CN87101641A - 用于磁化含可磁化材料的层带、磁带、条带及薄片的装置 - Google Patents

Abstract

一种磁化层带、磁带、条带或薄片的装置，要磁化的材料(如磁带)被导入并通过由永磁铁和磁极元件组成的永磁体装置。磁铁和磁极元件最好做成圆形元件。

Description

本发明涉及一种借助于永磁体装置对含有可磁化材料的层带、磁带、条带及薄片进行磁化的装置。所述永磁体装置由并排着且交替布置的永磁铁和磁极元件组成，而待磁化的材料被导入并通过该永磁体装置。

若在橡胶薄片或塑料薄片中嵌入可磁化材料，则称这种薄片为挠性磁薄片（magnetflex    foils）或挠性磁带（magnetflextapes）。本发明涉及这种嵌入材料的磁化。

在第34552号欧洲专利（第4379276号美国专利）中所建议的可磁化材料碳酸钐（SmCO₅）和所选择的永磁体和磁极元件两者之间的尺寸关系可以对应用广泛的挠性磁薄片和挠性磁带进行磁化。但是，人们不能获得为磁化变性的、通常是塑性的沥清薄片所需要的极强的高磁化强度。这种薄片主要作为车身噪声阻尼材料用于汽车工业。这些薄片的厚度在1.4至3毫米之间。在某些个别情况下，其厚度可小到0.6毫米，尤其是在只有一层含有可磁化材料的双层或多层材料中将是这种情况。

美国第4427481号专利公开了将含有可磁化材料的胶带通过一个磁化装置对其进行磁化的情况。电容器放出的大电流强度的短路电流脉冲产生磁化力。这种装置的缺点是每个电流脉冲只能磁化有限的磁带面积。因此，磁带通过磁化装置的最大通过速度依赖于产生电流脉冲的频率。不管怎样，这种形式的磁化在技术方面相当复杂，并且随着通过速度的增大和待磁化磁带的磁化面积需要增大时，所采取的技术手段就更加复杂。

在磁化含有可磁化粒子（铁酸钡（barium    ferrite）、铁酸锶（strontium    ferrite），甚至用适当的粘合剂添加物增强磁化特性或矫顽力）的、通常用于汽车工业上的车身噪声阻尼薄片时会产生特殊的困难。开始时，磁化的薄片由于磁化力的作用与金属薄片截面粘在一起，这些截面因此受到缓冲作用。在随后所进行的热处理，产生一种粘结力，例如在热胶的作用下。在磁化这些材料时会产生困难，因为相对来说沥青较重且柔软。沥青的重量在使其具有较好的阻尼特性，但需要很强的磁化强度。由于沥青的柔软性，有可能使得磁性粒子在它们之间的磁力的相互作用下开始运动，这些粒子在磁化过程中沿磁场有序排列着，这导致在一段时间周期内薄片磁力的降低。正是沥青薄片的这种性质也要求强的磁化强度以便即使在磁化和使用之间的通常是很长的时间过去之后仍能保持足够的磁力。而且，薄片和阻尼金属板之间的热胶层降低了磁效应。因此，目前磁化沥青薄片需要上述采用高电流强度脉冲的高技术手段。

作为本发明的目的，本发明有一个上述类型的装置，该装置能够对含有可磁化材料的薄片进行较高强度的磁化，并且特别适合于含有可磁化材料的薄片和沥青的磁化。

本发明用于磁化含有可磁化材料的层带、磁带、条带、薄片或类似物的装置包括一个永磁体装置，该永磁体装置由交替并排排列的磁铁和磁极元件组成。磁铁的厚度是磁极元件厚度的2至4倍，最好为3倍。装置还包括一个将可磁化层带导入并通过永磁体装置的传输系统。

本发明的主要优点是要求的技术手段最少，无需电气设备来产生大电流脉冲。此外，磁化过程与磁带通过永磁体的速度无关。选择的物理尺寸使得待磁化的薄片中建立强磁场参数，以致于使粘合力达到在此之前还不可能达到的高度。

