DE975011C - Dauermagnetsystem fuer Wirbelstrombremsvorrichtungen - Google Patents

Description

• Dauermagnetsystem für Wirbelstrombremsvorrichtungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Dauermagnetsystem für Wirbelstrombremsvorrichtungen mit einem scheibenförmigen, elektrisch leitenden, im Luftspalt des Magnetsystems umlaufenden Körper.
• Bei derartigen Magnetsystemen besteht die Aufgabe, im Arbeitsluftspalt mit geringstem Aufwand an magnetischem Material ein irrhomogenes Magnetfeld zu erzeugen, das einen möglichst großen Wirbelstrombremseffekt hervorruft.
• Es sind bereits Magnetsysteme bekannt, bei denen versucht wurde, den herkömmlichen U-förmigen Bremsmagneten zu ersetzen. Bei diesen Systemen ist an einer Seite eines U-förmigen Bügels aus magnetisch gut leitendem Werkstoff ein stabförmiger Dauermagnet derartig befestigt, daß der Arbeitsluftspalt aus dem freien Ende des Dauermagneten und dem gegenüberliegenden Ende des Bügels gebildet ist. Der scheibenförmige Körper bewegt sich in diesem Luftspalt. Es ist in der Magnettechnik bekannt, durch Zuspitzen oder besondere Formgebung der Pole die Irrhomogenität des Magnetfeldes zu vergrößern bzw. besonders günstig zu gestalten, so daß ein hoher Ausnutzungsfaktor in bezug auf die Bremswirkung erzielt wird. Derartige Magnetformen sind jedoch in der Herstellung schwierig, so daß sie aus Gründen der Wirtschaftlichkeit in die Praxis keinen Eingang finden konnten.
• Bei einem bekannten Magnetsystem hat man versucht, die kostspielige Magnetform dadurch zu vermeiden, daß man die Magneten mit trapezförmigen Polstücken versehen hat. Aber auch dieses Magnetsystem war gegenüber der Ausführung mit ebenen Polflächen in der Herstellung umständlich und ergab keine hinreichende Inhomogenität des Magnetfeldes.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Magnetsystem für Wirbelstrombremsvorrichtungen mit einem scheibenförmigen, elektrisch leitenden, im Luftspalt umlaufenden Körper und einem oder mehreren länglichen, quer zu der Längsachse magnetisierten Dauermagneten, die mit der dem Luftspalt abgewandten Polfläche an einem magnetisch leitenden Rückschlußbügel befestigt sind, zu schaffen, das sich wirtschaftlich herstellen läßt und trotzdem gegenüber den bekannten Anordnungen eine höhere Ausnutzung des Magnetmaterials - bezogen auf die erzielte Bremswirkung -ermöglicht.
• Erfindungsgemäß wird dies durch die Verwendung walzenförmiger Dauermagneten erreicht.
• Auf dem Rückschlußbügel kann ein walzenförmiger Dauermagnet so befestigt sein, daß der Arbeitsluftspalt zwischen dem freien Pol des Dauermagneten und dem Rückschlußbügel verläuft.
• Auf den Enden des Rückschlußbügels können auch zwei oder mehr entgegengesetzt magnetisierte walzenförmige Dauermagneten befestigt sein, so daß der Arbeitsluftspalt zwischen den freien Polen der Dauermagneten verläuft.
• Durch die Verwendung der unmittelbar am Luftspalt angeordneten walzenförmigen Dauermagneten ist ein Magnetsystem geschaffen worden, bei dem trotz der besonders einfachen Herstellung der Dauermagneten durch die günstige Ausbildung des Magnetfeldes eine hohe Bremswirkung erzielt wird. Es ist zwar bereits eine Wirbelstrombremsvorrichtung bekannt, bei der ein walzenförmiger, quer zu seiner Längsachse magnetisierter Dauermagnet angewandt wird. Bei dieser Anordnung ist der walzenförmige Dauermagnet drehbar gelagert, um durch Verdrehen den magnetischen Fluß im Luftspalt regeln zu können. Der Luftspalt wird jedoch nicht von dem Dauermagneten selbst gebildet, sondern der magnetische Fluß wird über Flußleitstücke zu dem scheibenförmigen Körper geleitet, der sich in dem durch die Pole der Flußleitstücke gebildeten Arbeitsluftspalt bewegt. Ein Einfluß des Dauermagneten auf die Ausbildung des Magnetfeldes infolge seiner walzenförmigen Gestalt ist bei dieser bekannten Anordnung nicht möglich, da der Dauermagnet nur deshalb walzenförmig ausgebildet ist, damit durch Verdrehen die Stärke des Magnetflusses geregelt werden kann.
