Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Konstruktion eines Hubmagneten


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von Florian A. (aachener)


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Hallo,

das Bild zeigt den Querschnitt (Seitenansicht) eines Hubmagneten.

Ist das eine sinnvolle Konstruktion?

Da das Feld zwischen den Spulen bei grösserem Abstand L ja inhomogen 
wird: Wie gross könnte man die Breite d annehmen, innerhalb der man 
näherungsweise das Feld als homogen annimmt und das die komplette 
magnetische Energie des Kreises enthält.

Wie würde man die Spulen wickeln? Möglichst mit dem wickeln unten am 
Umfang der Achse beginnen um "Kupferlänge pro Windung" zu sparen -damit 
würde das Feld im Luftspalt aber inhomogener? Oder besser einen 
grösseren Anfangsumfang wählen -verbraucht mehr Kupfer, aber das Feld 
würde homogener   ?

von Michael B. (laberkopp)


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Florian A. schrieb:
> Ist das eine sinnvolle Konstruktion?

Nein.

Zu kompliziert (Stromversorgung an beweglichem Teil)

zu uneffektiv (Spulen wollen gekühlt sein, kleine Spulen sind also eher 
blöd).

Lange dünne magnetische "Leitungen" sättigen leicht.

Was willst du überhaupt bewegen ? Wie viel Kraft, wie viel Weg ?
http://www.daycounter.com/Calculators/Magnets/Solenoid-Force-Calculator.phtml

Vielleicht erst mal Grundlagen lesen
http://www.magnet-schultz.com/Portaldata/1/Resources/msm/produkte/teillisten/GXX_d.pdf

von Klaus (Gast)


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Florian A. schrieb:
> Da das Feld zwischen den Spulen bei grösserem Abstand L ja inhomogen
> wird:

Homogene Magnetfelder üben aufeinander keine Kraft aus nur ein 
Drehmoment. Es ist für einen Hubmagneten daher essentiell, daß das Feld 
inhomogen ist. Der Kern wird immer dahin gezogen, wo die Feldlinien am 
dichtesten sind.

MfG Klaus

von Cyborg (Gast)


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Gewöhnlich nimmt man einen Dauermagneten, wenn man eine Bewegung
haben will, siehe Lautsprecher. Da kann man sich so einiges abgucken.

von Florian A. (aachener)


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Ein Dauermagnet bringt nix da da ding im energielosen zustand keine 
stabile Position haben soll.

von Florian A. (aachener)


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>Zu kompliziert (Stromversorgung an beweglichem Teil)
das ist bei einem Gesamthub von 5cm ein wirklich vernachlässigbares 
Problem.


>zu uneffektiv (Spulen wollen gekühlt sein, kleine Spulen sind also eher
blöd).
Quatsch, das ist doch kein Magnet für einen Teilchenbeschleuniger. Ich 
arbeite doch nicht mit kA. Im Gegenteil, max. 100mA pro Spule wären mir 
am liebsten.


>Lange dünne magnetische "Leitungen" sättigen leicht.
Na und? Der Rahmen kann doch in die Sättigung gehen, das ist doch sogar 
gewünscht (magn. Kurzschluss). Wichtiger wäre nur das er weichmagentisch 
ist.

>Was willst du überhaupt bewegen ? Wie viel Kraft, wie viel Weg ?
4N über 4cm. Der Hub ist das Problem. Ich will dafür keine 80W 
verbrauchen.


>Vielleicht erst mal Grundlagen lesen.
Also so einen "Tipp" brauche ich wirklich nicht. Mit den Grundlagen 
kenne ich mich gut genug aus.

von Michael B. (laberkopp)


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Florian A. schrieb:
> Ein Dauermagnet bringt nix da da ding im energielosen zustand keine
> stabile Position haben soll.

Möchtest du eventuell je nach Bestromung die Postionen langsam linear 
zwischen den beiden Endpunkten regeln ?

Dann suche unter Voice Coil (auch die nutzen übrigens Dauermagneten), 
beispielsweise aus Festplatten-Kopf-Antrieben.

von Florian A. (aachener)


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>Homogene Magnetfelder üben aufeinander keine Kraft aus nur ein
Drehmoment.

Wo hast Du denn die Weisheit her ?? Das stimmt doch gar nicht.

Beitrag "Berechnung Kraft einer Spule?"

von Florian A. (aachener)


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Hi,

eine genaue Positionsregelung ist nicht nötig, die Achse soll nur 
zwischen den beiden Endpunkten verschoben werden, möglichst zügig 
natürlich.

von Michael B. (laberkopp)


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Florian A. schrieb:
> Also so einen "Tipp" brauche ich wirklich nicht. Mit den Grundlagen
> kenne ich mich gut genug aus.

