DE804694C

DE804694C - Dauermagnetischer Kreis

Info

Publication number: DE804694C
Application number: DEP8651A
Authority: DE
Inventors: Herbert Closset
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-04-26

Description

Dauermagnetischer Kreis Dauermagnetische Kreise «-erden bekanntlich häufig so aufgebaut, daß dieDauermagnete in einem Halterahmen befestigt sind. In dem magnetischen Kreis, der unter Umständen auch teilweise über den Halterahmen geleitet wird, liegen temperaturabhängige, magnetisch leitendeTeilstückealsNebenschluß entweder parallel oder in Reihe geschaltet. Diese temperaturabhängigen Teilstücke haben den Zweck, der linearen thermischen Ausdehnung des Dauermagnetwerkstofes durch ihre eigene Wärmedehnung entgegenzuwirken, um auf diese Weise den Luftspalt auch bei Erwärmungen des Systems auf gleicher Breite zu halten. Im allgemeinen ist so verfahren «-orden, daß der Rahmen aus Eisen, Zinkspritzguß o. dgl. hergestellt wurde und somit einen Ausdehnungskoeffizienten aufwies, der praktisch demjenigen des Dauermagnetwerkstoffes, vor allem der Eiseri-N ickel Aluminium-Dauermagnetlegierungen entsprach. Die lineare Wärmeausdehnung der Dauermagnetkörper und des Rahmens lieben sich gegenseitig auf, und hei Erwärmungen des Systems bleibt infolgedessen die Luftspaltbreite konstant. Diese Anordnung trägt aber nicht genügend dem Umstand Rechnung, daß durch die Erwärmung die Feldstärke der Magnete verringert wird und somit trotz konstant gehaltener Luftspaltbreite die Spaltinduktion sich ändert.
Zweck der Erfindung ist es, Mittel anzugeben, die zu erreichen gestatten, daß sich die Spaltinduktion auch hei Erwärmung des Systems nicht ändert. Hierzu wird vorgeschlagen, den Halterahmen für den dauermagnetischen Kreis aus einem Werkstoff herzustellen, dessen linearer Wärmeausdehnungskoeffizient um mehrere Potenzen kleiner ist als der lineare Ausdehnungskoeffizient des dauermagnetischen Werkstoffes. Vorzugsweise werden solche Werkstoffe verwendet, deren Wärmeausdehnungskoeffizient um eine Zehnerpotenz und mehr niedriger liegt als der des dauermagnetischen Werkstoffes. In einem derartig aufgebauten System verringert sich beim Erwärmen die Luftspaltbreite um geringe Beträge, weil sich zwar die verhältnismäßig klein bemessenen Dauermagnete linear ausdehnen, der Rahmen dagegen, in welchem die Dauermagnete befestigt sind, sich nur in einem praktisch zu vernachlässigenden Maße dehnt und somit der Dehnung der Dauermagnete nicht entgegenwirkt. Die Verringerung der Luftspaltbreite führt zu einem stärkeren magnetischen Schluß des Systems, welcher der durch die Erwärmung hervorgerufenen Verminderung der Feldstärke der Magnete wirksam entgegenarbeitet. Die Induktion im Spalt bleibt bei geeigneter Abstimmung der Werkstoffe aufeinander konstant.
Hervorragend geeignet als Werkstoffe für den Halterahmen sind in völliger Abweichung vom bisher Üblichen keramische Massen, wie Porzellan, Ton, Glas o. dgl. Es gibt aber auch Kunstharzpreßstoffe, die gegen Wärmewirkungen unempfindlich sind und außerdem einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen. Solche Stoffe sind ebenfalls für den Bau der Rahmen geeignet. Die Herstellung der Rahmen aus den genannten Stoffen ist verhältnismäßig einfach und jedenfalls nicht schwieriger als die Herstellung aus den bisher üblichen Werkstoffen.