• Walzenförmige Dauermagneten sind bekanntlich einfach herzustellen, sei es durch Gießen, Sintern oder Pressen. Auch in physikalischer Hinsicht ergibt sich durch die Walzenform ein besonders günstiger Ausnutzungsfaktor des Magnetmaterials, weil die Bremswirkung infolge der vorteilhaften Feldverteilung im Arbeitsluftspalt erheblich gesteigert wird.
• Vorteilhaft können die walzenförmigen Magnete in an sich bekannter Weise um ihre Längsachse drehbar gelagert sein, so daß sie durch ein Triebwerk verdreht werden können. Durch diese Verdrehung kann die Bremswirkung in weiten Grenzen geregelt werden: Weiterhin können durch diese Verdrehungsmöglichkeit die Kraftlinien aus dem Arbeitsluftspalt ganz oder teilweise umgelenkt werden, wobei sie sich unmittelbar von Pol zu Pol schließen können, ohne den Leiter zu durchsetzen. Die Verstellung der Magneten erfolgt vorteilhaft aus der Parallellage der Magnetisierungsachsen heraus im Sinne einer gegenseitigen Annäherung der dem Luftspalt zugewandten ungleichnamigen Pole. Bei richtiger Dimensionierung ist es möglich, diese Umlenkung der Kraftlinien vorzunehmen, ohne daß eine wesentliche Verschiebung des Arbeitspunktes der Magnete erfolgt.
• Bei der Verwendung derartiger Magnetsysteme in Präzisionsmeßgeräten, wie beispielsweise Elektrizitätszählern, muß vielfach eine Kompensation der Temperaturabhängigkeit einiger die Meßgröße beeinflussender Materialien erfolgen. Dies geschieht in an sich bekannter Weise durch Anbringen eines magnetischen Nebenschlusses -aus einem ferromagnetischen Werkstoff mit niedrigem Curie-Punkt. Dieser Nebenschluß wird vorteilhaft in an sich bekannter Weise an der Stirnfläche der Walzen in Form eines ringförmigen Körpers. vorgesehen, wobei dieser gegebenenfalls auch als Kantenschutz dienen kann. Derartige Nebenschlüsse können aber auch in der Mitte des Walzenkörpers angeordnet! sein.
• In der Zeicbnüng sind Ausführungsbeispiele von Magnetsystemen gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die Vorderansicht eines walzenförmigen Magneten mit Rückschlußbügel, Abb. 2 die Seitenansicht des Magneten nach Abb. i, Abb. 3 die Vorderansicht von zwei Magneten mit Rückschlußbügel, Abb. q. die Seitenansicht der Magnetanordnung nach Abb. 3, Abb. 5 die Ansicht auf eine Magnetanordnung mit zwei Paar walzenförmigen-Yägneten mit Rückschlußbügel, ` Abb. 6 eine Seitenansicht der Anordnung nach der Abb. 5, Abb. 7 eine Anordnung nach Abb. 5 mit einer Einrichtung zum Verstellen mittels Schnecken und Schneckenrädern, und zwar in der Stellung maximaler Bremswirkung, Abb. ß die gleiche Anordnung wie Abb. 7, jedoch in einer Stellung mit verminderter Bremswirkung, Abb.9 eine Seitenansicht der Anordnung nach Abb. 7 bzw. 8, Abb. io und ii die perspektivische Ansicht eines Walzenmagneten mit Temperaturkompensationsringen verschiedener Ausführung.
