DE1088625B

DE1088625B - Magnet system with two magnet arrangements that can be moved against each other by at least one pole pitch

Info

Publication number: DE1088625B
Application number: DEN13570A
Authority: DE
Inventors: Maximilien Felix Reijnst
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1956-04-26
Filing date: 1957-04-24
Publication date: 1960-09-08

Description

Magnetsystem mit zwei um mindestens eine Polteilung gegeneinander verschiebbaren Magnetanordnungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetsystem mit zwei um mindestens eine Polteilung gegeneinander verschiebbaren Magnetanordnungen, die je eine Anzahl plattenförmiger, in Richtung der Plattendicke magnetisierter Dauermagnete aufweisen, bei denen die gleichnamigen Polflächen jedes benachbarten Dauermagnetpaares einer Magnetanordnung einander zugekehrt und zwischen diesen Polflächen dünne plattenförmige Polschuhe aus ferromagnetisch weichem Material angeordnet sind, wobei je nach Lage der Magnetanordnungen zueinander in einer dieser Lagen der magnetische Streufluß wenigstens im wesentlichen unwirksam ist.Magnet system with two at least one pole pitch against each other displaceable magnet assemblies The invention relates to a magnet system with two magnet arrangements that can be displaced against each other by at least one pole pitch, each a number of plate-shaped, magnetized in the direction of the plate thickness Have permanent magnets in which the pole faces of the same name are each adjacent Permanent magnet pair of a magnet arrangement facing each other and between these pole faces thin plate-shaped pole pieces made of ferromagnetically soft material are arranged, depending on the position of the magnet arrangements in relation to one another, the magnetic one in one of these positions Stray flux is at least substantially ineffective.

Ein solches System ist Gegenstand der Patentanmeldung N 10529 VIIIc/21 g, wobei angegeben ist, daß bei Verschiebung von einer der Magnetanordnungen um eine Polteilung das wirksame Feld wenigstens im wesentlichen unwirksam gemacht wird. In der Praxis bedeutet dies jedoch, daß das wirksame Feld in der Kurzschlußlage der Magneten z. B. noch 30°/o des ursprünglichen Wertes haben kann. Dies ist darauf zurückzuführen, daß zum Erzielen einer hohen Feldstärke an den Enden der plattenförmigen Polschuhe mit hoher Permeabilität diese Polschuhe derart bemessen werden sollen, daß sie nahezu oder ganz magnetisch gesättigt sind, so daß der Kurzschluß in der Kurzschlußlage nicht vollständig ist. Bei Verwendung des Systems z. B. als Spanplatte ist diese Tatsache beim Lösen größerer Werkstücke, die sich gut angreifen lassen, unbedenklich, da die Klebekraft auf etwa 10°/o des ursprünglichen Wertes gesunken ist. Bei kleinen, z: B. flachen Werkstücken ist die zurückbleibende Klebekraft jedoch zu groß, um sie leicht lösen zu können.Such a system is the subject of patent application N 10529 VIIIc / 21 g, where it is indicated that when one of the magnet assemblies is displaced by a pole pitch the effective field is made at least essentially ineffective. In practice, however, this means that the effective field in the short-circuit position the magnet z. B. may still have 30% of the original value. This is upon it attributed that to achieve a high field strength at the ends of the plate-shaped Pole shoes with high permeability these pole shoes should be dimensioned in such a way that that they are almost or completely magnetically saturated, so that the short circuit in the Short-circuit position is not complete. When using the system z. B. as chipboard is this fact when loosening larger workpieces that can be easily attacked, harmless, as the adhesive strength has dropped to about 10% of the original value is. In the case of small, e.g. flat workpieces, however, the remaining adhesive force is too big to be solved easily.

