-
Die
Erfindung betrifft Magnetbänder
aus Polymermaterial mit Aussparungen im Bandquerschnitt und eine
Vorrichtung zur Magnetisierung solcher Bänder.
-
Nach
dem Stand der Technik bestehen polymere Magnetbänder aus Mischungen, in denen
ferromagnetische Partikel durch einen polymeren Werkstoff gebunden
sind.
-
So
wird ein magnetisches thermoplastisches Extrudat beispielsweise
in der
US 5 990 218 beschrieben
und die Zusammensetzung angegeben.
-
Magnetbänder aus
Polymermaterial finden Anwendung bei Kühlmöbeln, insbesondere bei Kühlschränken und
Gefrierschränken
und in anderen Einsatzgebieten.
-
Diese
Magnetbänder
sind im allgemeinen in Hohlkammern von Dichtungsprofilen angeordnet
und übernehmen
durch die magnetische Haftkraft zwischen dem Band und Eisenblech
des Kühlmöbels die Funktion
der Türzuhaltung.
Außerdem
stellen Sie sicher, dass zwischen Dichtungsprofil und Schrankkorpus
keine Spalte auftreten.
-
Die
bekannten Magnetbänder
weisen im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt auf. Dies ist
beispielhaft in der
DE
200 23 001 U1 gezeigt.
-
Die
Magnetisierung eines solcherart gestalteten Magnetbandes aus Polymermaterial
wird beispielsweise in der
JP
000062247513 angegeben.
-
Durch
Anlegen eines Magnetfeldes an einem Magnetband wird dabei an gegenüberliegenden
Seiten des Querschnitts ein Magnetpol ausgebildet. Dies hat den
Nachteil, dass für
die Zuhaltung nur die Haftkraft eines Poles zur Verfügung steht.
-
In
einer verbesserten Ausführung
werden handelsübliche
Magnetbänder
mit rechteckigem Querschnitt so magnetisiert, dass alle Magnetpole auf
einer Seite des Querschnitts angeordnet sind.
-
Hierzu
werden die in den ferromagnetischen Partikeln vorhandenen Elementarmagnete
nahezu halbkreisförmig
zu einer Seite ausgerichtet, wobei in einer bevorzugten Ausführung zwei
solche halbkreisförmige
Feldlinienverläufe
nebeneinander angeordnet sind, so dass auf der Haftfläche des
Magnetbands drei Polarisierungen in wechselnder Reihenfolge (bsplw.
N S N oder S N S) auf einer Seite des Querschnitts in axialer Richtung
verlaufend ausgebildet sind.
-
Diese
nach dem bekannten Stand der Technik hergestellten Magnetbänder haben
den Nachteil, dass bestimmte Bereiche in den Bändern (z.B. in den Ecken) nicht
oder nur uneffektiv zur magnetischen Haftkraft beitragen.
-
Weiterhin
sind diese Bänder
relativ steif und wenig flexibel, was sie bruchanfällig macht
und zu Problemen bei der Herstellung und Verarbeitung führt.
-
Die
Magnetisierung dieser Bänder
geschieht unmittelbar nach der Formgebung im Extrusionsprozess,
wobei dies mittels eines Impulsmagnetisierungsprozesses durchgeführt wird,
indem ein Stromstoß in
einem Leiter ein Magnetfeld erzeugt, das über eine geeignete Vorrichtung
aus Weicheisen verstärkt und
in das Magnetband eingeleitet wird.
-
Nach
dem Magnetisierungsprozess haftet das Magnetband auf dieser Vorrichtung,
wodurch der Gleitwiderstand des Bandes erheblich vergrößert wird.
-
Dies
bringt bei der Fertigung der Magnetbänder erhebliche Nachteile mit
sich.
-
So
kann dies unter ungünstigen
Bedingungen zum Abreißen
des Bandes führen.
-
Die
Fertigungsgeschwindigkeit wird dadurch limitiert.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, das Verhältnis zwischen
Querschnittsfläche
des Magnetbandes und erzeugter Haftkraft zu optimieren und dabei
ein in seiner Flexibilität
gesteigertes Magnetband anzugeben, das Vorteile beim Handling, beim
Aufwickeln und bei der Weiterverarbeitung aufweist.