Um die Änderung der Luftspaltbreite bei Erwärmungen in noch stärkerem Maße zu beeinflussen, kann es je nach den vorliegenden Bedingungen zweckmäßig sein, zwischen Halterahmen und Dauermagneten Beilagen aus Metallen oder Legierungen einzuschalten, die einen hohen linearen Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Ferner kann die Gefahr auftreten, daß sich der elektrisch nicht leitende Rahmen elektrostatisch auflädt. Solche elektrostatische Ladungen können beispielsweise bei einem Bremsmagnetsystem für Zähler oder auch bei anderen Systemen zu elektrostatischen Klebwirkungen und damit zu einer unkontrollierbaren und daher unerwünschten zusätzlichen Bremswirkung oder sonstiger- Beeinflussung der in dem Luftspalt auftretenden Kräfte führen. Vermieden wird dies durch Metallisieren einer oder mehrerer Stellen des Halterahmens, die mit dem metallischen Gehäuse oder der Verkapselung des Systems in Verbindung stehen. Die Metallisierung, die in bekannter Weise galvanisch, durch Aufspritzen oder Kathodenzerstäubung aufgebracht werden kann, leitet die Elektrizität zu größeren metallischen Massen ab.
Im nachfolgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert.
In Abb. i und 2 ist in Ansicht und perspektivisch ein Zählerbremsmagnet dargestellt. Der U-förmige Halterahmen i ist aus keramischem Werkstoff, vorzugsweise Porzellan, hergestellt. Er könnte auch aus Glas, Ton o. dgl. sowie aus Kunstharzpreßstoff angefertigt sein. An den Schenkeln des Rahmens sind je zwei stabförmige Dauermagnete 2 bzw. 2', durch eine Weicheisenplatte 3 bzw. 3' magnetisch miteinander verbunden, befestigt. Bei einer eintretenden Erwärmung des Systems dehnen sich die Dauermagnete aus, die vorzugsweise aus einer Legierung mit hoher Koerzitivkraft, deren Grundlage beispielsweise Eisen, Nickel, Aluminium sind, hergestellt werden, und verringern so die Breite des Luftspaltes 4, in welchem die Bremsscheibe des Zählers umläuft. Diese Verringerung gleicht der Rahmen i nicht aus, da er nur eine praktisch zu vernachlässigende Wärmedehnung erfährt. Der durch die Erwärmung hervorgerufenen Verminderung der Feldstärke der Magnete wird somit wirksam durch Verkleinerung des Luftspaltes entgegengewirkt.
In Abb. 3 ist perspektivisch eine weitere Ausbildungsform eines Zählerbrernsmagneten dargestellt. Im U-förmigen Rahmen i aus keramischem Werkstoff ist an jedem Schenkel ein Dauermagnet 5 bzw. 5' aus hochkoerzitivkräftigem Werkstoff, vorzugsweise aus Legierungen mit Eisen, Nickel, Aluminium als Grundlage, angeordnet. Der magnetische Kreis zwischen beiden 'Magneten wird geschlossen durch zwei winkelartig abgebogene, gegeneinander verschiebbare Weicheisenstücke 6 bzw. 6', die in geeigneter Weise mittels Schrauben 7 mit dem Rahmen verbunden sind. Eine Wärmedehnung des Eisenrückschlusses übt auf die Breite des Luftspaltes 4 keine Wirkung aus, weil die Dehnung infolge der Verschiebbarkeit sich im RückschluB selbst ausgleicht. Abb.4 veranschaulicht grundsätzlich das gleiche System wie Abb. 3, jedoch ist zwischen dem Rahmen und dem Rückschluß 6 bzw. 6' je eine metallische Beilage 8 bzw. 8' eingeschaltet, die aus Metallen mit hohem Ausdehnungskoeffizienten bestehen, um in Sonderfällen nachhaltiger auf die Veränderung der Spaltgröße einwirken zu können.
Abb. 5 und 6 stellen in Aufsicht und Ansicht ein mehrpoliges System dar, bei welchem die Pole kreisförmig angeordnet sind. Solche Systeme werden gebraucht für Tachometer, Generatoren u. dgl. Der Halterahmen i ist aus keramischem Werkstoff hergestellt und topfförmig ausgebildet. Die ringsegmentförmigen Dauermagnete 9 sind auf einem gemeinsamen Eisenrückschluß io sitzend angeordnet. Die Wirkungsweise ist grundsätzlich die gleiche wie bei den übrigen Ausführungsformen. Auch hierbei wird vorzugsweise ein hochkoerzitivkräftiger Dauermagnetwerkstoff benutzt.