Gemäß der Erfindung wird dieser Mangel dadurch verringert, daß bei einem Magnetsystem eingangs erwähnter Art die Abmessungen der Dauermagnete einer Magnetanordnung senkrecht zur Trennfläche zwischen den beiden Magnetanordnungen kleiner sind als die entsprechenden Abmessungen der Dauermagnete der anderen Magnetanordnung. In der vorerwähnten Kurzschlußlage der Magnete wird der zurückbleibende Fluß auf der wirksamen Seite der Anordnung mit den kleineren Abmessungen auf diese Weise wesentlich verringert. Bei einer richtigen Bemessung kann der Fluß auf Null herabgesetzt werden, und seine Polarität kann sogar umgekehrt werden, was in der Beschreibung eines Ausführungbeispiels näher erläutert wird.According to the invention, this deficiency is reduced in that at a magnet system of the type mentioned above, the dimensions of the permanent magnets Magnet arrangement perpendicular to the interface between the two magnet arrangements are smaller than the corresponding dimensions of the permanent magnets of the other magnet arrangement. In the aforementioned short-circuit position of the magnets, the remaining flux is on the effective side of the arrangement with the smaller dimensions in this way significantly reduced. If properly dimensioned, the flux can be reduced to zero be, and its polarity can even be reversed what is in the description an embodiment is explained in more detail.

Die Dauermagnete bestehen vorzugsweise aus einem Material, das im wesentlichen nichtkubische Kristalle von Polyoxyden des Eisens und eines der Metalle Barium, Strontium, Blei und gegebenenfalls Kalzium enthält. Bei Verwendung dieses Materials beträgt die Breite der Magnetanordnung mit den kleineren Abmessungen 35 bis 48°/o der Gesamtbreite beider Anordnungen, insbesondere 40 bis 45%-, wenn das System für hohe Sättigung entworfen worden ist.The permanent magnets are preferably made of a material that is in the essential non-cubic crystals of polyoxides of iron and one of the metals Contains barium, strontium, lead and possibly calcium. When using this Materials is the width of the magnet arrangement with the smaller dimensions 35 up to 48% of the total width of both arrangements, in particular 40 to 45% - if that System designed for high saturation.

Ein solches Magnetsystem eignet sich für verschiedene Anwendungen und ist somit universell. Mögliche Anwendungen sind z. B. magnetische Filter, Hubmagnete, magnetische Spannplatten, magnetische Bremsen; ferner immer dann, wenn eine Regelung der Stärke des magnetischen Feldes. in einem weiten Bereich zwischen einem Minimalwert bis zu einem Maximalwert erwünscht ist.Such a magnet system is suitable for various applications and is therefore universal. Possible applications are e.g. B. magnetic filters, lifting magnets, magnetic chucks, magnetic brakes; furthermore whenever there is a regulation the strength of the magnetic field. in a wide range between a minimum value up to a maximum value is desired.

An Hand einiger schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine Draufsicht, eine Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht eines Magnetsystems nach der Erfindung.On the basis of some schematically illustrated exemplary embodiments the invention explained in more detail. Figs. 1, 2 and 3 show a plan view, a Side view and a front view of a magnet system according to the invention.

Das System besteht aus zwei Anordnungen 1 und 2, die je eine Anzahl plattenförmiger Dauermagnete 3 bzw. 4 mit dazwischenliegenden dünneren, plattenförmigen Polschuhen 5 bzw. 6 aus einem Material mit hoher Permeabilität, z. B. Weicheisen, enthalten. Die plattenförmigen Magnete sind in der mit N-S bezeichneten Richtung magnetisiert, und die Polaritäten der an einem Polschuh beiderseits angrenzenden Pole der Magnete sind gleich. Die Anordnung 2 liegt derart gegenüber der Anordnung 1, daß die Pole 7 und 8 der -plattenförmigen Polschuhe 5 und 6, in denen die Kraftlinien infolge der Abmessungen dieser Polschuhe stark konzentriert sind, gleiche Polarität haben, so daß ein starkes, wirksames Feld 9 erhalten wird.The system consists of two arrangements 1 and 2, each one a number plate-shaped permanent magnets 3 and 4 with thinner, plate-shaped magnets in between Pole shoes 5 and 6 made of a material with high permeability, e.g. B. soft iron, contain. The plate-shaped magnets are in the direction indicated by N-S magnetized, and the polarities the one on a pole piece on both sides adjacent poles of the magnets are the same. The arrangement 2 is opposite in this way the arrangement 1 that the poles 7 and 8 of the plate-shaped pole pieces 5 and 6, in which the lines of force are strongly concentrated due to the dimensions of these pole pieces have the same polarity, so that a strong, effective field 9 is obtained.

