Schalter 7 und 8
kann dem zwischen den Klemmen z und 3 befindlichen Teil der Wicklung 16 Wechselstrom
zugeführt werden. Mit g und io sind die Anschlußklemmen einer auf der Erregerwicklung
16 angeordneten Sekundärwicklung i i bezeichnet. Die Schalter 12 und 13 ermöglichen
den Anschluß der gesamten. Wicklung 16 zwischen den Klemmen 2 und :4 an Gleichstrom.
-
Mit Hilfe des beschriebenen Gerätes wird ein besonders zweckmäßiges
Verfahren zum Magnetisieren. oder Entmagnetisieren von Werkstücken aus magnetisierbarem
Werkstoff in der Weise .durchgeführt, daß gemäß der Erfindung wahlweise entweder
die gesamte Magnetwicklung bzw. ein größerer Teil derselben an eine Gleichstromquelle
angelegt oder aber ein kleinerer Teil der Wicklung mit einer Wechselstromquelle
verbunden wird, während gleichzeitig die gesamte Wicklung oder ein größerer Teil
derselben über einen oder mehrere Kondensatoren geschlossen wird.
-
Unter Verwendung ein und derselben Magnetwicklung für Gleich- und
Wechselstromerregung wird mit diesem Verfahren der Vorteil erreicht daß einerseits
für die Erregung mit Gleichstrom eine verhältnismäßig große Windungszahl vorgesehen
werden kann, so daß bei geeigneter. Bemessung mit einer bequem zu erzeugenden Gleichstromspannung
gearbeitet werden kann, daß aber andererseits im Falle der Erregung mit Wechselstrom,
in welchem die Wechselstromquelle nur an einen verhältnismäßig kleinen Teil der
Wicklung angelegt wird, die zur Erzielung eines hinreichenden Magnetschlusses erforderliche
Wechselspannung .die üblichen .'Zetzspannüngen nicht übersteigt, während gleichzeitig
in an sich bekannter Weise eine Erhöhung der Spannung an den Kondensatoren erzielt
wird, so daß mit einer verhältnismäßig kleinen Kondensatorbatterie gearbeitet werden
kann. In der in der Zeichnung dargestellten Anordnung läßt sich das geschilderte
Verfahren in einfachster Weise dadurch bewerkstelligen, daß wahlweise bei geschlossenem
Schalter 5 entweder die Schalter 7 und 8 oder aber die Schalter 12 und i3 eingelegt
werden.
-
Es ergibt sich des weiteren ein besonders zweckmäßiges Verfahren,
wenn für die Magiietisierung der Werkstücke der in einer besonderen auf dem Eisenkern
i der beschriebenen Vorrichtung angeordneten Hochstromwicklung ii induzierter Strom
benutzt wird. Man kann. dabei einerseits, zweckmäßig bei abgeschaltetem Kondensator
6, durch plötzliches Ab- oder Einschalten der Gleichstromerregung Gleichstromstöße
großer Stärke, andererseits bei eingeschaltetem Kondensator 6 und Wechselstromerregung
Wechselstrom großer Stärke erzeugen.
-
Es können auch bei der beschriebenen Vorrichtung ein und dieselben
Kondensatoren sowohl zur Kompensation der Blindleistung bei Wechselstromerregung
als auch für die Löschung des Schaltfunkens bei Gleichstrom benutzt «-erden, sofern
bei beiden Betriebsarten der Schalter 5, 5", 51, eingelegt wird. Dies ist insbesondere
zweckmäßig, wenn bei Gleichstromerregung zwischen den Polschuhen 14 und 15 des Magnetkernes
i magnetisiert werden soll.
-
Um Schalt- und Bedienungsfehler zii vermeiden, ist es zweckmäßig,
die Schalter 7, g, 12, 13 für den Anschluß der Magnetwicklung an Wechsel- und Gleichstrom
und gegebenenfalls besondere Schalter 5, 5". 5U für die Kondensatoren 6, 6",
61, derart miteinander zu kuppeln bzw. gegeneinander zu verriegeln, daß zur
Inbetri.ebsetzun:g ,des Gerätes zwangsläufig jeweils alle für eines der beschriebenen
Verfahren erforderlichen Schaltmaßnahmen durchgeführt werden. Die Anordnung kann
dabei derart getroffen werden, daß sämtliche zur Umschaltung der verschiedenen Verfahren
erforderlichen Schaltorgane mit Hilfe eines einzigen Schaltergriffes oder Knopfes
betätigt werden.
-
Die Kondensatorbatterie wird nach folgenden Überlegungen bemessen:
Die für die Erzeugung eines Wechselstromflusses bestimmter Größe im Magnetkern erforderliche
Blindleistung erreicht ihren größten Wert bei Betrieb des Gerätes mit offenem Kern
i und voneinander getrennten Polschuhen 1.4 und 15 und sinkt auf ein Minimum, wenn
ein kurzer Prüfkörper großen Querschnittes eingespannt wird. Demgegenüber ist die
von den Kondensatoren aufgenommene kapazitive Blindleistung lediglich von der angelegten
Spannung abhängig, ist also bei Erzielung desselben maximalen Flusses im Magnetkern
immer gleich groß. Es wird deshalb u. U. bei
Magnetisierung kurzer
und dicker Prüflinge die induktive Blindleistung für die Magnetisierung von der
Kondensatorblindleistung beträchtlich überwogen. Die Kondensatoren sind nun so zu
bemessen, daß im Falle der Erregung des Gerätes mit Wechselstrom bei völlig geöffnetem
Magnetkreis ein induktiver Blindleistungsbedarf in ungefähr derselben Größe entsteht
wie die Blindleistung bei möglichst gut geschlossenem Magnetkreis. Da .die qfür
die Magnetisierung erforderliche induktive Komponente im letzteren Falle meist nahezu
vernachlässigt werden kann, bedeutet diese Bedingung, ,daß durch die Kondensatorbatterie
ungefähr 1/2 bis =/, der für die Magnetisierung des - Magnetkernes mit Wechselstrom
bei völlig geöffnetem Magnetkreis erforderlichen Blindleistung kompensiert wird.
-
In allen Fällen, bei ,denen eine derartige Kompensation nicht ausreicht,
d. h. wenn die zulässige Netzbelastung kleiner ist als 1/g der maximal für die Magnetis.ierung
erforderlichen induktiven Blindleistungskomponente, ist es zweckmäßig, die Kondensatorbatterie
6 in mehrere parallele Kondensatoren 6Q, 66. . . zu unterteilen, die nach Bedarf
über die Schalter 5a, 5b... an- und abgeschaltet -%verden können.