DE834878C

DE834878C - Permanent magnet

Info

Publication number: DE834878C
Application number: DEP8638D
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: 1952-03-24

Description

Dauermagnet 1)auerinaguete werden bekanntlich durch Schmie- den, Gießen oder Sintern hergestellt, und die Form- r;fl>titig berücksichtigt die umfangreichen Erkennt- nisse, die bezüglich der Formkonstanten in Ver- bindung mit der grüßten magnetischen Ausnutzung vorliegen. 1#.s sind alle möglichen Formen von .Nlagnet-en, angefangen vom einfachen Stab bis zum Ring, praktisch verwendet worden, wobei jeweils danach gestrebt wurde, unter Berücksichtigung der im Einzelfall vorliegenden Aufgabe sich der durch die Formkonstanten gegebenen Form weit:stgehend anzupassen und gleichzeitig zu erreichen, daß die Aufieustreutitigen ili('igliclist gering wurden. Es sind auch Dauermagnete bekanntgeworden, die mit einer zeitti-altn Hohrung versehen sind, um Schrauben hindurchzuführen, die den "Zweck hal)en,denDauer- tlla(Itieten zwischen einem an.gescllraubten Polstück und einem am anderen Ende liegenden Weicheisenrückschlußkörper mechanisch zu verbinden. Derartige Bohrungen führen aber naturgemäß zu einer Schwächung der dauermagnetischen Energie und haben außerdem zur Folge, daß zwischen dem Dauermagneten und dem aufgesetzten Polstück eine nur geringe Berührungsfläche besteht, die sich nachteilig auf die Ausnutzung der magnetischen Energie auswirkt. Es ist ferner bekannt, Dauermagnete im rückwärtigen Teil mit einer Aussparung zu versehen, die mit eitlem leicht mechanisch zu bearbeitenden Metall ausgegossen wird, um auf diese Weise die Befestigung der Dauermagnete mit anderen Teilen des dauermagnetischen Systems zu ermöglichen, und zwar ist diese Methode angewendet worden bei den hochkoerzitivkräftigen Dauermagnetwerkstoffen, die nur durch Gießen gestaltet werden können und sich mechanisch, insbesondere durch Bohren, praktisch nicht bearbeiten lassen. Diese Öffnungen hatten im allgemeinen am äußeren Rand einen geringeren Durchmesser als im Innern, umvollkommen sicherzustellen, daßder eingegossene Werkstoff in der Aussparung haftet.Permanent magnet 1) auerinaguete are known to be produced by forging den, casting or sintering, and the molding r; fl> titig takes into account the extensive knowledge nits that are related to the shape constants bond with the greatest magnetic exploitation are present. 1 # .s are all possible forms of .Nlagnets, starting with the simple rod up to the Ring, practically been used, being each striving for it, taking into account the the task at hand in the individual case the form constants given form largely: constant adapt and at the same time achieve that the Aufieustreutitigen ili ('igliclist were low. There are permanent magnets also became known, which with a Zeitti-altn holes are provided for screws through which the "purpose, the permanent tlla (Itieten between a screwed-on pole piece and to mechanically connect a soft iron back yoke body at the other end. Such bores naturally lead to a weakening of the permanent magnetic energy and also have the consequence that there is only a small contact area between the permanent magnet and the attached pole piece, which has a disadvantageous effect on the utilization of the magnetic energy. It is also known to provide permanent magnets in the rear part with a recess, which is filled with vain easy-to-machine metal, in order in this way to enable the permanent magnets to be attached to other parts of the permanent-magnetic system, and this method has been used in the case of high-coercive permanent magnet materials, which can only be shaped by casting and are practically impossible to process mechanically, in particular by drilling. These openings were generally smaller in diameter on the outer edge than on the inside, in order to fully ensure that the poured material adheres in the recess.