Die Abmessung a der Magnete der Anordnung 1 senkrecht zur Trennfläche 10 zwischen den beiden Anordnungen 1 und 2 ist kleiner als die entsprechende Abmessung b der Magnete der Anordnung 2. In der nachfolgenden Tabelle ist der Einfluß der Wahl der Abmessung d gegenüber der Abmessung b auf den Flußwert angegeben; sowohl in der dargestellten Lage in Fig. 2 als auch in dem Fall, wenn die Anordnung 2 gegenüber der Anordnung 1 um eine Polteilung 11, z. B. nach rechts, verschoben ist. Nach dieser Verschiebung befinden sich Pole ungleicher Polarität der Polschuhe 5 und 6 einander gegenüber, so daß das Magnetsystem kurzgeschlossen ist. Wirksamer Fluß a b Fluß 9 . in Maxwell in mm in mm in Maxwell in »Kurzschluß- lageK 1. 28 32,8 23500 +8800 2. 27 32,8 23300 +7780 3. 26 32,8 23400 +5550 4. 25 32,8 23200 +3480 5. 23,5 32,8 23400 -I- 590 6. 23,3 32,8 23300 -I- 50 7. 23 32,8 23400 -1050 Aus dem Beispiel 6 ergibt sich, daß die Abmessung a dermaßen kleiner ist als die Abmessung b, daß bei Verschiebung der Anordnung 2 um eine Polteilung das wirksame Feld der Anordnung 1 praktisch ausgeglichen wird.The dimension a of the magnets of the arrangement 1 perpendicular to the interface 10 between the two arrangements 1 and 2 is smaller than the corresponding dimension b of the magnets of the arrangement 2. In the table below, the influence of the choice of the dimension d compared to the dimension b on the Flow value indicated; both in the position shown in Fig. 2 and in the case when the arrangement 2 relative to the arrangement 1 by a pole pitch 11, z. B. to the right, is shifted. After this shift, there are poles of unequal polarity of the pole shoes 5 and 6 opposite one another, so that the magnet system is short-circuited. Effective flow from river 9. in Maxwell in mm in mm in Maxwell in »short-circuit locationK 1. 28 32.8 23500 +8800 2. 27 32.8 23300 +7780 3. 26 32.8 23400 +5550 4. 25 32.8 23200 +3480 5. 23.5 32.8 23400 -I- 590 6. 23.3 32.8 23300 -I- 50 7. 23 32.8 23400 -1050 Example 6 shows that the dimension a is so smaller than the dimension b that when the arrangement 2 is shifted by one pole pitch, the effective field of the arrangement 1 is practically compensated.

Aus dem Beispiel 7 folgt, daß die Abmessung a dermaßen kleiner ist, daß bei Verschiebung der Anordnung 2 um weniger als eine Polteilung das wirksame Feld der Anordnung 1 auch praktisch ausgeglichen werden kann.From example 7 it follows that the dimension a is so smaller that that when the arrangement 2 is displaced by less than one pole pitch, the effective one Field of the arrangement 1 can also be practically compensated.

