DE973515C - Dauermagnetsystem fuer magnetelektrische Kleingeneratoren und Kleinmotoren, insbesondere fuer Fahrradlichtmaschinen - Google Patents

Description

• Dauermagnetsystem für magnetelektrische Kleingeneratoren und Kleinmotoren, insbesondere für Fahrradlichtmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen in magnetischer und konstruktiver Hinsicht besonders zweckmäßigen Aufbau des aus Dauermagneten und Weicheisen, bestehenden magnetischen Kreises von elektrischen Kleingeneratoren, Kleinmotoren, insbesondere von Fahrradlichtmaschinen.
• Bei der Dimensionierung von Dauermagneten für derartige Maschinen kommt es im wesentlichen auf die Ermittlung des günstigsten Arbeitspunktes des dauermagnetischen Werkstoffes an. Dieser Arbeitspunkt, der sich aus der Entmagnetisierungskurve ergibt, verlangt die Einhaltung bestimmter Abmessungen des Magneten bei einer feststehenden Luftspaltlänge, Luftspaltfläche und Induktion im Luftspalt. Nur bei Einhaltung der theoretisch günstigsten Werte ist der kleinstmögliche Materialaufwand für eine bestimmte verlangte Feldstärke gewährleistet. Aus den theoretischen Erwägungen ergibt sich ferner, daß zu einer bestimmten Magnetstablänge bei größtmöglicher Induktion immer nur eine optimale Luftspaltlänge gehört, und umgekehrt. Da aber bei hochwertigen Dauermagneten, wie z. B. den durch Ausscheidungshärtung hergestellten Aluminium-Nickel-Legierungen, zwar die Koerzitivkraft sehr groß, die Permeabilität dagegen um so kleiner und wesentlich geringer ist als bei martensitischen Magnetwerkstoffen, ergeben sich für eine optimale Feldstärke in Anbetracht der bei Kleingeneratoren sehr geringen Luftspalte auch verhältnismäßig kurze Magnetstäbe. Wie also aus dem Vorstehenden folgt, ist es wesentlich, daß die verlangte Stablänge des Magneten über die gesamte Polfläche gleichbleibt, weil nur dadurch eine optimale Ausnutzung des Magnetwerkstoffes über die gesamte Polfläche ermöglicht wird.
• Bei den bisher bekanntgewordenen Konstruktionen bestand das Magnetsystem entweder aus einem zylinderförmigen, mit einem Weicheisenrückschluß umgebenen Magnetring, der entlang eines Durchmessers magnetisiert ist, oder aus einem Magnetring mit durch Einschnürungen ausgeprägten Polen ohne jeden weiteren Rückschluß. In beiden Fällen ist der Kraftlinienverlauf im Magnetwerkstoff nicht radial gerichtet, so daß die magnetisch wirksame Stablänge, über den Umfang betrachtet, sehr unterschiedlich ist. Dies macht jedoch die optimale Ausnutzung des Werkstoffes unmöglich.
• Erfindungsgemäß werden diese Mängel dadurch beseitigt, daß als geschlossener Ringkörper mit ausgeprägten Polen versehene Dauermagneten radial magnetisiert und von einem an sich bekannten, gegebenenfalls gleichzeitig das Maschinengehäuse bildenden Rückschlußring aus ferromagnetischem Werkstoff umschlossen sind. Durch diese Maßnahme entsteht eine besonders einfache Bauweise des Magnetsystems. Dabei kann die Anzahl der ausgeprägten Pole zwei oder mehr betragen. Die radiale Magnetisierung, d. h. eine solche, bei der innerhalb des Magneten alle Kraftlinien eindeutig auf den Systemmittelpunkt gerichtet sind, wird dadurch erreicht, daß während des Magnetisierungsvorganges der Innenraum des Magneten durch einen Füllkörper aus ferromagnetischem Werkstoff ausgefüllt ist. Dieser Füllkörper hat zweckmäßig an seiner Mantelfläche der Zahl der ausgeprägten Pole entsprechende nutenförmige Aussparungen, die mit den Einschnürungen zwischen den Polen des Magnetringes zur Deckung gebracht werden. Die Polschuhe der Magnetisierungsvorrichtung umfassen mit ihren den Abmessungen des Magneten und der gewünschten Polzahl entsprechend ausgebildeten Polspitzen den Magneten so, daß der Fluß den ausgeprägten Polen radial zugeleitet wird. Die Magnetisierungsfeldstärke muß dabei natürlich so bemessen werden, daß sie nach Sättigung der zwischen den Polen durch Rückschlußring bzw. Magneten gebildeten Brücke zur vollen Aufmagnetisierung des Magneten ausreicht. Bei einem so magnetisierten Magneten ergibt sich in einem kreisförmigen Luftspalt unter den Polen ein homogenes Feld.