Die Erfindung befaßt sich mit :Maßnahmen, die eine Leistungssteigerung der Dauermagnete herbeiführen soll. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den Magneten, sei er nun <furch Schmieden, Gießen oder Sintern hergestellt,, von (lern dem Arbeitsluftspalt abgekehrten Ende her mit einer Ausnehmung zu versehen, die sich mit angenähert ellipsoidförmigerWandung konisch verjüngend bis in die Nähe des anderen Endes des Magneten erstreckt. Durch diese in jedem Fall ohne technische Schwierigkeiten in jedem Magnetkörper anzuordnende Aussparung werden Leistungssteigerungen erzielt, die bis ZU 20% betragen, und es ist daher möglich, in großem Umfang an dauermagnetischen Werkstoffen zu sparen, und zwar wesentlich mehr zu sparen als etwa der Ausnehmung in <lern Magnetkörper entspricht.The invention is concerned with: Measures that increase performance which is supposed to bring about permanent magnets. For this purpose it is proposed according to the invention, the magnet, whether it is produced by forging, casting or sintering, from (learn to provide the end facing away from the working air gap with a recess, which tapers conically with an approximately ellipsoidal wall up to the vicinity the other end of the magnet extends. Through this in any case without technical Difficulties in arranging a recess in each magnet body will increase performance achieved that amount to up to 20%, and it is therefore possible to use on a large scale To save permanent magnetic materials, and to save much more than corresponds approximately to the recess in the magnetic body.

Die Ausnehmung wird symmetrisch zur Achs: des Magnetkörpers angeordnet, wenn der Rückschlußkörper, mit dem der Magnet verbunden ist, ebenfalls symmetrisch ausgebildet ist. Sind indes der Dauermagnet und sein Rückschlußkörper unsymmetrisch zueinander angeordnet, beispielsweise derart, daß der Magnet an einem einseitigen Bügel sitzt, so wird eine unsymmetrisch zur Achse ausgel»ldeteAusnehmung vorgesehen. Die Ausnehmung wird derart ausgebildet,daßdiestarke ellipsoidische Krümmung an der Seite vorgesehen wird, an der der äußere Widerstand des Systems am geringsten ist. Bei einem System mit einseitigem Bügel wäre daher die stärkere ellipsoidische Krümmung dort vorzusehen, wo der Bügel sich befindet.The recess is arranged symmetrically to the axis: of the magnet body, if the yoke body to which the magnet is connected is also symmetrical is trained. However, if the permanent magnet and its yoke body are asymmetrical arranged to each other, for example such that the magnet on a one-sided If the bracket is seated, a recess released asymmetrically to the axis is provided. The recess is formed so that the strong ellipsoidal curvature at the Side is provided on which the external resistance of the system is lowest. A system with a one-sided bracket would therefore have the greater ellipsoidal curvature to be provided where the bracket is located.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele für derartige Magnete schematisch dargestellt.In the drawings are some embodiments for such Magnets shown schematically.

In AN). i ist ein Dauermagnet i dargestellt., der in einem Rückschlußkörper z liegt. Dieser Rückschlußkörper 2 umgibt den Kernmagneten i vollkommen symmetrisch. Es handelt sich um ein topfes Gebilde, in das der Kern an der Stelle der artig in der einen Bodenfläche des Topfes vorgesehenen Bohrung zur Bildung eines Ringspaltes hineinragt. Der Kern ist mit Rücksicht auf die symmetrische Anordnung des Rückschlusses z mit einer symmetrisch zur Achse angeordneten Ausnehmung 3 versehen. Die Wände sind ellipsoidisch gekrümmt, und die sich verjüngende Ausnehmung erstreckt sich bis zum entgegengesetzten Ende des :Magneten hin. Es bleibt aber eine Brücke stehen. auf der (las Polstück 4 aus Weicheisen aufgesetzt wird. Obwohl daher die Ausnehmung einen sehr großen Teil des magnetischen Körpers ausmacht, ist dennoch eine genügende Berührungsfläche zwischen dem Dauerniagnetkörper und dem Polstück .I vorhanden.In AN). i a permanent magnet i is shown, which is located in a yoke body z. This yoke body 2 surrounds the core magnet i completely symmetrically. It is a pot structure into which the core protrudes at the location of the hole provided like in the one bottom surface of the pot to form an annular gap. With regard to the symmetrical arrangement of the yoke z, the core is provided with a recess 3 arranged symmetrically to the axis. The walls are ellipsoidally curved and the tapered recess extends to the opposite end of the magnet. It remains however, are a bridge. on which the pole piece 4 made of soft iron is placed. Although the recess therefore makes up a very large part of the magnetic body, there is still a sufficient contact surface between the permanent magnet body and the pole piece .I.

