DE956789C - Magnetanordnung - Google Patents

Description

• Magnetanordnung Für viele Verwendungszwecke ist es erforderlich, Magneten zu bauen, die bei sehr hoher Anzugskraft bzw. sehr hoher Haltekraft eine große Kraft pro Flächeneinheit ausüben. Der Steigerung der Anzugskraft durch Erhöhung der Feldliniendichte ist hierbei durch die Sättigungserscheinungen eine Grenze gesetzt. Um den für eine bestimmte Zug-bzw. Haltekraft erforderlichen Fluß zu erreichen, ist daher ein bestimmter Mindestquerschnitt für den Kraftflußweg, also auch eine Mindestfläche für den übergang in den Anker erforderlich. Andererseits ist es aber, um dem Anker beim Ahreißvorgang eine hohe Beschleunigung geben zu können, erwünscht, die Masse des Ankers möglichst gering zu halten. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Magnetkörper nach Art eines Topfmagneten ausgebildet ist, so daß zwischen dem Mittelpol und dem topfförmigen Außenpol ein in sich geschlossener Luftspalt liegt, und daß der den Luftspalt überbrückende Anker als in sich geschlosisener Ring entsprechend der Form des Luftspaltes - bei kreisförmiger Ausführung des Topfmagneten mit besonderem Vorteil als Kreisring - ausgebildet wird. Hierdurch wird die wirksame Länge des Ankers entsprechend der Kreislänge des Luftspaltes erheblich vergrößert. Da die Länge des Ankers in die Masse nur linear eingeht, während die Ausdehnung senkrecht hierzu quadratisch (einmal als Polfläche und einmal als Jochstärke) eingeht, kann durch eine derartige Vergrößerung der Ankerlänge bei vorgeschriebener Polfläche die Ankermasse wesentlich verringert werden. Die auf den Anker einwirkende Abreißkraft steht in einem bestimmten Verhältnis zur Haltekraft und damit bei gegebener Kraftliniendichte auch zur Polfläche. Diese Kraft bleibt also gleich, während die Masse des Ankers wesentlich kleiner geworden ist; es kann daher beim Arbeiten, insbesondere bei einem Abreißvorgang, eine erheblich größere Besch,leun:igung auf den Anker ausgeübt werden.
• Die :Magnetschenkel des Magnetkörpers können vorteilhaft gegen den Anker zu verjüngt ausgeführt «erden. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß die Induktion nur über eine kurze Eisenlänge hoch ist. Es kann also eine hohe örtliche Kraftliniendichte in der Polfläche und damit eine entsprechend hohe Haltekraft bei geringem magnetischem Gesamtwiderstand des Magnetkörpers erreicht werden. Als Erregung für den Magnetkörper kann unter Umständen mit Vorteil ein Permanentmagnet verwendet werden, insbesondere wenn mit konstanter Haltekraft und zunehmender Abreißkraft gearbeitet wird oder wenn die Haltekraft durch Veränderung des magnetischen Widerstandes des Magnetkreises beispielsweise durch Bewegung beweglicher Teile im Magnetkreis beeinflußt wird oder wenn zur Steuerung Impulse durch eine örtlich begrenzte zusätzliche Magnetisierung des 2viagnetkörp.ers gegeben werden.
• Ausführungsbeispiele für einen Haltemagneten dieser Art, der insbesondere für Auslöser geeignet ist, sind in den Fig. i bis ,4 dargestellt.
• Mit i ist in Fig. i der Jochkörper des Magneten bezeichnet, der als Rotationskörper ausgebildet ist. Als Kraftlinienquelle ist ein permanenter Magnet 2 verwendet, der einen Mittelpol des Magnetkörpers bildet, indem sich ein polschuhartiger FOTtsatz 3 an ihn anschließt. Der Polschuh 3 ist hierbei kegelförmig ausgebildet. In ähnlicher Form sind die als Pole dienenden Enden 4 des Jochkörpers kegelförmig nach innen gezogen. In ringförmigen Nuten 5 und 6 in Jochkörper und Polschuh sind Steuerl@eiter 7 eingefädelt. Der Spalt 8 zwischen den äußeren Jochteilen und dem Mittelpol ist an der Stelle 9 zwischen dem permanenten Magneten und den Steuerleitern verengt, so daß sich hier ein bevorzugter Streupfad ergibt, während er in dem den - Steuerleitern entsprechenden Bereich (Stelle io) erweitert ist, von wo er in den kreisförmigen Luftspalt i i übergeht. Dieser ist von einem kreisförmigen Anker 12 überbrückt, der seinerseits unter der Wirkung einer nicht gezeichneten Abreißkraft bei Unterschreitung einer bestimmten Kraftliniendichte abgerissen wird. Dadurch, daß die Pole kegelförmig zusammengezogen sind, erreicht man bei kleinem Gesamtwiderstand eine hohe Kraftliniendichte in dem Luftspalt und durch den Anker hindurch, so daß ein Anker kleiner Masse mit hoher Haltekraft gehalten wird. Es kann also eine große Gegenkraft angewendet werden, die beim Abreißen auch eine große Beschleunigung gewährleistet. Der Steuervorgang wird hierbei durch den Strom in dem Steuerleiter 7 bewirkt, wodurch eine örtliche Magnetisierung in dem umgebenden Teil des Eisenweges hervorgerufen wird, durch die der über den Anker fließende Fluß verringert wird, so dafl der Anker von der Gegenkraft abgerissen wird. Zur weiteren Verkleinerung der Ankermasse kann der Anker in der Mitte mit eine muldenförmigen Ausnehmung ausgeführt werden.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Polschuh 3 in der Mitte an der Stelle 13 kraterartig ausgenommen, wodurch die Kreislänge des Luftspaltes i z vergrößert werden kann. Der Anker 12 kann dann zweckmäßig ringförmig ausgeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, bei geringer Masse eine sehr große Ankerfläche zu erreichen, so daß die auf ihn wirksame Gesamthaltekraft besonders groß werden kann.
• Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn der Eisenkörper des Magneten aus Blechstreifen gebogen wird. Der Magnetkörper kann beispielsweise aus zwei dosenartig gepreßten Teilen zusammengesetzt werden, die sich zur Verbesserung der magnetischen Leitfähigkeit an der Stoßstelle deckelartig übergreifen können. Sofern hierbei die beiden Teile aus mehreren aufeinandergelegten dünnen Blechen gebildet werden, die sich an den Stoßstellen abwechselnd übergreifen, kann der magnetische Widerstand an der Stoßstelle verhältnismäßig gering gehalten werden. Um bei derartigen Ausführungen die Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften des Materials beim Preßvorgang geringzuhalten, empfiehlt es sich,.die Teile nachher auszuglühen.
• Mit besonderem Vorteil werden die Trennfugen zwischen den einzelnen Teilen möglichst so gelegt, daß sie die Richtung des Kraftlinienwegs nicht schneiden. Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Anordnung ist in Fing. 3 und .4 der Zeichnung dargestellt. Der Kraftlinienweg wird hierbei von Btechstreifen 13 gebildet, die, wie aus Fig.3 zu ersehen ist, rechteckförmig gebogen sind. Die beiden Enden 1d., 15 bilden die Polschuhe und sind hierzu leicht konvergierend nahezu parallel gebogen. Die einzelnen Bleche sind, wie aus Fig. q. zu ersehen ist, von außen nach innen keilförmig geschnitten, so daß sie als Sektoren zu einem Ring zusammengesetzt werden können. Jeder Sektor kann hierbei wieder aus mehreren dünnen aufeinanderliegen:den Blechen bestehen. Wie aus Fig. 3 rechts zu ersehen ist, ist an der der äußeren Rechteckseite entsprechenden Stelle jeder Streifen mit zwei Au-snehmungen 16 versehen, durch die die Steuerleiter 7 hindurchgefädelt sind. Für die Erzeugung des Hauptflusses ist hierbei eine Erregerspule 17 vorgesehen, die auf einem Spulenkörper 18 aufgewickelt ist, über den die einzelnen Blechstreifen von außen nach innen aufgeschoben sind. Die Polschuhe werden von den aufgebogenen Enden 14 und 15 der Bleche gebildet. Der ganze Körper ist zwischen Spannplatten i9 und 2o mit Hilfe von Spannschrauben verspannt. Die Polflächen können abgeschliffen werden, damit eine glatte Polfläche entsteht. Bei dieser Anordnung ist in dem Mittelpol ein großer Hohlraum frei, der unter Umständen zur Unterbringung anderer Bauteile ausgenutzt werden kann.
• Die Anwendung des Erfindungsgegenstandes ist nicht auf die dargestellten beschränkt.
• Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 kann beispielsweise der Blechstreifen aus mehreren parallel verlaufenden dünnen Blechen zusammengesetzt werden.

