| FR2310019A1 | 1976-11-26 | |||
| US4456898A | 1984-06-26 |
S.BOLL: "Weichmagnetische Werkstoffe", VACUUMSCHMELZE GMBH, HANAU DE, XP002036161
| 1. | Bündeln der magn.Kraftlinienfelder von Dauermagneten d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t da der Streufaktor null beträgt und ihr Nutzungsfaktor um das 2 3 fache erhöht wird (Fig.3), sowie Ausrichten des magn.Flusses entsprechend seiner technologischen Be anspruchung (Fig.4,5,6). |
| 2. | Kennzeichnender Teil:. |
| 3. | Bündeln der magn.Kraftlinienfelder von Dauermagneten und Ausrichten des magn.Flusses, d a d u r c h g e kennzeichnet,da eine amorphe Metallegierung, deren magn.Leitfähigkeit (Permeabilität) 30.ooo mal grö er ist als die der Luft, an den Magneten oder dessen nächsten Umgebung angebracht wird und infolgedessen die magn.Kraftlinien auf ihrem Verlauf vom Nord zum Südpol den für sie bequemsten Weg des geringsten Widerstandes durch die Metallegierung nehmen (Fig.3,4,5,6). |
| 4. | Bündeln der magn.Kraftlinienfelder von Dauermagnten und Ausrichten des magn.Flusses, d a d u r c h g e k e n n z ei c h ne t, da die amorphe Metallegierung nur eine Stärke von 0,0175 mm hat, sich biegen und wickeln lä t, keinen Raum beansprucht und kein nennenswertes Gewicht hat. |
| 5. | Bündeln der magn.Kraftlinienfelder von Dauermagneten und Ausrichten des magn.Flusses, d a d u r c h g e kennzeichnet, da infolge des Bündelns der magn.Kraftlinienfelder die magn. Flu dichte so erhöht wird, da z.B. in der Elektro und Schwachstromtechnik auf das bisher verwendete Eisen bzw. die Eisenbleche in Induktionsspulen, Trafos usw. weit gehendst verzichtet werden kann (Fig.3), und hierdurch keine Eisen,Wärme und Wirbelstromverluste auftreten. |
| 6. | Bündeln der magn.Kraftlinienfelder von Dauermagneten und Ausrichten des magn.Flusses, d a d u r c h g e kennzeichnet'da mit den gebündelten magn.Kraftlinienfeldern und der da durch bedingten Erhöhung von Nutzungsfaktor bzw.Flu dichte, sowie Ausrichten des magn.Flusses die Voraussetzungen ge geben sind für die Umwandlung von Magnetfeldenergie in eine andere Energieform, z.B.in mechanische Energie,indem die absto enden Magnetkräfte der NPole antriebstechnisch genutzt werden, während die der Südpole nicht wirksam werden (Fig.4). |
| 7. | Bündeln der magn.Kraftlinienfelder von Dauermagneten und Ausrichten des magn.Flusses, d a d u r c h g e kennzeichnet, da je nach der technologischen Beanspruchung der Magnetkräfte ein verschiedenartiges Ausrichten des magn.Flusses ge geben ist, je nach Anbringung der amorphen Metallegierung zwecks Umlenkung der vom Nord zum Südpol verlaufenden magn.Kraftlinienfelder (Fig. 3,4,5,6). |
Auf diesem Verlauf kehrt allerdings ein Teil der magn.Kraft- linien nicht zum Südpol zurück, was im Streu- oder Verlust- faktor ausgedrückt wird, der bis zu 30 Prozent betragen kann (Fig.2).
Ferner wird aus der Tatsache, da die Magnetkräfte der un- gleichnamigen Magnetpole N - S anziehend und die der gleich- namigen Pole N - N oder S - S in entgegengesetzter Richtung, also absto end wirken abgeleitet, da Dauermagnete keinen verwertbaren Energieüberschu für eine Umwandlung in eine andere Energieform, z.B.mechanische Energie, liefern.
Erfindung und ihre Anwendung: Von physikalischer Bedeutung für die Erfindung ist der mag- netische Flu durch die Werkstoffe in Abhängigkeit von deren magn.Leitfähigkeit, die mit Permeabilität bezeichnet wird, welche bei Luft gleich 1 ist. Die Permeabilitätszahl gibt also an wieviel mal die magn.Leitfähigkeit eines Werkstoffs gro er oder kleiner ist als die der Luft. Sie beträgt z.B.
für Eisen St 37 in ungeglühtem Zustand ca 2.ooo und im ge- glühten Zustand ca.3.ooo Die nachfolgend beschriebene Erfindung beruht auf der Kombi- nation von Dauermagneten und einer amorphen, folienartigen Metallegierung, deren Permeabilität 30.ooo beträgt, d.h.ihre magn.Leitfähigkeit ist 30.ooo mal grö er als die der Luft.