In Abb.2 ist perspektivisch ein Dauermagnetsvsuin dargfstellt, bei welchem zwei Dauermagnetk<ir1)er t an einem einseitig und daher unsymmetrisch zu den :Magneten angeordneten Rückschlußbügel 5 sitzt. Die Ausnehmungen 6 der Dauermagnete i sind daher auch itn Gegensatz zu der Ausnehmung nach Abb. i unsymmetrisch zur Achse ausgebildet. Während die eine Wandung nur wenig gekrümmt ist, hat die Wandung, die in Richtung des geringsten magnetischen Widerstandes liegt, eine wesentlich st:irkere ellipsoidische Krümmung. Das Gebiet des geringeren !1'iderstandes ist gegeben durch den Riicksclilußkörper 5, während das Gebiet des höheren magnetischen NViderstandes der freie Raum ist., über den sich die ausstreuenden Kraftlinien schließen müssen. Eine vom Gesichtspunkt der Erfindung aus gesehene ähnliche Anordnung ist in Abb. 3 dargestellt, wo -°1>enfalls zwei Dauermagnete i an einem einseitigen und daher unsymmetrischenRiickschlußlriigel 5 sitzen. Es handelt sich dabei um ein System, wie es beispielsweise für Drehspulmeßwerke benutzt wird, und die Magnete haben dementsprechend gekrümmte Polschuhe Die Ausnehmung h der Magnete entspricht sinngemäß derjenigen nach Abb. 2.In Fig. 2 a permanent magnet battery is shown in perspective, at which two permanent magnets are on one side and therefore asymmetrical to the: magnets arranged yoke yoke 5 is seated. The recesses 6 of the permanent magnets i are therefore also asymmetrical in contrast to the recess according to FIG Axis formed. While one wall is only slightly curved, the wall which is in the direction of the lowest magnetic reluctance, one essential st: irkere ellipsoidal curvature. The area of lesser resistance is given by the return body 5, while the area of higher magnetic N resistance is the free space over which the scattering lines of force close have to. A similar arrangement seen from the aspect of the invention is shown in Fig. 3, where - ° 1> possibly two permanent magnets i on a one-sided and Therefore, asymmetrical return ring 5 sit. It is a system as it is used, for example, for moving-coil measuring mechanisms, and the magnets have accordingly curved pole shoes The recess h of the magnets corresponds to that according to Fig. 2.

