164631. lajstromszámú szabadalom • Billenthető laboratíriumi elektromágnes

3 164631 4 billentő állványnak egy másik hibája, hogy a forgató állványt akkor is le kell gyártani, ha arra nincsen szükség, továbbá, hogy nem lehet a mágnest — a billentő állvánnyal együtt — kézi mozgatású egyszerűbb forgató állványról moto- 5 rikus forgatású, precízebb forgató állványra áthelyezni, vagy fordítva. A laboratóriumi mágnesek egyes típusainál a vasmagnak azon a helyén, ahova a pólusokkal egytengelyű két darab csapot kellene erősíteni, melyek a billentő állvány 10 csapágyaiba nyúlnának be, más szerelvények vannak. Ilyenek a pólusok tengelyirányú mozgatását szolgáló mozgató szerkezet, a pólusok egytengelyűségének beállítására szolgáló finombeállító szerkezet, vagy a tengely irányban 15 középen átfúrt pólusok furatai. (Iyen kell pl. Hall effektus méréshez.) Ilyen esetekben a fent leírt billentő szerkezetet egyáltalán nem, vagy csak nehézkesen lehet alkalmazni. A találmány szerinti billentő elektromágnessel a 20 fenti hátrányokat elkerüljük. Célunk, hogy megfelelő elrendezéssel a mágnes és billentő állvány együttes súlyát és elforgási átmérőjét csökkenteni lehessen és ugyanakkor a pólusok tengelyében el lehessen helyezni a szükséges szerelvényeket, meg 25 lehessen valósítani a billentő állványnak az elcsúsztatását a mágnessel együtt a forgató állványon, vízszintes irányban, továbbá biztosítani lehessen a billentő állványnak a forgató állványtól független felhasználását. 30 Fenti céljainkat a következő megoldásokkal próbáljuk elérni: A mágnes vasmagjának külső oldalán két darab nagyátmérőjű vastagfalú vasgyűrű helyezkedik el, 35 amelyek egytengelyűek a pólusokkal, ezek a gyűrűk alkalmasak a mágnes olyanforma alátámasztására, hogy az a pólusok geometriai tengelye körül elbillenthető legyen, alkalmasak továbbá arra is, hogy a mágnes fluxus egy része 40 a gyűrűkön és a billentő állványon keresztül záródjon. A gyűrűk belsejében lévő tér, amely lemezből készült sapkákkal lezárható, felhasználható a pólusok egytengelyűségének finombeállítását végző szerkezet, a pólusok mozgatására 45 szolgáló szerkezet, vagy a pólusokon átmenő furatok elhelyezésére. A gyűrűk alátámasztására vas anyagból készült, felülről nézve kétirányúan szimmetrikus billentőállvány szolgál, amely egy középen áttört alaplemezből és két párhuzamosan 50 elhelyezett függőleges síkú tartólemezből áll. Az alaplemezt két párhuzamos vízszintes sík és egy függőleges tengelyű hengerpalást határolja és az így elhatárolt hengert két párhuzamos függőleges sík csonkítja meg. Az alaplemezhez van rögzítve a 55 két tartólemez, amelyeknek felső, homorú, félhengeralakú fészkébe fekszik bele a mágnes vasmagjának külső oldalához rögzített két csatlakozó gyűrű. A két csatlakozó gyűrű az azokra szerelt lezáró sapkák és a billentő állvány úgy 60 vannak kialakítva, hogy a függőleges tengely körül való forgatáskor azoknak egyik része se nyúljon ki a mágnes vasmagja által meghatározott elforgási átmérőből. Ha a mágnest és a billentő állványt forgató állványra szereljük, akkor a billentő 65 állvány sík alaplemeze vízszintes irányban eltolható a forgató állvány felső (forgó) lápján, ha viszont forgató állvány nélkül használjuk, akkor annak sík alaplemeze -esetleg lábak, vagy kerekek közbeiktatásával — a padlóra vagy más alapzatra illeszthető. A találmány tárgyát képezi a billentő állványra szerelt billenthető elektromágnes is. Mint említettük, a laboratóriumi elektromágnesek vasmagjának legelterjedtebb formája az ún. járomalakú vasmag. Ennek szokásos elrendezése olyan, hogy négy megmunkált hasábból (csavarozással és illesztő szegekkel) egy keretet képeznek. A keret két szembenfekvő belső lapjának közepére vannak felerősítve a henger, vagy csonkakúp alakú pólusok. Ezeket veszik körül a gerjesztő tekercsek. A pólusok mindig egytengelyűek és egyformák, és a m%nesek szerelése rendszerint olyan, hogy tengelyfk vízszintes helyzetű. Ettől eltekintve azonban a vasmag helyzete különféle lehet, legáltalánosabb a 45°-os síkban való elhelyezés. A laboratóriumi mágneseknek újabban mind több -és több olyan felhasználása van, amelynél a mágnest egy függőleges tengely körül kell forgatni (például a mágneses anizotrópia mérésénél). Ilyen alkalmazásoknál természetes követelmény, hogy a mágnes elforgási átmérője a lehető legkisebb legyen. Ha megengedjük, hogy a mágnes a pólusok vízszintes tengelye körül elbillentve bármilyen helyzetet felvegyen, akkor a mágnes elforgási átmérője azonos a mágnes köré írható legkisebb gömb átmérőjével. Ezt a továbbiakban elforgási gömbnek nevezzük. A függőleges tengely körül forgatható mágnesekkel szemben támasztott követelmény tehát az, hogy a mágnes köré írható elforgási gömb a lehető legkisebb legyen. Ha a mágnesek fentebb leírt szokásos formáját megtartjuk, akkor a köré írható gömb átmérőjét úgy csökkentjük, hogy a vasmag jármait és oszlopait hosszúkás, téglalap keresztmetszetűre készítjük. Ennek a megoldásnak viszont az a hátránya, hogy a vasmagot nem lehet elég merevre készíteni. A mágnesek pólusainak viszont néhány mikron tűréssel párhuzamosaknak és egytengelyűeknek kell lenniök és ezt a pontosságot szállítás közben is tartaniuk kell. A vasmag merevségét az összeerősítő csavarok által meghatározott téglalap kisebbik oldalának nagyságával jellemezhetjük. A mágnes vasmagja tehát annál merevebb, minél jobban közelíti a jármok és oszlopok keresztmetszete a négyzet alakot. A merevség követelménye tehát ellentétes a kis elforgási gömb követelményével. Mindezeket egybevetve megállapíthatjuk, hogy a vasmag szokásos kialakítása az elforgási gömb csökkentése szempontjából korlátokat jelent. Ugyanakkor hátrányt jelent az is, hogy a mágnes kiálló sarkai elforgatás esetén fokozott mértékű balesetveszélyt jelentenek. Találmányunk tárgya a laboratóriumi elektromágnes vasmagjának egy tökéletesebb kialakítása is. Célunk, hogy a lehető legkisebb elforgási gömböt biztosítsuk, és ugyanakkor a vasmag lehető legnagyobb merevségű legyen. 2