DE2450784A1

DE2450784A1 - ELECTROMAGNETIC DEVICE

Info

Publication number: DE2450784A1
Application number: DE19742450784
Authority: DE
Inventors: Kenneth Leslie Driver
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1973-10-26
Filing date: 1974-10-25
Publication date: 1975-09-11
Also published as: FR2249474A2; FR2249474B2; IT1046982B; GB1480590A; JPS5073110A

Description

COHAUSZ fk FLORACKCOHAUSZ fk FLORACK

PATENTANWALTS BÜRO D-4 DÜSSELDORF · SCHUMANNSTR. 97PATENT AGENCY OFFICE D-4 DÜSSELDORF · SCHUMANNSTR. 97

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER ■ Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZPATENT LAWYERS:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ Dipl.-Ing. W. FLORACK Dipl.-Ing. R. KNAUF Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER ■ Dipl.-Ing. HB COHAUSZ

Joseph Lucas (Industries) LimitedJoseph Lucas (Industries) Limited

GB-Birmingham 24. Oktober 1974GB-Birmingham October 24th 1974

Electromagnetic device

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 21 345 103.6-32) Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Vorrichtung, mit einem Gehäuse aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabiläität, das einen inneren Hohlraum bildet, eine»m innerhalb des Hohlraums drehbar gelagerten Permanentmagneten und einer in dem Hohlraum angeordneten Wicklung, wobei eine solche Anordnung vorgesehen ist, daß bei erregter Wicklung der Magnet sich derart um seine Drehachse zu drehen bestrebt ist, daß seine Magnetachse in einer Flucht mit der Wicklung liegt, nach Patent ·.. (Patentanmeldung P 21 45 105.6-32).Addendum to patent (patent application P 21 345 103.6-32) The invention relates to an electromagnetic device, with a housing made of a material with high magnetic permeability, which forms an inner cavity, a permanent magnet rotatably mounted within the cavity and one in the Cavity arranged winding, wherein such an arrangement is provided that when the winding is energized, the magnet turns around in such a way its axis of rotation strives to rotate so that its magnet axis is in alignment with the winding, according to patent · .. (patent application P 21 45 105.6-32).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung in verbesserter Form vorzusehen.The invention is based on the object of providing such a device in an improved form.

Erfindungsgemäß weist in der Vorrichtung dieser Art der Magnet eine Platte aus magnetisierbarem Material auf, die sich im wesentlichen senkrecht zur Polarisationsrichtung des Magneten erstreckt.According to the invention, in the device of this type, the magnet has a plate made of magnetizable material, which is essentially extends perpendicular to the direction of polarization of the magnet.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawings. In the drawings are:

Pig. 1 ein Schaubild eines Teils einer bekannten Form der Vorrichtung, Pig. 1 is a diagram of part of a known form of device;

Fig. 2 ein Schnitt durch die vollständige Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 und 5 Ansichten entsprechend Fig. 2, in denen Varianten ge-FIG. 2 shows a section through the complete device according to FIG. 1, 3 and 5 are views corresponding to FIG. 2, in which variants

28 4OO28 4OO

Wa/Ti - 2 -Wa / Ti - 2 -

509 8 37/0 5 80509 8 37/0 5 80

245Q784245Q784

zeigt sind,shows are

Pig. 4 ein Diagramm des Drehmoments bezogen auf den Winkel für verschiedene Stromstärkewerte undPig. Figure 4 is a graph of torque versus angle for various Current values and

Fig. 6 und 7 Schaubilder des Rotors der Torrichtung in einer Variante entsprechend der Erfindung, wobei die insichten nach Pig. 6 und 7 um 90° versetzt dargestellt sind.6 and 7 are diagrams of the rotor of the door direction in a variant according to the invention, the insights of Pig. 6 and 7 are shown offset by 90 °.