• Das Magnetsystem nach Abb. i und 2-besteht aus dem Walzenmagneten i, der senkrecht zur Achse magnetisiert ist, und dem Rückschlußbügel2. Zwischen beiden ist der Arbeitsluftspalt 3 gebildet, durch den sich der nicht besonders dargestellte elektrische Leiter bewegt. Bei der Anordnung nach Abb. 3 und q. sind die beiden Walzenmagneten i und q. in dem Rückschlußbügel2 befestigt... Von diesen beiden Magneten wird der Arbeitsluftspalt 3 gebildet. Die Anordnung gemäß Abb. 5 und 6 besteht aus den beiden Magnetpaaren i, 4. u4.d i a, q. a, die in dem Rückschlußbügel 2 angeordnet sind. . Bei dieser Magnet, anordnung, sowie auch--bei den Anordnungen nach Abb. i bis q., ist der Kraftlinienverlauf durch gestrichelte Linien und Pfeile angedeutet. Bei der Ausführungsform nach den Abb.7 bis 9 sind die Magneten i einerseits in den Verbindungssteg der beiden Rückschlußbügel2 und andererseits in einem aus nicht ferromagnetischem Werkstoff bestehenden Lagerschild 8 drehbar gelagert. Ihre gegenseitige Verstellung erfolgt mittels der Spindel 15, auf welcher zwei gegenläufige Schnecken angebracht sind. Diese Schnecken stehen unmittelbar mit den an den Magnetwalzen befestigten Schneckenrädern 6, 7 im Eingriff. Die Verstellung erfolgt durch Drehen des auf der Schneckenspindel 15 befestigten Knopfes 5. An den Stirnflächen der Walzen i (vgl. Abb. =o und =i) sind Ringe 9 aus ferromagnetischem Material mit niedrigem Curie-Punkt angebracht. Diese Ringe dienen gleichzeitig als Kantenschutz.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Dauermagnetsystem für Wirbelstrombremsvorrichtungen mit einem scheibenförmigen, elektrisch leitenden, im Luftspalt des Magnetsystems umlaufenden Körper und einem oder mehreren länglichen, quer zu der Längsachse magnetisierten Dauermagneten, die mit der dem Luftspalt abgewandten Polfläche an einem magnetisch leitenden Rückschlußbügel befestigt sind, gekennzeichnet durch die Verwendung walzenförmiger Dauermagnete.
2. 2. Dauermagnetsystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rückschlußbügel ein walzenförmiger Dauermagnet so befestigt ist, daß der Arbeitsluftspalt zwischen dem freien Pol des Dauermagneten und dem Rückschlußbügel verläuft.
3. 3. Dauermagnetsystem zach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Enden des Rückschlußbügels (2) zwei oder mehr entgegengesetzt magnetisierte walzenförmige Dauermagneten (4, 4a) befestigt sind, so daß der Arbeitsluftspalt (3) zwischen den freien Polen der Dauermagneten verläuft.
4. 4. Dauermagnetsystem nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die walzenförmigen Dauermagneten in an sich bekannter Weise um die Längsachse drehbar gelagert sind und durch ein Triebwerk gedreht werden können.
5. 5. Dauermagnetsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Parallelanordnung mehrerer Magneten das Triebwerk so ausgebildet ist, daß die Verdrehung der Magneten im Sinne einer Annäherung der dem Luftspalt zugekehrten ungleichnamigen Pole erfolgt.
6. 6. Dauermagnetsystem nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die walzenförmigen Magneten an der Stirnfläche in an sich bekannter Weise mit einem ringförmigen Körper aus einem zur Temperaturkompensation geeigneten Werkstoff versehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 656 966, 676 454; schweizerische Patentschrift Nr. 212 041; französische Patentschrift Nr. 9o8 132; USA.-Patentschrift Nr. 1920 764; Pohl, »Elektrizitätslehre«, 1943, S. 9o; Keinath, »Die Technik elektrischer Meßgeräte«, Bd. i, i928, S. i54 und i55; Kässler, »Wirtschaftlich zweckmäßigste Auslegung von Drehspulsystemen mit Außenmagnet und Kernmagnet«, 1954, S. 42 bis 46; »Stahl und Eisen«, 1942, S. 985; »Luftfahrtforschung«, Bd. 16, 1939, S. 391 bis 40i.