-
Selbsttätige Kurzschlußvorrichtung bei permanenten Magneten Die Erfindung
betrifft magnetische Kreisse mit permanenten Magneten und im Betriebe veränderlichen
- magnetischen Widerständen, wie sie z. B. in Spannfuttern, Generatoren und Motoren
usw. vorkommen.
-
Bei permanenten Magneten, die in einem magnetischen Kreis mit veränderlichem
magnetischem Widerstand ,eingebaut sind, wird der nutzbare magnetische Fluß durch
die scheinbare Remanenz bestimmt. Diese ist, wenn der magnetische Kreis im geschlossenen
Zustand magnetisiert worden ist, gleich der -Ordinate des Schnittpunktes der Scherungslinie
mit der Entmagnetisierungskurve. Bei einer Vergrößerung des magnetischen Widerstandes,
etwa dadurch, daß ein Luftspalt vergrößert oder durch einen elektrischen Strom eine
entgegengesetzte Magnetisierung erzeugt wird, wird die Neigung der Scherungslinie
flacher und die scheinbare Remanenz kleiner. Wird nun der magnetische Widerstand
wieder kleiner, so steigt die scheinbare Remanenz an. Sie ist jetzt aber durch den
Schnittpunkt der jeweiligen Scherungslinie mit der inneren Magnetisierungslinie
bestimmt und um so kleiner, je größer die vorhergehende Entmagnetisierung war.
-
Fig. r ist eine graphische Darstellung dieser Verhältnisse. Bei geschlossenem
magnetischem Kreis ist C der Schnittpunkt der Scherungslinie OC mit der Entmagnetisierungskurve
AB und CD die dazugehörige scheinbare Remanenz. Bei größerem Entmagnetisierungsfaktor
verläuft die Scherungslinie flacher (OE), und bei der Rückkehr in den ersten Zustand
ist die scheinbare Remanenz nun durch den Schnittpunkt F der inneren Magnetisierungslinie
EF mit der Scherungslinie OC gegeben. Ihr Betrag FG ist bedeutend kleiner als vorher
CD. -Um bei magnetischen Kreisen einen möglichst hohen Fluß zu erzielen, muß deshalb
eine Entmagnetisierung vermieden werden. Bekannt ist, zu diesem Zweck den magnetischen.
Widerstand, also etwa einen Luftspalt,
durch .ein ihm parallel liegendes
Kurzschlußstück mehr oder weniger kurzzuschließen, ehe der magnetische Widerstand
im Arbeitskreis erhöht wird. Bei den bekannten Anordnungen dieser Art wird das Kurzschließen
vor oder während der Vergrößerung des magnetischen Widerstandes im Arbeitskreise
bewirbt, und zwar durch eine mechanische Kupplung der Kurzschlußvorrichtung mit
dem Betätigungsgriff für den magnetischen Widerstand. Eine solche Anordnung ist
z. B. bei permanentmagnetischen Spannfuttern verwirklicht worden, bei denen .erst
der Magnet kurzgeschlossen und dann das aufliegende Werkstück-abgehoben werden kann.
-
Diesen bekannten Anordnungen haften zwei Nachteile an: i. ist die
Betätigung der Kurzschlußvorrichtung mit dem Arbeitsvorgang mechanisch zu kuppeln,
was eine umständliche Bauweise und erschwerte Bedienung verursacht, 2. kann es vorkommen,
daß die Kurzschlußvorrichtung doch geöffnet wird, ohne daß gleichzeitig der- magnetische
Widerstand im Arbeitskreis verkleinert wird, so daß doch eine Entmagnetisierung
des Magneten stattfindet.
-
Letzteres ist z. B. bei Spannfuttern der Fall, wenn die Kurzschlußvorrichtung
geöffnet wird, ohne daß ein Werkstück aufliegt, oder wenn das Werkstück abgehoben
wird, ohne daß die Kurzschlußvorrichtung geschlossen wird.
