DE1296285B - Dauermagnetanordnung mit Temperaturkompensation - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Dauermagnetanordnung mit Temperaturkompensation, bei welcher in einem magnetischen Kreis Teile aus dauermagnetischem Material angeordnet sind, vor deren Stirnflächen Polschuhe sitzen, zwischen denen ein Arbeitsluftspalt gebildet wird, und bei welcher temperaturbedingte Änderungen der Eigenschaften des dauermagnetischen Materials durch entsprechende Änderungen der Luftspaltlänge ausgeglichen werden. Da die Dauermagnetwerkstoffe einen negativen Temperaturkoeffizienten ihrer magnetischen Eigenschaften haben, muß zur Konstanthaltung der magnetischen Feldstärke im Arbeitsluftspalt die Länge desselben mit steigender Temperatur verringert werden.
• Bei einer bekannten Anordnung dieser Art (deutsehe Auslegeschrift 1036 415) ist ein H-förmiges Joch vorgesehen, dessen Quersteg an einer Stelle geschwächt ist, so daß die beiden Schenkel des H-förmigen Jochs gegeneinander verschwenkbar sind. Diese Verschwenkung wird durch einen zwischen den kurzen Teilen der Schenkel befestigten Ausdehnungskörper bewirkt. Bei Temperaturerhöhungen gehen die langen Teile der Schenkel zusammen, bei Temperaturerniedrigungen gehen sie auseinander. An den langen Teilen der beiden Schenkel sitzen die beiden eigentlichen Magnetkörper, die zwischen sich den Luftspalt bilden. Eine solche Anordnung ist nur für relativ schwache Felder mit relativ kleinen Magnetkörpern brauchbar, weil sie sonst zu sperrig wird. Sie kann auch nur in solchen Fällen benutzt werden, in denen an die Homogenität des erzeugten Feldes keine allzu großen Anforderungen gestellt werden. Die bei einer Temperaturänderung auftretende Änderung der Luftspaltbreite erfolgt nämlich bei der bekannten Anordnung nicht über den ganzen Luftspalt gleichmäßig, sondern die Polflächen, d. h. die den Luftspalt begrenzenden Stirnflächen der Magnetkörper, werden dabei gegeneinander verschwenkt. Für höchste Anforderungen an die Homogenität des erzeugten Feldes ist es aber gerade wesentlich, daß die Polflächen plan und mit hoher Genauigkeit parallel sind. Polschuhe, die ebenfalls die Homogenität des erzeugten Feldes fördern würden, sind bei der vorbekannten Anordnung nicht vorhanden und würden die vorstehend geschilderten Mängel auch nicht beseitigen. Für die Erzeugung sehr starker und extrem homogener Magnetfelder, wie man sie beispielsweise für Kernresonanzmessungen benötigt, wäre die vorbekannte Anordnung daher nicht brauchbar.
• Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Dauermagnetanordnung mit Temperaturkompensation zu schaffen, die für die Erzeugung sehr starker und/oder extrem homogener Magnetfelder geeignet ist.
• Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Polschuhe zur Temperaturkompensation durch Ausdehnungskörper von den dauermagnetischen Teilen getrennt in geringem Abstand vor deren Stirnflächen gehalten werden.
• Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung werdenbei Temperaturänderungen nicht die Dauermagnete, sondern nur die Polschuhe bewegt. Daher kann die Anordnung kompakt und mit relativ großen Dauermagnetkörpern ausgebildet werden. Auch bleibt die für die Feldhomogenität wichtige Parallelität der Polflächen gewahrt. Die erfindungsgemäße Anordnung ist also, im Gegensatz zu der vorbekannten, zur Erzeugung starker und sehr homogener Magnetfelder geeignet. Die Erfindung kann in der Weise verwirklicht werden, daß zwei zylindrische, dauermagnetische Teile gleichachsig angeordnet und von einem Gehäuse umschlossen sind, das den magnetischen Rückschluß bildet, und daß zwischen diesen Teilen die Polschuhe durch als Ausdehnungskörper dienende Rotationshohlkörper gehalten werden, die sich in axialer Richtung nach außen hin erweitern und über die Enden der dauermagnetischen Teile greifen und die an ihren äußeren Enden am Gehäuse befestigt sind und an ihren inneren Enden die Polschuhe tragen. Zur Justierung der Polschuhe kann jeder Rotationshohlkörper durch eine Dreipunktauflage auf drei von Schrauben verstellbaren Keilen gehalten werden. Außerdem können die Polschuhe an den Rotationshohlkörpern mittels radial sich erstreckender Schrauben radial verstellbar befestigt sein.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, welche einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Dauermagnetanordnung darstellt.