Es ist selbstverständlich, daß die vom Erfinder festgestellte dauermagnetische Leistungssteigerung und damit die Einsparung an dauermagnetischem Werkstoff auch dann eintritt, wenn die optimale ellipsoidische Krümmung der Wandung der Ausnehmung nicht gewählt wird. So ist es beispielsweise möglich, den im Gebiet des größten magnetischen Widerstandes anteiligenTeil derAusiiehmung praktisch gerade zu machen. Auch wäre es denkbar, das innere Ende der Ausnehtnung nicht so sorgfältig abzurunden, \vie (lies aus den Zeichnungen ersichtlich ist, sondern mehr eckige Formen zu wählen. Obwohl bei derartigen Al>weichung:n keine optimale Leistungssteigerung erzielt wird, so sind diese Leistungssteigerungen immer noch so wesentlich, daß auch unter Benutzung derartiger Magnete gedrängtere Bauformen für die Gesamtsysteme möglich sind.It goes without saying that the permanent magnetic discovered by the inventor Increase in performance and thus savings in permanent magnetic material as well occurs when the optimal ellipsoidal curvature of the wall of the recess is not chosen. For example, it is possible to find the one in the area of the largest magnetic resistance proportional part of the expansion practically straight. It would also be conceivable not to round off the inner end of the recess so carefully, \ vie (read from the drawings can be seen, but to choose more angular shapes. Although with such Al> softening: n no optimal increase in performance is achieved, so these increases in performance are still so substantial that even under use Such magnets more compact designs for the overall systems are possible.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß mit einer durchgehenden Bohrung durch einen 'Magneten, die dem Durchführen einer Schraube zum Befestigen des Polstückes dient, die Wirkung gemäß der Erfindung nicht erreicht werden kann. Derartige Bohrungen haben keine elliptische Wandung, und außerdem fehlt die Cbergangsbrücke zwischen Dauermagnet und Polschub oder Polstuck. Auch mit Ausnehmungen, die dazu dienen, einen Füllkörper aus bohrbarem Metall aufzunehmen, werden Wirkungen nicht erreicht, die denjenigen vergleichbar wären, die nach der Erfindung zu erreichen sind. Diese Bohrungen lial>;n keine elliptischen Wandungen, verlaufen meist nicht im Sinne der Abb. i bis 3 konisch verjüngend. sind dagegen vielfach so ausgebildet, daß die Öffnung kleiner ist als der dahinterliegende Hohlraum.It is readily apparent that with a through hole by a 'magnet that passes through a screw to secure the pole piece serves, the effect according to the invention cannot be achieved. Such holes do not have an elliptical wall, and there is no transition bridge between Permanent magnet and pole push or pole piece. Also with recesses that serve to to accommodate a filler body made of drilled metal, effects are not achieved, which would be comparable to those that can be achieved according to the invention. These Holes lial>; n no elliptical walls, mostly do not run in the sense of the Fig. I to 3 tapering conically. are, however, often designed so that the opening is smaller than the cavity behind it.

Andererseits ist es aber selbstverständlich mögli,ch, beispielsweise den Dauermagneten nach Abb. i so am Rückschlußkörper 2 zu befestigen, daß die Ausnehmung mit eitlem magnetisch indifferenten Werkstoff ausgegossen und mit Bohrungen versehen wird, mit Hilfe derer ein Verschrauben mit dem Rückschlußkörper durch; geführt wird.On the other hand, it is of course possible, for example the permanent magnet according to Fig. i to be attached to the yoke body 2 so that the recess Poured in a vain magnetically indifferent material and provided with holes with the help of which a screwing with the return path body by; to be led.

Die Erfindung ist selbstverständlich auch nicht beschränkt auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern die Ausnehmung in den geschmiedeten, gegossenen oder gesinterten Magneten kann bei jeder Körperform angewendet werden, wobei je nach Anordnung des Rückschlußkörpers die Ausnehmung mit ellipsoidischen Wandungen entweder symmetrisch oder asymmetrisch zur Körperachse angeordnet wird.The invention is of course not limited to Embodiments shown in the drawings, but the recess in The forged, cast or sintered magnets can be used for any body shape are used, the recess depending on the arrangement of the back yoke body with ellipsoidal walls either symmetrical or asymmetrical to the body axis is arranged.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Permanent magnet. by forging, casting or sintering manufactured, characterized in that the permanent magnet of the working air gap facing away from the end with a recess that is approximately ellipsoidal Wall tapering conically to the vicinity of the other end of the permanent magnet, is provided.

2. Permanent magnet according to claim t, characterized in that the recess is arranged symmetrically to the axis of the permanent magnet.

3. Permanent magnet according to claim i, characterized in that the recess is so asymmetrical to the axis of the Permanent magnet is arranged that the stronger ellipsoidal curvature on the side the lowest external magnetic yoke resistance of the system.