DE102014105172B4 - PROCESS FOR THE SIMULTANEOUS MANUFACTURE OF AT LEAST TWO PERMANENT MAGNETS - Google Patents

PROCESS FOR THE SIMULTANEOUS MANUFACTURE OF AT LEAST TWO PERMANENT MAGNETS Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von wenigstens zwei gepressten Permanentmagneten aus einem Magnetpulver (200) mit den Schritten:Bereitstellen einer Presse (100), die eine Matrize (130) mit einem ersten Presshohl (150) und einem zweiten Presshohl (150') aufweist, sowie eines ersten Pressstempels (110) und eines zweiten Pressstempels (110'), die jeweils in einer Pressrichtung (z) relativ zu der Matrize (130) verstellbar sind;Bereitstellen eines Magnetpulvers (200);Bereitstellen einer Spulenanordnung (161, 162);Einfüllen des Magnetpulvers (200) in das erste Presshohl (150) und in das zweite Presshohl (150') mit Hilfe eines Füllmagnetfeldes, das mit der Spulenanordnung (161, 162) erzeugt wird, während sich die Spulenanordnung (161, 162) bezüglich der Matrize (130) in einer ersten Relativposition befindet;Ausrichten der magnetischen Orientierung des in die Presshohls (150, 150') eingefüllten Magnetpulvers (200) mit Hilfe eines Orientierungsmagnetfeldes (HOM), das mit der Spulenanordnung (161, 162) erzeugt wird, während sich die Spulenanordnung (161, 162) bezüglich der Matrize (130) in einer von der ersten Relativposition verschiedenen zweiten Relativposition befindet;Simultanes Verpressen des in die Presshohls (150, 150') eingefüllten und mit Hilfe des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) ausgerichteten Magnetpulvers (200), indem- ein in dem ersten Presshohl (150) befindlicher Teil des Magnetpulvers (200) durch Einwirkung des ersten Pressstempels (110) jeweils einen ersten Grünling ergebend komprimiert und der erste Grünling zu einem ersten pulvergepressten Permanentmagneten gesintert wird; und- ein in dem zweiten Presshohl (150') befindlicher Teil des Magnetpulvers (200) durch Einwirkung des zweiten Pressstempels (110) jeweils einen zweiten Grünling ergebend komprimiert und der zweite Grünling zu einem zweiten pulvergepressten Permanentmagneten gesintert wird.A method for producing at least two pressed permanent magnets from a magnet powder (200), comprising the steps of: providing a press (100) having a die (130) with a first press cavity (150) and a second press cavity (150'), and one first press ram (110) and a second press ram (110'), each of which can be adjusted in a pressing direction (z) relative to the die (130); providing a magnetic powder (200); providing a coil arrangement (161, 162); filling in the Magnetic powder (200) into the first pressing cavity (150) and into the second pressing cavity (150') with the aid of a filling magnetic field which is generated with the coil arrangement (161, 162) while the coil arrangement (161, 162) is relative to the die ( 130) is in a first relative position;aligning the magnetic orientation of the magnetic powder (200) filled into the press cavity (150, 150') with the aid of an orientation magnetic field (HOM) which is generated with the coil arrangement (161, 162) while the coil arrangement (161, 162) is in a second relative position, which is different from the first relative position, with respect to the die (130); simultaneous pressing of the magnetic powder (200) filled into the pressing cavity (150, 150') and aligned with the aid of the orientation magnetic field (HOM), in that a part of the magnet powder (200) located in the first press cavity (150) is compressed by the action of the first press die (110) to produce a first green body and the first green body is sintered to form a first powder-pressed permanent magnet; and- a part of the magnet powder (200) located in the second press cavity (150') is compressed by the action of the second press die (110) to produce a second green body and the second green body is sintered to form a second powder-pressed permanent magnet.

Description

Permanentmagnete werden in den verschiedensten technischen Gebieten eingesetzt. Dabei kommt es häufig darauf an, dass die Permanentmagnete ein Magnetfeld mit hoher magnetischer Flussdichte erzeugen. Nur ein Beispiel hierfür ist ein magnetischer Fluss, der innerhalb eines Luftspaltes, welcher z. B. zwischen zwei Polen desselben oder verschiedener Permanentmagnete(n) oder zwischen einem Pol eines Permanentmagneten und einem Eisenrückschluss ausgebildet ist. Beispiele für derartige Anwendungen sind Motoren oder Generatoren. Beispielsweise werden Permanentmagnete häufig in Rotoren von Motoren oder Generatoren eingesetzt. Auch in vielen anderen technischen Gebieten wie beispielsweise bei Magnetsystemen für die Magnetokalorik sind Permanentmagnete mit hoher magnetischer Flussdichte vorteilhaft. Herkömmliche Magnetanordnungen, mit denen sich hohe Flussdichten erzeugen lassen, sind jedoch aufwendig und damit teuer zu fertigen.Permanent magnets are used in a wide variety of technical fields. It is often important that the permanent magnets generate a magnetic field with a high magnetic flux density. Just one example of this is a magnetic flux within an air gap, which z. B. between two poles of the same or different permanent magnet (s) or between one pole of a permanent magnet and an iron yoke is formed. Examples of such applications are motors or generators. For example, permanent magnets are often used in the rotors of motors or generators. Permanent magnets with a high magnetic flux density are also advantageous in many other technical fields, such as magnet systems for magnetocalorics. However, conventional magnet arrangements with which high flux densities can be generated are complex and therefore expensive to manufacture.

Die Publikation DE 102 46 719 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen mehrpoliger Ringmagnete, die zwei oder ein Vielfaches davon entgegengesetzt orientierte magnetische Pole in ihrem Ringaußenumfangsbereich aufweisen. Ein Pulver aus einem magnetisch orientierbaren Material wird in einem Presshohl einer Matrize ringförmig verpresst und dabei werden 2- oder mehrpolig magnetisch orientiert. Das Pulver wird mittels eines Magnetfeldes in das Presshohl eingesaugt.The publication DE 102 46 719 A1 discloses a method of making multi-pole ring magnets having two or multiples of oppositely oriented magnetic poles in their outer ring peripheral region. A powder made of a magnetically orientable material is pressed into a ring shape in a press cavity of a die and two or more poles are magnetically oriented in the process. The powder is sucked into the press cavity by means of a magnetic field.

Die Publikation DE 10 2004 008 322 B4 offenbart eine Pulverpresse zur Herstellung von Presslingen aus pulverförmigem Pressmaterial, mit: einer Matrizenplatte mit mindestens zwei Matrizen oder einer Matrize mit zwei Matrizenbohrungen; mindestens zwei Oberstempeln, die mit den Matrizen bzw. den Matrizenbohrungen zusammenwirken; einem Hydraulikantrieb für die Oberstempel; mindestens zwei Unterstempeln, die mit den Matrizen bzw. Matrizenbohrungen zusammenwirken; und einem Hydraulikantrieb für die Unterstempel. Getrennte Hydraulikzylinder für die Unterstempel sind vorgesehen. Den Oberstempeln sind mindestens ein Positionssensor und den Unterstempeln jeweils ein Positionssensor zugeordnet. Mindestens ein Kraftsensor für die Oberstempel und jeweils ein Kraftsensor für die Unterstempel sind vorgesehen und den Hydraulikzylindern für die Unterstempel ist jeweils ein Regler zugeordnet, der mit dem zugehörigem Positionssensor und dem zugehörigen Kraftsensor verbunden ist.The publication DE 10 2004 008 322 B4 discloses a powder press for producing compacts from powder-form pressing material, having: a die plate with at least two dies or a die with two die bores; at least two upper punches which interact with the dies or the die bores; a hydraulic drive for the punches; at least two lower punches which interact with the dies or die bores; and a hydraulic drive for the lower punches. Separate hydraulic cylinders for the lower punches are provided. At least one position sensor is assigned to the upper punches and one position sensor to each of the lower punches. At least one force sensor for the upper punch and one force sensor for each of the lower punches are provided, and each hydraulic cylinder for the lower punch is assigned a controller that is connected to the associated position sensor and the associated force sensor.

Die Publikation DE 20 2010 010 105 U1 offenbart ein Permanentmagnetisierungssystem zur Erzeugung eines gerichteten Dauermagnetfeldes mit einer hohen Feldstärke in einem Magnetisierungsraum, wobei das Permanentmagnetisierungssystem im Wesentlichen aus einem äußeren, geschlossenen Dauermagnetsystem und einem inneren Dauermagnetsystem besteht, wobei die Dauermagnetsysteme aus einer Vielzahl von Einzelmagneten oder Magnetsegmenten bestehen.The publication DE 20 2010 010 105 U1 discloses a permanent magnetization system for generating a directed permanent magnetic field with a high field strength in a magnetization space, the permanent magnetization system essentially consisting of an outer, closed permanent magnet system and an inner permanent magnet system, the permanent magnet systems consisting of a large number of individual magnets or magnet segments.

Die Publikation DE 10 356 964 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines kunststoffgebundenen Magneten mit einem magnetischen, in Bezug auf seine magnetischen Eigenschaften anisotropen Metallpulver und einer Kunststoffkomponente. Das magnetische Metallpulver wird mit der Kunststoffkomponente zu einem Mischwerkstoff gemischt und in eine Pressform gefüllt. Es wird eine magnetische Orientierung in einem Orientierungsfeld durchgeführt. Der Mischwerkstoff wird gepresst, gehärtet, und dadurch ausgestaltet, dass die Kunststoffkomponente ein bei Raumtemperatur flüssiges Duromer enthält.The publication DE 10 356 964 A1 discloses a method for producing a plastic-bonded magnet with a magnetic metal powder, which is anisotropic in terms of its magnetic properties, and a plastic component. The magnetic metal powder is mixed with the plastic component to form a mixed material and filled into a mold. Magnetic orientation is performed in an orientation field. The mixed material is pressed, hardened and designed so that the plastic component contains a duromer that is liquid at room temperature.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht unter anderem darin, ein Verfahren zur Herstellung mehrerer gepresster Permanentmagnete bereitzustellen.The object of the present invention is, inter alia, to provide a method for producing a plurality of pressed permanent magnets.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zur simultanen Herstellung von wenigstens zwei gepressten Permanentmagneten gemäß Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von UnteransprüchenThese objects are achieved by a method for the simultaneous production of at least two pressed permanent magnets according to claim 1. Further developments of the invention are the subject matter of subclaims

Es wird ein Verfahren zur simultanen Herstellung von wenigstens zwei jeweils aus einem Magnetpulver gepressten Permanentmagneten beschrieben. Hierzu wird eine Presse bereitgestellt, die eine Matrize mit einem ersten Presshohl und einem zweiten Presshohl aufweist. Ebenfalls bereitgestellt werden ein erster Pressstempel und ein zweiter Pressstempel, die jeweils in einer Pressrichtung relativ zu der Matrize verstellbar sind, ein Magnetpulver und eine Spulenanordnung. Während sich die Spulenanordnung bezüglich der Matrize in einer ersten Relativposition befindet, wird das Magnetpulver mit Hilfe eines Füllmagnetfeldes, das mit der Spulenanordnung erzeugt wird, in das erste Presshohl und in das zweite Presshohl eingefüllt. Während sich die Spulenanordnung bezüglich der Matrize in einer von der ersten Relativposition verschiedenen zweiten Relativposition befindet, wird die magnetische Orientierung des in das erste Presshohl und in das zweite Presshohl eingefüllten Magnetpulvers mit Hilfe eines Orientierungsmagnetfeldes ausgerichtet, das ebenfalls mit der Spulenanordnung erzeugt wird. Das in das erste Presshohl und in das zweite Presshohl eingefüllte und mit Hilfe des Orientierungsmagnetfeldes ausgerichtete Magnetpulver wird simultan verpresst, indem ein in dem ersten Presshohl befindlicher Teil des Magnetpulvers durch Einwirkung des ersten Pressstempels einen ersten Grünling ergebend komprimiert und der erste Grünling zu einem ersten pulvergepressten Permanentmagneten gesintert wird, und indem ein in dem zweiten Presshohl befindlicher Teil des Magnetpulvers durch Einwirkung des zweiten Pressstempels einen zweiten Grünling ergebend komprimiert und der zweite Grünling zu einem zweiten pulvergepressten Permanentmagneten gesintert wird.A method for the simultaneous production of at least two permanent magnets, each pressed from a magnetic powder, is described. For this purpose, a press is provided which has a die with a first press cavity and a second press cavity. Also provided are a first ram and a second ram, each adjustable in a pressing direction relative to the die, magnetic powder, and a coil assembly. While the coil arrangement is in a first relative position with respect to the die, the magnetic powder is filled into the first press cavity and into the second press cavity with the aid of a filling magnetic field that is generated with the coil assembly. While the coil arrangement is in a second relative position with respect to the die, which differs from the first relative position, the magnetic orientation of the magnetic powder filled into the first press cavity and into the second press cavity is aligned with the aid of an orientation magnetic field, which is also generated with the coil assembly. The magnetic powder filled into the first press cavity and into the second press cavity and aligned with the aid of the orientation magnetic field is simultaneously pressed, in that a part of the magnetic powder located in the first press cavity is compressed by the action of the first press ram, resulting in a first green body and the first green body becomes one sintering a first powder-pressed permanent magnet, and by compressing a part of the magnet powder in the second pressing cavity by the action of the second die to give a second green body, and sintering the second green body into a second powder-pressed permanent magnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder korrespondierende Elemente. Es zeigen:

  • 1 einen Motor, der einen mit Permanentmagneten bestückten Rotor aufweist.
  • 2A und 2B Permanentmagnete mit starkem Nord-Süd-Effekt.
  • 2C die Ansicht des Magneten gemäß 2A mit mehreren zur magnetischen Orientierungsachse senkrechten, äquidistanten Schnittebenen.
  • 2D die Ansicht des Magneten gemäß 2B mit mehreren zur magnetischen Orientierungsachse senkrechten, äquidistanten Schnittebenen.
  • 2E eine perspektivische Ansicht eines Permanentmagneten, der auf eine Projektionsebene projiziert wird.
  • 2F eine Draufsicht auf die in 2E dargestellte Projektionsebene.
  • 3A einen Vertikalschnitt durch eine Presse zur Herstellung eines aus einem Magnetpulver gepressten Magneten, während des Pressvorgangs.
  • 3B eine vergrößerte Darstellung des in der Presse gemäß 3A verpressten Magnetpulvers.
  • 4A eine Ansicht der Pressfläche des Unterstempels der Presse gemäß 3A.
  • 4B eine Ansicht der Pressfläche des Oberstempels der Presse gemäß 3A.
  • 5A bis 5F Vertikalschnitte durch verschiedene Ausgestaltungen von Unterstempeln, wie sie bei einer Presse zur Herstellung von Magneten mit starkem Nord-Süd-Effekt eingesetzt werden können.
  • 6A und 6B Horizontalschnitte durch verschiedene Ausgestaltungen von Unterstempeln, wie sie bei einer Presse zur Herstellung von Magneten mit starkem Nord-Süd-Effekt eingesetzt werden können.
  • 7A und 7B mögliche Horizontalschnitte durch weitere verschiedene Ausgestaltungen von Unterstempeln, wie sie bei einer Presse zur Herstellung von Magneten mit starkem Nord-Süd-Effekt eingesetzt werden können.
  • 8A bis 8C schematische Darstellungen der Verläufe des magnetischen Flusses bei der Verwendung von Oberstempeln, die aus verschiedenen zusammengesetzt sind.
  • 9A und 9B eine weitere Presse zur Herstellung pulver-gepresster Permanentmagnete.
  • 10A bis 10C noch eine andere Presse zur Herstellung pulver-gepresster Permanentmagnete, mittels der sich ein pulver-gepresster Permanentmagnet mit starkem Nord-Süd-Effekt unter Verwendung von mehreren Spulen erzeugen lässt.
  • 11A bis 11D eine Presse zur Herstellung pulver-gepresster Permanentmagnete, mittels der während eines Pressvorgangs zwei Permanentmagnete simultan gepresst werden können.
  • 12 eine Presse zum simultanen Pressen von vier hinsichtlich ihrer geometrischen Form und ihrer Verteilung des Magnetfeldes identischen Magneten.
  • 13A das Befüllen von zwei Presshohls mit einem Magnetpulver.
  • 13B das Orientieren des Magnetpulvers nach einer Änderung der Relativposition zwischen der Magnetspule und den Presshohls.
  • 14 ein Verfahren entsprechend den 13A und 13B, mit dem Permanentmagnete hergestellt werden, die ein im Wesentlichen homogenes Magnetfeld aufweisen.
  • 15A ein Verfahren entsprechend den 13A und 13B, mit dem Permanentmagnete hergestellt werden, die ein stark inhomogenes Magnetfeld aufweisen.
  • 15B ein Verfahren entsprechend den 13A und 13B, mit dem Permanentmagnete hergestellt werden, die ein stark inhomogenes Magnetfeld aufweisen.
  • 15C einen gemäß dem Verfahren nach 15A hergestellten Permanentmagneten.
  • 15D einen gemäß dem Verfahren nach 15B hergestellten Permanentmagneten.
  • 15E eine Draufsicht auf die Einfüllöffnung eines Presshohls.
  • 16 einen Einfülltrichter zum Einfüllen eines Magnetpulvers in ein breites Presshohl.
  • 17 einen Einfülltrichter zum Einfüllen eines Magnetpulvers in ein schmales Presshohl.
  • 18 einen Einfülltrichter zum Einfüllen eines Magnetpulvers in zwei benachbarte, breite Presshohls.
  • 19 einen Einfülltrichter zum Einfüllen eines Magnetpulvers in zwei benachbarte, schmale Presshohls.
  • 20 ein Beispiel zur Veranschaulichung der Begriffe „Pressen im Axialfeld“, und „Pressen im Querfeld“.
  • 21 einen Motor, der einen mit Permanentmagneten bestückten Rotor aufweist, wobei ein jeder der Magnete eine betragsmäßig hohe magnetische Winkelstreuung und/oder einen betragsmäßig großen Nord-Süd-Effekt aufweist.
  • 22A bis 22C Anordnungen mit zwei Permanentmagneten, deren Magnetisierungsrichtungen sich nordpolseitig der beiden Magnete schneiden.
  • 23A bis 23C Anordnungen mit zwei Permanentmagneten, deren Magnetisierungsrichtungen sich südpolseitig der beiden Magnete schneiden.
  • 24 einen Motor, der einen mit Permanentmagneten bestückten Rotor aufweist, entlang dessen Umfang Nordpole und Südpole abwechselnd aufeinander folgen, wobei jeder der Nordpole durch zwei Magneten gebildet wird.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the attached figures. In the figures, the same reference symbols designate the same or corresponding elements. Show it:
  • 1 a motor having a rotor fitted with permanent magnets.
  • 2A and 2 B Permanent magnets with a strong north-south effect.
  • 2C according to the view of the magnet 2A with several equidistant sectional planes perpendicular to the magnetic orientation axis.
  • 2D according to the view of the magnet 2 B with several equidistant sectional planes perpendicular to the magnetic orientation axis.
  • 2E a perspective view of a permanent magnet projected onto a projection plane.
  • 2F a top view of the in 2E shown projection plane.
  • 3A a vertical section through a press for the production of a magnet pressed from a magnetic powder during the pressing process.
  • 3B according to an enlarged view of the in the press 3A compressed magnetic powder.
  • 4A a view of the pressing surface of the lower ram of the press according to FIG 3A .
  • 4B a view of the pressing surface of the upper punch of the press according to FIG 3A .
  • 5A until 5F Vertical sections through various configurations of lower punches, as can be used in a press to produce magnets with a strong north-south effect.
  • 6A and 6B Horizontal sections through various configurations of lower punches, as can be used in a press to produce magnets with a strong north-south effect.
  • 7A and 7B possible horizontal sections through other different designs of lower punches, as can be used in a press for the production of magnets with a strong north-south effect.
  • 8A until 8C Schematic representations of the course of the magnetic flux when using upper punches that are composed of different ones.
  • 9A and 9B another press for the production of powder-pressed permanent magnets.
  • 10A until 10C yet another press for producing powder-pressed permanent magnets, by means of which a powder-pressed permanent magnet with a strong north-south effect can be produced using several coils.
  • 11A until 11D a press for the production of powder-pressed permanent magnets, by means of which two permanent magnets can be pressed simultaneously during a pressing process.
  • 12 a press for simultaneously pressing four magnets that are identical in terms of their geometric shape and their distribution of the magnetic field.
  • 13A the filling of two press hollows with a magnetic powder.
  • 13B orienting the magnetic powder after a change in the relative position between the magnetic coil and the dies.
  • 14 a procedure according to 13A and 13B , with which permanent magnets are produced that have a substantially homogeneous magnetic field.
  • 15A a procedure according to 13A and 13B , which is used to produce permanent magnets that have a highly inhomogeneous magnetic field.
  • 15B a procedure according to 13A and 13B , which is used to produce permanent magnets that have a highly inhomogeneous magnetic field.
  • 15C one according to the procedure 15A manufactured permanent magnets.
  • 15D one according to the procedure 15B manufactured permanent magnets.
  • 15E a plan view of the filling opening of a press cavity.
  • 16 a hopper for filling a magnetic powder into a wide die cavity.
  • 17 a hopper for filling a magnetic powder into a narrow press cavity.
  • 18 a hopper for filling a magnetic powder into two adjacent wide die cavities.
  • 19 a hopper for filling a magnetic powder into two adjacent narrow press cavities.
  • 20 an example to illustrate the terms "pressing in the axial field" and "pressing in the transverse field".
  • 21 a motor that has a rotor equipped with permanent magnets, each of the magnets having a high magnetic angular spread and/or a high north-south effect in terms of absolute value.
  • 22A until 22C Arrangements with two permanent magnets whose directions of magnetization intersect on the north pole side of the two magnets.
  • 23A until 23C Arrangements with two permanent magnets whose directions of magnetization intersect on the south pole side of the two magnets.
  • 24 a motor having a rotor fitted with permanent magnets, along the circumference of which north poles and south poles follow one another alternately, each of the north poles being formed by two magnets.

MAGNETE MIT HOHER MAGNETISCHER WINKELSTREUUNGMAGNETS WITH HIGH MAGNETIC ANGULAR SPREAD

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motors mit einem Rotor 1 und einem Stator 2, zwischen denen ein Luftspalt 12 vorliegt. Der Rotor 1 besitzt eine Achse 15, um die er relativ zum Stator drehbar ist. Entlang des Umfangs des Rotors 1 sind Permanentmagnete 10, 20 angeordnet. Die Orientierung der Permanentmagnete 10 ist so gewählt, dass die Nordpole N in radialer Richtung des Rotors 1 nach außen gerichtet sind, während die Südpole S der Achse 15 des Rotors 1 zugewandt sind. Die Permanentmagnete 20 hingegen besitzen eine entgegengesetzt gerichtete Magnetisierung, d. h. die Südpole S sind in radialer Richtung des Rotors 1 nach außen gerichtet, während die Nordpole N der Achse 15 des Rotors 1 zugewandt sind. Die Permanentmagnete 10 und die Permanentmagnete 20 sind also entlang des Umfangs des Rotors 1 so angeordnet, dass entlang des Umfangs immer ein Nordpol N auf einen Südpol S und auf einen Südpol S ein Nordpol N folgt. In 1 wie auch in einigen weiteren Figuren sind die Orientierungen der noch zu erläuternden magnetischen Orientierungsachsen M0 der Permanentmagnete 10, 20 sowie die Orientierung der lokalen Magnetisierung an einzelnen Stellen der Permanentmagnete 10, 20 durch stilisierte Kompassnadeln schematisch gekennzeichnet, deren Spitze in Richtung des Nordpols N weist. Die den Spitzen entgegengesetzten Enden der Kompassnadeln weisen entsprechend in Richtung des Südpols S. Nicht dargestellt in 1 sind die im Stator 2 vorhandenen elektrischen Magnetspulen. 1 shows a schematic representation of a motor with a rotor 1 and a stator 2, between which there is an air gap 12. The rotor 1 has an axis 15 about which it is rotatable relative to the stator. Permanent magnets 10, 20 are arranged along the circumference of the rotor 1. The orientation of the permanent magnets 10 is selected such that the north poles N are directed outwards in the radial direction of the rotor 1 , while the south poles S face the axis 15 of the rotor 1 . The permanent magnets 20 , on the other hand, have an oppositely directed magnetization, ie the south poles S are directed outwards in the radial direction of the rotor 1 , while the north poles N face the axis 15 of the rotor 1 . The permanent magnets 10 and the permanent magnets 20 are thus arranged along the circumference of the rotor 1 such that a north pole N always follows a south pole S and a south pole S is followed by a north pole N along the circumference. In 1 as in some other figures, the orientations of the magnetic orientation axes M0 of the permanent magnets 10, 20, which are still to be explained, and the orientation of the local magnetization at individual points of the permanent magnets 10, 20 are indicated schematically by stylized compass needles, the tips of which point in the direction of the north pole N. The opposite ends of the compass needles point in the direction of the south pole S. Not shown in 1 are the electrical magnetic coils present in the stator 2.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zur Erzeugung hoher magnetischer Flussdichten in einem Luftspalt, beispielsweise dem oben erwähnten Luftspalt 12, Permanentmagnete 10, 20 zu verwenden, bei denen die innerhalb des Permanentmagneten 10, 20 vorliegenden lokalen Magnetisierungsrichtungen stark inhomogen verteilt sind. Diese inhomogene Verteilung ist so gewählt, dass bei einem einzelnen, nicht verbauten Permanentmagneten 10, 20, d. h. einem Permanentmagneten 10, 20, der sich nicht in einer den Verlauf seines Magnetfeldes beeinflussenden Umgebung befindet, die an ihm gemessene Flussdichte an einer ersten Stelle, die sich auf der Seite des Magneten befindet, die im verbauten Zustand des Permanentmagneten 10, 20 dem Luftspalt zugewandt ist, größer ist als an einer der ersten Stelle entgegengesetzten zweiten Stelle, die sich auf der Seite des Magneten befindet, die im verbauten Zustand dem Luftspalt abgewandt ist.According to one aspect of the invention, it has proven advantageous to use permanent magnets 10, 20 in order to generate high magnetic flux densities in an air gap, for example the above-mentioned air gap 12, in which the local magnetization directions present within the permanent magnet 10, 20 are distributed in a highly inhomogeneous manner are. This inhomogeneous distribution is chosen so that with a single permanent magnet 10, 20, d. H. a permanent magnet 10, 20, which is not in an environment that affects the course of its magnetic field, the flux density measured on it at a first point, which is on the side of the magnet that faces the air gap when the permanent magnet 10, 20 is installed is greater than at a second point opposite the first point, which is located on the side of the magnet that faces away from the air gap in the installed state.

Die Inhomogenität einer derartigen stark inhomogenen Verteilung der lokalen Magnetisierungsrichtungen innerhalb eines Permanentmagneten 10, 20 lässt sich durch die Winkelabweichungen der lokalen Magnetisierungsrichtungen von der Richtung der magnetischen Orientierungsachse M0 des betreffenden Permanentmagneten 10, 20 beschreiben, was nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2A bis 2D erläutert wird. Als Maß für die Inhomogenität der Verteilung der lokalen Magnetisierungsrichtungen innerhalb des Permanentmagneten 10, 20 wird im Weiteren eine „magnetische Winkelstreuung“ eines Permanentmagneten 10, 20 eingeführt. Sie gibt ein Maß dafür an, wie stark bei einem Permanentmagneten die lokalen Magnetisierungsrichtungen streuen.The inhomogeneity of such a highly inhomogeneous distribution of the local magnetization directions within a permanent magnet 10, 20 can be described by the angular deviations of the local magnetization directions from the direction of the magnetic orientation axis M0 of the permanent magnet 10, 20 in question, which is explained below with reference to 2A until 2D is explained. As a measure of the inhomogeneity of the distribution of the local directions of magnetization within the permanent magnet 10, 20, a “magnetic angle spread” of a permanent magnet 10, 20 is introduced below. It gives a measure of how strongly the local magnetization directions scatter in a permanent magnet.

Die 2A bis 2D zeigen Schnittdarstellungen von Permanentmagneten 10 bzw. 20, wie sie beispielsweise bei einem durch Permanentmagnete 10, 20 erregten Motor 1 gemäß 1 eingesetzt werden können. Die Permanentmagnete 10, 20 besitzen jeweils eine durch einen Pfeil dargestellte magnetische Orientierungsachse M0.The 2A until 2D show sectional views of permanent magnets 10 and 20, as they are for example in a motor 1 excited by permanent magnets 10, 20 according to FIG 1 can be used. The permanent magnets 10, 20 each have a magnetic orientation axis M0 represented by an arrow.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist die Richtung der magnetischen Orientierungsachse M0 eines Permanentmagneten 10, 20 wie folgt definiert: Bringt man den Permanentmagneten 10, 20 in ein homogenes Magnetfeld ein, so richtet sich der Permanentmagnet 10, 20, sofern auf diesen keine anderen Kräfte wirken als die aus dem homogenen Magnetfeld resultierenden magnetischen Kräfte, in dem homogenen Magnetfeld derart aus, dass die magnetische Orientierungsachse M0 parallel zu dem homogenen Magnetfeld verläuft. Außerdem verläuft die magnetische Orientierungsachse M0 durch den Schwerpunkt SP des Permanentmagneten 10, 20. Die Ausrichtung der magnetischen Orientierungsachse M0 ist also an die Ausrichtung des Magneten 10, 20 gebunden, d. h. die magnetische Orientierungsachse M0 steht relativ zum Permanentmagneten 10, 20 fest.For the purposes of the present invention, the direction of the magnetic orientation axis M0 of a permanent magnet 10, 20 is defined as follows: If the permanent magnet 10, 20 is placed in a homogeneous magnetic field, the permanent magnet 10, 20 aligns itself provided no other forces are acting on it as the magnetic forces resulting from the homogeneous magnetic field in which homogeneous magnetic field in such a way that the magnetic orientation axis M0 runs parallel to the homogeneous magnetic field. The magnetic orientation axis M0 also runs through the center of gravity SP of the permanent magnet 10, 20. The alignment of the magnetic orientation axis M0 is therefore linked to the alignment of the magnet 10, 20, ie the magnetic orientation axis M0 is fixed relative to the permanent magnet 10, 20.

In dem vorgenannten Sinn befindet sich ein Permanentmagnet dann in einem „homogenen“ Magnetfeld, wenn sich der Permanentmagnet nach dem Einbringen in das Magnetfeld und bis zu seiner allein durch das Magnetfeld bedingten räumlichen Ausrichtung ausschließlich in einem Raumbereich befindet, in dem das Magnetfeld an jeder Stelle konstant dieselbe Richtung und dieselbe Stärke aufweist. Ein derartiges homogenes Magnetfeld lässt sich in bekannter Weise in guter Näherung beispielsweise mittels eines Helmholtz-Spulenpaares erzeugen.In the aforementioned sense, a permanent magnet is in a "homogeneous" magnetic field if, after being introduced into the magnetic field and up to its spatial alignment caused solely by the magnetic field, the permanent magnet is located exclusively in a spatial area in which the magnetic field is present at every point constantly has the same direction and strength. Such a homogeneous magnetic field can be generated in a known manner to a good approximation, for example by means of a pair of Helmholtz coils.