采用含钕的材料，例如以钕-铁-硼为基元的、配以合适的粘合剂的材料可以获得令人惊奇的结果，“VACODYM370”证明了它是一种极其优越的磁铁材料。最后，一个主要的优点在于，用于金属薄板的车身噪声阻尼的沥青薄片可以用本发明的装置磁化到要求的程度，而不再需要用产生电流脉冲的专用设备。

各种体现本发明特征的新颖性特征在附加在本说明书之后且为说明书的一部分的权利要求书中特别地指出。为了更好地理解本发明，本发明的优点和使用本发明的装置所达到的具体目的，还应该参考附图和描述材料，在其中示出并描述了本发明的一个最佳实施例。

附图的简单描述

图1表示本发明由磁铁和磁极元件组成的装置;

图2表示本发明采用圆盘形磁铁的装置;

图3表示本发明带有由圆盘形磁铁和磁极元件构成的圆柱形磁辊的装置;

图4表示本发明带有永磁体装置保护设备的装置;

图5表示与本发明一致的圆柱形永磁体装置的轴承。

最佳实施例的描述

参照图1，永磁体1由磁铁2和磁极元件3组成。它有一个近似方形的截面。磁极元件3从永磁体装置1稍微伸入待磁化磁带4沿箭头5经过装置1所要穿过的间隙中。磁铁的布置使得与待磁化磁带相邻近的磁极元件的极性是南北极交替的。这样，磁力线穿过待磁化的材料。

为了磁化磁带4，磁带4在尽可能靠紧地导入并通过永磁体装置1。磁带4中的可磁化材料在磁极元件3附近获得强磁化，导致基本上是条形的磁化图纹。该图纹由点划线6表示。

为了达到最强磁化，必须在指向待磁化磁带4的磁极元件3的表面区域产生强磁通量。研究表明，如果使永磁铁圆盘2的厚度是磁极元件圆盘3的厚度的2至4倍（最好为3倍），那么上述目标是能够达到的。

如果要获得非常强的条形图纹磁化，在待磁化磁带4的两面都设置一个永磁体装置是可行的。这种情况在图1中用虚线示出并表示为1′。

图2示出本发明采用圆盘形磁铁14和同样的圆盘形的铁磁体磁极元件15的另一种装置。这种（轴向磁化的）永磁铁14和磁极元件15的圆柱形装置最好是安装在一个由聚四氟乙烯（Teflon）做成的固定物16中，并且最好用也是由磁性材料制成的屏蔽板17围起来。该圆柱形装置从固定物16中伸出一小部分。如果磁极元件从磁铁表面凸出一小段长度（大约为0.1毫米）则更好。磁铁圆盘14与磁极元件圆盘的宽度比最好为2∶1～4∶1，尤其比率为3∶1则更佳。在实际应用中，磁极元件圆盘的宽度是1.3毫米，磁铁圆盘的宽度是3.1～4毫米。磁铁和磁极元件的直径最好在15～30毫米之间。

可以这样设计使得磁铁圆盘和磁极元件圆盘固定地安装在塑料固定物16中。螺栓19将侧法兰（未被磁化）18安装在支架16上，这样磁铁和磁极元件固定在其位置上。在这种情况下，圆盘形元件14和15不必是圆形的。它们也可以做成例如椭圆形，如果这样，它们可以使其一部分伸出固定物16，而这部分的边缘具有较小的椭圆曲率半径。