-
Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Magnetisierung
des Magnetbandes anzugeben, welche die genannten Nachteile, insbesondere
das Anhaften an Eisenteilen der Magnetisierungsvorrichtung, nicht
aufweist.
-
Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Magnetband mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
-
Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
-
Weiterhin
ist die Aufgabe gelöst
durch eine Vorrichtung zur Magnetisierung des erfindungsgemäßen Bandes
mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
-
Das
erfindungsgemäße Magnetband
wird durch die Formgebung des Querschnitts des Magnetbandes erhalten,
indem die Bereiche, die magnetisch keine Wirksamkeit aufweisen oder
wenig zur Haftkraft beitragen, weitestgehend eliminiert werden, wobei
der Materialbedarf für
ein solches Magnetband erheblich reduziert wird.
-
Der
Querschnitt des Magnetbandes wird dazu dem Feldlinienverlauf des
Magnetisierungsverfahrens angepasst und dadurch das Verhältnis zwischen
Querschnittsfläche
und erzeugter Haftkraft optimiert.
-
Ausgehend
von dem bekannten kreisförmigen
Feldlinienverlauf um einen punktförmigen Leiter wurde erkannt,
dass die einfachste Lösung
für ein
im Querschnitt optimiertes Magnetband ein in etwa halbkreisförmiger Bogen
darstellt, der eine gleichmäßige Wandstärke aufweist.
Hierbei ist zwischen den Polflächen
des Magnetbandes eine in etwa halbkreisförmige Aussparung angeordnet.
-
Hochleistungshaftmagnete
werden zur Optimierung der Haftkraft in ihrer Geometrie auf den
jeweiligen Werkstoff und die Einbausituation angepasst. Von Relevanz
sind in diesem Zusammenhang die Entmagnetisierungskurve des Werkstoffs,
die mittlere Länge
des Magnets entlang des Feldlinienverlaufs im Magnetkörper sowie
die Dimension des Zwischenraums zwischen Magnethaftfläche und
Eisenblech. Die Optimierung der Haftkraft erfolgt über eine
Anpassung der mittleren Länge
des Magnets auf die übrigen
genannten Parameter.
-
Beim
erfindungsgemäßen Magnetband
wird die mittlere Feldlinienlänge,
und damit die mittlere Länge
des Magnets, durch die Radien von Innen- und Außenkontur des Bogens festgelegt
und kann durch Variation dieser Radien auf den jeweiligen Zwischenraum
zwischen Magnetband und Kühlmöbelblech
im Einbauzustand angepasst werden.
-
Im
Gegensatz zum Magnetband mit rechteckigen Querschnitt entfallen
beim erfindungsgemäßen Magnetband
Bereiche, die von Feldlinien nicht optimierter Länge durchdrungen werden, so
dass das Verhältnis
zwischen Haftkraft und Querschnittsfläche steigt. Insbesondere werden
durch die erfindungsgemäße Form
des Magnetbandes Bereiche zwischen den Magnetpolen und an den Kanten,
die den Magnetpolen gegenüberliegen,
eliminiert, diese liefern keinen oder nur einen unwesentlichen Beitrag zur
Magnetkraft des Bandes.
-
Bei
Magnetbändern
nach dem Stand der Technik mit rechteckigem Querschnitt liegt das
Aspektverhältnis
meist im Bereich von 9 : 2 in Länge und
Breite. Um mit dem erfindungsgemäßen Magnetband
ein ähnliches
Verhältnis
zu erreichen, können auch
zwei oder mehrere erfindungsgemäße Bögen nebeneinander
angeordnet werden.
-
Zur
Optimierung der Haftkraft wird der Abstand zwischen Außen- und
Innenkontur, als die Wandstärke
des Bogens im Wesentlichen konstant gewählt, daraus resultiert eine
weitgehend konstante Wandstärke.
Insbesondere ist es durch die Variation der Form der Bögen möglich, bei
einer vorgegebenen Magnetbanddicke die Länge der Feldlinien gezielt
zu beeinflussen, um eine Haftkraftoptimierung zu erreichen.