Wie den 2A und 2B zu entnehmen ist, weist ein Permanentmagnet 10, 20 an jeder Stelle S1, S2 seines Volumenbereichs eine lokale Magnetisierungsrichtung auf, die jeweils durch eine stilisierte, weiß gefüllte Kompassnadel dargestellt ist, und die die Richtung der lokalen magnetischen Orientierungsachse m1, m2 des Permanentmagneten 10, 20 an der zugehörigen Stelle S1, S2 aufweist. Eine an einer Stelle S1, S2 eines Permanentmagneten 10, 20 vorliegende lokale Magnetisierungsrichtung kann relativ zum Permanentmagneten 10, 20 und damit auch relativ zu dessen magnetischer Orientierungsachse M0 prinzipiell beliebig orientiert sein.Like the 2A and 2 B As can be seen, a permanent magnet 10, 20 has a local direction of magnetization at each point S1, S2 of its volume region, which is represented by a stylized compass needle filled with white, and which corresponds to the direction of the local magnetic orientation axis m1, m2 of the permanent magnet 10, 20 at the associated point S1, S2. A local direction of magnetization present at a point S1, S2 of a permanent magnet 10, 20 can in principle be oriented in any way relative to the permanent magnet 10, 20 and thus also relative to its magnetic orientation axis M0.

An jeder Stelle R des Permanentmagneten 10, 20 besitzt die dort vorliegende lokale magnetische Orientierungsrichtung m1, m2 von der Richtung der magnetischen Orientierungsachse M0 des gesamten Permanentmagneten 10, 20 eine von dieser Stelle R abhängige lokale Winkelabweichung Φlok(R). In 2A sind beispielhaft für die Stellen R = S1 und R = S2 die lokalen Winkelabweichungen Φlok(S1) und Φlok (S2) dargestellt.At each point R of the permanent magnet 10, 20, the local magnetic orientation direction m1, m2 present there has a local angle deviation Φ lok (R) from the direction of the magnetic orientation axis M0 of the entire permanent magnet 10, 20 that is dependent on this point R. In 2A the local angular deviations Φ lok (S1) and Φ lok (S2) are shown as examples for the points R = S1 and R = S2.

Eine „Winkelstreuung“ DPM eines Permanentmagneten 10, 20 im Sinne der vorliegenden Erfindung wird bezogen auf die Richtung einer Geraden G angegeben, die die magnetische Orientierungsachse M0 des gesamten Permanentmagneten 10, 20 im rechten Winkel so schneidet, dass die Richtung der Geraden G durch eine Drehung um 90° im mathematisch positiven Sinn (Linksdrehung) in Richtung der magnetischen Orientierungsachse M0 weist. 2C zeigt nochmals den Permanentmagneten 10 gemäß 2A in derselben Schnittansicht, jedoch in vergrößerter Darstellung. Entsprechend zeigt 2D eine vergrößerte Darstellung des Permanentmagneten 20 gemäß 2B in derselben Schnittansicht. In Richtung der Geraden G erstreckt sich der Permanentmagnet 10 über eine Länge L.An "angular spread" D PM of a permanent magnet 10, 20 within the meaning of the present invention is specified in relation to the direction of a straight line G, which intersects the magnetic orientation axis M0 of the entire permanent magnet 10, 20 at a right angle so that the direction of the straight line G through a rotation of 90° in the mathematically positive sense (left rotation) in the direction of the magnetic orientation axis M0. 2C again shows the permanent magnet 10 according to FIG 2A in the same sectional view, but enlarged. Correspondingly shows 2D an enlarged view of the permanent magnet 20 according to FIG 2 B in the same sectional view. The permanent magnet 10 extends over a length L in the direction of the straight line G.

In den 2C und 2D sind jeweils mehrere zueinander parallele Schnittebenen E dargestellt, die senkrecht zu der Geraden G und parallel zur magnetischen Orientierungsachse M0 verlaufen und den betreffenden Permanentmagneten 10, 20 schneiden. Hierdurch wird der betreffende Permanentmagnet 10, 20 virtuell in eine gerade Anzahl n ≥ 2 Teilmagnete 10i bzw. 20i (i = 1 ... n) aufgeteilt, die in Richtung der Geraden G identische Dicken D aufweisen. Um die Winkelstreuung DPM eines realen Magneten zu ermitteln, kann dieser oder ein identischer Vergleichsmagnet entlang der Schnittebenen E zerteilt werden, so dass die Teilmagnete 10i bzw. 20i als einzelne, voneinander getrennte Teilmagnete vorliegen. Die Schnittebenen E verlaufen dabei grundsätzlich parallel zueinander. Eine (E0) der Schnittebenen E verläuft so, dass sie zwei Halbräume voneinander trennt: Einen positiven Halbraum HR+, der sich ausgehend von der Schnittebene E0 in Richtung der Geraden G erstreckt und der eine Hälfte der Teilmagnete 10i bzw. 20i (i= 1 ... n/2) enthält, sowie einen negativen Halbraum HR-, der sich ausgehend von der Schnittebene E0 entgegen der Richtung der Geraden G erstreckt und der die andere Hälfte der Teilmagnete 10i bzw. 20i (i=n/2+1 ... n) enthält. Die Anzahl der Teilmagnete 10i bzw. 20i, die sich im negativen Halbraum HR- befinden, ist also identisch mit der Anzahl der Teilmagnete 10i bzw. 20i, die sich im positiven Halbraum HR+ befinden.In the 2C and 2D several mutually parallel sectional planes E are shown, which run perpendicular to the straight line G and parallel to the magnetic orientation axis M0 and intersect the permanent magnet 10, 20 in question. As a result, the relevant permanent magnet 10, 20 is virtually divided into an even number n≧2 partial magnets 10i or 20i (i=1 . . . n), which have identical thicknesses D in the direction of the straight line G. In order to determine the angular dispersion D PM of a real magnet, this or an identical reference magnet can be divided along the sectional plane E, so that the partial magnets 10 i and 20 i are present as individual partial magnets that are separate from one another. The sectional planes E basically run parallel to one another. One (E0) of the sectional planes E runs in such a way that it separates two half-spaces from one another: A positive half-space HR + , which extends from the sectional plane E0 in the direction of the straight line G and which contains one half of the partial magnets 10 i and 20 i (i = 1 . . . n/2) and a negative half-space HR - which, starting from the sectional plane E0, extends counter to the direction of the straight line G and which contains the other half of the partial magnets 10 i and 20 i (i=n/ 2+1 ... n). The number of partial magnets 10 i and 20 i that are located in the negative half-space HR - is therefore identical to the number of partial magnets 10 i and 20 i that are located in the positive half-space HR + .

Bei dem gezeigten Beispiel verläuft eine (E0) der Schnittebenen E durch den Schwerpunkt SP des Magneten 10, 20, was bei grundsätzlich beliebig geformten Magneten jedoch nicht zwingend der Fall sein muss.In the example shown, one (E0) of the sectional planes E runs through the center of gravity SP of the magnet 10, 20, which, however, does not necessarily have to be the case with magnets of basically any shape.

Ein jeder der Teilmagnete 10i bzw. 20i weist eine magnetische Orientierungsachse Mi (i = 1 ... n) auf, sowie eine magnetische Orientierungsrichtung, die, bezogen auf die jeweilige magnetische Orientierungsachse Mi, von Süd nach Nord des betreffenden Teilmagneten 10i bzw. 20i gerichtet ist. Diese magnetischen Orientierungsachsen Mi und die zugehörigen magnetischen Orientierungsrichtungen können für den jeweiligen Teilmagneten 10i bzw. 20i auf dieselbe Weise, z. B. durch ihre Ausrichtung in einem homogenen Magnetfeld, das beispielsweise durch ein Helmholtzspulenpaar erzeugt werden kann, ermittelt werden wie die magnetische Orientierungsachse M0 für den gesamten Permanentmagneten 10, 20. In den 2C und 2D ist für jeden der Teilmagnete 10i bzw. 20i die magnetische Orientierungsachse Mi des betreffenden Teilmagneten 10i bzw. 20i dargestellt, sowie die von Süd nach Nord weisende Richtung rM0 der magnetischen Orientierungsachse M0 des gesamten Permanentmagneten 10 bzw. 20. Ebenfalls dargestellt ist jeweils der Winkel Φi (i = 1 ... n) zwischen der magnetischen Orientierungsachse M0 und der Projektion Ji der magnetischen Orientierungsachse Mi des betreffenden Teilmagneten 10i bzw. 20i auf eine Projektionsebene, die durch die magnetische Orientierungsachse M0 und die Gerade G aufgespannt wird. Diese Projektionsebene ist somit identisch mit der Darstellungsebene der 2C bzw. 2D. Zu beachten ist, dass die Winkel Φi (i = 1... n) auf die relative Orientierung der Teilmagnete 10i bzw. 20i (i = 1... n) zu beziehen sind, die die Teilmagnete 10i bzw. 20i (i = 1... n) im Verbund des unzerteilten Permanentmagneten 10 bzw. 20 einnehmen.Each of the partial magnets 10 i and 20 i has a magnetic orientation axis M i (i=1 10 i or 20 i is directed. These magnetic orientation axes M i and the associated magnetic orientation directions can be used for the respective sub-magnets 10 i and 20 i in the same way, e.g. B. by their orientation in a homogeneous magnetic field, which can be generated for example by a pair of Helmholtz coils, are determined as the magnetic orientation axis M0 for the entire permanent magnet 10, 20. In the 2C and 2D For each of the partial magnets 10i and 20i, the magnetic orientation axis M i of the relevant partial magnet 10i and 20i is shown, as well as that from south to north pointing direction r M0 of the magnetic orientation axis M0 of the entire permanent magnet 10 or 20. Also shown is the angle Φ i (i=1...n) between the magnetic orientation axis M0 and the projection J i of the magnetic orientation axis M i of the relevant Partial magnets 10 i and 20 i onto a projection plane which is spanned by the magnetic orientation axis M0 and the straight line G. This projection plane is thus identical to the plane of representation 2C or. 2D . It should be noted that the angles Φ i (i = 1... n) are to be related to the relative orientation of the partial magnets 10 i and 20 i (i = 1... n), which the partial magnets 10 i and 20 i (i = 1 . . . n) in the composite of the undivided permanent magnets 10 and 20 respectively.

Jeder der Winkel Φi (i = 1 ... n) ist dabei in der Projektionsebene ausgehend von der Richtung rM0 der magnetischen Orientierungsachse M0 im mathematisch positiven Drehsinn (d.h. links drehend) in einem Winkelbereich von 0° bis ausschließlich 180° oder im mathematisch negativen Drehsinn (d.h. rechts drehend) in einem Winkelbereich von ausschließlich 0° bis einschließlich -180° zu ermitteln, wobei der Winkel Φi bei einer Drehung im mathematisch positiven Sinn ein positives Vorzeichen und bei einer Drehung im mathematisch negativen Sinn ein negatives Vorzeichen besitzt. Die Richtungen der magnetischen Orientierungsachsen M0 und Mi (i= 1... n) sind dabei jeweils von Süd nach Nord gerichtet. Dreht man die magnetische Orientierungsachse M0 des gesamten Magneten 10 bzw. 20 um einen zu einem der Teilmagnete 10i bzw. 20i gehörenden Winkel Φi, so ist ihre Richtung (nach der Drehung) identisch mit der Richtung der Orthogonalprojektion Ji der zugehörigen magnetischen Orientierungsachse Mi des betreffenden Teilmagneten 10i bzw. 20i auf die Projektionsebene. In 2C beispielsweise sind die Winkel Φ1 und Φ2 negativ, die Winkel Φn-1 und Φn positiv, in 2D hingegen sind die Winkel Φ1 und Φ2 positiv und die Winkel Φn-1 und Φn negativ.Each of the angles Φ i (i = 1 ... n) is in the projection plane, starting from the direction r M0 of the magnetic orientation axis M0, in the mathematically positive sense of rotation (ie turning to the left) in an angular range from 0° to exclusively 180° or im mathematically negative direction of rotation (ie turning to the right) in an angular range of exclusively 0° up to and including -180°, where the angle Φ i has a positive sign for a rotation in the mathematically positive sense and a negative sign for a rotation in the mathematically negative sense . The directions of the magnetic orientation axes M0 and M i (i=1 . . . n) are each directed from south to north. If the magnetic orientation axis M0 of the entire magnet 10 or 20 is rotated by an angle Φ i belonging to one of the partial magnets 10 i or 20 i , its direction (after the rotation) is identical to the direction of the orthogonal projection J i of the associated magnet Orientation axis M i of the relevant partial magnet 10 i or 20 i on the projection plane. In 2C for example, the angles Φ 1 and Φ 2 are negative, the angles Φ n-1 and Φ n are positive, in 2D on the other hand, the angles Φ 1 and Φ 2 are positive and the angles Φ n-1 and Φ n are negative.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ergibt sich nun die Winkelstreuung DPM eines in einzelne Teilmagnete 10i=1...n bzw. 20i=i...n aufgeteilten Permanentmagneten 10 bzw. 20 wie folgt: D P M = 4 n i = 1 n Φ i s i g n ( g i g 0 )

Figure DE102014105172B4_0001
In terms of the present invention, the angular dispersion D PM of a permanent magnet 10 or 20 divided into individual sub-magnets 10 i=1...n or 20 i=i...n is as follows: D P M = 4 n i = 1 n Φ i s i G n ( G i G 0 )
Figure DE102014105172B4_0001

Dabei entspricht Φi(i = 1... n) dem bereits unter Bezugnahme auf die 2C und 2D erläuterten Winkel zwischen der magnetischen Orientierungsachse M0 und der Projektion Ji der magnetischen Orientierungsachse Mi des betreffenden Teilmagneten 10i bzw. 20i auf eine Projektionsebene, die durch die magnetische Orientierungsachse M0 und die Gerade G aufgespannt wird.In this case, Φ i (i=1 . . . n) corresponds to that already referred to in FIG 2C and 2D explained angle between the magnetic orientation axis M0 and the projection J i of the magnetic orientation axis M i of the relevant partial magnet 10 i or 20 i on a projection plane which is spanned by the magnetic orientation axis M0 and the straight line G.

Die Funktion sign(gi- g0) ist eine Vorzeichen-Funktion. Sie nimmt den Wert ‚+ 1‘ an, wenn sich der zugehörige Teilmagnet 10i bzw. 20i im positiven Halbraum HR+ befindet, und den Wert ‚-1‘, wenn sich der zugehörige Teilmagnet 10i bzw. 20i im negativen Halbraum HR- befindet. Hierbei steht gi für die Position des Schwerpunkts des betreffenden Teilmagneten 10i bzw. 20i auf der Geraden G und g0 für die Position des Schwerpunktes SP auf der Geraden G.The function sign(g i - g 0 ) is a sign function. It assumes the value '+1' when the associated partial magnet 10 i or 20 i is in the positive half-space HR + , and the value '-1' when the associated partial magnet 10 i or 20 i is in the negative half-space HR - located. Here, g i stands for the position of the center of gravity of the relevant partial magnet 10 i or 20 i on the straight line G and g 0 for the position of the center of gravity SP on the straight line G.

Die (gerade) Anzahl n der Teilmagnete 10i bzw. 20i kann dabei prinzipiell beliebig gewählt werden. Vorzugsweise ist n ≥ 10 oder sogar ≥ 20.The (even) number n of the partial magnets 10 i or 20 i can in principle be selected as desired. Preferably n is ≥ 10 or even ≥ 20.

Wie bereits erläutert ist die Richtung der Geraden G so gewählt, dass sie bei einer Drehung, die in der Projektionsebene um einen Drehwinkel von 90° im mathematisch positiven Drehsinn um ihren Schnittpunkt mit der magnetischen Orientierungsachse M0 auf die magnetische Orientierungsachse M0 abgebildet wird. Die Richtung der magnetischen Orientierungsachse M0 und die Richtung der Geraden G sind also nach der Drehung identisch. Es gilt L = n * D. Bei der vorangegangenen Definition steigen die Werte der Koordinaten auf der Geraden G in Richtung der Geraden G an. Die Koordinate des Punktes G2 ist daher größer als die Koordinate des Punktes G1, und auch größer als die Koordinate des Schwerpunktes SP. Außerdem ist die Koordinate des Schwerpunktes SP größer als die Koordinate des Punktes G1.As already explained, the direction of the straight line G is chosen so that it is mapped onto the magnetic orientation axis M0 in the case of a rotation that takes place in the projection plane by an angle of rotation of 90° in the mathematically positive direction of rotation around its point of intersection with the magnetic orientation axis M0. The direction of the magnetic orientation axis M0 and the direction of the straight line G are therefore identical after the rotation. L = n * D applies. In the previous definition, the values of the coordinates on the straight line G increase in the direction of the straight line G. The coordinate of the point G2 is therefore larger than the coordinate of the point G1, and also larger than the coordinate of the center of gravity SP. In addition, the coordinate of the center of gravity SP is larger than the coordinate of the point G1.

Der Wert der magnetischen Winkelstreuung DPM nimmt im Allgemeinen entlang verschiedener, jeweils senkrecht zur magnetischen Orientierungsachse M0 verlaufender Geraden G verschiedene Werte an. So kann beispielsweise ein quaderförmiger Magnet 10, 20, dessen magnetische Orientierungsachse M0 parallel zu seiner Dickenrichtung (d.h. in Richtung der oder einer kürzesten Kantenlänge des Quaders) verläuft, in Richtung einer ersten Geraden g1 eine Winkelstreuung DPM1 besitzen, deren Betrag größer ist als 20° oder größer als 30°, während er entlang einer zweiten Geraden g2, die sowohl zu g1 als auch zur magnetischen Orientierungsachse M0 senkrecht verläuft, eine Winkelstreuung DPM2 aufweisen kann, deren Betrag sehr viel kleiner ist als 20°, beispielsweise kleiner als 1°.The value of the magnetic angular spread D PM generally assumes different values along different straight lines G, each running perpendicular to the magnetic orientation axis M0. For example, a cuboid magnet 10, 20, whose magnetic orientation axis M0 runs parallel to its thickness direction (i.e. in the direction of the or one of the shortest edge lengths of the cuboid), can have an angular spread D PM1 in the direction of a first straight line g1, the absolute value of which is greater than 20 ° or greater than 30°, while along a second straight line g2, which is perpendicular both to g1 and to the magnetic orientation axis M0, it can have an angular spread D PM2 , the magnitude of which is very much less than 20°, for example less than 1° .

Eine alternative Möglichkeit, die inhomogene Verteilung des magnetischen Feldes eines Permanentmagneten mit einer einfachen Maßzahl anzugeben bzw. auf einfache Weise zu ermitteln, ist der sogenannte „Nord-Süd-Effekt“. Die Verwendung des Nord-Süd-Effektes eignet sich für Magnete, die die Geometrie eines geraden Prismas mit planparallelen Polflächen (einschließlich des Grenzfalls „Quader“) aufweisen. Als Polflächen werden dabei die beiden einander abgewandten ebenen Seiten des Prismas bezeichnet, die jeweils einen Schnittpunkt mit der magnetischen Orientierungsachse M0 aufweisen. Der Nord-Süd-Effekt wird nachfolgend unter nochmaliger Bezugnahme auf die 2A und 2B erläutert.An alternative way of specifying the inhomogeneous distribution of the magnetic field of a permanent magnet with a simple number or of determining it in a simple way is the so-called "north-south effect". The use of the north-south effect is suitable for magnets that have the geometry of a right prism with plane-parallel pole faces (including the "rectangular" limiting case). The two flat sides facing away from each other are used as pole faces Designates prisms, each having an intersection with the magnetic orientation axis M0. The north-south effect is discussed below with renewed reference to the 2A and 2 B explained.

Zur Ermittlung der Stärke des Nord-Süd-Effekts werden zunächst zwei Punkte P1 und P2 auf der magnetischen Orientierungsachse M0 des betreffenden Permanentmagneten 10, 20 bestimmt. Bei den Permanentmagneten 10, 20 liegt der Punkt P1 jeweils nordpolseitig und der Punkt P2 jeweils südpolseitig. Entlang der magnetischen Orientierungsachse M0 besitzen die Punkte P1, P2 von dem betreffenden Permanentmagneten 10, 20 denselben Abstand d0, der nachfolgend auch als Messabstand d0 bezeichnet wird. Wie anhand der 2E und 2F am Beispiel eines Permanentmagneten 10 erläutert wird, kann aus der Orthogonalprojektion FP des Permanentmagneten 10 auf eine zur magnetischen Orientierungsachse M0 senkrechte Projektionsebene Ep eine minimale Breite der Orthogonalprojektion FP ermittelt werden. Hierzu sind die (im Allgemeinen verschiedenen) Breiten B10 der Orthogonalprojektion FP jeweils entlang von Geraden b zu ermitteln, die in der Projektionsebene EP liegen und die die magnetische Orientierungsachse M0 schneiden. Die minimale Breite B10min entspricht also der kleinsten von sämtlichen möglichen Breiten B10. 2E zeigt eine perspektivische Ansicht des Permanentmagneten 10 und der Projektionsebene EP mit der Orthogonalprojektion Fp des Permanentmagneten 10, und 2F eine Draufsicht auf die Projektionsebene EP mit der Orthogonalprojektion FP. Der Messabstand d0 wird nun so gewählt, dass er mindestens so groß ist wie die minimale Breite B10min. Beispielsweise kann der Messabstand d0 so gewählt werden, dass er gleich B10min ist, oder so, dass er m indestens das 1,5-fache von B10min beträgt.To determine the strength of the north-south effect, two points P1 and P2 are first determined on the magnetic orientation axis M0 of the relevant permanent magnet 10, 20. In the case of the permanent magnets 10, 20, the point P1 is in each case on the north pole side and the point P2 is in each case on the south pole side. The points P1, P2 have the same distance d0 from the permanent magnet 10, 20 in question along the magnetic orientation axis M0, which is also referred to below as the measuring distance d0. How based on 2E and 2F is explained using the example of a permanent magnet 10, a minimum width of the orthogonal projection F P can be determined from the orthogonal projection F P of the permanent magnet 10 onto a projection plane Ep perpendicular to the magnetic orientation axis M0. For this purpose, the (generally different) widths B10 of the orthogonal projection F P are to be determined in each case along straight lines b which lie in the projection plane E P and which intersect the magnetic orientation axis M0. The minimum width B10 min thus corresponds to the smallest of all possible widths B10. 2E shows a perspective view of the permanent magnet 10 and the projection plane E P with the orthogonal projection Fp of the permanent magnet 10, and 2F a plan view of the projection plane E P with the orthogonal projection F P . The measuring distance d0 is now selected so that it is at least as large as the minimum width B10 min . For example, the measuring distance d0 can be chosen so that it is equal to B10 min , or so that it is at least 1.5 times B10 min .

An den Punkten P1, P2 lassen sich nun die Absolut-Beträge B1 bzw. B2 ermitteln, die die magnetische Flussdichte des von den Magneten 10 bzw. 20 ausgehenden Feldes in Luft in Richtung der magnetischen Orientierungsachse M0 aufweist. Die Messung der Werte von B1 und B2 muss dabei bei der gleichen Temperatur erfolgen, z. B. bei Raumtemperatur (20°C). Je größer der Unterschied der Beträge B1 und B2 ist, desto stärker ist der Nord-Süd-Effekt ausgeprägt. Als Maß für die Stärke des Nord-Süd-Effekts dient der Wert: W NS = 2 ( B 1 B 2 ) / ( B 1 + B 2 )

Figure DE102014105172B4_0002
The absolute amounts B1 and B2 can now be determined at the points P1, P2, which have the magnetic flux density of the field emanating from the magnets 10 and 20 in air in the direction of the magnetic orientation axis M0. The values of B1 and B2 must be measured at the same temperature, e.g. B. at room temperature (20°C). The greater the difference between amounts B1 and B2, the more pronounced the north-south effect. The following value serves as a measure of the strength of the north-south effect: W NS = 2 ( B 1 B 2 ) / ( B 1 + B 2 )
Figure DE102014105172B4_0002

Wenn B1 größer ist als B2, wird die Nordseite N des Permanentmagneten 10 bzw. 20 als „Hot-Side“ bezeichnet, die entgegengesetzte Südseite S entsprechend als „Cold-Side“. Wenn anderenfalls B2 größer ist als B1, wird die Südseite S des Permanentmagneten 10 bzw. 20 als „Hot-Side“ bezeichnet, die entgegengesetzte Nordseite N entsprechend als „Cold-Side“. Der Nord-Süd-Effekt ist umso stärker ausgeprägt, je größer der Absolut-Betrag von WNS ist. Wenn WNS (also nicht der Absolut-Betrag von WNS) größer ist als Null, dann befindet sich die Hot-Side an der Nordseite N und die Cold-Side an der Südseite S des Magneten 10, was in 2A dargestellt ist. Wenn umgekehrt WNS kleiner ist als Null, dann befindet sich die Hot-Side an der Südseite S und die Cold-Side an der Nordseite N des Magneten 20, was in 2B dargestellt ist. Voraussetzung für das Entstehen eines N/S-Effektes bei Magneten, die die Geometrie eines geraden Prismas mit planparallelen Polflächen haben, sind lokale Abweichungen der magnetischen Orientierungsrichtung von der magnetischen Orientierungsachse M0.If B1 is greater than B2, the north side N of the permanent magnet 10 or 20 is called the "hot side", the opposite south side S is called the "cold side". Otherwise, if B2 is greater than B1, the south side S of the permanent magnet 10 or 20 is called the "hot side", and the opposite north side N is called the "cold side". The north-south effect is more pronounced the larger the absolute value of W NS is. If W NS (not the absolute value of W NS ) is greater than zero, then the hot side is on the north side N and the cold side is on the south side S of magnet 10, which is in 2A is shown. Conversely, if W NS is less than zero, then the hot side is on the south side S and the cold side is on the north side N of magnet 20, resulting in 2 B is shown. Prerequisite for the emergence of an N/S effect in magnets, which have the geometry of a right prism with plane-parallel pole faces, are local deviations of the magnetic orientation direction from the magnetic orientation axis M0.

Permanentmagnete 10, 20, bei denen der Absolut-Betrag der Winkelstreuung DPM und/oder der Absolut-Betrag des Maßes WNS für die Stärke des Nord-Süd-Effekts signifikant höher ist als bei herkömmlichen Werten, lassen sich beispielsweise mittels eines der nachfolgend erläuterten Verfahren herstellen.Permanent magnets 10, 20, in which the absolute value of the angular spread D PM and/or the absolute value of the measure W NS for the strength of the north-south effect is significantly higher than with conventional values, can be, for example, using one of the following manufacture explained procedures.

Beispielsweise kann bei einem solchen Permanentmagneten 10, 20, der planparallele Polflächen aufweisen und darüber hinaus optional die Form eines geraden Prismas aufweisen kann, der Absolut-Betrag von WNS beim Messabstand d0 wenigstens 0,18 (z. B. kleiner oder gleich -0,18 oder größer oder gleich als +0,18) betragen, oder wenigstens 0,25 (z. B. kleiner oder gleich -0,25 oder größer oder gleich +0,25), oder wenigstens 0,30 (z. B. kleiner oder gleich -0,30 oder größer oder gleich +0,30). Dabei kann der Messabstand d0 beispielsweise wenigstens B10min betragen, oder sogar wenigstens 1,5-B10min.For example, with such a permanent magnet 10, 20, which has plane-parallel pole faces and can also optionally have the shape of a right prism, the absolute value of W NS at the measuring distance d0 can be at least 0.18 (e.g. less than or equal to -0 .18 or greater than or equal to +0.18), or at least 0.25 (e.g. less than or equal to -0.25 or greater than or equal to +0.25), or at least 0.30 (e.g .less than or equal to -0.30 or greater than or equal to +0.30). The measurement distance d0 can be at least B10 min , for example, or even at least 1.5-B10 min .

Alternativ oder zusätzlich kann der Permanentmagnet 10, 20 eine Winkelstreuung DPM aufweisen, deren Absolut-Betrag |DPM| beispielsweise größer ist als 20° (z. B. kleiner als -20° oder größer als +20°), oder sogar größer als 30° (z. B. kleiner als -30° oder größer als +30°). Dabei ist die Form des Permanentmagneten 10, 20 grundsätzlich beliebig. Sie kann beispielsweise quaderförmig oder im Wesentlichen quaderförmig sein. Sämtliche der angegebenen Werte beziehen sich auf eine Temperatur von 20°C.Alternatively or additionally, the permanent magnet 10, 20 can have an angular spread D PM whose absolute value |D PM | for example is greater than 20° (e.g. less than -20° or greater than +20°), or even greater than 30° (e.g. less than -30° or greater than +30°). The shape of the permanent magnet 10, 20 is basically arbitrary. For example, it can be cuboid or essentially cuboid. All of the values given relate to a temperature of 20°C.

HERSTELLUNG VON MAGNETEN MIT HOHER MAGNETISCHER WINKELSTREUUNGMANUFACTURE OF MAGNETS WITH HIGH MAGNETIC ANGULAR SPREAD

Die Herstellung eines Permanentmagneten, der eine betragsmäßig hohe magnetische Winkelstreuung DPM und/oder einen ausgeprägten Nord-Süd-Effekt aufweist, kann durch Pressen eines magnetischen oder magnetisierbaren Pulvers (nachfolgend auch als „Magnetpulver“ bezeichnet), dessen Pulverteilchen das in einem stark inhomogenen Magnetfeld magnetisch ausgerichtet wurden. Hierzu werden nachfolgend mehrere Beispiele erläutert.The production of a permanent magnet, which has a high magnetic angular spread D PM and/or a pronounced north-south effect, can be achieved by pressing a magnetic or magnetizable powder (hereinafter (also referred to as "magnetic powder"), the powder particles of which have been magnetically aligned in a highly inhomogeneous magnetic field. Several examples are explained below.

3A zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Presse 100, mit der sich pulvergepresste Permanentmagnete mit betragsmäßig großer magnetischer Winkelstreuung bzw. mit betragsmäßig starkem Nord-Süd-Effekt erzeugen lassen, im Vertikalschnitt. Die Presse 100 umfasst eine Matrize 130 mit einem Hohlraum 150, der zur Aufnahme eines zu einem Magneten zu verpressenden Magnetpulvers 200 dient. Der Hohlraum 150 wird auch als „Presshohl“ bezeichnet. 3A shows an exemplary structure of a press 100, with which powder-pressed permanent magnets can be produced with a large magnetic angular spread in terms of amount or with a strong north-south effect in terms of amount, in vertical section. The press 100 comprises a die 130 with a cavity 150, which serves to receive a magnet powder 200 to be pressed into a magnet. The cavity 150 is also referred to as a "press cavity".