• Die Einschnürungen am Magnetring sowie auch der ganze Magnetring sind dann in fabrikatorischer Hinsicht besonders einfach und billig herzustellen, wenn von zerkleinertem magnetischem Werkstoff ausgegangen wird, der unter Zugabe eines Bindemittels in entsprechenden Formen gepreßt wird.
• Der Rückschlußring kann in beliebiger Weise mit dem dauermagnetischen Ringkörper verbunden werden. Vorteilhaft und zum Zwecke der Materialersparnis überträgt man die Aufgabe dieses Rückschlußringes auf das aus Eisen hergestellte Maschinengehäuse, in welches dann der dauermagnetische Ringkörper eingesetzt oder eingepreßt wird. Diese Anordnung ist besonders bei Fahrradlichtmaschi.nen von Vorteil, da hierdurch nicht nur die baulichen Abmessungen weitgehend herabgesetzt werden, sondern außerdem auch die Fabrikation vereinfacht wird. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. I ein Magnetsystem in Ansicht, Abb.2 einen Querschnitt durch das Magnetsystem nach der Linie a-a. der Abb. I, Abb.3 eine Fahrradlichtmaschine teilweise im Längsschnitt und teilweise in Ansicht.
• Der von dem Weicheisenring I umschlossene dauermagnetische vierpolige Ringkörper 2 (vgl. Abb. I und 2) besitzt zwischen je zwei benachbarten Polen Ausnehmungen 3, die sich über die ganze axiale Tiefe des Magneten erstrecken und durch welche die wirksame Stablänge an diesen Stellen wesentlich verkürzt wird. Innerhalb des Magnetsystems befindet sich drehbar gelagert der Weicheisenanker 6, auf den die nicht gezeichnete Wicklung aufgebracht ist. Von den Polen des dauermagnetischen Ringkörpers 2 gehen die Kraftlinien in radialer Richtung durch den Luftspalt 7 auf den Anker 6 über, während sie sich auf der Außenseite des Ringmagneten durch den Weicheisenring I schließen, so daß sie im dauermagnetischen Ringkörper .2 ebenfalls radial verlaufen. Bei der in Abb.3 dargestellten Fahrradlichtmaschine ist der dauermagnetische Ringkörper 4 unmittelbar in das aus Eisen bestehende Gehäuse 5 der Maschine eingepreßt, so daß ein besonderer Eisenring sich erübrigt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Dauermagnetsystem für magnetelektrische Kleingeneratoren und Kleinmotoren, insbesondere für Fahrradlichtmaschinen, bei: welchen der aus Material sehr hoher Koerzitivkraft bei kleiner Permeabilität, z. B. aus einer Aluminium-Nickel-Legierung bestehende Dauermagnet als geschlossener Ringkörper mit ausgeprägten Polen und dazwischenliegenden Einschnürungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet radial magnetisiert und von einem gegebenenfalls gleichzeitig das Maschinengehäuse bildenden. Rückschlußring aus ferromagnetischem Werkstoff umschlossen ist. _ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1415 593 Elektrotechnische Zeitschrift, 1944, S. 93 bis 95; Druckschrift der Indiana-Steel-Corporation, Chicago, 1948, S. 15 und 26.