-
Weitere
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Magnetbandes
sind ableitbar aus der Form der Außen- und Innenkontur, der Anzahl
und der Abfolge verschiedener Formen von Aussparungen kombiniert
auf einem Magnetband.
-
So
können
statt Bögen
mit halbkreisförmiger Außen- und
Innenkontur auch Bögen
ellipsenförmig ausgeführt werden.
-
Auch
andere Formen sind realisierbar.
-
Ebenso
ist es möglich,
die Konturen als Mischformen anzulegen und auf einem Magnetband mehrere
Formen zu kombinieren.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Magnetisierung eines Magnetbandes nach Anspruch 1 zeichnet sich
dadurch aus, dass zwei Magnetbänder, die
aneinander liegen, gleichzeitig magnetisiert werden, wobei dieser
Verbund sich nach außen
hin magnetisch neutral verhält.
Es kommt so zu keiner Haftung des Bandes an Eisenteilen der Magnetisierungsvorrichtung.
-
Die
Fertigung solcher Magnetbänder
kann daher besonders vorteilhaft mit höherer Geschwindigkeit erfolgen,
wobei weniger Reibung auftritt, ebenso entsteht so weniger Abrieb
und Verschleiß.
-
Bei
dieser Anordnung von zwei Magnetbändern, wobei die Aussparung
zwischen den Polflächen
im Magnetband fluchtend aufeinander zuweisen und sich die Polflächen der
beiden Magnetbänder
berühren,
wird eine besonders wirkungsvolle Magnetisierung des Magnetbandes
erreicht, indem zentrisch in dem durch die Aussparungen gebildeten Hohlraum
ein Leiter verläuft.
-
Nach
dem bekannten Verfahren der Impulsmagnetisierung werden dadurch
gleichzeitig die beiden Magnetbänder
magnetisiert.
-
Durch
Ausnutzung des sich um einen kreisförmigen Leiter herum ausbildenden
kreisförmigen Magnetfeldes
für die
Magnetisierung des erfindungsgemäßen Magnetbandes
mit einem halbkreisförmigen
Bogen wird so eine besonders effektive Ausrichtung der Elementarmagnete
in den ferromagnetischen Partikeln erreicht.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Magnetisierung hat dazu eine Ausnehmung, die der äußeren Kontur
von zwei aneinander liegenden Magnetbändern gleichen Querschnitts
entspricht.
-
Zur
Magnetisierung werden zwei Magnetbänder zusammengeführt, diese
durchlaufen dann die Vorrichtung und werden nach dem Verlassen wieder
voneinander getrennt.
-
Die
Zeichnungen erläutern
die Erfindung im Detail:
-
1 zeigt
beispielhaft ein Magnetband mit zwei halbkreisförmigen Aussparungen und einer weitgehend
gleichmäßigen Wandstärke in schräger Ansicht;
-
2 zeigt
einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Magnetisierung eines
Magnetbandes.
-
Hierbei
stellen dar:
-
- 1
- Magnetband
- 2
- Aussparung
- 3
- Polfläche
- 4
- Vorrichtung
zur Magnetisierung
- 5
- Ausnehmung
- 6
- Leiter
- H
- Magnetfeldlinie.
-
Die
Zeichnungen sind nicht beschränkend aufzufassen.
-
In 1 ist
das erfindungsgemäße Magnetband
(1) dargestellt, das eine Kontur mit mindestens einer axial
verlaufenden Aussparung (2) aufweist. Dabei befindet sich
die Aussparung (2) zwischen den Polflächen (3) des Magnetbandes
(1).
-
Weiterhin
wird die Wandstärke
des Magnetbandes (1) so gewählt, dass diese weitgehend gleichmäßig ist.
-
Im
vorliegenden Beispiel weist das Magnetband (1) zwei Aussparungen
(2) zwischen den Polflächen
(3) auf. Die Aussparungen (2) haben die Form eines
Halbkreises.
-
Der
einfachste Fall der Formgebung für
das erfindungsgemäße Magnetband
(1) wird durch einen Bogen in Form eines halben Kreisrings
repräsentiert, wobei
die axial angelegte Aussparung (2) halbkreisförmig gestaltet
ist und die Wandstärke
gleichbleibend gewählt
ist. Hierbei wird der günstigste
Feldlinienverlauf im Magnetband (1) erreicht.