Zum Verpressen eines in das Presshohl 150 eingefüllten Pulvers 200 werden ein Unterstempel 110 und/oder ein Oberstempel 120 eingesetzt. Der Unterstempel 110 und/oder der Oberstempel 120 werden während des Pressvorgangs relativ zur Matrize 130 bei gleichzeitiger Kompression des Pulvers 200 parallel zur Pressrichtung verfahren, was in 3A durch entsprechende Pfeile angedeutet ist. Optional kann der Unterstempel 110 oder der Oberstempel 120 gegenüber der Matrize 130 feststehend sein, während der andere Stempel 120 bzw. 110 zum Verpressen des Pulvers 200 relativ zur Matrize 130 bewegt wird. Durch das Verpressen des Magnetpulvers 200 entsteht aus diesem ein einzelner Magnetkörper, der beispielsweise als Permanentmagnet 10 oder 20 eingesetzt werden kann, wie er vorangehend beschrieben wurde.A lower punch 110 and/or an upper punch 120 are used to press a powder 200 filled into the press cavity 150 . During the pressing process, the lower punch 110 and/or the upper punch 120 are moved parallel to the pressing direction relative to the die 130 with simultaneous compression of the powder 200, which is shown in 3A is indicated by corresponding arrows. Optionally, the lower punch 110 or the upper punch 120 can be stationary relative to the die 130 while the other punch 120 or 110 is moved relative to the die 130 for compressing the powder 200 . The pressing of the magnetic powder 200 results in a single magnetic body that can be used, for example, as a permanent magnet 10 or 20, as described above.

Die einzelnen Partikel des Magnetpulvers 200 besitzen jeweils eine magnetische Vorzugsrichtung, deren Ausrichtung durch das Verpressen des Magnetpulvers 200 relativ zu dem hergestellten Magnetkörper fixiert wird. Durch den Pressvorgang kommt es allerdings zu einer Verdichtung des Magnetpulvers 200 und damit einhergehend auch zu einer geringfügigen Verschiebung der Teilchen des Magnetpulvers 200 zueinander, sowie zu geringfügigen Verdrehungen der Teilchen. Dies führt dazu, dass sich die Orientierungen der Vorzugsrichtungen der einzelnen Teilchen während des Pressvorgangs geringfügig verändern können. Bei dem fertig gepressten Magneten hingegen sind die Orientierungen der Vorzugsrichtungen der einzelnen Teilchen relativ zueinander dauerhaft fixiert.The individual particles of the magnetic powder 200 each have a preferred magnetic direction, the alignment of which is fixed by pressing the magnetic powder 200 relative to the magnetic body produced. However, the pressing process results in a compaction of the magnetic powder 200 and, as a result, also in a slight displacement of the particles of the magnetic powder 200 relative to one another, as well as in slight twisting of the particles. This means that the orientation of the preferred directions of the individual particles can change slightly during the pressing process. In the case of the finished, pressed magnet, on the other hand, the orientations of the preferred directions of the individual particles are permanently fixed relative to one another.

Zur Herstellung eines derartigen gepressten Magneten ist es vorgesehen, dass die Festlegung der magnetischen Vorzugsrichtungen der Teilchen des Pulvers 200 bereits vor der dauerhaften Fixierung erfolgt, d. h. dass die Vorzugsrichtungen vor und/oder während des Verpressens so ausgerichtet werden, dass der hergestellte Magnetkörper eine betragsmäßig große magnetische Winkelstreuung DPM bzw. einen betragsmäßig starken Nord-Süd-Effekt WNS aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3A erfolgt das Ausrichten mit Hilfe eines Orientierungsmagnetfeldes (dargestellt durch fett gedruckte Feldlinien), welches bei dem vorliegenden Beispiel durch eine elektrische Spule 161 erzeugt wird. Bei diesem Beispiel verläuft die Achse a161 der Spule 161 parallel zur Pressrichtung, d. h. zu der Richtung, in der der Unterstempel 110 und/oder der Oberstempel 120 relativ zur Matrize 130 während des Verpressens des Pulvers 200 verfahren werden.In order to produce such a pressed magnet, it is provided that the preferred magnetic directions of the particles of the powder 200 are determined before permanent fixing, i.e. the preferred directions are aligned before and/or during the pressing in such a way that the magnetic body produced has a large amount in terms of amount has magnetic angular scattering D PM or a north-south effect W NS that is strong in terms of amount. In the embodiment according to 3A the alignment takes place with the help of an orientation magnetic field (represented by bold printed field lines), which is generated by an electric coil 161 in the present example. In this example, the axis a161 of the coil 161 runs parallel to the pressing direction, ie to the direction in which the lower punch 110 and/or the upper punch 120 are moved relative to the die 130 during the pressing of the powder 200 .

Wenn im Folgenden von einer Polarisation eines Elementes die Rede ist, so ist damit immer die magnetische Polarisation gemeint, die das betreffende Element unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes zeigt, wenn sich das Element in der jeweiligen Presse in seiner bestimmungsgemäßen Position befindet. Bei dem Beispiel gemäß 3A wird das Orientierungsmagnetfeld durch die Spule 161 erzeugt. Grundsätzlich kann das Orientierungsmagnetfeld jedoch auch durch beliebige andere Konfigurationen mit einer oder auch zwei oder mehr Spulen erzeugt werden, oder durch einen oder mehrere Permanentmagnete, oder durch eine Kombination von einer oder mehreren Spulen mit einem oder mehreren Permanentmagneten.When the polarization of an element is discussed below, this always means the magnetic polarization that the element in question displays under the influence of an orientation magnetic field when the element is in its intended position in the respective press. According to the example 3A the orientation magnetic field is generated by the coil 161. In principle, however, the orientation magnetic field can also be generated by any other configuration with one or two or more coils, or by one or more permanent magnets, or by a combination of one or more coils with one or more permanent magnets.

Um nun einen Permanentmagneten mit betragsmäßig großer magnetischer Winkelstreuung DPM bzw. betragsmäßig starkem Nord-Süd-Effekt WNS herzustellen, sieht die vorliegende Erfindung vor, innerhalb des Presshohls 150 oder zumindest im Bereich des darin eingefüllten oder einzufüllenden aber noch nicht verpressten Magnetpulvers 200 das Orientierungsmagnetfeld so einzustellen, dass die Flussdichte an der späteren Hot-Side des Magnetpulvers 200 bzw. des daraus herzustellenden Magnetkörpers signifikant größer ist als an der entgegengesetzten Cold-Side.In order to produce a permanent magnet with a large magnetic angular spread D PM in terms of magnitude or a strong North-South effect W NS in terms of magnitude, the present invention provides for the Adjust the orientation magnetic field so that the flux density on the subsequent hot side of the magnetic powder 200 or the magnetic body to be produced therefrom is significantly greater than on the opposite cold side.

In jedem Fall wird dabei ein Orientierungsmagnetfeld erzeugt, das im Volumenbereich des Presshohls 150 bzw. im Volumenbereich des darin eingefüllten oder einzufüllenden aber noch nicht verdichteten Magnetpulvers 200 stark inhomogen ist. Aufgrund dieses Orientierungsmagnetfeldes wird das in dem Presshohl befindliche Magnetpulver 200 magnetisch ausgerichtet, d. h. ein jedes der Teilchen des Magnetpulvers 200 richtet sich im Idealfall nach der Richtung aus, die das Orientierungsmagnetfeld an der Stelle des betreffenden Teilchens aufweist, sofern es nicht durch andere Kräfte daran gehindert wird. Damit wird das Orientierungsmagnetfeld des im Presshohl 150 vorliegenden Orientierungsmagnetfeldes quasi auf den herzustellenden Permanentmagneten abgebildet. Das Ausrichten der Teilchen des in dem Presshohl 150 befindlichen Magnetpulvers 200 erfolgt dabei vor und/oder während das Magnetpulver 200 verpresst wird. Aufgrund von Reibungskräften vor allem zwischen den Teilchen des Magnetpulvers 200 sowie Aufgrund der durch das Verpressen hervorgerufenen Verdichtung und der damit einhergehenden Verschiebung der Teilchen relativ zueinander wird das Orientierungsmagnetfeld zwar in guter Näherung aber nicht vollkommen identisch auf den herzustellenden Permanentmagneten abgebildet.In any case, an orientation magnetic field is generated that is highly inhomogeneous in the volume area of the press cavity 150 or in the volume area of the magnetic powder 200 that is or is to be filled but not yet compacted therein. Due to this orientation magnetic field, the magnetic powder 200 in the press cavity is magnetically aligned, ie each of the particles of the magnetic powder 200 is ideally aligned in the direction that the orientation magnetic field has at the location of the particle in question, provided it is not prevented by other forces becomes. In this way, the orientation magnetic field of the orientation magnetic field present in the press cavity 150 is virtually mapped onto the permanent magnet to be produced. The alignment of the particles of the magnetic powder 200 located in the press cavity 150 takes place before and/or during the Magnetic powder 200 is pressed. Due to frictional forces, especially between the particles of the magnetic powder 200 and due to the compaction caused by the pressing and the associated displacement of the particles relative to each other, the orientation magnetic field is mapped to the permanent magnet to be produced in a good approximation but not completely identically.

Wie in 3B am Beispiel des Presshohls 150 der Presse gemäß 3A dargestellt ist, weist ein vorliegendes Orientierungsmagnetfeld HOM an jeder Stelle im Volumenbereich des Presshohls 150 oder zumindest im Volumenbereich des in das Presshohls 150 eingefüllten oder einzufüllenden Magnetpulvers eine lokale Orientierungsrichtung auf, die für einige Stellen durch stilisierte Kompassnadeln dargestellt ist. Dabei weist das Orientierungsmagnetfeld HOM entlang eines Geradenabschnitts einer Geraden H, der innerhalb des Presshohls 150 zwischen zwei an der Randfläche des Presshohls 150 befindlichen Endpunkten H1 und H2 verläuft, eine von der jeweiligen Stelle des Geradenabschnitts abhängige, lokale Magnetfeldrichtung auf. Die Spitzen der Kompassnadeln weisen dabei in die magnetische Nordrichtung des an der jeweiligen Stelle vorliegenden Orientierungsmagnetfeldes HOM.As in 3B using the example of the press cavity 150 according to the press 3A is shown, an existing orientation magnetic field H OM has a local orientation direction at every point in the volume area of the press cavity 150 or at least in the volume area of the magnetic powder filled or to be filled in the press cavity 150, which is represented for some points by stylized compass needles. The orientation magnetic field H OM along a straight section of a straight line H, which runs within the compression cavity 150 between two end points H1 and H2 located on the edge surface of the compression cavity 150, has a local magnetic field direction dependent on the respective point of the straight section. The tips of the compass needles point in the magnetic north direction of the orientation magnetic field H OM present at the respective location.

Damit lässt sich in einer Projektionsebene, die durch die Gerade H aufgespannt wird, sowie durch eine Gerade K, die sich in einer Richtung rK erstreckt und senkrecht durch den Mittelpunkt H0 des Geradenabschnitts verläuft, für jede Stelle des Geradenabschnitts ein Winkel θlok zwischen der Richtung rK und der orthogonalen Projektion der lokalen Magnetfeldrichtung auf die Projektionsebene ermitteln. Der Winkel θlok ist dabei in der Projektionsebene ausgehend von der Richtung rK im mathematisch positiven Drehsinn (d.h. links drehend) in einem Winkelbereich von 0° bis ausschließlich 180° oder im mathematisch negativen Drehsinn (d. h. rechts drehend) in einem Winkelbereich von ausschließlich 0° bis einschließlich -180° zu ermitteln. Die lokale Richtung des Orientierungsmagnetfeldes HOM ist dabei jeweils von Süd nach Nord gerichtet. Davon ausgehend lässt sich nun wie folgt eine magnetische Winkelstreuung DOM ermitteln, die das Orientierungsmagnetfeld HOM entlang des Geradenabschnitts aufweist: D O M = 4 L H H 1 H 2 Θ l o k ( h ) s i g n ( h h 0 ) d h

Figure DE102014105172B4_0003
Thus, in a projection plane that is spanned by the straight line H and by a straight line K, which extends in a direction r K and runs perpendicularly through the center H0 of the straight line section, an angle θ lok between the Determine the direction r K and the orthogonal projection of the local magnetic field direction onto the projection plane. The angle θ lok is in the projection plane, starting from the direction r K in the mathematically positive direction of rotation (i.e. turning to the left) in an angular range from 0° to 180° exclusively, or in the mathematically negative direction of rotation (i.e. turning to the right) in an angular range of exclusively 0 ° to determine up to and including -180°. The local direction of the orientation magnetic field H OM is in each case directed from south to north. Proceeding from this, a magnetic angle scattering D OM can now be determined as follows, which has the orientation magnetic field H OM along the straight section: D O M = 4 L H H 1 H 2 θ l O k ( H ) s i G n ( H H 0 ) i.e H
Figure DE102014105172B4_0003

Dabei ist LH die Länge des Geradenabschnitts der Geraden H zwischen den Punkten H1 und H2, an denen die Gerade H die Ränder des Presshohls 150 schneidet, h ist eine Koordinate auf dem Geradenabschnitt, h0 ist die Koordinate des Mittelpunkts H0 des Geradenabschnitts zwischen H1 und H2, und θlok(h) ist der Winkel zwischen der Richtung rK und der an der Koordinate h vorliegenden, orthogonalen Projektion der lokalen Magnetfeldrichtung auf die Projektionsebene. Außerdem ist sign(h-h0) eine Funktion, die für h-h0 > 0 den Wert ‚+1‘ annimmt, für h-h0 < 0 den Wert ‚-1‘, und für h-h0 = 0 den Wert ‚0‘.Where L H is the length of the straight section of the straight line H between the points H1 and H2 where the straight line H intersects the edges of the press cavity 150, h is a coordinate on the straight section, h 0 is the coordinate of the center point H0 of the straight section between H1 and H2, and θ lok (h) is the angle between the direction r K and the orthogonal projection of the local magnetic field direction at coordinate h onto the projection plane. Also, sign(hh 0 ) is a function that takes the value '+1' for hh 0 > 0, '-1' for hh 0 < 0, and '0' for hh 0 = 0.

Der Geradenabschnitt verläuft innerhalb des Presshohls 150. Optional kann der Geradenabschnitt auch vollständig innerhalb des Volumenbereichs verlaufen, den das in das Presshohl 150 eingefüllte oder einzufüllende aber noch nicht verpresste Magnetpulver 200 einnimmt.The straight section runs within the compression cavity 150. Optionally, the straight section can also run completely within the volume area occupied by the magnetic powder 200 that has been or is to be filled into the compression cavity 150 but has not yet been compressed.

Die Lage des Geradenabschnitts zwischen den Punkten H1 und H2 ist also so gewählt, dass er sich in einem Volumenbereich des Presshohls 150 befindet, der nach dem Einfüllen des Magnetpulvers 200 in das Presshohl 150 mit Magnetpulver gefüllt ist (abgesehen von unvermeidlichen Zwischenräumen zwischen den einzelnen Partikeln des Magnetpulvers 200). Nach dem Einfüllen des Magnetpulvers 200 durchschneidet also der Geradenabschnitt das Magnetpulver 200. Somit wird das Magnetpulver 200 entlang des Geradenabschnitts durch das Orientierungsmagnetfeld HOM magnetisch ausgerichtet. Eine entlang des Geradenabschnitts vorliegende hohe magnetische Winkelstreuung DOM des Orientierungsmagnetfeldes HOM wird damit auf das Magnetpulver 200 abgebildet, d.h., die einzelnen Partikel des Magnetpulvers 200 werden im Wesentlichen parallel zu dem lokal auf sie wirkenden Orientierungsmagnetfeld HOM ausgerichtet und behalten diese Ausrichtung nach dem späteren Verpressen des Magnetpulvers 200, abgesehen von kleinen, beim Pressen auftretenden Verschiebungen und Verdrehungen, bei. Hierdurch lassen sich Permanentmagnete erzeugen, die eine hohe magnetische Winkelstreuung aufweisen, wie sie vorangehend bereits erläutert wurde.The position of the straight line segment between points H1 and H2 is therefore selected such that it is located in a volume region of compaction cavity 150 that is filled with magnetic powder after the magnetic powder 200 has been introduced into compaction cavity 150 (apart from the unavoidable gaps between the individual particles of the magnetic powder 200). Thus, after filling the magnetic powder 200, the straight line section intersects the magnetic powder 200. Thus, the magnetic powder 200 is magnetically aligned along the straight line section by the orientation magnetic field H OM . A high magnetic angular scattering D OM of the orientation magnetic field H OM along the straight section is thus mapped onto the magnetic powder 200, ie the individual particles of the magnetic powder 200 are aligned essentially parallel to the orientation magnetic field H OM acting locally on them and retain this orientation after the subsequent pressing of the magnetic powder 200, apart from small displacements and twists occurring during pressing. As a result, permanent magnets can be produced which have a high magnetic angular spread, as has already been explained above.

Bei allen Ausgestaltungen der Erfindung kann das Orientierungsmagnetfeld HOM optional so gewählt werden, dass es bei in das Presshohl eingefülltem Magnetpulver innerhalb des Volumenbereichs des Presshohls und/oder innerhalb des Volumenbereichs des in das Presshohl eingefüllten Magnetpulvers zumindest vorübergehend eine Feldstärke von wenigstens 400 kA/m aufweist. Das Orientierungsmagnetfeld ist während des Verdichtens zumindest von einem Zeitpunkt, zu dem sich die Partikel leicht drehen lassen, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Drehbarkeit der Partikel durch das Fortschreiten der Verdichtung stark herabgesetzt ist oder bis zum Ende der Verdichtung wirksam. Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Orientierungsmagnetfeld in diesem Zeitraum einen konstanten Betrag und/oder eine konstante Richtung aufweisen muss. Vielmehr ist es auch möglich, das Magnetpulver durch mehrere aufeinanderfolgende, in ihrer Richtung verschiedene Felder zu orientieren.In all configurations of the invention, the orientation magnetic field H OM can optionally be selected such that, when the magnetic powder is filled into the press cavity, there is at least temporarily a field strength of at least 400 kA/m within the volume area of the press cavity and/or within the volume area of the magnetic powder filled into the press cavity having. The orientation magnetic field is effective during compaction at least from a point in time when the particles can be easily rotated until a point in time when the rotatability of the particles is greatly reduced by the progress of the compaction or until the end of the compaction. However, this does not mean that the orientation magnetic field has to have a constant magnitude and/or a constant direction during this period. Rather, it is also possible to use the magnetic powder by several consecutive fields with different directions.

Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die magnetische Winkelstreuung DOM des Orientierungsmagnetfeldes HOM von der Wahl der Lage der Geraden H bzw. des Geradenabschnitts relativ zum Presshohl 150 abhängt. Ein Orientierungsmagnetfeld HOM kann daher je nach Wahl der Lage der Geraden H bzw. des Geradenabschnitts unterschiedliche magnetische Winkelstreuungen aufweisen.Furthermore, it is pointed out that the magnetic angular spread D OM of the orientation magnetic field H OM depends on the choice of the position of the straight line H or the straight line section relative to the press cavity 150 . An orientation magnetic field H OM can therefore have different magnetic angular spreads depending on the choice of the position of the straight line H or the straight line section.

Außerdem wird darauf hingewiesen, dass die Gerade K wie dargestellt in Pressrichtung z verlaufen kann aber nicht muss. Grundsätzlich kann die Gerade K beliebig orientiert sein. Sie kann beispielsweise auch senkrecht zur Pressrichtung z verlaufen, oder mit der Pressrichtung z einen Winkel von mehr als 0° und von weniger als 90° einschließen.In addition, it is pointed out that the straight line K can, as shown, run in the pressing direction z, but does not have to. In principle, the straight line K can be oriented in any way. It can, for example, also run perpendicularly to the pressing direction z, or form an angle of more than 0° and less than 90° with the pressing direction z.

Zur Herstellung eines Permanentmagneten mit starkem N/S-Effekt bzw. mit starker magnetischer Winkelstreuung DOM kann das Orientierungsmagnetfeld HOM beispielsweise so eingestellt werden, das es im Presshohl 150 eine magnetische Winkelstreuung DOM aufweist, deren Betrag größer ist als 20°, oder sogar größer als 30°.To produce a permanent magnet with a strong N/S effect or with a strong magnetic angular spread D OM , the orientation magnetic field H OM can be set, for example, in such a way that it has a magnetic angular spread D OM in the press cavity 150, the magnitude of which is greater than 20°, or even greater than 30°.

In 3A ist schematisch der Verlauf des durch das Magnetfeld HOM der Orientierungsspule 161 bewirkten magnetischen Flusses innerhalb des Magnetpulvers 200 anhand von fett gedruckten Flusslinien dargestellt. Wie zu erkennen ist, besitzen die Flusslinien auf der herzustellenden Hot-Side (hier also auf der dem Unterstempel 110 zugewandten Seite des Magnetpulvers 200 bzw. des Presshohls 150) eine größere Dichte als auf der herzustellenden Cold-Side (hier auf der dem Oberstempel 120 zugewandten Seite des Magnetpulvers 200 bzw. des Presshohls 150).In 3A the course of the magnetic flux caused by the magnetic field H OM of the orientation coil 161 within the magnetic powder 200 is shown schematically using flux lines printed in bold. As can be seen, the flux lines on the hot side to be produced (here on the side of the magnetic powder 200 or the press cavity 150 facing the lower punch 110) have a greater density than on the cold side to be produced (here on the upper punch 120 facing side of the magnetic powder 200 or the press cavity 150).

Eine Möglichkeit, innerhalb des Presshohls 150 bzw. innerhalb des Volumenbereichs, den das in das Presshohl 150 eingefüllte bzw. einzufüllende Magnetpulver 200 einnimmt, ein stark inhomogenes Orientierungsmagnetfeld HOM zu erzeugen, besteht optional darin, die Wände des Presshohls 150 durch Teilstücke zu bilden, die unter der Einwirkung des Orientierungsmagnetfeldes HOM unterschiedliche magnetische Polarisationen aufweisen. Diese Polarisationen hängen von der Permeabilität, der Feldstärke des Orientierungsmagnetfeldes HOM und von der Sättigungspolarisation des Werkstoffs ab, aus dem das jeweilige Teilstück gebildet ist.One way of generating a highly inhomogeneous orientation magnetic field H OM within the press cavity 150 or within the volume area occupied by the magnetic powder 200 filled or to be filled into the press cavity 150 is optionally to form the walls of the press cavity 150 by sections, which have different magnetic polarizations under the influence of the orientation magnetic field H OM . These polarizations depend on the permeability, the field strength of the orientation magnetic field H OM and the saturation polarization of the material from which the respective section is formed.

Bei einer dieser Wände kann es sich um die Pressfläche 110p des Unterstempels 110 handeln, bei einer weiteren Wand um eine Pressfläche 120p des Oberstempels 120. Als Pressfläche 110p des Unterstempels 110 wird dabei die dem Presshohl 150 zugewandte Seite des Unterstempels 110 angesehen, die sich innerhalb des in der Matrize 130 ausgebildeten Führungskanals zur Führung des Unterstempels 110 befindet. Entsprechend wird als Pressfläche 120p des Oberstempels 120 die dem Presshohl 150 zugewandte Seite des Oberstempels 120 angesehen, die sich innerhalb des in der Matrize 130 ausgebildeten Führungskanals zur Führung des Oberstempels 120 befindet. 4A zeigt eine Draufsicht auf die Pressfläche 110p des Unterstempels 110, 4B eine Draufsicht auf die Pressfläche 120p des Oberstempels 120.One of these walls can be the pressing surface 110p of the lower punch 110, and another wall can be a pressing surface 120p of the upper punch 120 of the guide channel formed in the die 130 for guiding the lower punch 110 is located. Correspondingly, the side of the upper punch 120 that faces the pressing cavity 150 and is located within the guide channel formed in the die 130 for guiding the upper punch 120 is regarded as the pressing surface 120p of the upper punch 120 . 4A shows a plan view of the pressing surface 110p of the lower punch 110, 4B a plan view of the pressing surface 120p of the upper punch 120.

Bei dem Beispiel gemäß 3A ist der Unterstempel 110 aus wenigstens zwei Teilstücken 111, 112 zusammengesetzt, die unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes unterschiedliche magnetische Polarisationen aufweisen und dadurch den Verlauf des magnetischen Flusses beeinflussen können. Die Anordnung der unterschiedlichen Teilstücke 111, 112 kann so gewählt sein, dass - wie in 4A dargestellt ist - ein jedes der wenigstens zwei unterschiedlichen Teilstücke 111, 112 einen Teil der Pressfläche 110p des Unterstempels 110 bildet. Ein Abschnitt der Pressfläche 110p wird durch einen Oberflächenabschnitt 111p des Teilstücks 111 gebildet, ein weiterer Abschnitt 112p durch einen Oberflächenabschnitt 112p des Teilstücks 112.According to the example 3A the lower stamp 110 is composed of at least two sections 111, 112 which have different magnetic polarizations under the influence of an orientation magnetic field and can thereby influence the course of the magnetic flux. The arrangement of the different sections 111, 112 can be chosen so that - as in 4A is shown - each of the at least two different sections 111, 112 forms part of the pressing surface 110p of the lower punch 110. A section of the pressing surface 110p is formed by a surface section 111p of section 111, another section 112p by a surface section 112p of section 112.

Die Materialien für die Teilstücke 111, 112 des Unterstempels 110 können optional so gewählt werden, dass eines dieser Teilstücke 111, 112 unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM eine höhere oder, alternativ, - wie beispielsweise in 3A dargestellt ist - eine geringere Polarisation aufweist als das andere (falls der Unterstempel 110 nur zwei Teilstücke aufweist) oder als ein anderes (falls der Unterstempel 110 mehr als zwei Teilstücke aufweist) der Teilstücke 111, 112 unter dem Einfluss desselben durch die Spule 161 erzeugten Orientierungsmagnetfeldes HOM. Falls die Pressfläche 110p des Unterstempels 110 aus den Oberflächenabschnitten 111p, 112p von zwei oder mehr derartigen Teilstücken 111, 112 zusammengesetzt ist, kann optional der Flächenanteil von demjenigen der die Pressfläche 110p bildenden der Teilstücke 111, 112, das von sämtlichen dieser Teilstücke 111, 112 unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM die betragsmäßig größte Polarisation aufweist, an der Pressfläche 110p größer oder gleich 20%, und/oder kleiner oder gleich 80% sein. Zur Ermittlung der Pressfläche ist dabei jeweils die tatsächliche Fläche zu verwenden, und nicht etwa deren Projektion auf eine beispielsweise zur Pressrichtung senkrechte Ebene. Dies ist insbesondere für Ausgestaltungen von Bedeutung, bei denen die Pressfläche 110p nicht eben ist.The materials for the sections 111, 112 of the lower punch 110 can optionally be selected so that one of these sections 111, 112 under the influence of an orientation magnetic field H OM has a higher or, alternatively, - as for example in 3A - has a lower polarization than the other (if the lower punch 110 has only two sections) or than another (if the lower punch 110 has more than two sections) of the sections 111, 112 under the influence of the same orientation magnetic field generated by the coil 161 HO OM . If the pressing surface 110p of the lower punch 110 is composed of the surface sections 111p, 112p of two or more such sections 111, 112, the area proportion of that of the sections 111, 112 forming the pressing surface 110p, that of all of these sections 111, 112 under the influence of an orientation magnetic field H OM has the greatest amount of polarization on the pressing surface 110p, be greater than or equal to 20% and/or less than or equal to 80%. To determine the pressing area, the actual area is to be used in each case and not its projection onto a plane that is perpendicular to the pressing direction, for example. This is particularly important for configurations in which the pressing surface 110p is not flat.

Wie ebenfalls in 3A dargestellt ist, kann der (hier an der herzustellenden Cold-Side befindliche) Oberstempel 120 oder - wie in 4B gezeigt ist - zumindest dessen Pressfläche 120p optional aus einem einheitlichen Material bestehen, das unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM eine geringe magnetische Polarisation aufweist oder unmagnetisch sein. Alternativ könnte jedoch auch der Oberstempel 120 einen zwei- oder mehrteiligen Aufbau besitzen, wie er bereits für den Unterstempel 110 erläutert wurde. Der Unterstempel 110 hätte dann umgekehrt die Eigenschaften des vorliegenden Oberstempels 120.As also in 3A is shown, the upper punch 120 (located here on the cold side to be produced) or - as in 4B is shown - at least the pressing surface 120p optionally consist of a uniform material which has a low magnetic polarization under the influence of an orientation magnetic field H OM or be non-magnetic. Alternatively, however, the upper punch 120 could also have a two-part or multi-part structure, as has already been explained for the lower punch 110 . Conversely, the lower punch 110 would have the properties of the present upper punch 120.

Wie weiterhin in 3A gezeigt ist, können zusätzlich oder alternativ zu einem aus zwei oder mehr verschiedenen Materialien zusammengesetzten Unterstempel 110 und/oder Oberstempel 120 auch ein oder mehr magnetische Flussleitstücke 140 verwendet werden, die unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM eine andere magnetische Polarisation aufweisen als die Matrize 130. Derartige Flussleitstücke 140 dienen ebenfalls dazu, den Verlauf des magnetischen Flusses in dem mit dem Pulver 200 befüllten Presshohl 150 günstig zu beeinflussen. Bei dem gezeigten Beispiel ist das bzw. sind die Flussleitstücke 140 in die Matrize 130 eingesetzt. Optional können das oder die Flussleitstücke 140 in der Matrize 130 austauschbar sein, so dass mit derselben Matrize 130 durch die Verwendung unterschiedlicher Flussleitstücke 140 Magnete mit unterschiedlich hoher magnetischer Winkelstreuung DPM bzw. mit unterschiedlich stark ausgeprägtem Nord-Süd-Effekt hergestellt werden können. Das oder die Flussleitstücke 140 können optional aus einem einheitlichen, homogenen Material hergestellt sein. Ebenso ist es jedoch möglich, eines, mehrere oder sämtliche der Flussleitstücke 140 aus verschiedenen Teilstücken zusammenzusetzen, von denen zumindest zwei unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM unterschiedliche magnetische Polarisationen aufweisen, wie dies bereits beispielhaft anhand der Teilstücke 111, 112 des Unterstempels 110 erläutert wurde. Weiterhin kann ein optionaler magnetischer Rückschluss 145, beispielsweise aus Eisen, vorgesehen werden, der das Flussleitstück 140 oder die Flussleitstücke 140 mit dem Unterstempel 110 magnetisch koppelt.As continues in 3A shown, in addition to or as an alternative to a lower punch 110 and/or upper punch 120 composed of two or more different materials, one or more magnetic flux guide pieces 140 can also be used which, under the influence of an orientation magnetic field H OM , have a different magnetic polarization than the die 130 Such flux guide pieces 140 also serve to favorably influence the course of the magnetic flux in the press cavity 150 filled with the powder 200 . In the example shown, the flux guide piece or pieces 140 are inserted into the die 130 . The flux guide piece(s) 140 in the die 130 can optionally be exchangeable, so that the same die 130 can be used to produce magnets with different flux guide pieces 140 with different levels of magnetic angular dispersion D PM or with different pronounced north-south effects. The flux guide piece(s) 140 can optionally be made of a uniform, homogeneous material. However, it is also possible to assemble one, several or all of the flux guides 140 from different parts, of which at least two have different magnetic polarizations under the influence of an orientation magnetic field H OM , as has already been explained by way of example using the parts 111, 112 of the lower punch 110 . Furthermore, an optional magnetic yoke 145, for example made of iron, can be provided, which magnetically couples the flux conducting piece 140 or the flux conducting pieces 140 to the lower punch 110.