Erfolgt in diesem Fall die Verschiebung über eine ganze Polteilung, so kehrt sich die Polarität des wirksamen Feldes um. Dies kann vorteilhaft sein in denjenigen Fällen, in denen die Werkstücke z. B. aus Stahl bestehen, so daß bei Ausgleich des Flusses (Beispiel 6) eine ge-,visse Remanenzmaggnetisierung der Werkstücke- beibehalten wird. Dies läßt sich wieder durch eine Gegenmagnetisierung gemäß Beispiel 7 ausgleichen.If in this case the shift takes place over a whole pole pitch, so the polarity of the effective field is reversed. This can be beneficial in those cases where the workpieces z. B. made of steel, so that at Compensation of the flow (example 6) a visse remanence magnetization of the work piece is retained. This can again be achieved by a counter magnetization according to the example 7 balance.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die Anwendung desselben Prinzips für eine magnetische Bremse. Eine Scheibe 12 aus nichtferromagnetischem Material mit einem niedrigen elektrischen Widerstand, z. B. aus Kupfer, ist drehbar um eine Welle 13 angeordnet. Auf einer Seite der Scheibe 12 sind ringförmige Anordnungen 1 und 2 vorgesehen, die abwechselnd aus. einer Anzahl plattenförmiger Dauermagnete 3 bzw. 4 und plattenförmiger Polschuhe 5 bzw. 6 bestehen. Befinden sich ungleiche Pole einander gegenüber, wie dies in Fig. 5 angegeben ist, so schneidet der minimale Kraftlinienfluß die Scheibe, und unter der Wirkung der Foucaultströme ist die Bremswirkung minimal. Nach Verschiebung in tangentialer Richtung, z. B. Verschiebung der Anordnung ' 2 um eine Polteilung, ist die Bremswirkung maximal. Auf diese Weise kann die Bremswirkung, die wegen der großen Anzahl magnetischer Pole sehr kräftig sein kann, innerhalb weiter Grenzen geregelt werden. ' Eine ähnliche Bremse in Form einer Trommelbremse ist in den Fig.6 und 7 dargestellt. Die Bremstrommel ist mit 14 bezeichnet, und die ringförmigen Anordnungen 1 und 2 umgeben einander konzentrisch auf der Innenseite der zylindrischen Trommel 14. Die Wir-Imngsweise ist ähnlich wie bei der Bremse nach den Fig. 4 und S.4 and 5 show the application of the same principle for a magnetic brake. A disk 12 of non-ferromagnetic material with a low electrical resistance, e.g. B. made of copper, is rotatable about a shaft 13 arranged. On one side of the disc 12 are annular assemblies 1 and 2 provided that take turns. a number of plate-shaped permanent magnets 3 or 4 and plate-shaped pole pieces 5 and 6 respectively. Are there unequal poles opposite one another, as indicated in FIG. 5, the minimal one intersects Lines of force flow through the disk, and the braking effect is under the action of the Foucault currents minimal. After moving in the tangential direction, e.g. B. Displacement of the arrangement '2 by one pole pitch, the braking effect is maximum. In this way, the braking effect, which can be very powerful because of the large number of magnetic poles inside further limits are regulated. 'A similar brake in the form of a drum brake is shown in FIGS. 6 and 7. The brake drum is denoted by 14, and the annular arrangements 1 and 2 surround one another concentrically on the inside of the cylindrical drum 14. The method of operation is similar to that of the brake according to FIGS. 4 and p.

Claims

PATENTA: NSPRCCHE-. -1. Magnet system with two pole spacing by at least one mutually displaceable magnet arrangements, each with a number of plate-shaped, in the direction of - the plate thickness have magnetized permanent magnets in which the pole faces of the same name of each adjacent permanent magnet pair of a magnet arrangement facing each other and between these pole faces thin plate-shaped pole pieces are arranged from ferromagnetic soft material, depending on the position of the magnet arrangements to each other in one of these positions the magnetic leakage flux at least substantially is ineffective, according to patent application N 10529 VIII c / 21 g, characterized in that dass_ the dimensions of the permanent magnets of a magnet arrangement perpendicular to the interface between the two magnet arrangements are smaller than the corresponding dimensions the permanent magnets of the other magnet arrangement.

2. Magnet system according to claim 1, characterized characterized in that the magnet dimension of the first magnet arrangement is so much smaller is that when one of the magnet arrangements is shifted by one pole pitch, the effective one Field of the first magnet arrangement is practically balanced.

3. Magnet system according to Claim 1, characterized in that the magnet dimension of the first magnet arrangement is so much smaller that when one of the magnet arrangements is shifted by less as a pole pitch, the effective field of the first magnet arrangement is practically balanced will.

4. magnet system according to claim 3, characterized in that; that at. Postponement one of the magnet arrangements over a pole pitch the effective field of the first magnet arrangement reverses its polarity.

5. Magnet system according to one of the preceding claims, in which the permanent magnets consist of a material which contains essentially non-cubic crystals of polyoxides of iron and one of the metals barium, strontium, lead and optionally calcium, characterized in that the width of the magnet arrangement with the smaller dimensions 35 to 480f o, in particular 40 to 450% a, the total width of both magnet arrangements together. Documents considered: Swiss Patent No. 292 229; British Patent No. 551329; U.S. Patent Nos. 2,187,240, 2,269,149.