-
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch .eine neuartige selbsttätige
Kurzschlußvorrichtung, welche gekennzeichnet ist durch einen federnd gelagerten
Anker, der in einem Parallelzweig des magnetischen Kraftflusses einen Luftspalt
bei großem magnetischem Widerstand im Arbeitszweig mehr, bei kleinem magnetischem
Widerstand im Arbeitszweig weniger überbrückt.
-
Die Erfindung ist in Fig. 2 veranschaulicht. i ist ein permanenter
Magnet, 2 seine Eisenarmatur, 3 der Arbeitsluftspalt und 4 der Kurzschlußluftspalt.
Dieser letztere wird durch ein Kurzschlußstück 5 aus Eisen überbrückt, an welchem
die Feder 6 angreift. Da der Arbeitsluftspalt 3 groß ist, nimmt der gestrichelt
eingezeichnete Magnetfluß den Weg durch das Kurzschlußstück 5, indem er auf dieses
eine größere Kraft als die Feder 6 ausübt, so daß es zum Anliegen kommt und den
Luftspalt 4 ganz überbrückt.
-
In Fig. 3 ist, die erfindungsgemäße Anordnung bei kleinem Arbeitsluftspalt
gezeigt. Der Magnetfluß nimmt seinen Weg durch den Arbeitsluftspalt 3, und das Kurzschlußstück
5 überbrückt nicht mehr den Luftspalt 4, weil die Anziehungskraft der Kurzschlußpole
nicht ausreicht, um die Federkraft 6 zu überwinden. Bei richtig bemessener Federkraft
stellt sich der Kurzschlußanker selbsttätig jeweils so ein, daß die Summe der beiden
Zweigflüsse konstant bleibt, so daß also der permanente Magnet nicht über ein gewisses
Maß hinaus .entmagnetisiert werden kann, insbesondere nicht so weit, wie er es ohne
die Kurzschlußvorrichtung beim Abreißen des Ankers ; würde.
-
Selbstverständlich ist die in Fig. 2 und 3 gezeigte Anordnung nur
ein Schema zur Erklärung der Wirkungsweise der Erfindung. Die Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Anordnung kann ganz dem jeweiligen Gerät angepaßt werden, in welchem
sie eine zu starke Entmagnetisierung des permanenten Magneten verhüten soll.
-
Anwendungsgebiet für die Erfindung ist der gesamte Bereich permanentmagnetischer
Geräte mit veränderlichem magnetischem Widerstand. Als Beispiel seien permanentmagnetische
Spannfutter genannt, bei denen beim Abreißen des Werkstückes .eine solche Kurzschlußvorrichtung
selbsttätig den Magneten kurzschließt, ferner permanentmagnetische Generatoren,
bei denen die Kurzschlußvorrichtung durch die Gegenamperewindungen, die bei einer
elektrischen Überlastung der Maschine - entstehen, in Tätigkeit gesetzt wird.
-
Eine erfindungsgemäße Ausführung einer solchen Maschine zeigt Fig.
4. In einem mit einer Wicklung g versehenen Stator g dreht sich ein zweipoliger
Anker Io, der mit Polschuhen i i ausgerüstet ist. Im Abstand vom Anker sind auf
seiner Achse 12 zwei federnde Kurzschlußstücke 13 angebracht, die bei Stillstand
und normalem Betrieb der Maschine nicht an den Polschuhen anliegen, aber frei einem
elektrischen Kurzschluß der Maschine durch den aus den Polschuhen nun austretenden
Kraftfluß angezogen werden und sich zu den Polschuhen hin durchbiegen, so den Luftspalt
i ¢ verkleinernd. Über eine gewisse Be-Jastung hinaus, die durch, die Federkraft
gegeben ist, kann eine solche Maschine nicht beansprucht werden; bei einem elektrischen
Kurzschluß tritt keine Entmagnetisierung des permanenten Magneten ein.
-
Bei dieser letzteren Ausführung des Erfindungsgedankens sind das Kurzschlußstück
und die Feder zu einem Bauelement, einem in sich federnden Kurzschlußstück, vereinigt.