Bei dem in 3A gezeigten Beispiel wird die Hot-Side des herzustellenden Magnetkörpers an der dem Unterstempel 110 zugewandten Seite des Presshohls 150 bzw. des darin eingefüllten Magnetpulvers 200 erzeugt. Der mehrteilige Unterstempel 110 ist daher so ausgebildet, dass die dem Presshohl 150 bzw. dem darin eingefüllten Magnetpulver 200 zugewandte Seite des Unterstempels 110 im Bereich des ersten Teilstücks 111 eine geringere magnetische Flussdichte aufweist als im Bereich des Teilstücks 112. Dies lässt sich insbesondere dadurch erreichen, dass das erste Teilstück 111 unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM eine geringere magnetische Polarisation aufweist als das zweite Teilstück 112 unter dem Einfluss desselben Orientierungsmagnetfeldes HOM. Beispielsweise kann das erste Teilstück 111 unmagnetisch sein, und/oder das zweite Teilstück 112 kann unter dem Einfluss eines durch die Spule 161 erzeugten Orientierungsmagnetfeldes HOM und bei einer Presstemperatur von z. B. 20°C eine magnetische Polarisation von mehr als 0,8 T oder von mehr als 1,5 T aufweisen. Als im Sinne der vorliegenden Anmeldung „unmagnetisch“ werden Stoffe bezeichnet, die bei der Presstemperatur des betreffenden Teilstücks unter Einwirkung eines Magnetfeldes der Stärke 800 kA/m eine Polarisation von weniger als 0,1 T aufweisen. Das entspricht beispielsweise einer Permeabilität von µ = 1,1, falls das Material eine lineare Magnetisierungskurve aufweist, oder einem Anteil von maximal etwa 5% alpha-Fe in einem an und für sich „unmagnetischen“ Stahl. At the in 3A In the example shown, the hot side of the magnetic body to be produced is produced on the side of the press cavity 150 or of the magnetic powder 200 filled therein which faces the lower punch 110 . The multi-part lower punch 110 is therefore designed in such a way that the side of the lower punch 110 facing the pressing cavity 150 or the magnetic powder 200 filled therein has a lower magnetic flux density in the area of the first section 111 than in the area of the section 112. This can be achieved in particular as a result that the first section 111 under the influence of an orientation magnetic field H OM has a lower magnetic polarization than the second section 112 under the influence of the same orientation magnetic field H OM . For example, the first section 111 can be non-magnetic and/or the second section 112 can be pressed under the influence of an orientation magnetic field H OM generated by the coil 161 and at a pressing temperature of e.g. B. 20 ° C have a magnetic polarization of more than 0.8 T or more than 1.5 T. In the context of the present application, “non-magnetic” refers to substances that have a polarization of less than 0.1 T at the pressing temperature of the relevant section under the influence of a magnetic field with a strength of 800 kA/m. This corresponds, for example, to a permeability of µ = 1.1 if the material has a linear magnetization curve, or a maximum proportion of about 5% alpha-Fe in steel that is intrinsically “non-magnetic”.

Unabhängig davon kann der Oberstempel 120, da sich dieser bei dem vorliegenden Beispiel an der Cold-Side des zu erzeugenden Magnetkörpers befindet, unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM eine geringe magnetische Polarisation aufweisen, beispielsweise weniger als 0,4 T, oder unmagnetisch sein.Irrespective of this, the upper punch 120 can have a low magnetic polarization, for example less than 0.4 T, or be non-magnetic under the influence of an orientation magnetic field H OM , since this is located on the cold side of the magnetic body to be produced in the present example.

Entsprechend können auch eines, mehrere oder ein jedes der Flussleitstücke 140 während des Pressvorganges unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM eine magnetische Polarisation aufweisen, die höher ist als die magnetische Polarisation der Matrize 130. Beispielsweise können eines, mehrere oder ein jedes der Flussleitstücke 140 unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM eine magnetische Polarisation aufweisen, die um wenigstens 0,8 T oder um wenigstens 1,5 T größer ist als die magnetische Polarisation der Matrize 130. So können zum Beispiel eines, mehrere oder ein jedes der Flussleitstücke 140 unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM und bei der Presstemperatur von z. B. 20°C eine magnetische Polarisation von mehr als 0,8 T oder von mehr als 1,5 T aufweisen, und/oder die Matrize 130 kann unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes HOM eine magnetische Polarisation von weniger als 0,4 T oder von weniger als 0,1 T aufweisen.Accordingly, one, several or each of the flux guides 140 can have a magnetic polarization during the pressing process under the influence of an orientation magnetic field H OM that is higher than the magnetic polarization of the die 130. For example, one, several or each of the flux guides 140 can the influence of an orientation magnetic field H OM have a magnetic polarization that is at least 0.8 T or at least 1.5 T greater than the magnetic polarization of the matrix 130. For example, one, several or each of the flux guide pieces 140 under the Influence of an orientation magnetic field H OM and at the pressing temperature of z. B. 20 ° C have a magnetic polarization of more than 0.8 T or more than 1.5 T, and / or the matrix 130 can under the influence of the orientation magnetic field H OM a magnetic polarization of less than 0.4 T or less than 0.1 T.

Die bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel genannten Werte gelten grundsätzlich auch für alle anderen Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere auch für beliebige andere Pressen.The values given in the preceding exemplary embodiment also apply in principle to all other configurations of the invention, in particular also to any other presses.

Die 5A bis 5F zeigen beispielhaft verschiedene mögliche Ausgestaltungen eines Unterstempels 110, wie er bei einer beliebigen Presse zur Herstellung von Magneten mit betragsmäßig hoher magnetischer Winkelstreuung DPM bzw. mit starkem Nord-Süd-Effekt eingesetzt werden kann, am Beispiel der anhand von 3A erläuterten Presse 100. Soweit bei der folgenden Beschreibung dieser Unterstempel 110 auf die magnetische Polarisation des betreffenden Unterstempels 110 oder eines Teilstückes 111, 112, 113 Bezug genommen wird, bezieht sich diese Angabe auf die Polarisation, die sich in dem betreffenden Unterstempel 110 bzw. in dem betreffenden Teilstück 111, 112, 113 einstellt, wenn der zugehörige Unterstempel 110 in die Presse 100 eingesetzt ist und auf diesen das Orientierungsmagnetfeld HOM wirkt. Sofern bei einem Unterstempel 110 verschiedene Teilstücke 111, 112, 113 mit demselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind, zeigen diese Teilstücke unter dem Einfluss desselben Orientierungsmagnetfeldes HOM dieselbe magnetische Polarisation. Dies lässt sich insbesondere dadurch erreichen, dass die einzelnen, mit demselben Bezugszeichen gekennzeichneten Teilstücke aus demselben Material bestehen.The 5A until 5F show examples of different possible configurations Lower punch 110, as can be used in any press for the production of magnets with a high magnetic angular spread D PM or with a strong north-south effect, using the example of FIG 3A explained press 100. To the extent that the following description of this lower punch 110 refers to the magnetic polarization of the relevant lower punch 110 or a section 111, 112, 113, this information refers to the polarization that is in the relevant lower punch 110 or in the relevant section 111, 112, 113 when the associated lower punch 110 is inserted into the press 100 and the orientation magnetic field H OM acts on it. If different sections 111, 112, 113 in a lower punch 110 are identified by the same reference numbers, these sections show the same magnetic polarization under the influence of the same orientation magnetic field H OM . This can be achieved in particular in that the individual sections marked with the same reference number are made of the same material.

Der Unterstempel 110 gemäß 5A entspricht dem bereits in den 3A und 4A erläuterten Unterstempel 110.The lower stamp 110 according to 5A corresponds to that already in the 3A and 4A explained lower stamp 110.

Der in 5B gezeigte Unterstempel 110 unterscheidet sich von dem Unterstempel 110 gemäß den 3A, 4A und 5A dadurch, dass zwischen benachbarten Teilstücken 111 und 112 jeweils noch ein weiteres Teilstück 113 angeordnet ist, dessen magnetische Polarisation unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM größer ist als die magnetische Polarisation des an das betreffende Teilstück 113 angrenzenden Teilstücks 111, aber kleiner als die magnetische Polarisation des an das betreffende Teilstück 113 angrenzenden Teilstücks 112. Hierdurch kann an der Pressfläche 110p des Unterstempels 110 ein weicherer Übergang von der Flussdichte am Abschnitt 111p und der Flussdichte am Abschnitt 112p erreicht werden. Ein derartiger weicherer Übergang kann in vorteilhafter Weise das Risiko für das Auftreten von Rissen in dem herzustellenden Permanentmagneten verringern.the inside 5B Lower punch 110 shown differs from lower punch 110 according to FIGS 3A , 4A and 5A in that a further section 113 is arranged between adjacent sections 111 and 112, the magnetic polarization of which, under the influence of an orientation magnetic field H OM , is greater than the magnetic polarization of section 111 adjoining section 113 in question, but smaller than the magnetic polarization of the section 112 adjoining the section 113 in question. In this way, a softer transition from the flux density at section 111p and the flux density at section 112p can be achieved on the pressing surface 110p of the lower punch 110. Such a softer transition can advantageously reduce the risk of cracks occurring in the permanent magnet to be manufactured.

Weitere Varianten, mit denen sich eine allzu plötzliche Änderung der magnetischen Flussdichte an der Pressfläche 110p verhindern lässt, sind in den 5C bis 5F gezeigt.Further variants with which an all too sudden change in the magnetic flux density on the pressing surface 110p can be prevented are described in FIGS 5C until 5F shown.

Bei dem Unterstempel 110 gemäß 5C wird die Pressfläche 110p durch ein weiteres Teilstück 113 gebildet, das die anderen Teilstücke 111 und 112 des Unterstempels 110 überdeckt. Hierdurch kommt es bei anliegendem Orientierungsmagnetfeld HOM zu einer Glättung des Verlaufs der magnetischen Polarisation des Unterstempels 110 nahe der Pressfläche 110p. Die glättende Wirkung ist am größten, wenn unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes HOM die Polarisation des Teilstückes 113 in etwa der Polarisation des Magnetpulvers 200 bzw. Grünlings (= gepresstes aber noch ungesintertes Magnetpulver) entspricht. Prinzipiell kann ein Teilstück 113 jedoch auch aus einem unmagnetischen oder sehr hochpermeablen Material bestehen. Die glättende Wirkung beruht unter anderem darauf, dass die Teilstücke 111 und 112 durch das Teilstück 113, das die Pressfläche 110p bereitstellt, während des Pressvorganges von dem Magnetpulver 200 beabstandet sind.According to the lower stamp 110 5C the pressing surface 110p is formed by a further section 113 which covers the other sections 111 and 112 of the lower punch 110. When the orientation magnetic field H OM is present, this results in a smoothing of the course of the magnetic polarization of the lower punch 110 near the pressing surface 110p. The smoothing effect is greatest when, under the influence of the orientation magnetic field H OM , the polarization of section 113 corresponds approximately to the polarization of magnetic powder 200 or green body (=pressed but still unsintered magnetic powder). In principle, however, a section 113 can also consist of a non-magnetic or very highly permeable material. The smoothing effect is based, among other things, on the fact that the sections 111 and 112 are spaced apart from the magnetic powder 200 during the pressing process by the section 113 that provides the pressing surface 110p.

Der in 5D gezeigte Unterstempel 110 unterscheidet sich von dem Unterstempel 110 gemäß den 3A, 4A und 5A dadurch, dass die dem Presshohl 150 zugewandten Kanten des oder der Teilstücke 112, die unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM eine höhere magnetische Polarisation aufweisen als die Teilstücke 111, schräg abgefast sind und sich das oder die Teilstücke 111 in den Bereich hinein erstrecken, der sich zwischen der Pressfläche 110p und der oder den Fasen befindet.the inside 5D Lower punch 110 shown differs from lower punch 110 according to FIGS 3A , 4A and 5A in that the edges of the section(s) 112 facing the pressing cavity 150, which under the influence of an orientation magnetic field H OM have a higher magnetic polarization than the sections 111, are bevelled and the section(s) 111 extend into the area of the is located between the pressing surface 110p and the chamfer or chamfers.

5E zeigt einen ähnlichen Unterstempel 110, der sich von dem Unterstempel 110 gemäß 5D lediglich dadurch unterscheidet, dass die Abfasung nicht schräg sondern gerundet erfolgt. 5E shows a similar lower punch 110, which differs from the lower punch 110 according to FIG 5D differs only in that the chamfering is not oblique but rounded.

Bei noch einem weiteren, in 5F gezeigten Beispiel sind, ebenso wie bei dem Beispiel gemäß 5C, sowohl die dem Presshohl 150 zugewandten Kanten des oder der Teilstücke 112 als auch die dem Presshohl 150 zugewandten Kanten des oder der Teilstücke 111 rund abgefast und von einem weiteren Teilstück 113 überdeckt, das an sämtliche der Teilstücke 111 und 112 angrenzt. Die Teilstücke 113 gemäß den 5C und 5F wirken auf dieselbe Weise und es gelten für sie die bereits unter Bezugnahme auf 5C erläuterten Eigenschaften.At yet another, in 5F shown example, as well as the example according to FIG 5C , both the edges of the part(s) 112 facing the pressing cavity 150 and the edges of the part(s) 111 facing the pressing cavity 150 are chamfered and covered by a further part 113, which adjoins all of the parts 111 and 112. The sections 113 according to the 5C and 5F act in the same way and are subject to those already referred to 5C explained properties.

Um verschiedene, aneinander angrenzende Teilstücke 111, 112 (siehe die 6A und 7A) bzw. 111, 112, 113 (siehe die 6B und 7B) eines Unterstempels 110 mechanisch miteinander zu verbinden, können zwischen jeweils aneinander angrenzenden Teilschichten 111, 112, 113 beliebige Verbindungstechniken eingesetzt werden. Beispielsweise eignen sich als Verbindungstechniken Verstiften oder Verlöten oder Schwalbenschwanz-Verbindungen.In order to separate different sections 111, 112 (see Fig 6A and 7A ) or 111, 112, 113 (see the 6B and 7B ) of a lower stamp 110 to be mechanically connected to one another, any desired connection techniques can be used between adjacent partial layers 111, 112, 113. For example, pinning or soldering or dovetail connections are suitable as connection techniques.

Bei den Unterstempeln 110 gemäß den 6A und 7A sind die jeweiligen Verbindungen zwischen den aneinander angrenzenden Teilstücken 111 und 112 realisiert, bei den Unterstempeln 110 gemäß den 6B und 7B zwischen den aneinander angrenzenden Teilstücken 111 und 113, sowie zwischen den aneinander angrenzenden Teilstücken 112 und 113. Die Ansichten gemäß den 6A und 7A stellen Horizontalschnitte dar, wie sie beispielsweise in den in den Schnittebenen E1-E1, E3-E3, E4-E4, E5-E5 und E6-E6 der 5A, 5C, 5D, 5E bzw. 5F vorliegen können, und die Ansichten gemäß den 6B und 7B stellen Horizontalschnitte dar, wie sie beispielsweise in der Schnittebene E2-E2 der 5B vorliegen können.With the lower stamps 110 according to the 6A and 7A are the respective connections between the adjacent sections 111 and 112 realized, in the case of the lower punches 110 according to the 6B and 7B between adjoining sections 111 and 113, and between the adjoining sections 112 and 113. The views according to FIGS 6A and 7A represent horizontal sections, such as those in the section planes E1-E1, E3-E3, E4-E4, E5-E5 and E6-E6 5A , 5C , 5D , 5E or. 5F may exist, and the views according to 6B and 7B represent horizontal sections, as they are, for example, in the section plane E2-E2 5B may exist.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, verschiedene Teilstücke 111, 112, 113 miteinander zu verbinden, besteht durch Aufschrumpfen. Hierbei kann eines der Teilstücke ein oder mehrere andere der Teilstücke in Form eines geschlossenen Rings umschließen. Bei dem Beispiel gemäß 7A umschließt das Teilstück 111 das Teilstück 112 ringförmig, und bei dem Beispiel gemäß 7B umschließt das Teilstück 111 die Teilstücke 112 und 113 ringförmig, und das Teilstück 113 umschließt das Teilstück 112.Another possibility is to connect different sections 111, 112, 113 to one another by shrinking them on. In this case, one of the sections can enclose one or more other sections in the form of a closed ring. According to the example 7A the section 111 encloses the section 112 annularly, and in the example according to FIG 7B Section 111 encloses sections 112 and 113 annularly, and section 113 encloses section 112.

Bei dem Unterstempel 110 gemäß den 6A und 6B umschließt das au-ßen liegende Teilstück 111 die innen liegenden Teilstücke 112 bzw. 112 und 113 im Bereich der Pressfläche 110p nicht vollständig. Bei dem Unterstempel 110 gemäß den 7A und 7B ist das außen liegende Teilstück 111 als geschlossener Ring ausgebildet, der die innen liegenden Teilstücke 112 bzw. 112 und 113 zumindest im Bereich der Pressfläche 110p ringförmig umschließt, und das ebenfalls als geschlossener Ring ausgebildete Teilstück 113 umschließt das innen liegende Teilstück 112 zumindest im Bereich der Pressfläche 110p ringförmig. Hierdurch wird die Pressfläche 110p durch Oberflächenabschnitte von wenigstens zwei Teilstücken gebildet, die unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM unterschiedliche Polarisationen aufweisen.In the case of the lower stamp 110 according to the 6A and 6B the outer section 111 does not completely enclose the inner sections 112 or 112 and 113 in the area of the pressing surface 110p. In the case of the lower stamp 110 according to the 7A and 7B the outer section 111 is designed as a closed ring, which encloses the inner sections 112 or 112 and 113 at least in the area of the pressing surface 110p, and the section 113, which is also designed as a closed ring, encloses the inner section 112 at least in the area of the Pressing surface 110p annular. As a result, the pressing surface 110p is formed by surface sections of at least two sections which have different polarizations under the influence of an orientation magnetic field H OM .

Mit den Anordnungen nach 6A und 6B werden Magnete hergestellt die nur in der Richtung senkrecht zu den Grenzflächen zwischen den Teilstücken 111, 112 u. 113 eine betragsmäßig hohe magnetische Winkelstreuung DPM bzw. einen betragsmäßig starken N/S-Effekt WNS haben.With the orders 6A and 6B magnets are produced which only in the direction perpendicular to the boundary surfaces between the sections 111, 112 and 113 have a high magnetic angular spread D PM in terms of absolute value or a strong N/S effect W NS in terms of absolute value.

Bei den Unterstempeln 110 gemäß den 7A und 7B werden das innen liegende Teilstück 112 bzw. 112 und 113 von den jeweils außen liegenden Teilstücken 111 ringförmig umgeben. In diesem Fall wird in allen Richtungen, die senkrecht zur magnetischen Achse stehen, eine betragsmäßig hohe magnetische Winkelstreuung DPM bzw. ein betragsmäßig starker N/S-Effekt WNS erzeugt.With the lower stamps 110 according to the 7A and 7B the inner section 112 or 112 and 113 is surrounded in a ring shape by the respective outer sections 111 . In this case, in all directions that are perpendicular to the magnetic axis, a magnetic angle scattering D PM that is high in terms of absolute value or an N/S effect W NS that is strong in terms of absolute value is generated.

Eine weitere Beeinflussung des Verlaufs des Orientierungsmagnetfeldes HOM im Bereich des Presshohls 150 bzw. des Verlaufs des magnetischen Flusses in dem in dem Presshohl 150 befindlichen Magnetpulver 200 lässt sich durch das Material der Stempel 110 oder 120 erreichen, was nachfolgend anhand der 8A bis 8C am Beispiel eines Oberstempels 120 erläutert wird, in denen jeweils mit Hilfe fett gedruckter Linien der Verlauf der Flusslinien schematisch dargestellt ist. Bei dem Beispiel gemäß 8A besitzt der Oberstempel 120 unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM eine magnetische Polarisation, die größer ist als die magnetische Polarisation des Pulvers 200 und der Matrize 130 unter dem Einfluss desselben Orientierungsmagnetfeldes HOM. Bei dem Beispiel gemäß 8C ist der Oberstempel 120 im Wesentlichen unmagnetisch, und die unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM auftretende magnetische Polarisation des Oberstempels 120 ist kleiner als die unter dem Einfluss desselben Orientierungsmagnetfeldes HOM auftretende magnetische Polarisation der Matrize 130 und des Pulvers 200. Bei dem Beispiel gemäß 8B schließlich ist die unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM auftretende magnetische Polarisation des Oberstempels 120 größer als Null und größer als die unter dem Einfluss desselben Orientierungsmagnetfeldes HOM auftretende magnetische Polarisation des Oberstempels 120 gemäß 8C, aber kleiner als die unter dem Einfluss desselben Orientierungsmagnetfeldes HOM auftretende magnetische Polarisation des Oberstempels 120 gemäß 8A. Außerdem ist die unter dem Einfluss desselben Orientierungsmagnetfeldes HOM auftretende magnetische Polarisation des Oberstempels gemäß 8B ähnlich der unter dem Einfluss desselben Orientierungsmagnetfeldes HOM auftretende magnetische Polarisation des Pulvers 200.A further influencing of the course of the orientation magnetic field H OM in the area of the press cavity 150 or the course of the magnetic flux in the magnetic powder 200 located in the press cavity 150 can be achieved by the material of the stamp 110 or 120, which is explained below using the 8A until 8C is explained using the example of an upper punch 120, in which the course of the flux lines is shown schematically in each case with the aid of bold lines. According to the example 8A For example, the upper punch 120 has a magnetic polarization under the influence of an orienting magnetic field H OM that is greater than the magnetic polarization of the powder 200 and the die 130 under the influence of the same orienting magnetic field H OM . According to the example 8C the upper punch 120 is essentially non-magnetic, and the magnetic polarization of the upper punch 120 occurring under the influence of an orientation magnetic field H OM is smaller than the magnetic polarization of the die 130 and the powder 200 occurring under the influence of the same orientation magnetic field H OM . In the example according to 8B finally, the magnetic polarization of the upper punch 120 occurring under the influence of an orientation magnetic field H OM is greater than zero and greater than the magnetic polarization of the upper punch 120 occurring under the influence of the same orientation magnetic field H OM according to FIG 8C , but smaller than the magnetic polarization of the upper punch 120 occurring under the influence of the same orientation magnetic field H OM according to FIG 8A . In addition, the magnetic polarization of the upper punch occurring under the influence of the same orientation magnetic field H OM according to 8B similar to the magnetic polarization of the powder 200 occurring under the influence of the same orientation magnetic field H OM .

Eine weitere Ausgestaltung einer Presse 100 zur Herstellung eines gepressten Permanentmagneten mit betragsmäßig hoher magnetischer Winkelstreuung DPM bzw. mit betragsmäßig starkem Nord-Süd-Effekt WNS zeigen die 9A im Horizontalschnitt und 9B im Vertikalschnitt. Die Ansicht gemäß 9B entspricht der in 9A dargestellten Schnittebene E7, die Ansicht gemäß 9A der in 9B dargestellten Schnittebene E8. Die Presse 100 weist eine Matrize 130 mit einem Presshohl 150 auf, in das ein Magnetpulver 200 eingefüllt ist. Das Orientierungsmagnetfeld HOM zur Ausrichtung der einzelnen Teilchen des Magnetpulvers 200 wird mit Hilfe zweier koaxial zueinander angeordneter und voneinander beabstandeter Spulen 161 und 162 erzeugt, in die ein jeweils optionaler Spulenkern 171 bzw. 172 eingesetzt ist. Wie mit diesem Aufbau beispielhaft gezeigt ist, können die Achsen a161 und a162 der Spulen 161 bzw. 162 senkrecht zur Pressrichtung (z/-z) verlaufen. Optional können die Achsen a161 und a162 identisch sein.A further configuration of a press 100 for the production of a pressed permanent magnet with a high magnetic angular spread D PM in terms of amount or with a strong north-south effect W NS in terms of amount is shown in FIGS 9A in horizontal section and 9B in vertical section. According to the view 9B corresponds to the in 9A shown section plane E7, the view according to 9A the in 9B illustrated cutting plane E8. The press 100 has a die 130 with a press cavity 150 into which a magnetic powder 200 is filled. The orientation magnetic field H OM for aligning the individual particles of the magnetic powder 200 is generated with the aid of two coils 161 and 162 which are arranged coaxially to one another and are spaced apart from one another and into which an optional coil core 171 or 172 is inserted. As shown by way of example with this structure, the axes a161 and a162 of the coils 161 and 162, respectively, can be perpendicular to the pressing direction (z/-z). Optionally, the axes a161 and a162 can be identical.

Die beiden Spulen 161 und 162 sind so geschaltet, dass sie beim Betrieb gleichsinnig von einem elektrischen Strom durchflossen werden, was im Ergebnis dazu führt, dass das durch die erste Spule 161 erzeugte erste Teil-Magnetfeld im Zentrum der ersten Spule 161 in dieselbe Richtung weist wie das durch die zweite Spule 162 erzeugte zweite Teil-Magnetfeld im Zentrum der zweiten Spule 162. Das Orientierungsmagnetfeld HOM entsteht durch die Superposition des ersten Teil-Magnetfeldes und des zweiten Teil-Magnetfeldes. Optional können die Spulen 161 und 162 die gleichen Windungszahlen aufweisen und/oder beim Betrieb von Strömen gleicher Stärke durchflossen werden.The two coils 161 and 162 are connected in such a way that an electric current flows through them in the same direction during operation, which means that the first partial magnetic field generated by the first coil 161 points in the same direction in the center of the first coil 161 like the second partial magnetic field generated by the second coil 162 in the center of the second coil 162. The orientation magnetic field H OM is created by the superposition of the first partial magnetic field and the second partial magnetic field. Optionally, the coils 161 and 162 can have the same number of turns and/or currents of the same strength can flow through them during operation.

Die Matrize 130 mit dem Presshohl 150 und dem in das Presshohl 150 eingefüllten Magnetpulver 200 ist zwischen den beiden Spulen 161 und 162 angeordnet. Ebenfalls zwischen den beiden Spulen 161 und 162 angeordnet sind zwei magnetische Leitstücke 140 und 141. Weiterhin ist ein optionaler magnetischer Rückschluss 145, beispielsweise aus Eisen, vorgesehen, der den Spulenkern 171 mit dem Spulenkern 172 magnetisch koppelt. Das erste Leitstück 140, welches in die Matrize 130 eingesetzt ist, befindet sich zwischen der Spule 161 und dem Presshohl 150, und es erstreckt sich in einer senkrecht zu den Achsen der Spulen 161, 162 sowie senkrecht zur Pressrichtung (z/-z) verlaufenden Richtung y über einen kleineren Bereich als das Presshohl 150. Dies bewirkt, dass die magnetische Flussdichte an der dem ersten Leitstück 140 zugewandten ersten Seite 151 des Presshohls 150 bzw. des Magnetpulvers 200 in einem Teilbereich dieser ersten Seite 151 lokal erhöht ist.The die 130 with the press cavity 150 and the magnetic powder 200 filled in the press cavity 150 is arranged between the two coils 161 and 162 . Also arranged between the two coils 161 and 162 are two magnetic conductor pieces 140 and 141. Furthermore, an optional magnetic yoke 145, for example made of iron, is provided, which magnetically couples the coil core 171 to the coil core 172. The first guide piece 140, which is inserted into the die 130, is located between the coil 161 and the pressing cavity 150, and it extends in a direction perpendicular to the axes of the coils 161, 162 and perpendicular to the pressing direction (z/-z). Direction y over a smaller area than the press cavity 150. This has the effect that the magnetic flux density on the first conductive piece 140 facing first side 151 of the press cavity 150 or the magnetic powder 200 is locally increased in a partial area of this first side 151.

Im Unterschied dazu erstreckt sich das zweite Leitstück 141 in derselben senkrecht zu den Achsen der Spulen 161, 162 sowie senkrecht zur Pressrichtung (z/-z) verlaufenden Richtung y über einen größeren Bereich als das Presshohl 150. Dies wiederum bewirkt, dass die magnetische Flussdichte an der dem zweiten Leitstück 141 zugewandten zweiten Seite 152 des Presshohls 150 bzw. des Magnetpulvers 200 in einem Teilbereich dieser zweiten Seite 152 verringert wird.In contrast, the second conductor piece 141 extends in the same direction y perpendicular to the axes of the coils 161, 162 and perpendicular to the pressing direction (z/-z) over a larger area than the pressing cavity 150. This in turn causes the magnetic flux density on the second side 152 of the press cavity 150 or of the magnetic powder 200 facing the second guide piece 141 is reduced in a partial region of this second side 152 .

Im Ergebnis führt dies dazu, dass die magnetische Flussdichte an einem Teilbereich der ersten Seite 151 einen Maximalwert annimmt, der höher ist, als der Maximalwert der magnetischen Flussdichte an der zweiten Seite 152. Der Verlauf der Feldlinien ist also von der ersten Seite 151 zur zweiten Seite 152 stark aufgespreizt, was zu einem gepressten Magneten mit der gewünschten, betragsmäßig hohen magnetischen Winkelstreuung DPM bzw. dem gewünschten, betragsmäßig stark ausgeprägten Nord-Süd-Effekt führt, wenn das Magnetpulver 200 in dem Presshohl 150 bei anliegendem Orientierungsfeld (wenn also die erste Spule 161 und die zweite Spule 162 wie beschrieben bestromt werden) zwischen dem Unterstempel 110 und dem Oberstempel 120 komprimiert wird. Die erzeugte magnetische Winkelstreuung ist in y-Richtung stärker ausgeprägt als in z-Richtung. Die verwendeten Stempel haben unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes HOM eine magnetischen Polarisation, die kleiner oder gleich der Polarisation des Pulvers ist.As a result, the magnetic flux density on a partial area of the first side 151 assumes a maximum value that is higher than the maximum value of the magnetic flux density on the second side 152. The course of the field lines is therefore from the first side 151 to the second Page 152, which leads to a pressed magnet with the desired, high absolute value magnetic angular spread D PM or the desired, high absolute value north-south effect, if the magnetic powder 200 in the press cavity 150 with an applied orientation field (i.e. if the first coil 161 and the second coil 162 are energized as described) between the lower punch 110 and the upper punch 120 is compressed. The generated angular magnetic scatter is more pronounced in the y-direction than in the z-direction. Under the influence of the H OM orientation magnetic field, the stamps used have a magnetic polarization that is less than or equal to the polarization of the powder.

Zusätzlich zu der Verjüngung in der y-Richtung kann das Flussleitstück 140 auch in der z-Richtung kürzer sein als die Höhe des Presshohls 150. Außerdem kann das Flussleitstück 141, ähnlich wie in der y-Richtung, auch in der z-Richtung länger sein als die Höhe des Presshohls 150. Optional kann der Spulenkern 172 einen größeren Querschnitt als der Spulenkern 171 aufweisen Mit dieser Anordnung lässt sich ein Magnet mit betragsmäßig hohem N/S-Effekt WNS und/oder mit betragsmäßig hoher magnetischer Winkelstreuung DPM herstellen. Die Winkelstreuung DPM ist in, der y- und z-Richtung in etwa gleich stark ausgeprägt. Eine weitere Erhöhung der Winkelstreuung in z-Richtung kann durch den Einsatz von Stempeln erzielt werden die zumindest teilweise aus einem Material bestehen, das unter Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes HOM eine magnetische Polarisation aufweist, die größer ist als die Polarisation der Matrize und des Pulvers.In addition to the taper in the y-direction, the flux guide 140 can also be shorter in the z-direction than the height of the press cavity 150. In addition, the flux guide 141 can also be longer in the z-direction, similar to the y-direction than the height of the press cavity 150. Optionally, the coil core 172 can have a larger cross section than the coil core 171. With this arrangement, a magnet with a high N/S effect WNS and/or with a high magnetic angle dispersion D PM can be produced with this arrangement. The angular spread D PM is approximately equally pronounced in the y and z directions. A further increase in the angular scattering in the z-direction can be achieved by using stamps which are at least partially made of a material which, under the influence of the orientation magnetic field HOM, has a magnetic polarization which is greater than the polarization of the matrix and the powder.