Gemäß der Darstellung in Pig. 1 und 2 besteht die Vorrichtung aus einem Gehäuse 10, das zwei Seitenstücke 11 und zwei Endstücke 12 aufweist. Mindestens die Stücke 11 sind aus magnetisierbarem Material in der 'form von Weicheisen gebildet. Das Gehäuse bildet ©inen Hohlraum, in dem ein Rotor 15 sitzt, der noch im Zusammenhang mit Pig. 6 und ¹J weiter zu beschreiben sein wird und einen Permanentmagneten oder Permanentmagneten aufweist, die so polarisiert sind, daß die Seiten des Rotors, die auf die Stücke 11 zeigen, entgegengesetzte Polarität haben. Der Effekt davon ist, daß der Rotor versuchen wird, die Position einzunehmen, in der er in Pig. 1 und 2 gezeigt ist. Das ist die Position geringster Reluktanz.As shown in Pig. 1 and 2, the device consists of a housing 10 which has two side pieces 11 and two end pieces 12. At least the pieces 11 are made of magnetizable material in the form of soft iron. The housing forms a cavity in which a rotor 15 sits, which is still used in connection with Pig. 6 and ¹ J to be described further and has a permanent magnet or permanent magnets which are polarized so that the sides of the rotor, which point to the pieces 11, have opposite polarity. The effect of this is that the rotor will try to take the position it was in in Pig. 1 and 2 is shown. This is the position of least reluctance.

Im Gehäuse sitzt eine Wicklung 14» die zur Vereinfachung der Montage in zwei Teilen gebildet ist. Die Wicklung erstreckt sich um die Innenseiten der Stücke 11 und 12 herum, so daß deren magnetische Achse senkrecht zur Schwenkachse des Rotors liegt und parallel zu den Ebenen liegt, in denen die Plächen der Stücke 11 liegen. Bei Erregung der Wicklung ist der Rotor bestrebt, sich um seine Achse zu drehen, so daß die magnetische Achse des Rotors in eine Plucht mit der der Wicklung I4 kommt. Die Wicklung I4 kann die in Fig. 3 gezeigte Form haben, damit dem Rotor eine größere Winkelbewegung ermöglicht wird und damit die Wicklungen der Spule in der Position konzentriert werden, in der das Magnetfeld zwischen dem Rotor und dem Gehäuse am stärksten ist.A winding 14 'sits in the housing to simplify assembly is formed in two parts. The winding extends around the insides of the pieces 11 and 12 so that their magnetic axis is perpendicular to the pivot axis of the rotor and is parallel to the planes in which the planes of the pieces 11 lie. When excited the winding, the rotor tends to turn around its axis so that the magnetic axis of the rotor is in alignment with that of the Winding I4 is coming. The winding I4 can be of the form shown in FIG. 3 so that the rotor is allowed to move more angularly and so that the windings of the coil are concentrated in the position in which the magnetic field between the rotor and the housing is strongest.

Die charakteristik, die man erhält, ist in Pig. 4 gezeigt, wobei dort das Drehmoment gegen den Winkel des Rotors aufgetragen ist, und zwar für unterschliedliche Stromstärkewerte durch die Wicklung. DieThe characteristic that is obtained is in Pig. 4, where the torque is plotted against the angle of the rotor, and for different current values through the winding. the

- 3 -509837/0560- 3 -509837/0560

Neigung der Nullstromkurve kann als die Steifheit definiert werden, ■und die Größe der Steifheit kann geändert werden, indem die Proportionen der Vorrichtungen genändert werden.Slope of the zero current curve can be defined as the stiffness ■ and the size of the stiffness can be changed by changing the proportions of the devices are changed.

In der in Fig. 5 gezeigten Konstruktion sind der Eotor und die Innenfläche des Gehäuses zylindrisch. Auf diese Weise wird die Ansprechgeschwindigkeit erhöht, weil das Trägheitsmoment des Rotors verringert wird.In the construction shown in Figure 5 are the eotor and the inner surface of the housing cylindrical. In this way, the response speed is increased because the moment of inertia of the rotor is decreased will.