Na dann ist ja gut, Wie kommst du dabei allerdings zu deinem unsinnigen 
Aufbau ? (Hint: Kein kommerzieller Hubmagnet ist so aufgebaut wie du es 
zeichnest, das sollte dir einen Hinweis geben, daß an deiner 
Konstruktion etwas unsinnig ist).

von Paul (Gast)


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In der Zeichnung ist nicht zu erkenne welche Teile aus Eisen bestehen 
und welche nicht. Auch um welche Achse da was (rotations)symmetrisch ist 
kann man nur raten.
Typische Hubmagnete haben genau eine Spule und genau einen 
Arbeitsluftspalt.

Wenn Leistungsaufnahme der treibende Faktor ist solltest du die 
Spulengröße erhöhen, die notwendige Leistung wird dann bei gegebener 
Hubarbeit kleiner (aber der Magnet eben schwerer).

Wenn die 4N über den Hub konstant sein sollen wirds mit 
Reluktanzantrieben (ohne Feldsimulation) eher kniffelig (Stichwort 
Kennlinienbeeinflussung), da ist der Hinweis zu Voiscoils schon 
berechtigt (konstante Kraft über Hub, solange das Feld 
Permanentmagnetfeld homogen ist).


Sinnvolles Buch an der Stelle: "Elektromagnete" von Kallenbach

von Florian A. (aachener)


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>Na dann ist ja gut, Wie kommst du dabei allerdings zu deinem unsinnigen
Aufbau ? (Hint: Kein kommerzieller Hubmagnet ist so aufgebaut wie du es
zeichnest, das sollte dir einen Hinweis geben, daß an deiner
Konstruktion etwas unsinnig ist).

Das stimmt nicht. Wenn Du mal genau hinguckst siehst Du, dass der Magnet 
genau so wie der Doppelhubmagnet aus der von Dir angegebenen 
Dokmentation aufgebaut ist. Einziger Unterschied: Verwendung einer Spule 
statt eines Permentmagneten für die Hubachse (was aber irrelevant 
ist)und 2. dass die Statorspulen bei mir enger am Achsenumfang gewickelt 
sind. Und der Beginn des Wickelumfangs war/ist ja genau meine Frage.

von Florian A. (aachener)


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>Typische Hubmagnete haben genau eine Spule und genau einen
>Arbeitsluftspalt.

Nicht immer, aus der von michael Bertrandt oben angebenen Doku siehst 
Du, dass ein Doppelhubmagnet 2 Spulen + Luftspalt hat.
Vielleicht hätte ich besser noch dazusagen sollen dass ich einen 
Doppelhubmnagnet bauen will.

>Wenn Leistungsaufnahme der treibende Faktor ist solltest du die
>Spulengröße erhöhen, die notwendige Leistung wird dann bei gegebener
>Hubarbeit kleiner (aber der Magnet eben schwerer).

Mit Spulengrösse meinst Du Windungszahl?

>Wenn die 4N über den Hub konstant sein sollen
Ich brauche nur mindestens 4N bei maximalem Hub 4cm. Danach (wenn der 
Luftspalt kleiner wird) brauchts nicht konstant geregelt zu werden, kann 
dann auch mehr Kraft sein.

Bei konstantem Strom wird natürlich die Kraft bei immer kleinerem 
Luftspalt sehr hoch, die Kraft brauche ich nicht, sie stört aber auch 
nicht. :-)

von Florian A. (aachener)


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>In der Zeichnung ist nicht zu erkenne welche Teile aus Eisen bestehen
>und welche nicht. Auch um welche Achse da was (rotations)symmetrisch ist
>kann man nur raten.

Na das ist aber eigentlich klar gezeichnet. Es ist ein Querschnitt 
(Seitenansicht), der Rahmen ist aus Metall um das Feld zu führen und die 
Achse unmagnetisch (um magnetischen Kurzschluss zu vermeiden).

von Günter Lenz (Gast)


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Florian AusOche schrieb:
>Ein Dauermagnet bringt nix da da ding im energielosen zustand keine
>stabile Position haben soll.

Beim Lautsprecher wirkt auf die Spule im stromlosen Zustand
auch keine Kraft.
Oder warum nimmst du nicht einen normalen Hubmagneten,
wie er tausenfach benutzt wird. Röhrchen aus nichtmagnetischen
Material, da eine Spule drauf und einen Rahmen aus Weicheisen.
Einen einen Weicheisenzylinder, der dann ins Röhrchen gezogen
wird.

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