Noch eine andere Ausgestaltung einer Presse 100 zur Herstellung eines gepressten Permanentmagneten mit betragsmäßig hoher magnetischer Winkelstreuung DPM bzw. mit betragsmäßig stark ausgeprägtem Nord-Süd-Effekt zeigen die 10A im Horizontalschnitt sowie 10B und 10C im Vertikalschnitt. Die Ansicht gemäß 10B entspricht der in 10A dargestellten Schnittebene E9, die Ansicht gemäß 10C der in 10A dargestellten Schnittebene E10, und die Ansicht gemäß 10A der in den 10B und 10C dargestellten Schnittebene E11. FIGS 10A in horizontal section and 10B and 10C in vertical section. According to the view 10B corresponds to the in 10A shown cutting plane E9, the view according to 10C the in 10A shown section plane E10, and the view according to 10A the in the 10B and 10C illustrated cutting plane E11.

Die Presse 100 weist wiederum eine Matrize 130 mit einem Presshohl 150 auf, in das ein Magnetpulver 200 eingefüllt ist. Das Orientierungsmagnetfeld HOM zur Ausrichtung der einzelnen Teilchen des Magnetpulvers 200 wird mittels dreier Spulen 161, 163 und 164 erzeugt. Die Achsen der Spulen 161, 163 und 164 sind mit a161, a163 bzw. a164 bezeichnet.The press 100 in turn has a die 130 with a press cavity 150 into which a magnetic powder 200 is filled. The orientation magnetic field H OM for aligning the individual particles of the magnetic powder 200 is generated by means of three coils 161, 163 and 164. The axes of the coils 161, 163 and 164 are labeled a161, a163 and a164, respectively.

Die voneinander beabstandeten Spulen 163 und 164, in die ein jeweils optionaler Spulenkern 173 bzw. 174 eingesetzt ist, können - wie dargestellt - koaxial zueinander angeordnet sein. Weiterhin ist ein optionaler magnetischer Rückschluss 145, beispielsweise aus Eisen, vorgesehen, der den Spulenkern 173 magnetisch mit dem Spulenkern 174 magnetisch koppelt. Wie mit diesem Aufbau beispielhaft gezeigt ist, können sowohl die Achse a161 der Spule 161 als auch die Achsen a163 und a164 der Spulen 163 bzw. 164 senkrecht zur Pressrichtung (z/-z) verlaufen. Außerdem kann die Achse a161 sowohl zur Achse a163 als auch zur Achse a164 senkrecht verlaufen.The spaced-apart coils 163 and 164, in which an optional coil core 173 or 174 is inserted, can—as shown—be arranged coaxially to one another. Furthermore, an optional magnetic yoke 145 , for example made of iron, is provided, which magnetically couples the coil core 173 to the coil core 174 . As shown with this structure as an example, both the axis a161 of the coil 161 and the axes a163 and a164 of the coils 163 and 164, respectively, run perpendicular to the pressing direction (z/-z). In addition, axis a161 can be perpendicular to both axis a163 and axis a164.

Die beiden Spulen 163 und 164 sind so geschaltet, dass sie beim Betrieb gegensinnig von einem elektrischen Strom durchflossen werden, was im Ergebnis dazu führt, dass das durch die Spule 163 erzeugte Teil-Magnetfeld im Zentrum der Spule 163 in die entgegengesetzte Richtung weist wie das durch die Spule 164 erzeugte Teil-Magnetfeld im Zentrum der Spule 164. Optional können die Spulen 163 und 164 die gleichen Windungszahlen aufweisen und/oder beim Betrieb von Strömen gleicher Stärke durchflossen werden und/oder den gleichen Spulenquerschnitt besitzen und/oder den betragsmäßig gleichen (maximalen) magnetischen Fluss erzeugen. Von diesen durch „und/oder“ miteinander verknüpften Merkmalen können beliebige zwei oder drei in Kombination miteinander realisiert sein, oder es kann nur genau ein beliebiges dieser Merkmale realisiert sein, oder aber sämtliche dieser Merkmale.The two coils 163 and 164 are switched in such a way that an electric current flows through them in opposite directions during operation, which means that the partial magnetic field generated by the coil 163 in the center of the coil 163 points in the opposite direction to that partial magnetic field generated by the coil 164 in the center of the coil 164. Optionally, the coils 163 and 164 can have the same number of turns and/or currents of the same strength can flow through them during operation and/or have the same coil cross section and/or the same amount ( generate maximum) magnetic flux. Any two or three of these features linked to one another by “and/or” can be implemented in combination with one another, or just any one of these features can be implemented, or else all of these features.

Die Spule 161 wiederum wird so bestromt, dass ein Teil des von ihr erzeugten Magnetflusses durch die Spule 163 und ein anderer Teil des von ihr erzeugten Magnetflusses durch die Spule 164 geführt wird. Optional können diese Teile gleich groß sein und/oder in ihrer Summe dem von Spule 161 erzeugten Fluss entsprechen.The coil 161 in turn is energized in such a way that part of the magnetic flux it generates is conducted through the coil 163 and another part of the magnetic flux it produces is conducted through the coil 164 . Optionally, these parts can be of the same size and/or their total can correspond to the flux generated by coil 161 .

Die Matrize 130 mit dem Presshohl 150 und dem in das Presshohl 150 eingefüllten Magnetpulver 200 ist zwischen den beiden Spulen 163 und 164 angeordnet. In die Matrize 130 eingesetzt sind magnetische Leitstücke 140, 143 und 144. Das Leitstück 140 ist zwischen dem Presshohl 150 und der Spule 161 angeordnet, das Leitstück 143 zwischen dem Presshohl 150 und der Spule 163, und das Leitstück 144 zwischen dem Presshohl 150 und der Spule 164.The die 130 with the press cavity 150 and the magnetic powder 200 filled in the press cavity 150 is arranged between the two coils 163 and 164 . Magnetic conducting pieces 140, 143 and 144 are inserted into the die 130. The conducting piece 140 is arranged between the pressing hollow 150 and the coil 161, the conducting piece 143 between the pressing hollow 150 and the coil 163, and the conducting piece 144 between the pressing hollow 150 and the Coil 164.

Das Leitstück 140 erstreckt sich in einer Richtung (y), die sowohl senkrecht zur Achse a161 der Spule 161 als auch senkrecht zur Pressrichtung (z/-z) verläuft, über einen kleineren Bereich als das Presshohl 150. Dies bewirkt, dass die magnetische Flussdichte an der dem Leitstück 140 zugewandten Seite 151 des Presshohls 150 bzw. des Magnetpulvers 200 in einem Teilbereich dieser Seite 151 lokal erhöht ist.The conductive piece 140 extends in a direction (y) perpendicular to both the axis a161 of the coil 161 and perpendicular to the pressing direction (z/-z) over a smaller area than the pressing hollow 150. This causes the magnetic flux density on the side 151 of the press cavity 150 or of the magnetic powder 200 facing the guide piece 140 is locally increased in a partial area of this side 151 .

Weiterhin sind die durch die Spulen 163 und 164 erzeugten magnetischen Teilfelder zumindest im Bereich des Presshohls 150 und damit des Magnetpulvers 200 einander im Wesentlichen entgegengerichtet, was insbesondere dazu führt, dass die magnetische Flussdichte an der dem Leitstück 140 abgewandten Seite des Presshohls 150 bzw. des darin befindlichen Magnetpulvers 200 reduziert wird. Hierdurch weist der aus dem Magnetpulver 200 hergestellte Magnet eine betragsmäßig hohe magnetische Winkelstreuung DPM bzw. einen betragsmäßig starken Nord-Süd-Effekt auf, wobei die Hot-Side durch seine dem Leitstück 140 zugewandte Seite und die Cold-Side durch seine dem Leitstück 140 abgewandte Seite gebildet wird.Furthermore, the magnetic sub-fields generated by coils 163 and 164 are directed essentially in opposite directions, at least in the region of compression cavity 150 and thus of magnetic powder 200, which means in particular that the magnetic flux density on the side of compression cavity 150 or of the magnetic powder 200 contained therein is reduced. As a result, the magnet produced from magnetic powder 200 exhibits a high magnetic angular spread D PM in terms of absolute value or a strong north-south effect in terms of absolute value, with the hot side being represented by its side facing conductive piece 140 and the cold side being represented by its side facing conductive piece 140 opposite side is formed.

Ähnlich wie bei der Anordnung gemäß den 9A und 9B können auch hier die Flussleitstücke 140, 143 und 144 auch in z-Richtung kürzer sein als die Länge des Presshohls 150 um ein sowohl in y- als auch in z-Richtung stark ausgeprägte, betragsmäßig hohe magnetische Winkelstreuung DPM zu erzielen.Similar to the arrangement according to the 9A and 9B Here, too, the flux guide pieces 140, 143 and 144 can also be shorter in the z-direction than the length of the press cavity 150 in order to achieve a strongly pronounced, high-magnitude magnetic angular spread D PM in both the y- and z-direction.

Anhand der 11A bis 11D wird nachfolgend beispielhaft erläutert, wie sich mittels einer Presse 100 während eines einzigen Hubes der Presse 100 simultan mindestens zwei jeweils aus einem gepressten Magnetpulver 200, 200' hergestellte Magnete erzeugen lassen, was einen signifikant erhöhten Ausstoß bedeutet.Based on 11A until 11D it is explained below by way of example how at least two magnets each made from a pressed magnetic powder 200, 200' can be produced simultaneously by means of a press 100 during a single stroke of the press 100, which means a significantly increased output.

Die Ansicht gemäß 11B entspricht der in 11A dargestellten Schnittebene E12, die Ansicht gemäß 11C der in 11A dargestellten Schnittebene E13, und die Ansicht gemäß 11A der in den 11B und 11C dargestellten Schnittebene E14.According to the view 11B corresponds to the in 11A shown section plane E12, the view according to 11C the in 11A shown section plane E13, and the view according to 11A the in the 11B and 11C illustrated cutting plane E14.

Die Presse 100 weist eine Matrize 130 mit zwei voneinander beabstandeten Presshohlen 150 und 150' auf, in die jeweils ein zu verpressendes Magnetpulver 200 bzw. 200' eingefüllt ist. Das Orientierungsmagnetfeld HOM zur Ausrichtung der einzelnen Teilchen der beiden Magnetpulvers 200, 200' wird mittels zweier Spulen 161 162 erzeugt. Die Achsen der Spulen 161 und 162 sind mit a161 bzw. a162 bezeichnet.The press 100 has a die 130 with two press cavities 150 and 150' spaced apart from one another, in each of which a magnetic powder 200 or 200' to be pressed is filled. The orientation magnetic field H OM for aligning the individual particles of the two magnetic powders 200, 200' is generated by means of two coils 161,162. The axes of the coils 161 and 162 are labeled a161 and a162, respectively.

Die voneinander beabstandeten Spulen 161 und 162, in die ein jeweils optionaler Spulenkern 171 bzw. 172 eingesetzt ist, können - wie dargestellt - koaxial zueinander angeordnet sein. Weiterhin ist ein optionaler magnetischer Rückschluss 145, beispielsweise aus Eisen, vorgesehen, der den Spulenkern 171 mit dem Spulenkern 172 magnetisch koppelt. Wie mit diesem Aufbau beispielhaft gezeigt ist, können sowohl die Achse a161 der Spule 161 als auch die Achse a162 der Spulen 162 senkrecht zur Pressrichtung (z/-z) verlaufen.The spaced-apart coils 161 and 162, in which an optional coil core 171 or 172 is inserted, can—as shown—be arranged coaxially to one another. Furthermore, an optional magnetic yoke 145, for example made of iron, is provided, which magnetically couples the coil core 171 to the coil core 172. As exemplified with this structure, both the axis a161 of the coil 161 and the axis a162 of the coils 162 may be perpendicular to the pressing direction (z/-z).

Die beiden Spulen 161 und 162 sind so geschaltet, dass sie beim Betrieb gleichsinnig von einem elektrischen Strom durchflossen werden, was im Ergebnis dazu führt, dass das durch die Spule 161 erzeugte Teil-Magnetfeld im Zentrum der Spule 161 in die dieselbe Richtung weist wie das durch die Spule 162 erzeugte Teil-Magnetfeld im Zentrum der Spule 162. Optional können die Spulen 161 und 162 die gleichen Windungszahlen aufweisen und/oder beim Betrieb von Strömen gleicher Stärke durchflossen werden.The two coils 161 and 162 are connected in such a way that an electric current flows through them in the same direction during operation, which results in the partial magnetic field generated by the coil 161 in the center of the Coil 161 points in the same direction as the partial magnetic field generated by coil 162 in the center of coil 162. Optionally, coils 161 and 162 can have the same number of turns and/or currents of the same strength can flow through them during operation.

Die Matrize 130 mit den Presshohlen 150 und 150' sowie mit den in die Presshohle 150, 150' eingefüllten Magnetpulvern 200 bzw. 200' ist zwischen den beiden Spulen 161 und 162 angeordnet. In die Matrize 130 eingesetzt sind magnetische Flussleitstücke 140, 140', 142 und 143. Das Leitstück 140 ist zwischen dem Presshohl 150 und der Spule 161 angeordnet, das Leitstück 140' zwischen dem Presshohl 150' und der Spule 162. Außerdem können die voneinander beabstandeten Leitstücke 142 und 143 an ihren einander zugewandten Seiten jeweils einen Endabschnitt 142e bzw. 143e aufweisen, der zwischen den beiden Presshohls 150 und 150' angeordnet ist. Die Flussleitstücke 142 und 143 können wie dargestellt von den beiden Presshohls 150, 150' beabstandet sein. Ebenso ist es jedoch möglich, dass ihre Endabschnitte 142e und/oder 143e bis an die Presshohls 150 und 150' heranreichen und damit einen Teil der Innenwand der Presshohls 150 und 150' bilden, was anhand der ansonsten identischen Anordnung gemäß 11D dargestellt ist.The die 130 with the pressing cavities 150 and 150' and with the magnetic powders 200 and 200' filled into the pressing cavities 150, 150' is arranged between the two coils 161 and 162. Magnetic flux conducting pieces 140, 140', 142 and 143 are inserted into the die 130. The conducting piece 140 is arranged between the pressing hollow 150 and the coil 161, the conducting piece 140' between the pressing hollow 150' and the coil 162 Guide pieces 142 and 143 each have an end section 142e or 143e on their mutually facing sides, which is arranged between the two press hollows 150 and 150'. As shown, the flow guide pieces 142 and 143 can be spaced apart from the two press cavities 150, 150'. However, it is also possible that their end sections 142e and/or 143e reach up to the compression cavity 150 and 150' and thus form part of the inner wall of the compression cavity 150 and 150', which is illustrated by the otherwise identical arrangement according to FIG 11D is shown.

Ein jedes der Leitstücke 140 und 140' erstreckt sich in einer Richtung (y), die sowohl senkrecht zu den Achsen a161 und a162 der Spulen 161 bzw. 162 als auch senkrecht zur Pressrichtung (z/-z) verläuft, über einen kleineren Bereich als das dem jeweiligen Leitstück 140, 140' nächstgelegene der Presshohlen 150 und 150'. Da außerdem ein jedes der Leitstücke 140, 140', 142, 143 unter dem Einfluss eines Orientierungsmagnetfeldes HOM eine magnetische Polarisation aufweist, die höher ist als die magnetische Polarisation der Matrize 130 und des Pulvers 200 unter dem Einfluss desselben Orientierungsmagnetfeldes HOM, ist die magnetische Flussdichte an der dem Leitstück 140 zugewandten Seite 151 des Presshohls 150 bzw. des Magnetpulvers 200 in einem Teilbereich dieser Seite 151 lokal erhöht. Entsprechend ist die magnetische Flussdichte an der dem Leitstück 140' zugewandten Seite 151' des Presshohls 150' bzw. des Magnetpulvers 200' in einem Teilbereich dieser Seite 151' lokal erhöht. Demgegenüber bewirken die Leitstücke 142 und 143 auf den einander zugewandten Seiten 152 bzw. 152' der Presshohls 150 und 150' bzw. der Magnetpulver 200 bzw. 200' eine Absenkung der magnetischen Flussdichte im Vergleich zur Flussdichte an den Seiten 151 und 151'.Each of the guide pieces 140 and 140' extends in a direction (y) perpendicular to the axes a161 and a162 of the coils 161 and 162, respectively, and perpendicular to the pressing direction (z/-z) over an area less than the one of the press cavities 150 and 150' which is closest to the respective guide piece 140, 140'. In addition, since each of the guide pieces 140, 140', 142, 143 under the influence of an orienting magnetic field H OM has a magnetic polarization that is higher than the magnetic polarization of the matrix 130 and the powder 200 under the influence of the same orienting magnetic field H OM magnetic flux density on the side 151 of the press cavity 150 or of the magnetic powder 200 facing the conductive piece 140 increases locally in a partial area of this side 151 . Correspondingly, the magnetic flux density on the side 151' of the press cavity 150' or of the magnetic powder 200' facing the conductor piece 140' is locally increased in a partial area of this side 151'. In contrast, the guide pieces 142 and 143 on the mutually facing sides 152 and 152' of the press hollow 150 and 150' or the magnetic powder 200 and 200' cause a reduction in the magnetic flux density compared to the flux density on the sides 151 and 151'.

Im Ergebnis ist die magnetische Flussdichte an der dem Leitstück 140 zugewandten ersten Seite 151 des Presshohls 150 bzw. des Magnetpulvers 200 in einem Teilbereich der Seite 151 lokal erhöht. Der Maximalwert, den die magnetische Flussdichte im Bereich der Seite 151 aufweist, kann dabei höher sein als jede im Bereich der Seite 152 auftretende magnetische Flussdichte. Entsprechend kann der Maximalwert, den die magnetische Flussdichte im Bereich der Seite 151' aufweist, höher sein als jede im Bereich der Seite 152' auftretende magnetische Flussdichte. Dabei sind die Flussdichten im Bereich der Seiten 151 und 152 jeweils innerhalb des Magnetpulvers 200 zu ermitteln, und die Flussdichten im Bereich der Seiten 151' und 152' sind jeweils innerhalb des Magnetpulvers 200' zu ermitteln.As a result, the magnetic flux density on the first side 151 of the press cavity 150 or of the magnetic powder 200 facing the conductive piece 140 is locally increased in a partial area of the side 151 . The maximum value that the magnetic flux density has in the area of side 151 can be higher than any magnetic flux density that occurs in the area of side 152 . Accordingly, the maximum value exhibited by the magnetic flux density in the area of side 151' can be higher than any magnetic flux density occurring in the area of side 152'. The flux densities in the area of sides 151 and 152 are each to be determined within the magnetic powder 200, and the flux densities in the area of sides 151' and 152' are each to be determined within the magnetic powder 200'.

Die mit einer derartigen Presse 100 aus den Pulvern 200 bzw. 200' gepressten Magnete weisen jeweils eine betragsmäßig hohe magnetische Winkelstreuung DPM bzw. einen betragsmäßig großen Nord-Süd-Effekt auf, wobei bei dem aus dem Pulver 200 hergestellten Magneten die Hot-Side durch die dem Leitstück 140 zugewandte Seite und die Cold-Side durch die dem Leitstück 140 abgewandte Seite gebildet wird, und wobei bei dem aus dem Pulver 200' hergestellten Magneten die Hot-Side durch die dem Leitstück 140' zugewandte Seite und die Cold-Side durch die dem Leitstück 140' abgewandte Seite gebildet wird.The magnets pressed with such a press 100 from the powders 200 or 200' each have a high magnetic angular spread D PM in terms of absolute value or a north-south effect that is large in terms of absolute value, with the magnet produced from the powder 200 being the hot side formed by the side facing the conductive piece 140 and the cold side by the side facing away from the conductive piece 140, and in the case of the magnet made from the powder 200' the hot side is formed by the side facing the conductive piece 140' and the cold side is formed by the side facing away from the guide piece 140'.

Grundsätzlich ist es möglich, während eines Hubs einer Presse 100 simultan zwei oder mehr identische Grünlinge bzw. identische pulvergepresste Magnete herzustellen, die also geometrisch identische Formen aufweisen, sowie eine identische Verteilung des Magnetfeldes. Ein Beispiel hierfür zeigt die Presse 100 gemäß 12. Hier sind in der Matrize 130 vier Presshohls 150, 150', 150'' und 150''' angeordnet, die mit einem Magnetpulver 200, 200', 200" bzw. 200''' befüllt sind. Die Anordnung der Presshohls 150, 150', 150'' und 150''' in der Matrize 130 ist spiegelsymmetrisch bezüglich zweier voneinander verschiedener Symmetrieebenen SE1 und SE2. Diese Symmetrieebenen SE1 und SE2 können optional senkrecht zueinander verlaufen. Das durch die Spulen 161 und 162 in Verbindung mit den Spulenkernen 171 und 172 sowie den Flussleitstücken 140 und 140' erzeugte Magnetfeld ist spiegelsymmetrisch sowohl zu der Symmetrieebene SE1 als auch zu der Symmetrieebene SE2. Dies ermöglicht die Herstellung von zwei oder mehr hinsichtlich ihrer geometrischen Form und der Verteilung ihres Magnetfeldes identischer und/oder spiegelsymmetrischer Magnete. Hierzu werden die Presshohls 150, 150', 150" und 150''' zur Herstellung dieser Magnete ebenfalls spiegelsymmetrisch zu den Symmetrieebenen SE1 und SE2 angeordnet.In principle, it is possible during one stroke of a press 100 to simultaneously produce two or more identical green compacts or identical powder-pressed magnets, which therefore have geometrically identical shapes and an identical distribution of the magnetic field. The press 100 according to FIG 12 . Here, four press cavities 150, 150', 150" and 150"' are arranged in the die 130, which are filled with a magnetic powder 200, 200', 200" or 200"'. The arrangement of the press cavities 150, 150 ', 150" and 150"' in the matrix 130 is mirror-symmetrical with respect to two different planes of symmetry SE1 and SE2. These planes of symmetry SE1 and SE2 can optionally run perpendicular to one another. This is achieved by the coils 161 and 162 in connection with the coil cores 171 and 172 and the flux guide pieces 140 and 140' is mirror-symmetrical to both the plane of symmetry SE1 and to the plane of symmetry SE2. This enables the production of two or more magnets that are identical and/or mirror-symmetrical with regard to their geometric shape and the distribution of their magnetic field the press hollows 150, 150′, 150″ and 150′″ for the production of these magnets are also arranged mirror-symmetrically to the planes of symmetry SE1 and SE2.

Bei dem vorliegenden Beispiel ist das Presshohl 150 bezüglich der Symmetrieebene SE1 spiegelsymmetrisch zu dem Presshohl 150' in der Matrize 130 angeordnet. Entsprechend ist das Presshohl 150" bezüglich der Symmetrieebene SE1 spiegelsymmetrisch zu dem Presshohl 150''' in der Matrize 130 angeordnet. Weiterhin ist das Presshohl 150 bezüglich einer Symmetrieebene SE2 spiegelsymmetrisch zu dem Presshohl 150" in der Matrize 130 angeordnet, und das Presshohl 150' ist bezüglich der Symmetrieebene SE2 spiegelsymmetrisch zu dem Presshohl 150''' in der Matrize 130 angeordnet.In the present example, the press cavity 150 is mirror-symmetrical with respect to the plane of symmetry SE1 to the press cavity 150' in the material rize 130 arranged. Correspondingly, the press cavity 150" is arranged mirror-symmetrically to the press cavity 150"' in the die 130 with respect to the plane of symmetry SE1. Furthermore, the press cavity 150 is arranged mirror-symmetrically to the press cavity 150" in the die 130 with respect to a plane of symmetry SE2, and the press cavity 150' is arranged in mirror symmetry with respect to the pressing cavity 150''' in the die 130 with respect to the plane of symmetry SE2.

Grundsätzlich lassen sich auf diese oder auf entsprechende Weise zwei, drei, vier oder mehr Magnete simultan während eines einzigen Presshubes herstellen. Dabei wird zum Pressen eines jeden in den Presshohls 150, 150', 150" und 150''' befindlichen Magnetpulvers 200, 200', 200" bzw. 200''' wenigstens ein eigener Oberstempel und/oder ein eigener Unterstempel verwendet. Im Fall von mehreren Oberstempeln können diese voneinander unabhängig beweglich sein, oder aber starr miteinander verbunden und/oder einstückig ausgebildet sein. Ebenso können im Fall von mehreren Unterstempeln diese voneinander unabhängig beweglich sein, oder aber starr miteinander verbunden und/oder einstückig ausgebildet sein.In principle, two, three, four or more magnets can be produced simultaneously during a single pressing stroke in this or a corresponding manner. At least one upper punch and/or one lower punch is used to press each magnetic powder 200, 200', 200" or 200"' located in the press cavity 150, 150', 150" and 150"'. In the case of several upper punches, these can be movable independently of one another, or they can be rigidly connected to one another and/or formed in one piece. Likewise, in the case of several lower punches, these can be movable independently of one another, or can be rigidly connected to one another and/or formed in one piece.

Sofern also dabei wenigstens ein erster Permanentmagnet und ein zu diesem (geometrisch und magnetisch) symmetrischer zweiter Permanentmagnet hergestellt werden, ist der Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes HOM innerhalb des Presshohls für den ersten Permanentmagneten bezüglich wenigstens einer Symmetrieebene (z. B. SE1 und/oder SE2) von einem ersten Zeitpunkt bis zu einem zweiten Zeitpunkt ununterbrochen spiegelsymmetrisch zum Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes HOM innerhalb des Presshohls für den zweiten Permanentmagneten. Dabei ist der erste Zeitpunkt durch den Moment nach dem Einfüllen des Magnetpulvers in die jeweiligen Presshohls gegeben, an dem das Orientierungsmagnetfeld HOM vorliegt. Der zweite Zeitpunkt ist durch das Ende des Verpressens (Erreichen der Gründichte) des in den beiden Presshohls befindlichen Magnetpulvers gegeben. Betreffend die Symmetrieebene SE1 kann dieses Kriterium beispielsweise für die mit den Presshohls 150 und 150' hergestellten Permanentmagnete gelten, und/oder für mit den Presshohls 150" und 150''' hergestellten Permanentmagnete. Betreffend die Symmetrieebene SE2 kann dieses Kriterium beispielsweise für die mit den Presshohls 150 und 150" hergestellten Permanentmagnete gelten, und/oder für mit den Presshohls 150' und 150''' hergestellten Permanentmagnete.If at least one first permanent magnet and a second permanent magnet that is (geometrically and magnetically) symmetrical to this are produced, the course of the orientation magnetic field H OM within the press cavity for the first permanent magnet is with respect to at least one plane of symmetry (e.g. SE1 and/or SE2 ) from a first point in time to a second point in time continuously mirror-symmetrical to the profile of the orientation magnetic field H OM within the press cavity for the second permanent magnet. The first point in time is given by the moment after the filling of the magnetic powder into the respective press cavity at which the orientation magnetic field H OM is present. The second point in time is given by the end of the pressing (reaching of the green density) of the magnet powder located in the two press cavities. Regarding the plane of symmetry SE1, this criterion can apply, for example, to the permanent magnets produced with the press hollows 150 and 150', and/or to permanent magnets produced with the press hollows 150" and 150'''. Regarding the plane of symmetry SE2, this criterion can, for example, apply to the with the permanent magnets produced with press hollows 150 and 150" and/or permanent magnets produced with press hollows 150' and 150"'.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Spiegelsymmetrie bezüglich einer ersten Symmetrieebene SE1 und/oder einer zweiten Symmetrieebene SE2 kann der Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes HOM innerhalb des Presshohls für den ersten Permanentmagneten bezüglich einer Symmetrieachse SA vom ersten Zeitpunkt bis zum zweiten Zeitpunkt ununterbrochen eine zweizählige Rotationssymmetrie zum Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes HOM innerhalb des Presshohls für den zweiten Permanentmagneten sein. Diese zweizählige Rotationssymmetrie bezüglich der Symmetrieachse SA bedeutet, dass der Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes HOM innerhalb des Presshohls für den ersten Permanentmagneten nach einer Drehung um 180° um die Symmetrieachse SA dem Verlauf des (ungedrehten) Orientierungsmagnetfeldes HOM innerhalb des Presshohls für den zweiten Permanentmagneten entspricht. Dies ist gleichbedeutend damit, dass der Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes HOM innerhalb des Presshohls für den ersten Permanentmagneten bezüglich der Symmetrieachse SA spiegelsymmetrisch ist zum Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes HOM innerhalb des Presshohls für den zweiten Permanentmagneten. Die Symmetrieachse SA stellt also sowohl eine Drehachse als auch eine Spiegelachse dar. Das genannte Kriterium kann beispielsweise für die mit den Presshohls 150 und 150''' hergestellten Permanentmagnete gelten, und/oder für mit den Presshohls 150' und 150" hergestellten Permanentmagnete.As an alternative or in addition to mirror symmetry with respect to a first plane of symmetry SE1 and/or a second plane of symmetry SE2, the course of the orientation magnetic field H OM within the press cavity for the first permanent magnet with respect to an axis of symmetry SA from the first point in time to the second point in time can have uninterrupted two-fold rotational symmetry with the course of the Orientation magnetic field H OM be within the press cavity for the second permanent magnet. This two-fold rotational symmetry with respect to the axis of symmetry SA means that the course of the orientation magnetic field H OM within the press cavity for the first permanent magnet after a rotation of 180° around the axis of symmetry SA corresponds to the course of the (unrotated) orientation magnetic field H OM within the press cavity for the second permanent magnet . This is equivalent to the fact that the course of the orientation magnetic field H OM inside the press cavity for the first permanent magnet is mirror-symmetrical with respect to the axis of symmetry SA to the course of the orientation magnetic field H OM inside the press cavity for the second permanent magnet. The axis of symmetry SA thus represents both an axis of rotation and an axis of reflection. The criterion mentioned can apply, for example, to the permanent magnets produced with the press hollows 150 and 150''' and/or for permanent magnets produced with the press hollows 150' and 150".

Die Kriterien betreffend die Symmetrie des Orientierungsmagnetfeldes HOM sind lediglich optional zu verstehen. Es kann mit den vorliegend beschriebenen Verfahren mittels zwei oder mehr in einer gemeinsamen Matrize angeordneter Presshohls natürlich auch das in diese Presshohls jeweils eingefüllte Magnetpulver simultan magnetisch ausgerichtet werden, ohne dass eine der beschriebenen Symmetrien des Orientierungsmagnetfeldes HOM vorliegt.The criteria relating to the symmetry of the orientation magnetic field H OM are only to be understood as optional. With the methods described here, the magnetic powder filled into these press cavities can of course also be simultaneously magnetically aligned by means of two or more press cavities arranged in a common die, without one of the described symmetries of the orientation magnetic field H OM being present.