另一种布置是将由元件14和15组成的圆柱形装置安装在固定物16中，使其能绕其轴自由转动。在这种情况下，在侧法兰18和圆柱形装置端面之间需要安装轴向推力轴承。

按照图2的装置，要磁化的条带在可能达到的与磁铁和磁极元件圆盘接近程度被导入并通过固定物16。如果圆盘14和15在待磁化磁带上滚动，那么直接接触是没有问题的。

本发明的磁化装置的一个特殊优点在于它能够设计成任何宽度而不需要任何特殊的技术手段，因此，可以容易地变化以适合待磁化磁带的宽度。

在根据图3的应用中，圆盘形永磁铁14和磁极元件15组成一个圆柱体（磁铁圆柱体21），该圆柱体安装在位于侧边支承架22中的球轴承23上。磁铁圆柱体21置于平台24的正上方，而使放在平台24上的待磁化磁带4通过该磁铁圆柱体21。

平台24在靠近磁铁圆柱体21的位置处被分开。一个圆柱形传动辊27安装在位于旋臂件26上的磁铁圆柱体21的下方并与磁铁圆柱体21平行，而且向上伸入到平台24分开部分所形成的间隔25中。传动辊27有一个软橡胶盖28，它被压向（例如用弹簧力）磁铁圆柱体21。这样，在平台24上传递磁带4并压向磁铁圆柱体21。采用这种装置可以获得高通过速度（例如大于等于0.5米/秒）以及强磁化效果。

如图3所示的应用，在侧边支承架22中还安装了两个圆柱形支承辊29，以对磁铁圆柱体21的背面提供支撑。这些圆柱形支承辊中的一个也可以是传动辊以代替传动辊27。

与本发明一致的方法和装置适合于任何种类的含可磁化材料的薄片或层带的磁化，例如薄片氧化物材料也可以磁化成条形图纹。对于可磁化的沥青薄片、塑性沥青和塑料（它们中的许多种类的产品用于汽车工业）采用本发明尤其有利。

图4示出采用本发明的永磁铁系统的另一种磁化装置。永磁铁系统可转动地装在横向置于传送带31上的罩壳32内，并且稍微伸出使之在置于传送带31上的薄片上滚动并磁化该薄片。在这个装置中，由于薄片由传送带31导入并通过磁铁辊，因此不需要专门的传动辊。

通过带有臂33的侧边支架22，罩壳32安装在传送带31的基座34上且能上下转动。

永磁体装置的重量（包括磁铁辊21和罩壳32）保证使磁铁辊在待磁化薄片上滚动，因而保证在磁化过程中具有可能的最小间隙。

图5示出罩壳32的水平截面，磁铁辊21以一定间距安装在塑料体36内。辊子经过轴向轴承23（只示出其中的一个）由侧边支承架支承。为了保证在磁化过程中辊子在罩壳内的间隙，采用的轴承23具有以下特点：在轴承的两个端面37和38中，只有一个端面（例如与磁铁辊21相连的端面38）有一个机加工导槽而安装在侧边支承架22上的轴承表面（环）37有一个平面。这就保证了磁铁辊21的横向间隙。编号39表示滚珠的保持架。

图4表示用于保护磁铁辊不受脏物损伤的另一种装置。安装在传送带支座34上的支承架41和42支承着辊子43和44，辊子43和44的长度与装有磁铁辊21的罩壳32的长度相同。

沿传送方向看，位于罩壳32后面的卷绕辊44通过一个磁性联接盘45联接到驱动马达46上并且卷起也是与罩壳32一样宽的塑料薄片47。该薄片从位于罩壳32前面的供给辊43上卷下来并导入磁铁辊21或罩壳32的下面。因此避免了磁铁辊与待磁化层带的直接接触，粘在层带上的脏物就不会弄脏磁铁辊。在罩壳前后的附加支承辊48和49以及通过磁耦合盘45将卷绕辊44与驱动马达46联接起来保证薄片47总是以与传送带31相同的速度移动。薄片47（例如一种PE-薄片）的厚度在0.01至0.02毫米之间，使得磁化本身不受影响。

如果要磁化沥青材料，上述防止磁铁辊不受脏物损伤的装置尤其可行。如果没有保护装置，沥青残渣将在很大程度上影响工作过程。

上述磁铁辊（由支承辊29或塑料罩壳36在垂直方向支承，由轴向推力轴承23在轴向支承）的结构使得能采用长达100毫米或更长的长圆柱形辊子而不需要安装穿过磁铁和磁极元件圆盘的中心轴成为可能。这样，具有在目前为止还不能实现的宽工作面积磁化是可以实现的，因为由磁铁和磁极元件圆盘产生的磁场不再受中心轴的干扰。