• Die dargestellte Anordnung weist ein Paar von Dauermagneten 1 auf, die in einem aus zwei Hälften 2 gebildeten und durch Flansche 3 zusammengehaltenen Gehäuse montiert sind. Dieses Gehäuse besteht aus einem magnetischen Material, so daß es einen Teil des magnetischen Kreises der beiden Magnete bildet. Jeder Magnet 1 besitzt einen Polschuh 4, und diese bilden zwischen sich den Arbeitsluftspalt der Anordnung.
• Jeder Polschuh 4 wird in einem geringen Abstand von der Stirnfläche des zugeordneten Magneten 1 mittels eines Tragkörpers 7 gehalten, der als Rotationshohlkörper mit einem engen und einem weiten Ende ausgebildet ist. Das enge Ende des Teils 7 trägt den Polschuh 4, während das weite Ende an dem Gehäuse 2 befestigt ist.
• Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 2 aus Gußeisen hergestellt, die Polschuhe 4 sind aus einer Kobalt-Eisen-Legierung mit 50 % Kobalt hergestellt, und die Tragkörper 7 bestehen aus Aluminium. Da der thermische Ausdehnungskoeffizient der Aluminiumkörper 7 größer als der von Gußeisen ist, wird eine Verringerung der Länge des Arbeitsluftspalts bei steigender Temperatur bewirkt. Die beiden Magnete 1 sind aus einer Kobalt-Nickel-Aluminium-Kupfer-Legierung hergestellt, welche ebenfalls einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Gußeisen des Gehäuses 2 besitzt. Daher suchen sich auch die zwischen den Magneten und den Polschuhen vorhandenen Luftspalte mit steigender Temperatur zu verkleinern, wodurch die erforderliche Kompensation unterstützt wird.
• Damit die Polschuhe 4 genau zueinander ausgerichtet werden können und somit eine richtige Parallelität und Konzentrizität des Luftspalts zwischen den Polschuhen 4 sowie der Luftspalte zwischen jedem Polschuh und seinem Magneten 1 gewährleistet ist, ist jeder der beiden Rotationshohlkörper 7 einstellbar montiert, und zwar mit Hilfe von drei Schrauben 11, die um jeweils 120° gegeneinander versetzt auf dem Umfang des Gehäuses angeordnet sind, so daß man eine Dreipunktauflage erhält. Jede Schraube hat ein sich verjüngendes Ende 12, welches als Keil wirkt und das Rohr 7 auf das andere Rohr hin drückt, wenn die Schraube hineingedreht wird. Wenn alle drei Schrauben um denselben Betrag verstellt werden, erhält man eine axiale Einstellung des Tragkörpers 7, während die Verstellung einer einzelnen Schraube zu einer Kippbewegung des Polschuhs 4 führt. Um eine Verstellung in Querrichtung zu ermöglichen, sind an den Polschuhen 4 je drei weitere ebenfalls um jeweils 120° gegeneinander versetzte Schrauben 13 vorgesehen, die miteinander verstellt werden müssen, um kleinere radiale Verstellungen des Polschuhs 4 zu bewirken.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Dauermagnetanordnung mit Temperaturkompensation, bei welcher in einem magnetischen Kreis Teile aus dauermagnetischem Material angeordnet sind, vor deren Stirnflächen Polschuhe sitzen, zwischen denen ein Arbeitsluftspalt gebildet wird und bei welcher temperaturbedingte Änderungen der Eigenschaften des dauermagnetischen Materials durch entsprechende Änderungen der Luftspaltlänge ausgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (4) zur Temperaturkompensation durch Ausdehnungskörper (7) von den dauermagnetischen Teilen (1) getrennt in geringem Abstand vor deren Stirnflächen gehalten werden.
2. 2. Dauermagnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zylindrische dauermagnetische Teile (1) gleichachsig angeordnet und von einem Gehäuse (2) umschlossen sind, das den magnetischen Rückschluß bildet, und daß zwischen diesen Teilen die Polschuhe (4) durch als Ausdehnungskörper dienende Rotationshohlkörper (7) gehalten werden, die sich in axialer Richtung nach außen hin erweitern und über die Enden der dauermagnetischen Teile (1) greifen und die an ihren äußeren Enden am Gehäuse (2) befestigt sind und an ihren inneren Enden die Polschuhe (4) tragen.
3. 3. Dauermagnetanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rotationshohlkörper (7) durch eine Dreipunktauflage auf drei von Schrauben (11) verstellbaren Keilen (12) gehalten wird.
4. 4. Dauermagnetanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (4) an den Rotationskörpern (7) mittels radial sich erstreckender Schrauben (13) radial verstellbar befestigt sind.