Gleiche Füllmengen der betreffenden Presshohls und gleich starkes Verpressen des jeweils eingefüllten Magnetpulvers vorausgesetzt, lassen sich mit derartigen Symmetrien des Orientierungsmagnetfeldes HOM Permanentmagnete herstellen, die dieselbe Form aufweisen und bei denen das von ihnen jeweils bereitgestellte Permanentmagnetfeld, bezogen auf die Form des Magneten, denselben Verlauf des Permanentmagnetfeldes zeigen. Solche Permanentmagnete sind also identisch. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass sowohl die beiden zur Herstellung verwendeten Presshohls als auch das Orientierungsmagnetfeld HOM achsensymmetrisch zu einer Symmetrieachse SA sind. Es lassen sich jedoch auch Permanentmagnete herstellen, die sowohl hinsichtlich ihrer Form als auch hinsichtlich des von ihnen jeweils bereitgestellten Permanentmagnetfeldes bezüglich einer Symmetrieebene SE1, SE2 spiegelsymmetrisch sind. Solche Permanentmagnete sind im Allgemeinen nicht identisch, allerdings können sie identisch sein.Assuming the same filling quantities of the press cavity in question and the same amount of pressing of the magnetic powder filled in, permanent magnets can be produced with such symmetries of the orientation magnetic field H OM , which have the same shape and in which the permanent magnetic field provided by them, based on the shape of the magnet, has the same course of the permanent magnetic field. Such permanent magnets are therefore identical. This can be achieved, for example, by both the two press hollows used for production and the orientation magnetic field H OM being axisymmetric to an axis of symmetry SA. However, it is also possible to produce permanent magnets which are mirror-symmetrical with respect to a plane of symmetry SE1, SE2, both with regard to their shape and with regard to the permanent magnetic field provided by them. Such permanent magnets are not generally identical, although they can be identical.

Nachfolgend wird anhand der 13A und 13B noch ein Verfahren erläutert, wie ein pulvergepresster Magnet auf besonders einfache Weise hergestellt werden kann, indem eine Spulenanordnung 161, 162, die ohnehin zum Erzeugen eines Orientierungsmagnetfeldes HOM vorhanden ist, auch dazu verwendet wird, das Magnetpulver 200 in ein Presshohl 150 einzufüllen. 13A zeigt beispielhaft das simultane Befüllen von zwei Presshohls 150, 150', die zusammen in derselben Matrize angeordnet sind, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung der Matrize verzichtet wurde. 13B zeigt beispielhaft das durch die Einwirkung des Orientierungsmagnetfeldes HOM bewirkte magnetische Ausrichten des Magnetpulvers 200 in dem durch den Oberstempel verschlossenen Presshohl 150, 150'. Die Anordnung der Presshohls 150, 150' in der Matrize kann beispielsweise so erfolgen wie in bei der Anordnung gemäß den 11A bis 11C.The following is based on the 13A and 13B another method is explained how a powder-pressed magnet can be produced in a particularly simple manner, in that a coil arrangement 161, 162, which is already present for generating an orientation magnetic field H OM , is also used to fill the magnetic powder 200 into a press cavity 150. 13A 1 shows, by way of example, the simultaneous filling of two press cavities 150, 150′, which are arranged together in the same die, with the die not being shown for reasons of clarity. 13B shows an example of the magnetic alignment of the magnetic powder 200 caused by the action of the orientation magnetic field H OM in the press cavity 150, 150' closed by the upper punch. The arrangement of the press cavity 150, 150' in the die can, for example, be as in the arrangement according to FIG 11A until 11C .

13A zeigt die Anordnung während des Einfüllens des Magnetpulvers 200 in die beiden Presshohls 150, 150'. Hierzu weist die Matrize 130 für jedes der Presshohls 150, 150' eine Einfüllöffnung 131 bzw. 131' auf. Zum Einfüllen wird ein auch als „Füllschuh“ bezeichneter Einfülltrichter 210 verwendet, der an seiner Unterseite für jedes der Presshohls 150, 150' eine Auslassöffnung aufweist. Alternativ kann auch für jedes Presshohl 150, 150' ein separater Einfülltrichter verwendet werden. Die Auslassöffnungen können optional über einen nicht dargestellten Schieber oder dergleichen je nach Bedarf geöffnet und geschlossen werden. Das Magnetpulver 200 befindet sich zunächst in dem Einfülltrichter 210. Um die Presshohls 150, 150' mit dem Magnetpulver 200 zu befüllen, wird mittels der Spulenanordnung 161, 162 ein Füllmagnetfeld HF erzeugt. Hierzu befindet sich die Spulenanordnung 161, 162 bezüglich der Matrize 130 in einer ersten Relativposition. Die erste Relativposition ist so gewählt, dass das Füllmagnetfeld HF an der jeweiligen Einfüllöffnung 131 bzw. 131' einen großen Gradienten aufweist, durch den auf die Teilchen des in dem Einfülltrichter 210 befindlichen Magnetpulvers 200 eine magnetische Kraft wirkt, durch die die jeweils im Bereich der Auslässe des Einfülltrichters 210 befindlichen Teilchen des Pulvers 200 in das zugehörige Presshohl 150, 150' getrieben werden. Das Füllmagnetfeld HF unterstützt also das Befüllen der Presshohls 150, 150' mit dem Magnetpulver 200. 13A shows the arrangement during the filling of the magnetic powder 200 into the two press cavities 150, 150'. For this purpose, the die 130 has a filling opening 131 or 131' for each of the press cavities 150, 150'. A filling funnel 210, also referred to as a “filling shoe”, is used for filling, which has an outlet opening on its underside for each of the compression hollows 150, 150′. Alternatively, a separate hopper can also be used for each press cavity 150, 150'. The outlet openings can optionally be opened and closed as required via a slide or the like, not shown. The magnetic powder 200 is initially in the filling hopper 210. In order to fill the press hollows 150, 150' with the magnetic powder 200, a filling magnetic field H F is generated by means of the coil arrangement 161, 162. For this purpose, the coil arrangement 161 , 162 is in a first relative position with respect to the matrix 130 . The first relative position is selected in such a way that the filling magnetic field H F at the respective filling opening 131 or 131' has a large gradient, as a result of which a magnetic force acts on the particles of the magnetic powder 200 in the filling hopper 210, through which the respective area The particles of the powder 200 located at the outlets of the hopper 210 are driven into the associated press cavity 150, 150'. The filling magnetic field H F thus supports the filling of the press cavity 150, 150' with the magnetic powder 200.

Wenn z die Pressrichtung ist und HFx eine Querkomponente des Füllmagnetfeldes HF in einer zur Pressrichtung z senkrechten Richtung x, dann kann als Maß für die Füllkraft näherungsweise das Produkt HFX · ∂HFx/∂z aus der Querkomponente HFx und dem Gradienten ∂HFx/∂dz der Querkomponente HFx in Pressrichtung z angesetzt werden. Basierend auf dieser Gleichung lässt sich die Stelle der betragsmäßig maximalen Füllkraft durch Messung des Feldverlaufs im Presshohl 150, 150' abschätzen. Als „Füllkraft“ wird dabei die durch das Füllmagnetfeld HF hervorgerufene, parallel zur Pressrichtung z auf das Magnetpulver 200 wirkende Kraft verstanden. Optional kann die erste Relativposition so gewählt werden, dass sich die Stelle der betragsmäßig maximalen Füllkraft in der Pressrichtung z auf Höhe der Einfüllöffnung 131, 131' befindet. Die Ermittlung des Orts der maximalen Füllkraft kann zum Beispiel auch durch Vermessung des Füllmagnetfeldes HF (d.h. der Vermessung von dessen Komponente in z-Richtung) in Luft erfolgen.If z is the pressing direction and H Fx is a transverse component of the filling magnetic field H F in a direction x perpendicular to the pressing direction z, then the product H FX · ∂H Fx /∂z from the transverse component H Fx and the gradient can be used as a measure of the filling force ∂H Fx /∂dz of the transverse component H Fx in pressing direction z. Based on this equation, the location of the absolute maximum filling force can be estimated by measuring the course of the field in the press cavity 150, 150'. The “filling force” is understood to mean the force caused by the filling magnetic field H F and acting on the magnetic powder 200 parallel to the pressing direction z. Optionally, the first relative position can be selected such that the location of the maximum amount of filling force in the pressing direction z is at the level of the filling opening 131, 131'. The location of the maximum filling force can also be determined, for example, by measuring the filling magnetic field H F (ie measuring its component in the z-direction) in air.

Alternativ oder zusätzlich kann die Lage des Orts der maximalen Füllkraft auch durch Simulation, z.B. mittels finiter Elemente, erfolgen, und/oder durch eine Messung auf das Pulver wirkenden Kraft, und/oder durch eine vollständige Vermessung des Füllmagnetfeldes mit anschließender Berechnung des sich daraus ergebenden Orts der maximalen Füllkraft.Alternatively or additionally, the position of the location of the maximum filling force can also be determined by simulation, e.g. using finite elements, and/or by measuring the force acting on the powder, and/or by completely measuring the filling magnetic field with subsequent calculation of the resultant location of maximum filling power.

Unabhängig von der Art der Ermittlung des Orts der maximalen Füllkraft ist es grundsätzlich vorteilhaft, wenn sich der Ort der maximalen durch das Füllmagnetfeld HF bewirkten Füllkraft an der Matrizenoberkante befindet.Irrespective of the way in which the location of the maximum filling force is determined, it is fundamentally advantageous if the location of the maximum filling force caused by the filling magnetic field H F is at the upper edge of the die.

Zum Befüllen eines Presshohls 150, 150', das, senkrecht zur Pressrichtung z, beispielsweise eine Innenbreite (d. h. gemessen von Innenwand zu Innenwand) von kleiner oder gleich 10 mm oder gar von nur kleiner oder gleich 5 mm aufweisen kann, aber auch bei Presshohls mit größerer Innenbreite, kann das Produkt µ0 2 · HF(x) · ∂HFx/∂z an der Stelle der maximalen Füllkraft z. B. wenigstens 40 T2/m betragen. Beispielsweise kann das Produkt im Bereich von bis 40 T2/m bis 50 T2/m liegen. Mit µ0 wird hier die Vakuumpermeabilität bezeichnet. Es gilt µ0 = 12,566 * 10-7 V·s/(A·m).For filling a press cavity 150, 150', which, perpendicular to the pressing direction z, can have, for example, an internal width (ie measured from inner wall to inner wall) of less than or equal to 10 mm or even less than or equal to 5 mm, but also for press cavities with larger internal width, the product µ 0 2 · H F (x) · ∂H Fx /∂z at the point of maximum filling power z. B. be at least 40 T 2 / m. For example, the product may range from up to 40 T 2 /m to 50 T 2 /m. The vacuum permeability is denoted by µ 0 here. It is µ 0 = 12.566 * 10 -7 V s/(A m).

Nachdem die Presshohls 150, 150' auf diese Weise mit dem Magnetpulver 200 befüllt wurden, wird das in dem jeweiligen Presshohl 150, 150' befindliche Magnetpulver 200 mit Hilfe eines Orientierungsmagnetfeldes Ho ausgerichtet und im ausgerichteten Zustand zu einem Magnetkörper verpresst, wie dies bereits vorangehend beschrieben wurde. Die Erzeugung des Orientierungsmagnetfeldes HOM erfolgt mit Hilfe derselben Spulenanordnung 161, 162, die bereits zur Erzeugung des Füllmagnetfeldes HF verwendet wurde. Allerdings befindet sich die Spulenanordnung 161, 162 während des magnetischen Ausrichtens des Magnetpulvers 200 bezüglich der Matrize 130 in einer von der ersten Relativposition verschiedenen zweiten Relativposition, was im Ergebnis in 13B gezeigt ist. Um von der ersten Relativposition in die zweite Relativposition oder zurück zu wechseln, kann die Presse beispielsweise ein relativ zur Matrize 130 verstellbares Joch aufweisen. Dieses kann z. B. durch die Spulenkerne 171 bzw. 172 gegeben sein, und/oder durch ein oder mehrere Flussleitstücke, über die der magnetische Fluss zum Presshohl 150, 150' geleitet wird.After the press hollows 150, 150' have been filled with the magnetic powder 200 in this way, the magnetic powder 200 in the respective press hollow 150, 150' is aligned with the aid of an orientation magnetic field Ho and pressed into a magnetic body in the aligned state, as already described above became. The orientation magnetic field H OM is generated using the same coil arrangement 161, 162 that was already used to generate the filling magnetic field H F . However, during the magnetic alignment of the magnetic powder 200 with respect to the die 130, the coil arrangement 161, 162 is in a second relative position which is different from the first relative position, which results in 13B is shown. In order to switch from the first relative position to the second relative position or back, the press can, for example, have a yoke that can be adjusted relative to the die 130 senior This can e.g. B. be given by the coil cores 171 and 172, and / or by one or more flux guide pieces, via which the magnetic flux to the press cavity 150, 150 'is conducted.

Nach dem Einfüllen des Magnetpulvers 200 in die Presshohls 150, 150' kann der Einfülltrichter 210 von der Einfüllposition entfernt werden, so dass der die Pressstempel, die wie nachfolgend beschrieben zum Einsatz kommen, nicht behindert. Beispielsweise kann der Einfülltrichter 210, anders als in 13B dargestellt, auch in y-Richtung verschoben werden und dadurch die Einfüllöffnungen freigeben, so dass es zu keiner Behinderung des oder der Oberstempels 120, 120' kommt.After filling the magnetic powder 200 into the press cavities 150, 150', the hopper 210 can be removed from the filling position so that it does not interfere with the press dies, which are used as described below. For example, the hopper 210, unlike in 13B shown, can also be shifted in the y-direction and thereby release the filling openings, so that there is no obstruction of the upper punch or punches 120, 120'.

Wie in 13B gezeigt kann für jedes der Presshohls 150, 150' ein Paar mit einem Unterstempel 110 bzw. 110' und einem Oberstempel 120 bzw. 120' vorhanden sein. Diese Stempel 110, 110', 120, 120' stellen Pressstempel dar, mit denen das in den Presshohls 150 bzw. 150' befindliche Pulver zu jeweils einem Magneten verpresst wird. Anstelle eines Stempelpaares 110 und 120 bzw. 110' und 120' könnte jeweils auch nur ein Stempel 110 oder 120 bzw. 110' bzw. 120' pro Presshohl 150 bzw. 150' vorhanden sein. In jedem Fall ist für jedes Presshohl 150, 150' zumindest ein Presstempel in einer Pressrichtung z relativ zur Matrize 130 (hier nur schematisch anhand gestrichelter Linien dargestellt) verstellbar.As in 13B shown, for each of the dies 150, 150' there can be a pair having a lower punch 110, 110' and an upper punch 120, 120'. These stamps 110, 110', 120, 120' represent pressing stamps, with which the powder located in the pressing cavity 150 or 150' is pressed into a respective magnet. Instead of a pair of punches 110 and 120 or 110' and 120', only one punch 110 or 120 or 110' or 120' could be present per press cavity 150 or 150'. In any case, for each press cavity 150, 150', at least one press ram can be adjusted in a press direction z relative to the die 130 (shown here only schematically using dashed lines).

Sofern, wie in den 13A und 13B gezeigt ist, mit mindestens zwei Presshohls 150 und 150' simultan gearbeitet wird, kann auch das zum Füllen sämtlicher Presshohls 150, 150', 150", 150''' verwendete Füllmagnetfeld bezüglich einer ersten Symmetrieebene SE1 und/oder einer zweiten Symmetrieebene SE2 während des gesamten Einfüllvorgangs eine Spiegelsymmetrie aufweisen. Das bedeutet, dass in der ersten Relativposition der Verlauf des Füllmagnetfeldes innerhalb des Presshohls für den ersten Permanentmagneten bezüglich wenigstens einer Symmetrieebene (z. B. SE1 und/oder SE2) ununterbrochen spiegelsymmetrisch ist zum Verlauf des Füllmagnetfeldes innerhalb des Presshohls für den zweiten Permanentmagneten. Betreffend die Symmetrieebene SE1 kann dieses Kriterium beispielsweise für die mit den Presshohls 150 und 150' hergestellten Permanentmagnete gelten, und/oder für mit den Presshohls 150" und 150''' hergestellten Permanentmagnete. Betreffend die Symmetrieebene SE2 kann dieses Kriterium beispielsweise für die mit den Presshohls 150 und 150" hergestellten Permanentmagnete gelten, und/oder für mit den Presshohls 150' und 150''' hergestellten Permanentmagnete.Unless, as in the 13A and 13B shown, work is carried out simultaneously with at least two press cavities 150 and 150', the filling magnetic field used to fill all of the press cavities 150, 150', 150", 150''' can also be measured with respect to a first plane of symmetry SE1 and/or a second plane of symmetry SE2 during the have a mirror symmetry throughout the filling process.This means that in the first relative position the profile of the filling magnetic field within the compression cavity for the first permanent magnet is continuously mirror-symmetrical with respect to at least one plane of symmetry (e.g. SE1 and/or SE2) to the profile of the filling magnetic field within the compression cavity For the second permanent magnet Regarding the plane of symmetry SE1, this criterion can apply, for example, to the permanent magnets produced with the pressed hollows 150 and 150', and/or for permanent magnets produced with the pressed hollows 150'' and 150'''. Regarding the plane of symmetry SE2, this criterion can apply, for example, to the permanent magnets produced with the pressed hollows 150 and 150'', and/or for permanent magnets produced with the pressed hollows 150' and 150'''.

Die Kriterien betreffend die Symmetrie des Füllmagnetfeldes sind lediglich optional zu verstehen. Es können mit den vorliegend beschriebenen magnetischen Füllverfahren natürlich auch zwei oder mehr in einer gemeinsamen Matrize angeordnete Presshohls simultan mit einem Magnetpulver befüllt werden, ohne dass eine der beschriebenen Symmetrien des Füllmagnetfeldes vorliegt.The criteria relating to the symmetry of the filling magnetic field are only to be understood as optional. Of course, with the magnetic filling method described here, two or more press cavities arranged in a common die can also be filled simultaneously with a magnetic powder without one of the described symmetries of the filling magnetic field being present.

Sofern, wie in den 13A und 13B gezeigt ist, mit mindestens zwei Presshohls 150 und 150' simultan gearbeitet wird, kann zur Erzielung von Magneten mit homogenem Magnetfeld zumindest während der Einwirkung des Orientierungsmagnetfeldes HOM auf das in den Presshohls 150, 150' befindliche Magnetpulver ein Flussleitstück 147 zwischen den Presshohls 150 und 150' platziert werden, was in 14 dargestellt ist. Das Flussleitstück 147 kann ebenfalls in der Matrize 130 angeordnet werden. Außerdem kann das Flussleitstück 147 aus einem der Materialen bestehen, die Materialeigenschaften aufweisen, wie sie bereits für die Flussleitstücke 140 bis 146 erläutert wurden. Insbesondere kann das Flussleitstück 147 unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes HOM eine größere magnetische Polarisation aufweisen als die Matrize 130. Auf diese Weise hergestellte Magnete weisen keinen oder einen betragsmäßig nur geringen Nord-Süd-Effekt bzw. keine oder eine betragsmäßig nur geringe magnetische Winkelstreuung DPM auf. Je nach den gewünschten Erfordernissen kann das Vorhandensein und ggf. die Stärke eines N/S-Effekts durch die Anpassung der Breiten der Flussleitstücke140 bis 147 (soweit verwendet) eingestellt werden.Unless, as in the 13A and 13B shown, work is carried out simultaneously with at least two press cavities 150 and 150', in order to achieve magnets with a homogeneous magnetic field, at least while the orientation magnetic field H OM is acting on the magnetic powder located in the press cavities 150, 150', a flux guide piece 147 can be installed between the press cavities 150 and 150 150' are placed, which in 14 is shown. The flux guide piece 147 can also be arranged in the die 130 . In addition, the flux guide piece 147 can consist of one of the materials that have the material properties that have already been explained for the flux guide pieces 140 to 146 . In particular, the flux conducting piece 147 can have a greater magnetic polarization than the matrix 130 under the influence of the orientation magnetic field H OM . Magnets produced in this way have no or only a small amount of north-south effect or no or only a small amount of magnetic angular dispersion D PM up. Depending on the desired requirements, the presence and possibly the strength of an N/S effect can be adjusted by adjusting the widths of the flux guide pieces 140 to 147 (if used).

Zur Herstellung derartiger homogener Magnete kann das Orientierungsmagnetfeld HOM so ausgelegt sein, dass in der zweiten Relativposition für ein jedes der Presshohls 150, 150' gilt: Für jede beliebige erste Stelle ST1 innerhalb des betreffenden Presshohls 150, 150' und für eine beliebige, von der ersten Stelle ST1 verschiedene zweite Stelle ST2 innerhalb desselben Presshohls 150, 150' ist der Betrag des Orientierungsmagnetfeldes HOM an der ersten Stelle ST1 größer als das 0,95-fache des Betrags des Orientierungsmagnetfeldes HOM an der zweiten Stelle ST2, und die Richtung des Orientierungsmagnetfeldes HOM an der ersten Stelle ST1 und die Richtung des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) an der zweiten Stelle ST2 unterscheiden sich um nicht mehr als 5°.To produce such homogeneous magnets, the orientation magnetic field H OM can be designed such that in the second relative position for each of the press hollows 150, 150' the following applies: for any first point ST1 within the press hollow 150, 150' in question and for any of the first point ST1 different second point ST2 within the same press cavity 150, 150 'is the magnitude of the orientation magnetic field H OM at the first point ST1 greater than 0.95 times the magnitude of the orientation magnetic field H OM at the second point ST2, and the direction of the orientation magnetic field H OM at the first point ST1 and the direction of the orientation magnetic field (H OM ) at the second point ST2 differ by no more than 5°.

Damit das Flussleitstück 147 unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes HOM eine größere magnetische Polarisation aufweist als die Matrize 130, besteht es aus einem magnetisch hoch sättigenden Material, d.h. aus einem Material, das eine hohe magnetische Sättigungspolarisation aufweist. Beispielsweise kann das magnetisch hoch sättigende Material eine Sättigungspolarisation von wenigstens 2,35 T aufweisen. Geeignete Materialien für ein solches Flussleitstück 147 sind beispielsweise hoch sättigende Kobalt-Eisen-Legierungen wie z. B. Legierungen der Vacoflux® Serie der Vacuumschmelze Hanau, Deutschland. Derartige Materialien können auch für sämtliche anderen Flussleitstücke der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Für sämtliche der verwendeten Flussleitstücke kann gelten, dass deren magnetische Polarisation, die es unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes HOM aufweist, bei einer Temperatur von 20°C um wenigstens 700 mT größer ist als die magnetische Polarisation, die die Matrize 130 unter dem Einfluss desselben Orientierungsmagnetfeldes HOM aufweist.So that the flux guide piece 147 has a greater magnetic polarization than the matrix 130 under the influence of the orientation magnetic field H OM , it consists of a magnetically highly saturating material, ie a material that has a high magnetic saturation polarization. For example, the high magnetic saturation material may have a saturation polarization of at least 2.35T. Suitable materials for such a flux guide 147, for example, highly saturating cobalt-iron alloys such as. B. Alloys of the Vacoflux ® series from Vacuum Schmelze Hanau, Germany. Such materials can also be used for all other flux guide pieces of the present invention. It can apply to all of the flux guide pieces used that their magnetic polarization, which it has under the influence of the orientation magnetic field H OM , is at least 700 mT greater at a temperature of 20° C. than the magnetic polarization that the matrix 130 has under the influence of the same Orientation magnetic field H OM has.

Wenn anderenfalls Magnete mit betragsmäßig hoher magnetischer Winkelstreuung DPM bzw. mit betragsmäßig stark ausgeprägtem Nord-Süd-Effekt WNS hergestellt werden sollen, kann die zweite Relativposition auch so gewählt werden, dass sich das oder die Presshohls 150, 150' während der Einwirkung des Orientierungsmagnetfeldes HOM in einem stark inhomogenen Bereich des Orientierungsmagnetfeldes HOM befinden, wie dies beispielhaft in den 15A und 15B dargestellt ist. Wie in 15A gezeigt ist, können sich hierzu das oder die Presshohls 150, 150' in einer Symmetrieposition zwischen den Spulenkernen 171 und 172 bzw. des Orientierungsmagnetfeldes HOM befinden. Ebenso ist es jedoch - wie beispielhaft in 15B gezeigt - möglich, dass sich das oder die Presshohls 150, 150' deutlich außerhalb einer Symmetrieposition zwischen den Spulenkernen 171 und 172 bzw. des Orientierungsmagnetfeldes HOM befinden. Dabei kann im Bereich des oder der Presshohls 150, 150' die Inhomogenität des Orientierungsmagnetfeldes HOM durch ein oder mehrere optionale, in die Matrize 130 eingesetzte Flussleitstücke 147, wie es bereits vorangehend erläutert wurde, verstärkt werden.If, on the other hand, magnets are to be produced with a high magnetic angular spread D PM in terms of absolute value or with a strongly pronounced North-South effect W NS in terms of absolute value, the second relative position can also be selected in such a way that the press hollow or hollows 150, 150' move during the action of the Orientation magnetic field H OM are in a highly inhomogeneous area of the orientation magnetic field H OM , as exemplified in the 15A and 15B is shown. As in 15A is shown, the one or more press hollows 150, 150' can be in a symmetrical position between the coil cores 171 and 172 or the orientation magnetic field H OM . It is the same, however - as exemplified in 15B shown - possible that the one or more press hollows 150, 150 'are clearly outside a symmetrical position between the coil cores 171 and 172 or the orientation magnetic field H OM . The inhomogeneity of the orientation magnetic field H OM in the area of the press cavity 150, 150' can be increased by one or more optional flux guide pieces 147 inserted into the die 130, as already explained above.

15C zeigt einen Permanentmagneten 10, der mit einem anhand von 15A erläuterten Verfahren hergestellt wurde. Entsprechend zeigt 15D einen Permanentmagneten 10, der mit einem anhand von 15B erläuterten Verfahren hergestellt wurde. Dargestellt ist jeweils auch die magnetische Orientierungsachse M0. Beide Permanentmagnete 10 der 10 weisen eine hohe magnetische Winkelstreuung DPM bzw. einen starken Nord-Süd-Effekt auf. 15C shows a permanent magnet 10, with a basis of 15A explained method was prepared. Correspondingly shows 15D a permanent magnet 10, with a basis of 15B explained method was prepared. The magnetic orientation axis M0 is also shown in each case. Both permanent magnets 10 of 10 have a high magnetic angle spread D PM or a strong north-south effect.

Optional können die Permanentmagnete 10 jeweils auch zwei planparallele Polflächen 101 und 102 aufweisen. Dabei kann die magnetische Orientierungsachse M0 senkrecht zu den Polflächen 101 und 102 verlaufen, was in 15C dargestellt ist, oder sie kann - wie in 15D gezeigt ist - mit den Flächennormalen N101, N102 der Polflächen 101 bzw. 102 jeweils einen ersten Winkel γ101 im Bereich von 0° < γ101 < 90° bzw. jeweils einen zweiten Winkel γ102 im Bereich von 0° < γ102 < 90° einschließen. Diese Kriterien lassen sich nicht nur bei Permanentmagneten 10 realisieren, die einen Nord-Süd-Effekt aufweisen, sondern auch bei solchen, bei denen der Nord-Süd-Effekt gleich oder näherungsweise gleich Null ist.Optionally, the permanent magnets 10 can each also have two plane-parallel pole faces 101 and 102 . The magnetic orientation axis M0 can run perpendicularly to the pole faces 101 and 102, which is shown in 15C is shown, or it can - as in 15D encloses a first angle γ101 in the range of 0°<γ101<90° or a second angle γ102 in the range of 0°<γ102<90° with the surface normals N101, N102 of the pole faces 101 and 102, respectively. These criteria can be realized not only with permanent magnets 10 that have a north-south effect, but also with those in which the north-south effect is equal or approximately equal to zero.

Die ersten und zweiten Winkel γ101 bzw. y102, die sich beim Pressen des Permanentmagneten 10 durch die Lage und Ausrichtung des Presshohls 150, 150' im Orientierungsmagnetfeld HOM sowie optional durch die Verwendung eines oder mehrerer Flussleitstücke 147 einstellen lassen, können beispielsweise größer sein als 0° oder größer als 5°, und/oder kleiner als 20° oder kleiner als 10° sein. Permanentmagnete 10, bei denen die ersten und zweiten Winkel γ101 bzw. γ102 größer sind als 0° und kleiner als 90°, lassen sich z. B. bei Anordnungen einsetzen, wie sie in Bezug auf die 22 bis 24 noch erläutert werden. Ein Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass durch die Wahl der Position eines, mehrerer oder aller Spulenkerne 171, 172, 173, 174 (soweit vorhanden) relativ zu dem oder den Presshohls 150, 150', durch die Verwendung eines oder mehrerer magnetischer Flussleitstücke 140 bis 147, sowie durch die Ausrichtung des oder der Presshohls 150, 150', mit einer Presse 100 verschiedene Sorten von Permanentmagneten 10 herstellen lassen, die verschieden große erste Winkel γ101 und/oder verschieden große zweite Winkel γ102 aufweisen. Dies lässt sich beispielsweise durch eine oder - in beliebigen Kombinationen - mehrere der folgenden Maßnahmen erreichen:

  • Einsetzen unterschiedlich geformter Flussleitstücke in die Matrize beim Pressen der unterschiedlichen Sorten. Einsetzen von Flussleitstücken aus unterschiedlichen Materialien in die Matrize beim Pressen der unterschiedlichen Sorten. Wahl unterschiedlicher Positionen des Presshohls im Orientierungsmagnetfeld während des magnetischen Ausrichtens des in dem Presshohl befindlichen Magnetpulvers beim Pressen der unterschiedlichen Sorten.
The first and second angles γ101 and y102, which can be adjusted during the pressing of the permanent magnet 10 by the position and orientation of the pressing cavity 150, 150' in the orientation magnetic field H OM and optionally by using one or more flux guide pieces 147, can be greater than , for example 0° or greater than 5°, and/or less than 20° or less than 10°. Permanent magnets 10, in which the first and second angles γ101 and γ102 are greater than 0° and less than 90°, can be used, for. B. use in arrangements, as in relation to the 22 until 24 still to be explained. An advantage of the method is that by selecting the position of one, several or all coil cores 171, 172, 173, 174 (if present) relative to the press cavity or hollows 150, 150', by using one or more magnetic flux conducting pieces 140 to 147, as well as by aligning the one or more press hollows 150, 150', with a press 100 different types of permanent magnets 10 can be produced, which have different sized first angles γ101 and/or different sized second angles γ102. This can be achieved, for example, by one or - in any combination - several of the following measures:
  • Insertion of differently shaped flux guide pieces in the die when pressing the different grades. Insertion of flux guide pieces made of different materials into the die when pressing the different types. Choosing different positions of the press cavity in the orientation magnetic field during the magnetic alignment of the magnetic powder in the press cavity when pressing the different types.