上述使用的术语和词句只是作为描述术语来使用的，而不是限定性术语，因此，采用这种术语和词句不是打算排除任何与上面示出和描述的特征的相似特征或部分，因为人们认识到在本发明的范围内进行各种改型是可能的。

Claims (16)

1、用于磁化含可磁化材料的层带、磁带、条带、薄片或类似物的装置，包括由并排交替排列的永磁铁和磁极元件组成的永磁体装置，和使所述材料通过所述永磁体装置的装置，所述永磁铁的厚度是所述磁极元件厚度的2至4倍，最好为3倍。

2、如权利要求1的装置，其特征在于所述永磁铁是由以钕-铁-硼为基元的材料制成。

3、如权利要求1的装置，其特征在于所述永磁体装置是圆柱形的，永磁铁和磁极元件是圆盘形的，所述永磁体装置可转动地安装在一个固定物和罩壳内。

4、如权利要求3的装置，其特征在于磁铁和磁极元件圆盘的直径在20至30毫米之间，磁极元件的宽度为1.3毫米，磁铁的宽度在3.1和4毫米之间。

5、如权利要求3的装置，其特征在于轴向推力轴承装于圆柱形永磁体装置的两个端面之间。

6、权利要求5的装置还进一步包含侧边法兰或侧边支承架，所述侧边法兰或侧边支承架的滚道中，只有一个有环形导槽，而另一个是平面。

7、如权利要求3的装置，其特征在于可转动地安装的、由磁铁圆盘和磁极元件圆盘组成的圆柱形永磁体装置被置于一个平台的上方，所述永磁体装置与一个传动辊和两支撑辊相关联，而两个支撑辊中的任何一个或者某第三个辊用作传动辊，所述第三辊子装在平台的下面，最好安装于在弹簧力作用下的旋臂上，使其外壳表面伸入磁铁圆柱区域中的间隙内。

8、如权利要求3的装置，其特征在于可转动地安装的磁铁圆柱体置于传送装置上方并由旋臂支承使之能在传送装置上滚动。

9、权利要求1的装置还进一步包含防止弄脏所述磁铁圆柱体的装置。

10、如权利要求9的装置，其特征在于所述防止弄脏装置由在磁铁圆柱体和待磁化层带之间通过的薄片、位于磁铁圆柱体前后的薄片供给辊和卷绕辊，以及安装在磁铁圆柱体后的用于驱动卷绕辊的驱动马达所组成。

11、如权利要求1的装置，其特征在于所述永磁体装置的宽度大约等于待磁化材料的宽度。

12、如权利要求1的装置，装有两个永磁体装置，并大约以待磁化材料的厚度的间隔相互分开。

13、如权利要求1的装置，其特征在于磁铁圆柱体由单个完整的永磁体圆盘和磁极元件圆盘组成，而磁铁圆柱体由支承辊操纵或安装在罩壳内并由轴向推力轴承使之在两端面固定。

14、磁化含沥清或沥清与塑料混合物以及可磁化材料的厚片的设备（薄片用于阻尼金属板的结构噪声），包括由并排交替排列的永磁铁圆盘和磁极元件圆盘组成的永磁体装置（永磁铁由以钕-铁-硼为基元的材料制成），通过位于永磁体装置端面的轴向推力轴承可转动地安装永磁体装置。

15、如权利要求14的装置，其特征在于永磁体装置是圆柱形的，磁铁是圆盘形的。

16、如权利要求15的装置，其特征在于永磁铁圆盘和磁极元件圆盘的直径在15至30毫米之间，永磁铁圆盘的宽度是磁极元件圆盘宽度的2至4倍，最好是3倍。

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