-
Bei
diesem Querschnitt sind im Vergleich zu einem rechteckigen Querschnitt
unmagnetisierte Bereiche, die sich an den Ecken und der der Polfläche (3)
abgewandten Seite sowie zwischen den Polflächen (3) befinden,
eliminiert.
-
Die
Haftkraft des Magnetbandes (1) bleibt dabei auf dem Niveau
des Bandes mit rechteckigem Querschnitt vergleichbarer Größe.
-
Das
erfindungsgemäße Magnetband
(1) mit Aussparungen (2) ist im Vergleich zu einem
herkömmlichen
Magnetband mit rechteckigem Querschnitt wesentlich flexibler, da
die Aussparungen (2) verbunden mit der Querschnittsanpassung
im Hinblick auf die Erzielung einer weitgehend gleichmäßigen Wandstärke das
Band (1) beweglicher machen.
-
Damit
sind Vorteile verbunden, die das Aufwickeln und das Handling des
Magnetbandes (1) bei der Herstellung und Weiterverarbeitung
vereinfachen.
-
Alle
Kanten des Magnetbandes (1) sind verbundet, um Beschädigungen
an den Dichtungsprofilen beim Zusammenbau wie auch im Dauereinsatz auszuschließen.
-
Bei
den Aussparungen (2) sind abgeleitete Formen realisierbar,
die beispielsweise über
eine elliptische oder eine abgerundet rechteckige oder eine kombiniert
rechteckig-halbkreisförmige oder
eine rechteckig-elliptische Aussparung (2) oder über eine solche
mit Bogenanordnungen in Halbkreis- oder Halbellipsenform verfügen, wobei
die Wandstärke weitgehend
gleichmäßig ist.
-
Auch
Mischformen der genannten Formen sind möglich.
-
In
das erfindungsgemäße Magnetband
(1) sind eine oder mehrere Aussparungen (2) eingebracht,
wobei mehrere Aussparungen (2) parallel verlaufend beabstandet
zueinander angeordnet sind.
-
In
diesem Fall können
die Aussparungen (2) die gleiche Form aufweisen oder unterschiedlich
gestaltet sein.
-
Es
ist besonders vorteilhaft, wenn der Abstand von parallel verlaufenden,
axial angeordneten Aussparungen (2) des Magnetbandes (1)
höchstens 10
mm beträgt,
da sich dabei ein besonders günstiges
Magnetfeld ausbildet und hohe magnetische Haftkräfte resultieren.
-
Besonders
bevorzugte Ausführungen
sind solche mit zwei oder drei halbkreisförmigen Aussparungen (2)
parallel beabstandet angelegt, da diese Raumformen angelehnt sind
an handelsübliche
Magnetbänder
des Aspektverhältnisses
eines den Magnetbandquerschnitt umhüllenden Rechteckes von ca. 9
: 2 in Länge
und Breite.
-
So
ist in 1 beispielhaft eine solche Ausführung mit
zwei Aussparungen (2) gezeigt.
-
Durch
die Auswahl der Querschnittsverhältnisse
können
handelsübliche
Bänder
durch die erfindungsgemäßen Magnetbänder (1)
ersetzt werden, ohne dass Änderungen
an den Fertigungseinrichtungen vorzunehmen sind.
-
2 zeigt
die erfindungsgemäße Magnetisierungsvorrichtung
(4) zur Magnetisierung eines Magnetbandes (1)
nach Anspruch 1.
-
Hierbei
ist eine Ausführungsform
gezeigt, die für
die Magnetisierung des besonders bevorzugten Magnetbandes (1)
mit zwei halbkreisförmigen
beabstandeten Aussparungen (2) geeignet ist.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform
mit einer halbkreisförmigen
Aussparung (2) im Magnetband (1) stellt dabei
den für
die Magnetisierung günstigsten
Zustand dar, da hierbei die Feldlinien im Material des Magnetbandes
(1) die effektivste Magnetisierung erzeugen. Hierbei wird
der kreisförmig
konzentrische Verlauf der Magnetfeldlinien um einen Leiter (6)
mit kreisförmigen
Querschnitt besonders günstig
ausgenutzt.