Um zu verhindern, daß sich die Halterahmen elektrostatisch aufladen, können beispielsweise die mit dem Bezugszeichen i i gekennzeichneten Flächen der Systeme nach den einzelnen Abbildungen metallisiert sein. Es sind dies solche Flächen, mit denen der Halterahmen mit den nicht dargestellten Gehäusen, Verkapselungen o. dgl. der Gesamteinrichtungen verbunden sind, die im allgemeinen aus Metall hergestellt sind. Durch die Metallisierung ist eine elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen Teilen hergestellt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Dauermagnetischer Kreis, bei welchem die Dauermagnete in einem Halterahmen befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterahmen aus einem Werkstoff besteht, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient mehrere Potenzen kleiner, vorzugsweise eine Zehnerpotenz und mehr kleiner ist als der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des dauermagnetischen Werkstoffes.
2. Dauermagnetischer Kreis nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterahmen aus keramischen hassen, wie Porzellan, Ton_. Glas o. dgl., hergestellt ist.
3. Dauermagnetischer Kreis nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterahmen aus Kunstharzpreßstoffen genügender Wärmeunempfindlichkeit hergestellt ist.
4. Dauermagnetischer Kreis nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Dauermagneten und Halterahmen Beilagen aus Metallen oder Legierungen mit hohem linearem Ausdehnungskoeffizienten eingeschaltet sind.
5. Dauermagnetischer Kreis für Zählerbremsmagneten nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einen U-förmigen Halterahmen aus keramischem Werkstoff, an dessen Schenkeln je zwei stabförmige Dauermagnete aus hochkoerzitivkräftigem Werkstoff, vorzugsweise aus einer Legierung, deren Grundlage Eisen, Nikkel, Aluminium sind, durch eine Weicheisenplatte magnetisch verbunden, befestigt sind.
6. Dauermagnetischer Kreis für Zählerbremsmagnete nach Anspruch r und 2, gekennzeichnet durch einen U-förmigen Halterahmen aus keramischem Werkstoff und zwei hochkoerzitivkräftige Dauermagnete, vorzugsweise aus Eisen-Nickel-Aluminium-Legierungen, an je einem Schenkel des Rahmens, die über zwei winkelartig abgebogene, gegeneinander verschiebbare Weicheisenstücke magnetisch geschlossen sind.
7. Dauermagnetischer Kreis nach Anspruch 4 und 6, gekennzeichnet durch je eine Beilage zwischen Schenkeln und Weicheisenleitstüeken aus Metallen oder Legierungen mit hohem linearem Wärmeausdehnungskoeffizienten. B. Dauermagnetischer Kreis für Generatoren, Tachometer o. dgl. mit mehreren kreisförmig angeordneten Polen nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einen topfartigen Halterahmen aus keramischem Werkstoff, in welchem ringsegmentförmige Dauermagnete, vorzugsweise aus hochkoerzitivkräftigem Werkstoff, wie beispielsweise Eisen-Nickel-Aluminium-Legierungen, als Grundlage auf gemeinsamen Eisenrückschluß sitzend angeordnet sind. g. Dauermagnetischer Kreis nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterahmen an einer oder mehreren Stellen, die mit dem metallischen Gehäuse oder der Verkapselung des Systems in Verbindung stehen, metallisiert sind.