Claims (7)

1. PATENTTANSPPOGHE: i. Magnetanordnung, bei der ein Anker entgegen der Wirkung einer Abreißkraft mit hoher Haltekraft festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkörper nach Art eines Topfmagneten ausgebildet ist, so da:ß zwischen dem Mittelpol und dem topfförmigen Außenpol ein in sich geschlossener Luftspalt liegt, und daß der den Luftspalt überbrückende Anker als in sich geschlossenes Ring entsprechend der Form des Luftspaltes ausgebildet ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole des Magnetkörpers gegen den Anker zu verjüngt ausgeführt sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem Mittelpol zugeordneten Polschuh eine Ausnehmung angeordnet ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Magnetkörper eine zusätzliche Steuerwicklung angeordnet ist, durch deren Erregung der über Pole und Anker führende Fluß herabgesetzt werden kann.
5. 5. Anordnung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kraftlinienweg bildende Eisenkörper aus einem zweckmäßig mehrteiligen Blechkörper gebildet wird, wobei die inneren Enden etwa parallel aufgebogen die Polschuhe bilden.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechkörper aus zwei dosenartig gepreßten Teilen zusammengesetzt ist, die sich am äußeren Rand deckelartig übergreifen.
7. 7. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilung längs radial verlaufender Teilfugen durchgeführt ist. B. Anordnung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechkörper an der äußeren, etwa zylindrischen Begrenzungsfläche mit Ausnehrnungen für die Steuerleiter versehen ist. g. Anordnung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechkörper aus mehreren aufeinanderliiegenden dünnen Blechen besteht. io. Anordnung nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, d.aß als magnetomotorische Kraft für den Hauptfluß ein permanenter Magnet verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften.: Deutsche Patentschriften Nr. 153688, 437698, 517 083, 555 544, 593 389, 597 040, 678 793; deutsche Patentanmeldung L98635 VIIIb/2ic; USA.-Patentschrift Nr. 2:275839.