Der in Fig. 6 gezeigte modifizierte Rotor hat einen Magneten, der in in zwei leilmagneten 15 aufgeteilt ist, die durch eine Platte 16 aus Stahl im Abstand voneinander gehalten sind, wobei sich die Platte im wesentlichen senkrecht zur Polarisationsebene der Magneten erstreckt. Der Effekt der Einführung der Stahlplatte 16 besteht darin, daß eine Einstellung des mangetischen Kreises des Permanentmagnetenrotors geschaffen wird. Der Effekt der Einstellung durch diese Methode besteht darin, daß die Flußdichte in der Ebene senkrecht zur Spule erhöht wird, d.h. des Hauptmagnetflußwegs, und daß der Leckfluß an den oberen Seiten der Magneten verringert wird. Der Nettoeffekt in der Änderung der Flußwerte besteht darin, daß die Drehmomenten/Ablenkungscharakteristik und die vorgegebene Steifheit erhöht werden.The modified rotor shown in Fig. 6 has a magnet which is shown in is divided into two leilmagneten 15, which by a plate 16 made of steel are held at a distance from one another, the plate being essentially perpendicular to the plane of polarization of the magnets extends. The effect of introducing the steel plate 16 is to adjust the magnetic circle of the permanent magnet rotor is created. The effect of adjustment by this method is that the flux density is in the plane perpendicular to the Coil is increased, i.e. the main magnetic flux path, and that the leakage flux on the upper sides of the magnets is decreased. The net effect in changing the flux values is that the torque / deflection characteristic and the predetermined rigidity can be increased.

In der Unordnung, die in Fig. 7 hgezeigt'ist, besteht der Rotor 13 aus einem mittig angeordneten Magneten 17 und zwei Seitenplatten 18, wobei die Seitenplatten aus Stahl gebildet sind und in Ebenen liegen, die sich im wesentlichen senkrecht zu der Polarisationsebene des Magneten erstrecken. Mit dieser Anordnung wird eine Verbesserung in den Drehmomenten/Ablenkungs-Charakteristiken erreicht, verglichen mit dem Rotor, der nur einen Permanentmagneten benutzt, jedoch ist die Verbesserung nicht so groß wie jene, die mit der in Fig. 6 gezeigten Konstruktion erreicht wird. Ferner wird die innewohnende Steifheit verringert, verglichen mit der des Rotors, der nur einen Permanentmagneten benatzt.In the disorder shown in FIG. 7h, the rotor 13 consists from a centrally arranged magnet 17 and two side plates 18, the side plates being formed from steel and lying in planes substantially perpendicular to the plane of polarization of the magnet. With this arrangement, an improvement in the torque / deflection characteristics is achieved as compared with the rotor using only a permanent magnet, however, the improvement is not as great as that made with the in Fig. 6 is achieved. Furthermore, the inherent Stiffness reduced compared to that of the rotor, which only wets one permanent magnet.

Die in Fig. 6 und 7 gezeigten modifizierten Rotoren können ersieht- ·The modified rotors shown in Figs. 6 and 7 can be seen- ·

- 4 -509837/0560 - 4 -509837/0560

licht in der Konstruktion eingesetzt werden, die in Fig. 5 gezeigt ist. Ferner kann die in Fig. 5 gezeigte Konstruktion entsprechend modifiziert werden.light can be used in the construction shown in FIG is. Furthermore, the construction shown in Fig. 5 can be modified accordingly.

Vie ersichtlich, nimmt "bei Fehlen eines Stroms, der in der Spule sonst fließt, nimmt der Rotor eine Zwischenposition ein und kann als '•Selbstzentrierend" angesehen werden.Vie can be seen to "increase" in the absence of a current in the coil otherwise flows, the rotor takes an intermediate position and can be viewed as' • self-centering ".

AnsprücheExpectations

§09837/0560§09837 / 0560

Claims

Expectations

'Λj Electromagnetic device with a housing made of a material with high magnetic permeability, which forms an inner cavity, a permanent magnet rotatably mounted within the cavity and a winding arranged in the cavity, wherein such an arrangement is provided that when the winding is excited, the magnet tries to rotate around an axis in such a way that its magnet axis is in alignment with the winding, according to patent ... (patent application P 21 45 103 6-52), characterized in that the magnet has a plate made of magnetizable material, which extends substantially perpendicular to the direction of polarization of the magnet.

2. Apparatus according to claim 1, characterized ge kenn ζ eich net that the magnet is divided and the plate between the two Parts of the magnet is seated, the plate extending in a plane substantially perpendicular to the plane of polarization of the magnet.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the plates on opposite sides of the magnet are provided and extend in planes that substantially extend perpendicular to the direction of polarization of the magnet.

SG983I / Ü56Ö