Auf die anhand der 13A, 13B, 14 und 15A bis 15D erläuterte Weise lassen sich grundsätzlich beliebige pulvergepresste Permanentmagnete herstellen, soweit sich die gewünschte Magnetform mit nur einem Stempel 110 oder 120 erzeugen lässt, der gegen eine feststehende Matrize 130 wirkt, oder mit zwei gegeneinander wirkenden Stempeln 110, 120, also mit so genanntem „einstufigen“ Pressen. Ein besonderer Vorteil bei diesem Verfahren besteht darin, dass sich auch Magnete mit einem hohen Aspektverhältnis herstellen lassen. Beispielsweise kann das Aspektverhältnis von Grünlingshöhe (= Erstreckungsbereich des gepressten Grünlings parallel zur Pressrichtung) zu Vorzugsrichtungsmaß (zur Definition siehe unten) von mindestens 2,5÷1 oder sogar von mindestens 3,5÷1 betragen. Dabei kann das Vorzugsrichtungsmaß optional kleiner oder gleich 10 mm oder sogar kleiner oder gleich 5 mm sein. Durch das Sintern des Grünlings zu einem Permanentmagneten erhöht sich das Aspektverhältnis aufgrund des anisotropen Schwundes. Dem entsprechend kann ein Grünling nach dem Sintern (d. h. vor einer eventuellen nachfolgenden mechanischen Bearbeitung) ein Aspektverhältnis von wenigstens 2,9÷1 oder sogar von wenigstens 4,0÷1 aufweisen, wobei die Höhe des zum Magneten gesinterten Grünlings wieder parallel zu der Richtung des Grünlings zu ermitteln ist, in der der Grünling gepresst wurde. Das Vorzugsrichtungsmaß des Magneten kann dabei beispielsweise kleiner als 8 mm oder sogar kleiner als 4 mm sein. Hierbei ist das Vorzugsrichtungsmaß des Grünlings durch den arithmetischen Mittelwert 〈s〉 der Öffnungsweiten s definiert, die die Einfüllöffnung 131 in Richtung der später unter Bezugnahme auf 20 erläuterten mittleren Querrichtung R q

Figure DE102014105172B4_0004
des Orientierungsmagnetfeldes HOM aufweist, was unter Bezugnahme auf 15E veranschaulicht wird. 15E zeigt eine Draufsicht auf die Einfüllöffnung 131 der Matrize 130, sowie die mittlere Querrichtung R q
Figure DE102014105172B4_0005
der (im Allgemeinen lokal veränderlichen) Querkomponenten H q
Figure DE102014105172B4_0006
des Orientierungsmagnetfeldes HOM. Parallel zu dieser mittleren Querrichtung R q
Figure DE102014105172B4_0007
weist die Einfüllöffnung 131 verschiedene Öffnungsweiten s auf. Der arithmetische Mittelwert 〈s〉 all dieser Öffnungsweiten s stellt das Vorzugsrichtungsmaß des Grünlings dar.On the basis of 13A , 13B , 14 and 15A until 15D In the manner explained, any powder-pressed permanent magnet can be produced in principle, as long as the desired magnet shape can be produced with just one punch 110 or 120, which acts against a fixed die 130, or with two punches 110, 120 acting against each other, i.e. with a so-called "single-stage" Press. A particular advantage of this process is that magnets with a high aspect ratio can also be produced. For example, the aspect ratio of the height of the green body (=extension area of the pressed green body parallel to the direction of pressing) to the dimension of the preferred direction (for definition see below) can be at least 2.5÷1 or even at least 3.5÷1. Thereby can the preferred direction dimension can optionally be less than or equal to 10 mm or even less than or equal to 5 mm. By sintering the green body into a permanent magnet, the aspect ratio increases due to anisotropic shrinkage. Accordingly, after sintering (ie before any subsequent machining), a green compact may have an aspect ratio of at least 2.9÷1 or even at least 4.0÷1, with the height of the green compact sintered to the magnet again being parallel to the direction of the green compact is to be determined in which the green compact was pressed. The preferred direction of the magnet can, for example, be less than 8 mm or even less than 4 mm. Here, the preferred direction dimension of the green compact is defined by the arithmetic mean value 〈s〉 of the opening widths s, which the filling opening 131 in the direction of which will be referred to later 20 explained mean transverse direction R q
Figure DE102014105172B4_0004
of the orientation magnetic field H OM , which can be seen with reference to FIG 15E is illustrated. 15E shows a top view of the filling opening 131 of the die 130, as well as the central transverse direction R q
Figure DE102014105172B4_0005
of the (generally locally variable) transverse components H q
Figure DE102014105172B4_0006
of the orientation magnetic field H OM . Parallel to this mean transverse direction R q
Figure DE102014105172B4_0007
the filling opening 131 has different opening widths s. The arithmetic mean 〈s〉 of all these opening widths s represents the preferred direction of the green body.

Nach dem Sintern und vor einer eventuell nachfolgenden mechanischen Bearbeitung ist das Vorzugsrichtungsmaß bezogen auf den Grünling in derselben mittleren Querrichtung R q

Figure DE102014105172B4_0008
zu ermitteln, und zwar als arithmetischer Mittelwert der Breiten, die der aus dem Grünling entstandene Sintermagnet parallel zu dieser Richtung aufweist.After sintering and before any subsequent mechanical processing, the preferred direction dimension is in the same central transverse direction in relation to the green body R q
Figure DE102014105172B4_0008
to be determined as the arithmetic mean of the widths that the sintered magnet formed from the green compact has parallel to this direction.

Die Herstellung der Magnete kann erfolgen, ohne dass die fertigen, gesinterten Grünlinge nochmals zerschnitten werden, um (dann kleinere) Magnete mit hohem Aspektverhältnis zu erhalten. Magnete mit hohem Aspektverhältnis können also unmittelbar durch Pressen des Magnetpulvers und nachfolgendes Sintern ohne spätere mechanische Zerteilung hergestellt werden. Das Problem bei der Herstellung von Magneten mit hohem Aspektverhältnis besteht nämlich darin, dass die Presshohls 150, 150' dann ebenfalls ein hohes Aspektverhältnis aufweisen müssen, was das Befüllen der Presshohls 150, 150' mit dem Magnetpulver 200 erschwert.The magnets can be produced without the finished, sintered green compacts being cut up again in order to obtain (then smaller) magnets with a high aspect ratio. Magnets with a high aspect ratio can therefore be produced directly by pressing the magnetic powder and subsequent sintering without subsequent mechanical fragmentation. The problem with the production of magnets with a high aspect ratio is that the pressed hollows 150, 150' must then also have a high aspect ratio, which makes it difficult to fill the pressed hollows 150, 150' with the magnetic powder 200.

Das Orientierungsmagnetfeld HOM kann prinzipiell beliebig und je nach Art des herzustellenden Magneten ausgerichtet sein. Sofern ein im so genannten „Querfeld“ gepresster Magnet hergestellt werden soll, kann die Spulenanordnung 161, 162 eine Spulenachse aufweisen, die zumindest in der zweiten Relativposition senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Pressrichtung verläuft.In principle, the orientation magnetic field H OM can be oriented as desired and depending on the type of magnet to be produced. If a magnet pressed in the so-called “transverse field” is to be produced, the coil arrangement 161, 162 can have a coil axis which, at least in the second relative position, runs perpendicularly or essentially perpendicularly to the pressing direction.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht unter anderem die Herstellung zunächst eines ersten gepressten Permanentmagneten und nachfolgend eines zweiten gepressten Permanentmagneten, die unterschiedliche Winkel γ101 und γ102 aufweisen, unter Verwendung derselben Matrize 130 und derselben Spulenanordnung 161, 162. Im Übrigen kann dabei ein beliebiges Verfahren zum Einfüllen, zum magnetischen Ausrichten des in das oder die Presshohls eingefüllten Magnetpulvers und zum Pressen des eingefüllten Magnetpulvers eingesetzt werden. Entscheidend ist, dass sich bei der Herstellung des ersten und zweiten Permanentmagneten die jeweils innerhalb des Presshohls vorliegenden Orientierungsmagnetfelder HOM hinsichtlich ihrer Orientierung und/oder Stärke unterscheiden. Hierzu können die innerhalb des Presshohls unterschiedlichen Orientierungsmagnetfelder HOM prinzipiell durch beliebige Maßnahmen erreicht werden.The present invention enables, among other things, the production of first a first pressed permanent magnet and then a second pressed permanent magnet, which have different angles γ101 and γ102, using the same die 130 and the same coil arrangement 161, 162. Otherwise, any method for filling, used for magnetically aligning the magnetic powder filled into the press cavity or hollows and for pressing the filled magnetic powder. What is decisive is that during the manufacture of the first and second permanent magnets, the orientation magnetic fields H OM present within the press cavity differ in terms of their orientation and/or strength. For this purpose, the different orientation magnetic fields H OM within the press cavity can in principle be achieved by any measures.

Eine erste Maßnahme kann darin bestehen, dass die zweite Relativposition beim Herstellen des ersten Permanentmagneten verschieden ist von der zweiten Relativposition beim Herstellen des zweiten Permanentmagneten.A first measure can be that the second relative position when manufacturing the first permanent magnet is different from the second relative position when manufacturing the second permanent magnet.

Eine zweite Maßnahme kann darin bestehen, dass sich das Orientierungsmagnetfeld HOM beim Herstellen des ersten Permanentmagneten hinsichtlich seiner Stärke und/oder seines Verlaufs von dem Orientierungsmagnetfeld HOM beim Herstellen des zweiten Permanentmagneten unterscheidet.A second measure can be that the orientation magnetic field H OM differs from the orientation magnetic field H OM when manufacturing the second permanent magnet in terms of its strength and/or its course when the first permanent magnet is manufactured.

Eine dritte Maßnahme kann darin bestehen, dass während des Herstellens des ersten Permanentmagneten ein erstes Flussleitstück in die Matrize 130 eingesetzt ist, wohingegen während des Herstellens des zweiten Permanentmagneten an der Stelle des ersten Flussleitstücks kein Flussleitstück in die Matrize 130 eingesetzt ist, oder aber ein anderes, zweites Flussleitstück, das sich hinsichtlich seiner Geometrie und/oder hinsichtlich seiner magnetischen Sättigungspolarisation von dem ersten Flussleitstück unterscheidet.A third measure can consist in inserting a first flux conducting piece into the die 130 during the manufacture of the first permanent magnet, whereas no flux conducting piece is inserted into the die 130 at the location of the first flux conducting piece during the manufacture of the second permanent magnet, or else a different one , Second flux conducting piece, which differs from the first flux conducting piece in terms of its geometry and/or in terms of its magnetic saturation polarization.

Eine vierte Maßnahme kann darin bestehen, dass zum Pressen des ersten Permanentmagneten ein erster Pressstempel 110 und zum Herstellen des zweiten Permanentmagneten ein zweiter Pressstempel 110 verwendet wird, wobei sich der erste Pressstempel 110 hinsichtlich seiner Geometrie und/oder hinsichtlich seiner magnetischen Sättigungspolarisation von dem zweiten Pressstempel 110 unterscheidet.A fourth measure can consist in using a first press ram 110 to press the first permanent magnet and a second press ram 110 to produce the second permanent magnet, with the first press ram 110 differing from the second press ram in terms of its geometry and/or in terms of its magnetic saturation polarization 110 differs.

Die genannten Maßnahmen können einzeln oder aber in beliebigen Kombinationen mit zwei oder mehr der genannten Maßnahmen angewandt werden.The measures mentioned can be applied individually or in any combination with two or more of the measures mentioned.

Die Erfindung ermöglicht also wie bereits erwähnt die aufeinander folgende Erzeugung eines ersten und danach eines zweiten Permanentmagneten mit unterschiedlichen ersten Winkeln γ101 unter Verwendung derselben Presse 100 oder derselben Pressenteile (z. B. desselben Presshohls, derselben Matrize, desselben Oberstempels, desselben Unterstempels, derselben Spulenanordnung, oder beliebigen Kombinationen hiervon). Der Winkelunterschied zwischen den ersten Winkeln γ101 des ersten und zweiten Permanentmagneten ist prinzipiell beliebig (> 0°), er kann beispielsweise wenigstens 5° oder wenigstens 10° betragen.As already mentioned, the invention thus enables the successive production of a first and then a second permanent magnet with different first angles γ101 using the same press 100 or the same press parts (e.g. the same press cavity, the same die, the same upper punch, the same lower punch, the same coil arrangement , or any combination thereof). In principle, the angle difference between the first angles γ101 of the first and second permanent magnet is arbitrary (>0°), it can be at least 5° or at least 10°, for example.

Optional können hierbei der erste und der zweite Permanentmagnet auch unterschiedliche zweite Winkel γ102 aufweisen. Der Winkelunterschied zwischen den zweiten Winkeln γ102 des ersten und zweiten Permanentmagneten ist prinzipiell beliebig (> 0°), er kann beispielsweise wenigstens 5° oder wenigstens 10° betragen.Optionally, the first and second permanent magnets can also have different second angles γ102. In principle, the angle difference between the second angles γ102 of the first and second permanent magnet is arbitrary (>0°), it can be at least 5° or at least 10°, for example.

Nachfolgend werden anhand der 16 bis 19 noch verschiedene Ausführungsbeispiele für Einfülltrichter 210 zum Einfüllen eines Magnetpulvers in ein Presshohl 150 bzw. in zwei Presshohls 150, 150' gezeigt.The following are based on the 16 until 19 various exemplary embodiments for filling funnels 210 for filling a magnetic powder into a press cavity 150 or into two press cavities 150, 150' are shown.

Die 16 und 17 zeigen jeweils einen Einfülltrichter 210. Darunter ist schematisch ein über den Einfülltrichter 210 mit einem Magnetpulver zu befüllendes Presshohl 150 dargestellt. An seiner dem Presshohl 150 zugewandten Unterseite weist der Einfülltrichter 210 eine Auslassöffnung 211 auf, durch die ein in dem Einfülltrichter 210 befindliches Magnetpulver in das Presshohl 150 eingebracht werden kann. Ausgehend von der Auslassöffnung 211 weist der Einfülltrichter 210 einen ersten Wandabschnitt 221 auf, der sich parallel zur Pressrichtung z über eine Höhe b221 erstreckt und der mit einer zur Pressrichtung z senkrechten Ebene E einen Winkel φ einschließt. Der Winkel φ kann über den Wandabschnitt 221 variieren oder aber konstant sein. Auf der dem Presshohl 150 abgewandten Seite des ersten Wandabschnitts 221 schließt sich ein zweiter Wandabschnitt 222 an. Die Höhe, die der Einfülltrichter 210 in der Pressrichtung z aufweist, ist jeweils mit h210 bezeichnet.The 16 and 17 each show a hopper 210. Below that, a press cavity 150 to be filled with a magnetic powder via the hopper 210 is shown schematically. On its underside facing the pressing cavity 150 , the filling hopper 210 has an outlet opening 211 through which a magnetic powder located in the filling hopper 210 can be introduced into the pressing cavity 150 . Starting from the outlet opening 211, the hopper 210 has a first wall section 221 which extends parallel to the pressing direction z over a height b221 and which encloses an angle φ with a plane E perpendicular to the pressing direction z. The angle φ can vary over the wall section 221 or it can be constant. A second wall section 222 adjoins the side of the first wall section 221 facing away from the press cavity 150 . The height of the hopper 210 in the pressing direction z is denoted by h210 in each case.

Entsprechendes gilt auch für einen jeden der in den 18 und 19 dargestellten Einfülltrichter 210 mit dem Unterschied, dass der Einfülltrichter 210 zum simultanen Befüllen von zwei senkrecht zur Pressrichtung z voneinander beabstandeter Presshohls 150 und 150' dient. Hierzu weist der Einfülltrichter 210 eine erste Auslassöffnung 211 zum Befüllen des ersten Presshohls 150 auf, sowie eine von der ersten Auslassöffnung 211 beabstandete zweite Auslassöffnung 211' zum Befüllen des zweiten Presshohls 150'. Bei einem jeden der Einfülltrichter 210 kann die erste Auslassöffnung 211 dieselbe Öffnungsweite b211 und dieselbe Öffnungsform aufweisen wie die zweite Auslassöffnung 211'. Parallel zur Pressrichtung z erstreckt sich der erste Wandabschnitt 221 jeweils über zwei Drittel der Höhe h210 des Einfülltrichters 210.The same applies to each of the 18 and 19 hopper 210 shown, with the difference that the hopper 210 is used for the simultaneous filling of two press hollows 150 and 150' that are spaced apart perpendicularly to the pressing direction z. For this purpose, the hopper 210 has a first outlet opening 211 for filling the first compression cavity 150, and a second outlet opening 211', spaced apart from the first outlet opening 211, for filling the second compression cavity 150'. In each of the hoppers 210, the first outlet opening 211 may have the same opening width b211 and the same opening shape as the second outlet opening 211'. Parallel to the pressing direction z, the first wall section 221 extends over two thirds of the height h210 of the hopper 210.

Die Einfülltrichter 210 der 16 und 18 dienen zum Befüllen von Presshohls 150 bzw. 150', die eine große Presshohlweite b150 bzw. b150' besitzen, beispielsweise jeweils wenigstens 7 mm. Der Winkel φ kann in diesem Fall beispielsweise 50° betragen. Außerdem können die erste Einlassöffnung 211 und gegebenenfalls die zweite Einlassöffnung 211' in einer zur Pressrichtung z parallelen Schnittebene eine Öffnungsweite w211 bzw. w211' aufweisen, die, beispielsweise um 1 mm, geringer ist als die Presshohlweite b150 bzw. b150' des über die betreffende Einlassöffnung 211 bzw. 211' befüllten Presshohls 150 bzw. 150'. Dabei kann der Einfülltrichter 210 im Bereich seiner zu dem betreffenden Presshohl 150 bzw. 150' gehörenden Auslassöffnung 211 bzw. 211' die Einlassöffnung 211 bzw. 211 des darunter befindlichen Presshohls 150 bzw. 150' an deren äußerem Rand um einen bestimmten Abstand d211 bzw. d211', beispielsweise 0,5 mm, umlaufend entlang dem äußeren Rand der Einlassöffnung 211 bzw. 211' überragen.The hopper 210 of 16 and 18 are used to fill press cavities 150 or 150', which have a large press cavity width b150 or b150', for example at least 7 mm. In this case, the angle φ can be 50°, for example. In addition, the first inlet opening 211 and, if applicable, the second inlet opening 211' can have an opening width w211 or w211' in a sectional plane parallel to the pressing direction z, which is smaller, for example by 1 mm, than the pressing cavity width b150 or b150' of the relevant Inlet opening 211 or 211 'filled press hollow 150 or 150'. The hopper 210 can, in the area of its outlet opening 211 or 211' belonging to the pressing cavity 150 or 150' in question, extend the inlet opening 211 or 211 of the pressing cavity 150 or 150' below at its outer edge by a certain distance d211 or d211', for example 0.5 mm, circumferentially along the outer edge of the inlet opening 211 or 211'.

Die Einfülltrichter 210 der 17 und 19 hingegen dienen zum Befüllen von Presshohls 150 bzw. 150 und 150', die eine geringe Presshohlweite b150 bzw. b150' aufweisen, beispielsweise weniger als 7 mm. Der Winkel φ kann in diesem Fall beispielsweise 70° oder sogar mehr als 70° betragen. Außerdem können die erste Einlassöffnung 211 und die gegebenenfalls die zweite Einlassöffnung 211' in einer zur Pressrichtung z parallelen Schnittebene eine Öffnungsweite w211 bzw. w211' aufweisen, die gleich der Presshohlweite b150 bzw. b150' des über die betreffende Einlassöffnung 211 bzw. 211' befüllten Presshohls 150 bzw. 150' ist.The hopper 210 of 17 and 19 on the other hand, are used for filling press cavities 150 or 150 and 150', which have a small press cavity width b150 or b150', for example less than 7 mm. In this case, the angle φ can be 70° or even more than 70°, for example. In addition, the first inlet opening 211 and, if applicable, the second inlet opening 211' can have an opening width w211 or w211' in a sectional plane parallel to the pressing direction z, which is equal to the pressing cavity width b150 or b150' of the inlet opening 211 or 211' in question press hollow 150 or 150'.

Mit der vorliegenden Erfindung kann ein Magnetpulver 200 nicht nur im „Axialfeld“ gepresst werden, sondern auch im „Querfeld“. Anhand von 20 wird am Beispiel eines vergrößerten Ausschnittes von 15A erläutert, was im Sinne der vorliegenden Erfindung unter „Pressen im Axialfeld“ bzw. unter „Pressen im Querfeld“ zu verstehen ist. Grundsätzlich lässt sich das Orientierungsmagnetfeld HOM an jeder Stelle Q im Volumenbereich des Presshohls 150 in genau zwei Komponenten zerlegen, nämlich in eine Komponente H z

Figure DE102014105172B4_0009
in Axial- oder Pressrichtung z und eine Komponente H q
Figure DE102014105172B4_0010
quer (d.h. senkrecht) zur Pressrichtung z, wobei die Komponenten H q
Figure DE102014105172B4_0011
an verschiedenen Stellen des Presshohls im Allgemeinen in verschiedenen zur Pressrichtung z jeweils senkrechten Richtungen verlaufen. Für jede der Komponenten | H z |  und  H q
Figure DE102014105172B4_0012
lässt sich nun ein Mittelwert | H z |
Figure DE102014105172B4_0013
der Absolut-Beträge | H z |  von  H z
Figure DE102014105172B4_0014
bzw. ein Mittelwert | H q |
Figure DE102014105172B4_0015
der Absolut-Beträge | H q |  von  H q
Figure DE102014105172B4_0016
bestimmen.With the present invention, a magnetic powder 200 can be pressed not only in the “axial field” but also in the “transverse field”. Based on 20 is shown using an enlarged section of 15A explains what is to be understood by "pressing in the axial field" or by "pressing in the transverse field" within the meaning of the present invention. In principle, the orientation magnetic field H OM can be broken down into exactly two components at each point Q in the volume area of the press cavity 150, namely into one component H e.g
Figure DE102014105172B4_0009
in the axial or pressing direction z and one component H q
Figure DE102014105172B4_0010
across (ie perpendicular) to the pressing direction z, where the components H q
Figure DE102014105172B4_0011
generally run in different directions perpendicular to the pressing direction z at different points of the pressing cavity. For each of the components | H e.g | and H q
Figure DE102014105172B4_0012
can now be an average | H e.g |
Figure DE102014105172B4_0013
the absolute amounts | H e.g | from H e.g
Figure DE102014105172B4_0014
or an average | H q |
Figure DE102014105172B4_0015
the absolute amounts | H q | from H q
Figure DE102014105172B4_0016
determine.

Als „Pressen im Axialfeld“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, wenn das Verhältnis | H z | ÷ | H q |

Figure DE102014105172B4_0017
größer ist als 1.As "pressing in the axial field" is understood in the sense of the present invention when the ratio | H e.g | ÷ | H q |
Figure DE102014105172B4_0017
is greater than 1.

Entsprechend wird unter „Pressen im Querfeld“ verstanden, dass das Verhältnis wenn das Verhältnis | H q | ÷ | H z |

Figure DE102014105172B4_0018
größer ist als 1.Correspondingly, “cross field pressing” is understood to mean that the ratio when the ratio | H q | ÷ | H e.g |
Figure DE102014105172B4_0018
is greater than 1.

Bei sämtlichen Varianten der Erfindung kann das Pressen sowohl im Längsfeld als auch im Querfeld erfolgen, sofern ein entsprechender Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes HOM eingestellt wird.In all variants of the invention, the pressing can take place both in the longitudinal field and in the transverse field, provided that a corresponding course of the orientation magnetic field H OM is set.

Ebenfalls anhand von 20 wird die bereits erwähnte mittlere Querrichtung R q

Figure DE102014105172B4_0019
definiert. Bei der mittleren Querrichtung R q
Figure DE102014105172B4_0020
handelt es sich um die gemittelten Richtungen der (im Allgemeinen lokal veränderlichen) Querkomponenten H q
Figure DE102014105172B4_0021
des Orientierungsmagnetfeldes HOM, wobei die Mittelung wiederum über den Volumenbereich des Presshohls 150 erfolgt.Also based on 20 becomes the mean transverse direction already mentioned R q
Figure DE102014105172B4_0019
Are defined. At the middle transverse direction R q
Figure DE102014105172B4_0020
are the averaged directions of the (generally locally variable) transverse components H q
Figure DE102014105172B4_0021
of the orientation magnetic field H OM , with the averaging again taking place over the volume area of the press cavity 150 .

Magnete 10, 20, die eine hohe Winkelstreuung und/oder einen starken Nord-Süd-Effekt aufweisen, können in einem Motor bzw. in einem Rotor 1 verwendet werden, wie er bereits bezugnehmend auf 1 erläutert wurde. Ein Beispiel hierfür zeigt 21. Die Magnete 10, 20, die jeweils eine magnetische Winkelstreuung DPM aufweisen können, deren Betrag größer ist als 20° oder sogar größer als 30°, und die einen Nord-Süd-Effekt aufweisen, werden dabei so in dem Rotor 1 angeordnet, dass ihre Hot-Sides jeweils dem Luftspalt 12 zugewandt sind bzw. in radialer Richtung des Rotors 1 nach außen gerichtet sind. Im Ergebnis sind entlang des Umfangs des Rotors 1 Nordpole und Südpole abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet, wobei jeder dieser Nord- und Südpole durch die Hot-Side eines der Magneten 10, 20 gebildet wird. Zumindest einer, mehrere oder ein jeder der Magnete 10, 20 kann dabei mittels eines der vorangehend erläuterten Verfahren hergestellt worden sein. Insbesondere kann ein jeder dieser Magnete 10, 20 verwendet werden, ohne dass seine geometrische Form nach dem Verpressen und Sintern des ihm zugrunde liegenden Magnetpulvers 200, z. B. durch mechanische Bearbeitung wie Sägen, Trennschleifen, Wasserstrahlschneiden, Laserschneiden etc., in mehrere Teile zerteilt wird. Darüber hinaus sind ein nachträgliches Reinigen der Oberfläche z.B. durch Sandstrahlen oder Beizen sowie Schleifen oder Kalibrierschleifen der Flächen möglich, insbesondere der Polflächen, um etwaige Maßtoleranzen zu reduzieren. Derartige Oberflächenbehandlungen werden im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht als mechanisches Zerteilen des Magneten angesehen.Magnets 10, 20, which have a high angular spread and/or a strong north-south effect, can be used in a motor or in a rotor 1 as already referred to in FIG 1 was explained. An example of this shows 21 . The magnets 10, 20, which can each have a magnetic angular spread D PM , the amount of which is greater than 20° or even greater than 30°, and which have a north-south effect, are arranged in the rotor 1 in such a way that their hot sides each face the air gap 12 or are directed outwards in the radial direction of the rotor 1 . As a result, north poles and south poles are arranged alternately one after the other along the circumference of the rotor 1, each of these north and south poles being formed by the hot side of one of the magnets 10, 20. At least one, several or each of the magnets 10, 20 can have been produced by means of one of the methods explained above. In particular, each of these magnets 10, 20 can be used without changing its geometric shape after the pressing and sintering of the magnetic powder 200 on which it is based, e.g. B. by mechanical processing such as sawing, abrasive cutting, water jet cutting, laser cutting, etc., is divided into several parts. In addition, subsequent cleaning of the surface, for example by sandblasting or pickling, as well as grinding or calibration grinding of the surfaces is possible, in particular the pole faces, in order to reduce any dimensional tolerances. For the purposes of the present invention, such surface treatments are not considered mechanical dissection of the magnet.

Außerdem ist ein jeder dieser Magnete 10, 20 einteilig ausgebildet, d. h. er ist nicht aus zwei oder mehr separat gefertigten und danach miteinander verklebten Teilmagneten zusammengesetzt.In addition, each of these magnets 10, 20 is formed in one piece, i. H. it is not composed of two or more separately manufactured partial magnets which are then glued together.

Wie anhand des Beispiels gemäß 21 erkennbar ist, kann ein jeder der entlang des Umfangs des Rotors 1 abwechselnd aufeinanderfolgend angeordneter Nordpole und Südpole durch genau einen der Magnete 10 bzw. 20 gebildet werden. Demgegenüber wird anhand der 22A bis 22C, 23A bis 23C und 24 ein Motor mit einem Rotor 1 erläutert, bei dem ein jeder der entlang des Umfangs des Rotors 1 abwechselnd aufeinanderfolgend angeordneten Nordpole und Südpole durch zwei Magnete 10 bzw. 20 gebildet wird.As per the example 21 As can be seen, each of the north poles and south poles arranged alternately in succession along the circumference of the rotor 1 can be formed by exactly one of the magnets 10 and 20, respectively. In contrast, based on 22A until 22C , 23A until 23C and 24 a motor having a rotor 1 is explained, in which each of the north poles and south poles arranged alternately in succession along the circumference of the rotor 1 is formed by two magnets 10 and 20, respectively.

22A zeigt zwei Magnete 101 und 102 mit jeweils einer magnetischen Orientierungsachse a101 bzw. a102. Die beiden Magnete 101 und 102 können, wie in 22B dargestellt ist, in einem geringem Abstand d10 nebeneinander angeordnet werden. Die Magnete 101 und 102 können insbesondere auch unmittelbar aneinander liegen, d.h. der Abstand d10 ist in diesem Fall gleich Null, was in 22C dargestellt ist. Bei einer jeden dieser Magnetanordnungen können die Richtungen (jeweils von Süd nach Nord) der magnetischen Orientierungsachsen a101 und a102 einen Winkel α einschließen, der größer ist als 0° und kleiner als 120°, oder der größer ist als 10° und kleiner als 120°. Sofern die beiden magnetischen Orientierungsachsen a101 und a102 nicht parallel zueinander verlaufen, schließen ihre Richtungen einen Winkel α ein. Dies gilt sowohl dann, wenn sich die magnetischen Orientierungsachsen a101 und a102 schneiden, als auch dann, wenn sie windschief zueinander verlaufen. Sofern sie sich schneiden, liegt der betreffende Schnittpunkt nordpolseitig eines jeden der Magnete 101 und 102. Verlaufen die magnetischen Orientierungsachsen a101 und a102 anderenfalls windschief zueinander, so gibt es zwischen ihnen genau eine Verbindungsstrecke, deren Länge dem (geringsten) Abstand zwischen den magnetischen Orientierungsachsen a101 und a102 entspricht. Diese Verbindungsstrecke liegt dann nordpolseitig eines jeden der Magnete 101 und 102. 22A 10 shows two magnets 10 1 and 10 2 each having a magnetic orientation axis a10 1 and a10 2 , respectively. The two magnets 10 1 and 10 2 can, as in 22B is shown, are arranged next to each other at a small distance d10. In particular, the magnets 10 1 and 10 2 can also lie directly next to one another, ie the distance d10 is equal to zero in this case, which in 22C is shown. In each of these magnet arrangements, the directions (each from south to north) of the magnetic orientation axes a10 1 and a10 2 can enclose an angle α which is greater than 0° and less than 120°, or which is greater than 10° and less than 120°. If the two magnetic orientation axes a10 1 and a10 2 do not run parallel to one another, their directions enclose an angle α. This applies both when the magnetic orientation axes a10 1 and a10 2 intersect and when they are skewed to one another. If they intersect, the relevant point of intersection is on the north pole side of each of the magnets 10 1 and 10 2 . Otherwise, if the magnetic orientation axes a10 1 and a10 2 are skewed to one another, there is exactly one connecting path between them, the length of which corresponds to the (smallest) distance between the magnetic orientation axes a10 1 and a10 2 . This link is located then north pole side of each of the magnets 10 1 and 10 2 .