-
Besonders
effektiv ist die Magnetisierung, wenn das Magnetband (1)
darüber
hinaus auch eine weitgehend gleichmäßige Wandstärke aufweist.
-
Dabei
stellt (1) das Magnetband dar, das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
(4) in einer an die Kontur des Magnetbandes (1)
angepassten Ausnehmung (5) doppelt angeordnet ist, wobei
die Polflächen
(3) einander zugewandt sind, die Aussparungen (2)
sich dabei genau gegenüberstehen
und die Polflächen
(3) sich dabei berühren.
-
Die
Aussparungen (2) sind dabei fluchtend angeordnet.
-
Zentrisch
sind in den durch die halbkreisförmigen
Aussparungen (2) gebildeten zylindrischen Hohlräumen zwischen
den beiden Bändern
(1) Leiter (6) angeordnet, die eine besonders
effektive Magnetisierung der erfindungsgemäßen Magnetbänder (1) durch das
bekannte Verfahren der Impulsmagnetisierung bewirken.
-
Die
Leiter (6) sind dazu in der Ebene der sich berührenden
Polflächen
(3) angeordnet.
-
Hierbei
ist die Stromrichtung in den beiden Leitern (6) gegensinnig.
-
Dies
ist in 2 angedeutet, die Stromrichtungen sind in den
Leitern (6) mit einem Punkt (d.h. aus der Ebene herauskommend)
bzw. einem Kreuz (d.h. in die Ebene hineingehend) gekennzeichnet, darüber hinaus
ist das sich um die Leiter (6) mit kreisförmigem Querschnitt
ausbildende Magnetfeld in Form einer kreisförmigen Magnetfeldlinie (H)
eingezeichnet.
-
Zur
Durchführung
der Magnetisierung werden zwei Magnetbänder (1) gleichen
Querschnitts mit den Polflächen
(3), zwischen denen die Aussparungen (2) liegen,
zusammengeführt
und in die Vorrichtung (4) hineintransportiert, wobei sich
die Polflächen
(3) berühren.
Die Positionierung der Bänder
(1) zueinander erfolgt so, dass die Aussparungen (2) fluchtend
aufeinander zuweisen. Dann erfolgt die Magnetisierung der Bänder.
-
Nach
der Magnetisierung der Bänder
(1) werden diese, nachdem Sie aus der Vorrichtung (4) heraustransportiert
sind, wieder voneinander getrennt.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Magnetisierung (4) zeichnet sich dadurch aus, dass
damit Magnetbänder
(1) magnetisiert werden können, die sich in der vorgeschlagenen
Anordnung aus zwei Magnetbändern
(1) nach außen
hin magnetisch neutral verhalten, so dass keine Haftung zu Eisenteilen der
Magnetisierungsvorrichtung (4) eintritt.
-
Hierbei
ist von besonderem Vorteil, dass an den Stellen, an denen sich die
Polflächen
der beiden Magnetbänder
berühren,
durch die Magnetisierung eine Anordnung von Polen derart erzeugt
wird, dass die beiden Bänder
aneinander haften, da jeweils gegensinnige Polaritäten entstehen.
-
Es
kann daher eine Fertigung solcher Magnetbänder (1) besonders
vorteilhaft mit höherer
Geschwindigkeit stattfinden, wobei weniger Reibung auftritt, ebenso
entsteht so weniger Abrieb und Verschleiß.
-
Die
magnetische Neutralität
an der Außenseite
der miteinander verbundenen Magnetbänder (1) ist auch
beim Aufwickeln und Handling der Magnetbänder (1) von Vorteil.
-
In
anderen Ausführungsformen
haben die Vorrichtungen (4) zur Magnetisierung der erfindungsgemäßen Magnetbänder (1)
eine an die jeweilige Kontur des Magnetbandes (1) angepasste
Ausnehmung (5), wobei die Anzahl der Leiter (6)
stets der Anzahl der Aussparungen des jeweiligen Magnetbandes (1)
entspricht.