Ferner ist sie amorph und kann, trotz ihrer geringen Stärke von nur o,o175 mm, im Gegensatz zu Eisen, nicht aufmagneti- sieren, d.h. sie bleibt unbegrenzt diamagnetisch.
Durch die Anbringung dieser amorphen Metallegierung an Dauer- magnete,oder in deren nächsten Umgebung, wählen die magne- tischen Kraftlinien, bei ihrem Verlauf vom Nord- zum Südpol den für sie bequemsten Weg durch die amorphe Metallegierung.
Wird sie z.B.am Südpol angebracht, dann verlaufen die magn.
Kraftlinien vom Nordpol, eng gebündelt, zur Metallegierung am Südpol, um hier in den Magnetwerkstoff wieder einzutreten ohne au erhalb des Pols (in der umgebenden Luft) das sonst übliche Magnetfeld aufzubauen (Fig.3) Nach ihrem Wiederaustritt am Nordpol bleiben sie eng gebün- delt (Streufaktor = Null), soda ihr Nutzungsfaktor um das 2 - 3 fache erhöht wird (Fig.3) Anwendungstechnisch bedeutet dies, da z.B.bei der magn.- elektrischen Induktion, infolge der erhöhten Flu dichte, auf die üblichen Eisenkerne bzw.Eisenbleche in den Spulenwick- lungen verzichtet werden kann. Demzufolge entstehen auch keine Eisen-, Wärme- und Wirbelstromverluste, die bei kon- ventionellen elektr.Maschinen durch Antriebsleistung kompen- siert werden müssen und zu einer Verschlechterung des Wir- kungsgrades führen.
Auch bei der Umwandlung von Magnetfeldenergie in mech.Energie (was mit natürlich verlaufenden Kraftlinienfeldern nicht mög- lich ist) sind die magn.Kraftlinienfelder, wie bereits be- schrieben, eng gebündelt und ihr Nutzungsfaktor beträgt ebenso das 2 - 3 fache. Da sie nicht streuen (Streufaktor = Null) können die Magnete auf engstem Raum bzw.in geringen Abständen angeordnet werden ohne gegenseitige, unerwünschte Beeinflussung ihrer Magnetfelder. In diesem Falle ist die amorphe Metallegierung ungefähr bis zur Hälfte des Südpols angebracht und seitlich zum Nordpol hochgezogen. Indem die vom Nordpol ausgehenden Kraftlinien den Weg des geringsten Widerstandes durch die Metallegierung suchen wird der magn.
Flu vom Nordpol einseitig und in einem bestimmten Winkel umgelenkt, während die entgegengesetzt anziehenden magn.
Kraftlinien am Südpol nicht wirksam werden. Hierdurch können die im Winkel absto enden Magnetkräfte am Nordpol antriebs- technisch genutzt werden (Fig.4).
Das erfindungsgemä e Bündeln der magn.Kraftlinienfelder und Ausrichten des magn.Flusses bietet,je nach Anbringung der amorphen Metallegierung, weitere technologische Möglich- keiten für die Nutzung der von Dauermagneten bereitgestell- ten Magnetfeldenergie auf vielen Gebieten in der Elektro- und Schwachstromtechnik, in der Mechanik, im Maschinenbau usw.
So zeigt z.B.Fig 5 zwei nebeneinander liegende Dauermagnete, bei denen die amorphe Metallegierung so angebracht ist, da die magn.Kraftlinien nicht wie üblich vom N-Pol des einen zum S-Pol des anderen Magneten verlaufen, sondern den ent- gegengesetzten Weg durch den eigenen Werkstoff bevorzugen.
Lt.Fig.6 ist die amorphe Metallegierung ellipsenförmig am Südpol eines Blockmagneten angebracht. In diesem Falle wer- den die am N-Pol austretenden magn.Kraftlinien eng gebündelt und durch die allseitige Umlenkung ellipsenförmig gerichtet.
Die Erfindung gewinnt an Bedeutung durch die neu entwickelten NdFeB-Hochenergie-Dauermagnete, die sich auszeichnen durch ihre hohe Remanenz B = 1,2 Tesla (12.ooo Gau ) und die, in- folge ihrer hohen Koerzitivfeldstärke H = 1.200 kA/m nicht entmagnetIsieren-, sofern ihre Dimensionierung anhand des errechneten Arbeitspunktes erfolgt.Da sie nicht die Stab-, sondern die Scheibenform haben und diametral magne- tisiert sind, ergeben sich gro e Polflächen (Fig.1), die sich besonders gut eignen für das Bündeln der magnetischen Kraftlinienfelder und Ausrichten des magn.Flusses (Fig. 3, 4, 5 und 6)