Entsprechend zeigt 23A zwei Magnete 201 und 202 mit jeweils einer magnetischen Orientierungsachse a201 bzw. a202. Die beiden Magnete 201 und 202 können, wie in 23B dargestellt ist, in einem geringem Abstand d20 nebeneinander angeordnet werden. Die Magnete 201 und 202 können insbesondere auch unmittelbar aneinander liegen, d.h. der Abstand d20 ist in diesem Fall gleich Null, was in 23C dargestellt ist. Bei jeder dieser Magnetanordnungen der 23B und 23C können die Richtungen der magnetischen Orientierungsachsen a201 und a202 einen Winkel α einschließen, der größer ist als 0° und kleiner als 120° oder der größer ist als 10° und kleiner als 120°. Sofern die beiden magnetischen Orientierungsachsen a201 und a202 nicht parallel zueinander verlaufen, schließen Ihre Richtungen einen Winkel β ein. Dies gilt sowohl dann, wenn sich die magnetischen Orientierungsachsen a201 und a202 schneiden, als auch dann, wenn sie windschief zueinander verlaufen. Sofern sie sich schneiden, liegt der betreffende Schnittpunkt südpolseitig eines jeden der Magnete 201 und 202. Verlaufen die magnetischen Orientierungsachsen a201 und a202 anderenfalls windschief zueinander, so gibt es zwischen ihnen genau eine Verbindungsstrecke, deren Länge dem (geringsten) Abstand zwischen den magnetischen Orientierungsachsen a201 und a202 entspricht. Diese Verbindungsstrecke liegt dann südpolseitig eines jeden der Magnete 201 und 202.Correspondingly shows 23A two magnets 20 1 and 20 2 each having a magnetic orientation axis a20 1 and a20 2 , respectively. The two magnets 20 1 and 20 2 can, as in 23B is shown, are arranged next to each other at a small distance d20. In particular, the magnets 20 1 and 20 2 can also lie directly next to one another, ie the distance d20 is equal to zero in this case, which in 23C is shown. In each of these magnet arrangements 23B and 23C the directions of the magnetic orientation axes a20 1 and a20 2 can enclose an angle α which is greater than 0° and smaller than 120° or which is greater than 10° and smaller than 120°. If the two magnetic orientation axes a20 1 and a20 2 do not run parallel to one another, their directions enclose an angle β. This applies both when the magnetic orientation axes a20 1 and a20 2 intersect and when they are skewed to one another. If they intersect, the relevant point of intersection is on the south pole side of each of the magnets 20 1 and 20 2 . Otherwise, if the magnetic orientation axes a20 1 and a20 2 are skewed to one another, there is exactly one connecting path between them, the length of which corresponds to the (smallest) distance between the magnetic orientation axes a20 1 and a20 2 . This connecting section then lies on the south pole side of each of the magnets 20 1 and 20 2 .

Die vorangehend erläuterten Winkel α und β sind dabei jeweils durch den kleineren der beiden Winkel zwischen den jeweiligen Nordrichtungen (Spitzen der schwarzen Pfeile) der magnetischen Orientierungsachsen a201 und a202 gegeben. Beispielsweise schließen die Nordrichtungen der magnetischen Orientierungsachsen a201 und a202 in den 22B, 22C, 23B und 23C jeweils einen Winkel von 40° aber auch einen Winkel von 320° ein. Für die Winkel α und β ist jeweils der kleinere Wert, nämlich 40°, zu wählen.The angles α and β explained above are each given by the smaller of the two angles between the respective north directions (tips of the black arrows) of the magnetic orientation axes a20 1 and a20 2 . For example, the north directions of the magnetic orientation axes a20 1 and a20 2 in den 22B , 22C , 23B and 23C an angle of 40° but also an angle of 320°. The smaller value, namely 40°, should be selected for the angles α and β.

Entsprechend den 22A, 22B, 22C, 23A, 23B, 23C und 24 kann ein jeder der entlang des Umfangs des Rotors 1 abwechselnd aufeinanderfolgend angeordneten Nord- und Südpole auch aus mehr als zwei einzelnen Permanentmagneten gebildet werden, von denen ein jeder gemäß einem der vorangehend erläuterten Verfahren hergestellt wurde. Optional kann ein jeder dieser Permanentmagnete nach dem Verpressen und Sintern des zugrunde liegenden Magnetpulvers in dem Rotor 1 verwendet werden, ohne dass seine geometrische Form nach dem Verpressen und Sintern durch Zerteilen oder Trennen geändert wird.According to the 22A , 22B , 22C , 23A , 23B , 23C and 24 For example, each of the north and south poles arranged alternately one after the other along the circumference of the rotor 1 can also be formed from more than two individual permanent magnets, each of which has been produced according to one of the methods explained above. Optionally, each of these permanent magnets can be used in the rotor 1 after the pressing and sintering of the underlying magnetic powder without its geometric shape being changed by dividing or separating after the pressing and sintering.

Durch die Verwendung von Permanentmagneten 10, 20, 101, 201, 102, 202 mit betragsmäßig hoher magnetischer Winkelstreuung DPM und/oder mit betragsmäßig großem Nord-Süd-Effekt WNS in einem Rotor 1 lässt sich in einem Luftspalt 12 zwischen dem Rotor 1 und einem Stator 2 des Motors eine hohe räumliche Konzentration des magnetischen Flusses erreichen. Ein derartiger Rotor 1 lässt sich nicht nur in einem Motor sondern auch ein einem Generator einsetzen.Through the use of permanent magnets 10, 20, 10 1 , 20 1 , 10 2 , 20 2 with a high magnetic angular spread D PM and/or with a high North-South effect W NS in a rotor 1, an air gap 12 achieve a high spatial concentration of the magnetic flux between the rotor 1 and a stator 2 of the motor. Such a rotor 1 can be used not only in a motor but also in a generator.

Claims (28)

Verfahren zur Herstellung von wenigstens zwei gepressten Permanentmagneten aus einem Magnetpulver (200) mit den Schritten: Bereitstellen einer Presse (100), die eine Matrize (130) mit einem ersten Presshohl (150) und einem zweiten Presshohl (150') aufweist, sowie eines ersten Pressstempels (110) und eines zweiten Pressstempels (110'), die jeweils in einer Pressrichtung (z) relativ zu der Matrize (130) verstellbar sind; Bereitstellen eines Magnetpulvers (200); Bereitstellen einer Spulenanordnung (161, 162); Einfüllen des Magnetpulvers (200) in das erste Presshohl (150) und in das zweite Presshohl (150') mit Hilfe eines Füllmagnetfeldes, das mit der Spulenanordnung (161, 162) erzeugt wird, während sich die Spulenanordnung (161, 162) bezüglich der Matrize (130) in einer ersten Relativposition befindet; Ausrichten der magnetischen Orientierung des in die Presshohls (150, 150') eingefüllten Magnetpulvers (200) mit Hilfe eines Orientierungsmagnetfeldes (HOM), das mit der Spulenanordnung (161, 162) erzeugt wird, während sich die Spulenanordnung (161, 162) bezüglich der Matrize (130) in einer von der ersten Relativposition verschiedenen zweiten Relativposition befindet; Simultanes Verpressen des in die Presshohls (150, 150') eingefüllten und mit Hilfe des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) ausgerichteten Magnetpulvers (200), indem - ein in dem ersten Presshohl (150) befindlicher Teil des Magnetpulvers (200) durch Einwirkung des ersten Pressstempels (110) jeweils einen ersten Grünling ergebend komprimiert und der erste Grünling zu einem ersten pulvergepressten Permanentmagneten gesintert wird; und - ein in dem zweiten Presshohl (150') befindlicher Teil des Magnetpulvers (200) durch Einwirkung des zweiten Pressstempels (110) jeweils einen zweiten Grünling ergebend komprimiert und der zweite Grünling zu einem zweiten pulvergepressten Permanentmagneten gesintert wird. A method for producing at least two pressed permanent magnets from a magnet powder (200), comprising the steps of: providing a press (100) which has a die (130) with a first press cavity (150) and a second press cavity (150'), and one first ram (110) and a second ram (110'), each of which can be adjusted in a pressing direction (z) relative to the die (130); providing a magnetic powder (200); providing a coil assembly (161, 162); Filling the magnetic powder (200) into the first pressing cavity (150) and into the second pressing cavity (150') with the aid of a filling magnetic field which is generated with the coil arrangement (161, 162) while the coil arrangement (161, 162) is moving with respect to the die (130) is in a first relative position; Aligning the magnetic orientation of the magnetic powder (200) filled into the pressing cavity (150, 150') with the aid of an orientation magnetic field (H OM ) which is generated with the coil arrangement (161, 162) while the coil arrangement (161, 162) is relative to the die (130) is in a second relative position different from the first relative position; Simultaneous pressing of the magnetic powder (200) filled into the pressing cavity (150, 150') and aligned with the aid of the orientation magnetic field (H OM ) by - a part of the magnetic powder (200) located in the first pressing cavity (150) by the action of the first pressing ram (110) compressing each resulting in a first green compact and sintering the first green compact into a first powder-compacted permanent magnet; and - a part of the magnet powder (200) located in the second press cavity (150') is compressed by the action of the second press die (110) to produce a second green body and the second green body is sintered to form a second powder-pressed permanent magnet. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Orientierungsmagnetfeld (HOM) bei in das erste Presshohl (150) eingefülltem Magnetpulver (200) innerhalb des Volumenbereichs des ersten Presshohls (150) und/oder innerhalb des Volumenbereichs des in das erste Presshohl (150) eingefüllten Teils des Magnetpulvers (200) zumindest vorübergehend eine Feldstärke von wenigstens 400 kA/m aufweist; und/oder bei in das zweite Presshohl (150') eingefülltem Magnetpulver (200) innerhalb des Volumenbereichs des zweiten Presshohls (150') und/oder innerhalb des Volumenbereichs des in das zweite Presshohl (150') eingefüllten Teils des Magnetpulvers (200) zumindest vorübergehend eine Feldstärke von wenigstens 400 kA/m aufweist.procedure after claim 1 , in which the orientation magnetic field (H OM ) in the first press cavity (150) filled magnetic powder (200) within the volume range of first compression cavity (150) and/or within the volume region of the part of the magnetic powder (200) filled into the first compression cavity (150) at least temporarily has a field strength of at least 400 kA/m; and/or when the magnetic powder (200) is filled into the second press cavity (150') within the volume area of the second press cavity (150') and/or within the volume area of the part of the magnetic powder (200) filled into the second press cavity (150') at least temporarily has a field strength of at least 400 kA/m. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein jeder der Grünlinge nach dem Verpressen und vor dem Sintern ein Aspektverhältnis von mindestens 2,5÷1 oder von mindestens 3,5÷1 aufweist.procedure after claim 1 or 2 wherein each of the green compacts after pressing and before sintering has an aspect ratio of at least 2.5÷1 or at least 3.5÷1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein jedes der Presshohls (150, 150') senkrecht zur Pressrichtung (z) eine Innenbreite von kleiner oder gleich 10 mm oder von kleiner oder gleich 5 mm aufweist.Procedure according to one of Claims 1 until 3 , in which each of the pressing cavities (150, 150') perpendicular to the pressing direction (z) has an inner width of less than or equal to 10 mm or less than or equal to 5 mm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Spulenanordnung (161, 162) eine Spulenachse aufweist, die zumindest in der zweiten Relativposition senkrecht zur Pressrichtung (z) verläuft.Procedure according to one of Claims 1 until 4 , In which the coil arrangement (161, 162) has a coil axis which runs perpendicularly to the pressing direction (z) at least in the second relative position. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Orientierungsmagnetfeld (HOM) innerhalb des Presshohls (150, 150') zumindest in der zweiten Relativposition in der Pressrichtung (z) eine mittlere absolute Axialkomponente ( | H z | )
Figure DE102014105172B4_0022
aufweist, und quer zur Pressrichtung (z) eine mittlere absolute Querkomponente ( | H q | ) ,
Figure DE102014105172B4_0023
wobei das Verhältnis ( | H q | ÷ ( | H g | )
Figure DE102014105172B4_0024
zwischen der mittleren absoluten Querkomponente ( | H q | )
Figure DE102014105172B4_0025
und der mittleren absoluten Axialkomponente ( | H z | )
Figure DE102014105172B4_0026
größer ist als 1.
Procedure according to one of Claims 1 until 5 , in which the orientation magnetic field (H OM ) within the pressing cavity (150, 150') has a mean absolute axial component at least in the second relative position in the pressing direction (z). ( | H e.g | )
Figure DE102014105172B4_0022
has, and transverse to the pressing direction (z) an average absolute transverse component ( | H q | ) ,
Figure DE102014105172B4_0023
where the ratio ( | H q | ÷ ( | H G | )
Figure DE102014105172B4_0024
between the mean absolute transverse component ( | H q | )
Figure DE102014105172B4_0025
and the mean absolute axial component ( | H e.g | )
Figure DE102014105172B4_0026
is greater than 1.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der erste Permanentmagnet und der zweite Permanentmagnet jeweils eine erste Polfläche (101) mit einer Flächennormalen (N101) aufweisen, sowie eine magnetische Orientierungsachse (M0), die mit der Flächennormalen (N101) des betreffenden Permanentmagneten einen Winkel (γ101) einschließt, dessen Betrag kleiner ist als 1°; oder ungefähr gleich 0° ist.Procedure according to one of Claims 1 until 6 , in which the first permanent magnet and the second permanent magnet each have a first pole face (101) with a surface normal (N101) and a magnetic orientation axis (M0) which encloses an angle (γ101) with the surface normal (N101) of the relevant permanent magnet, whose absolute value is less than 1°; or approximately equal to 0°. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Matrize (130) für jedes der Presshohls (150, 150') eine Einfüllöffnung (131, 131') aufweist, durch die das Magnetpulver (200) in das betreffende Presshohl (150, 150') eingefüllt wird; und die erste Relativposition so gewählt ist, dass sich die Stelle des Füllmagnetfeldes, an der es in der Pressrichtung (z) eine betragsmäßig maximale Füllkraft auf das Magnetpulver (200) bewirkt, in der Pressrichtung (z) auf Höhe einer der Einfüllöffnungen (131, 131') befindet.Procedure according to one of Claims 1 until 7 wherein the die (130) has a filling opening (131, 131') for each of the pressing cavities (150, 150') through which the magnetic powder (200) is filled into the relevant pressing cavity (150, 150'); and the first relative position is selected in such a way that the point of the filling magnetic field at which it causes a maximum filling force on the magnetic powder (200) in terms of amount in the pressing direction (z) is in the pressing direction (z) at the level of one of the filling openings (131, 131'). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem ersten Flussleitstück (142) und einem von dem ersten Flussleitstück (142) beabstandeten zweiten Flussleitstück (143), von denen jedes unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) eine größere magnetische Polarisation aufweist als die Matrize (130), wobei das erste Flussleitstück (142) an seiner dem zweiten Flussleitstück (143) zugewandten Seite einen ersten Endabschnitt (142e) aufweist; das zweite Flussleitstück (143) an seiner dem ersten Flussleitstück (142) zugewandten Seite einen zweiten Endabschnitt (143e) aufweist; der erste Endabschnitt (142e) und der zweiten Endabschnitt (143e) jeweils zwischen dem ersten Presshohl (150) und dem zweiten Presshohl (150') angeordnet ist.Procedure according to one of Claims 1 until 8th with a first flux conducting piece (142) and a second flux conducting piece (143) spaced apart from the first flux conducting piece (142), each of which has a greater magnetic polarization than the matrix (130) under the influence of the orientation magnetic field (H OM ), the first Flow guide piece (142) has a first end section (142e) on its side facing the second flow guide piece (143); the second flux guide piece (143) has a second end section (143e) on its side facing the first flux guide piece (142); the first end section (142e) and the second end section (143e) are each arranged between the first pressing cavity (150) and the second pressing cavity (150'). Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das erste Flussleitstück (142) unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) eine magnetische Polarisation aufweist, die größer ist, als die magnetische Polarisation, die die Matrize unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) aufweist; und/oder das zweite Flussleitstück (143) unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) eine magnetische Polarisation aufweist, die größer ist, als die magnetische Polarisation, die die Matrize (130) unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) aufweist.procedure after claim 9 , in which the first flux-conducting piece (142) has a magnetic polarization under the influence of the orientation magnetic field (H OM ) which is greater than the magnetic polarization which the matrix has under the influence of the orientation magnetic field (H OM ); and/or the second flux guide piece (143) has a magnetic polarization under the influence of the orientation magnetic field (H OM ) that is greater than the magnetic polarization that the matrix (130) has under the influence of the orientation magnetic field (H OM ). Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der erste Endabschnitt (142e) einen Teil der Wand des ersten Presshohls (150) und einen Teil der Wand des zweiten Presshohls (150') bildet; und der zweite Endabschnitt (143e) einen Teil der Wand des ersten Presshohls (150) und einen Teil der Wand des zweiten Presshohls (150') bildet.procedure after claim 9 or 10 wherein the first end portion (142e) forms part of the wall of the first die cavity (150) and part of the wall of the second die cavity (150'); and the second end portion (143e) forms part of the wall of the first die cavity (150) and part of the wall of the second die cavity (150'). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit einem dritten Flussleitstück (147), das zwischen dem ersten Presshohl (150) und dem zweiten Presshohl (150') in der Matrize (130) angeordnet ist und das unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) eine größere magnetische Polarisation aufweist als die Matrize (130).Procedure according to one of Claims 1 until 11 with a third flux guide piece (147), which is arranged between the first press cavity (150) and the second press cavity (150') in the die (130) and which, under the influence of the orientation magnetic field (H OM ), has a greater magnetic polarization than that die (130). Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das dritte Flussleitstück (147) unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) eine magnetische Polarisation aufweist, die größer ist, als die magnetische Polarisation, die die Matrize (130) unter dem Einfluss des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) aufweist.procedure after claim 12 , In which the third flux guide (147) under the influence of the orientation magnetic field (H OM ) a magnetic Having polarization which is greater than the magnetic polarization exhibited by the matrix (130) under the influence of the orienting magnetic field (H OM ). Verfahren nach Anspruch 12 bis 13, bei dem sich das dritte Flussleitstück (147) in der Pressrichtung (z) zumindest über die Länge des ersten Presshohls (150) und die Länge des zweiten Presshohls (150') erstreckt.procedure after claim 12 until 13 , in which the third flow guide piece (147) extends in the pressing direction (z) at least over the length of the first pressing cavity (150) and the length of the second pressing cavity (150 '). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das erste Presshohl (150) und das zweite Presshohl (150') bezüglich einer ersten Symmetrieebene (SE1) spiegelsymmetrisch zueinander in der Matrize (130) angeordnet sind und zur ersten Symmetrieebene (SE1) spiegelsymmetrische Formen aufweisen.Procedure according to one of Claims 1 until 14 , wherein the first press cavity (150) and the second press cavity (150') are arranged mirror-symmetrically to one another in the die (130) with respect to a first plane of symmetry (SE1) and have mirror-symmetrical shapes to the first plane of symmetry (SE1). Verfahren nach Anspruch 15, bei dem in der ersten Relativposition der Verlauf des Füllmagnetfeldes während des gesamten Einfüllvorgangs innerhalb des ersten Presshohls (150) bezüglich der ersten Symmetrieebene (SE1) ununterbrochen spiegelsymmetrisch ist zu seinem Verlauf innerhalb des zweiten Presshohls (150').procedure after claim 15 , in which in the first relative position the profile of the filling magnetic field during the entire filling process within the first compression cavity (150) with respect to the first plane of symmetry (SE1) is continuously mirror-symmetrical to its profile within the second compression cavity (150 '). Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem in der zweiten Relativposition der Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) innerhalb das ersten Presshohls (150) bezüglich der ersten Symmetrieebene (SE1) spiegelsymmetrisch ist zum Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) innerhalb des zweiten Presshohls (150').procedure after claim 15 or 16 , in which in the second relative position the profile of the orientation magnetic field (H OM ) within the first press cavity (150) is mirror-symmetrical with respect to the first plane of symmetry (SE1) to the profile of the orientation magnetic field (H OM ) within the second press cavity (150 '). Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem der Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) innerhalb das ersten Presshohls (150) bezüglich der ersten Symmetrieebene (SE1) von einem ersten Zeitpunkt bis zu einem zweiten Zeitpunkt ununterbrochen spiegelsymmetrisch ist zum Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) innerhalb des zweiten Presshohls (150'), wobei der erste Zeitpunkt durch den Moment nach dem Einfüllen des Magnetpulvers gegeben ist, an dem erstmals die beiden Bedingungen simultan erfüllt sind, dass sich die Spulenanordnung (161, 162) bezüglich der Matrize (130) in der zweiten Relativposition befindet, und dass das Orientierungsmagnetfeld (HOM) vorliegt; und der zweite Zeitpunkt durch das Ende des Verpressens gegeben ist.Procedure according to one of Claims 15 until 17 , in which the course of the orientation magnetic field (H OM ) within the first press cavity (150) with respect to the first plane of symmetry (SE1) from a first point in time to a second point in time is mirror-symmetrical to the course of the orientation magnetic field (H OM ) inside the second press cavity ( 150'), the first point in time being given by the moment after filling in the magnetic powder at which the two conditions are met simultaneously for the first time, that the coil arrangement (161, 162) is in the second relative position with respect to the matrix (130), and that the orienting magnetic field (H OM ) is present; and the second point in time is given by the end of the pressing. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem die Presse (100) ein drittes in der Matrize (130) angeordnetes Presshohl (150") und einen dritten Pressstempel aufweist, und/oder ein viertes in der Matrize (130) angeordnetes Presshohl (150''') und einen vierten Pressstempel, das Magnetpulver (200, 200', 200'', 200''') mit Hilfe des Füllmagnetfeldes in das dritte Presshohl (150'') und/oder in das vierte Presshohl (150''') eingefüllt wird, während sich die Spulenanordnung (161, 162) bezüglich der Matrize (130) in der ersten Relativposition befindet; bei dem die magnetische Orientierung des in das erste, das zweite, das dritte und das vierte Presshohl (150, 150', 150'', 150''') eingefüllte Magnetpulvers (200, 200', 200'', 200''') mit Hilfe des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) ausgerichtet wird, während sich die Spulenanordnung (161, 162) bezüglich der Matrize (130) in der zweiten Relativposition befindet; simultanes Verpressen des in das erste, das zweite, das dritte und das vierte Presshohl (150, 150', 150'', 150''') eingefüllten und mit Hilfe des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) ausgerichteten Magnetpulvers (200, 200', 200'', 200'''), so dass - ein in dem dritten Presshohl (150'') befindlicher Teil (200'') des ausgerichteten Magnetpulvers durch Einwirkung des dritten Pressstempels einen dritten Grünling ergebend komprimiert wird; und - ein in dem vierten Presshohl (150''') befindlicher Teil (200''') des ausgerichteten Magnetpulvers durch Einwirkung des vierten Pressstempels einen vierten Grünling ergebend komprimiert wird.Procedure according to one of Claims 1 until 18 , in which the press (100) has a third press cavity (150") arranged in the die (130) and a third press ram, and/or a fourth press cavity (150''') arranged in the die (130) and a fourth Press stamp, the magnetic powder (200, 200 ', 200'', 200''') with the help of the filling magnetic field in the third press cavity (150 '') and / or in the fourth press cavity (150 ''') is filled while the coil arrangement (161, 162) is in the first relative position with respect to the die (130), in which the magnetic orientation of the in the first, the second, the third and the fourth press cavity (150, 150', 150'', 150''') filled magnetic powder (200, 200', 200'', 200''') is aligned with the aid of the orientation magnetic field (H OM ), while the coil arrangement (161, 162) is in the second relative position with respect to the matrix (130). is located; simultaneous pressing of the magnetic powder (200, 200') filled into the first, the second, the third and the fourth pressing cavity (150, 150', 150'', 150''') and aligned with the aid of the orientation magnetic field (H OM ) , 200'', 200''') so that - a portion (200'') of the aligned magnet powder located in the third die cavity (150'') is compressed by the action of the third die to give a third green compact; and - a portion (200''') of the aligned magnet powder located in the fourth die cavity (150"') is compressed by action of the fourth die to give a fourth green body. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das erste Presshohl (150) und das zweite Presshohl (150') bezüglich einer ersten Symmetrieebene (SE1) zueinander spiegelsymmetrisch in der Matrize (130) angeordnet sind und zur ersten Symmetrieebene (SE1) spiegelsymmetrische Formen aufweisen, und das dritte Presshohl (150'') und das vierte Presshohl (150''') bezüglich der ersten Symmetrieebene (SE1) zueinander spiegelsymmetrisch in der Matrize (130) angeordnet sind und zur ersten Symmetrieebene (SE1) spiegelsymmetrische Formen aufweisen; und/oder das erste Presshohl (150) und das dritte Presshohl (150'') bezüglich einer von der ersten Symmetrieebene (SE1) verschiedenen zweiten Symmetrieebene (SE2) zueinander spiegelsymmetrisch in der Matrize (130) angeordnet sind und zur zweiten Symmetrieebene (SE2) spiegelsymmetrische Formen aufweisen, und das zweite Presshohl (150') und das vierte Presshohl (150''') bezüglich der zweiten Symmetrieebene (SE2) zueinander spiegelsymmetrisch in der Matrize (130) angeordnet sind und zur zweiten Symmetrieebene (SE2) spiegelsymmetrische Formen aufweisen.procedure after claim 19 , in which the first press cavity (150) and the second press cavity (150') are arranged in the die (130) with mirror symmetry to one another with respect to a first plane of symmetry (SE1) and have mirror-symmetrical shapes with respect to the first plane of symmetry (SE1), and the third press cavity ( 150'') and the fourth press cavity (150''') are arranged in the die (130) with mirror symmetry with respect to the first plane of symmetry (SE1) and have mirror-symmetrical shapes with respect to the first plane of symmetry (SE1); and/or the first press cavity (150) and the third press cavity (150'') are arranged mirror-symmetrically to one another in the die (130) with respect to a second plane of symmetry (SE2) that differs from the first plane of symmetry (SE1) and to the second plane of symmetry (SE2) have mirror-symmetrical shapes, and the second press cavity (150') and the fourth press cavity (150''') are arranged mirror-symmetrical to each other in the die (130) with respect to the second plane of symmetry (SE2) and have mirror-symmetrical shapes to the second plane of symmetry (SE2). Verfahren nach Anspruch 20, bei dem in der ersten Relativposition der Verlauf des Füllmagnetfeldes während des gesamten Füllvorgangs bezüglich der ersten Symmetrieebene (SE1) innerhalb des ersten Presshohls (150) spiegelsymmetrisch ist zu seinem Verlauf innerhalb des zweiten Presshohls (150'); und/oder innerhalb des dritten Presshohls (150'') spiegelsymmetrisch ist zu seinem Verlauf innerhalb des vierten Presshohls (150‘‘').procedure after claim 20 , in which in the first relative position the profile of the filling magnetic field during the entire filling process with respect to the first plane of symmetry (SE1) within the first press cavity (150) is mirror-symmetrical to its profile within the second press cavity (150'); and or inside the third compression cavity (150'') is mirror-symmetrical to its course inside the fourth compression cavity (150'''). Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, bei dem in der ersten Relativposition der Verlauf des Füllmagnetfeldes während des gesamten Füllvorgangs bezüglich der zweiten Symmetrieebene (SE2) innerhalb des ersten Presshohls (150) spiegelsymmetrisch ist zu seinem Verlauf innerhalb des dritten Presshohls (150''); und/oder innerhalb des zweiten Presshohls (150') spiegelsymmetrisch ist zu seinem Verlauf innerhalb des vierten Presshohls (150''').procedure after claim 20 or 21 in which in the first relative position the course of the filling magnetic field during the entire filling process with respect to the second plane of symmetry (SE2) within the first press cavity (150) is mirror-symmetrical to its course within the third press cavity (150''); and/or within the second compression cavity (150') is mirror-symmetrical to its course within the fourth compression cavity (150'''). Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, bei dem in der zweiten Relativposition der Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) bezüglich der ersten Symmetrieebene (SE1) innerhalb des ersten Presshohls (150) spiegelsymmetrisch ist zu seinem Verlauf innerhalb des zweiten Presshohls (150'); und/oder innerhalb des dritten Presshohls (150'') spiegelsymmetrisch ist zu seinem Verlauf innerhalb des vierten Presshohls (150''').Procedure according to one of claims 20 until 22 , in which, in the second relative position, the profile of the orientation magnetic field (H OM ) with respect to the first plane of symmetry (SE1) within the first press cavity (150) is mirror-symmetrical to its profile within the second press cavity (150'); and/or within the third compression cavity (150'') is mirror-symmetrical to its course within the fourth compression cavity (150'''). Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, bei dem in der zweiten Relativposition der Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) bezüglich der zweiten Symmetrieebene (SE2) innerhalb des ersten Presshohls (150) spiegelsymmetrisch ist zu seinem Verlauf innerhalb des dritten Presshohls (150''); und/oder innerhalb des zweiten Presshohls (150') spiegelsymmetrisch ist zu seinem Verlauf innerhalb des vierten Presshohls (150‘‘').Procedure according to one of claims 20 until 23 , in which, in the second relative position, the profile of the orientation magnetic field (H OM ) with respect to the second plane of symmetry (SE2) within the first press cavity (150) is mirror-symmetrical to its profile within the third press cavity (150''); and/or within the second compression cavity (150') is mirror-symmetrical to its course within the fourth compression cavity (150'''). Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, bei dem das erste Presshohl (150) und das dritte Presshohl (150'') dieselbe Form aufweisen und bezüglich einer 180°-Drehung um eine Drehachse (SA) drehsymmetrisch zueinander in der Matrize (130) angeordnet sind; und/oder das zweite Presshohl (150') und das vierte Presshohl (150''') dieselbe Form aufweisen und bezüglich einer 180°-Drehung um die Drehachse (SA) drehsymmetrisch zueinander in der Matrize (130) angeordnet sind.Procedure according to one of claims 20 until 24 in which the first press cavity (150) and the third press cavity (150'') have the same shape and are arranged in the die (130) rotationally symmetrically to one another with respect to a 180° rotation about an axis of rotation (SA); and/or the second press cavity (150') and the fourth press cavity (150''') have the same shape and are arranged in the die (130) rotationally symmetrically with respect to a 180° rotation about the axis of rotation (SA). Verfahren nach Anspruch 25, bei dem in der zweiten Relativposition der Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) innerhalb des ersten Presshohls (150) bezüglich einer 180°-Drehung um die Drehachse (SA) drehsymmetrisch ist zum Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) innerhalb des dritten Presshohls (150'''); und/oder der Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) innerhalb des zweiten Presshohls (150') bezüglich einer 180°-Drehung um die Drehachse (SA) drehsymmetrisch ist zum Verlauf des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) innerhalb des vierten Presshohls (150''').procedure after Claim 25 , in which, in the second relative position, the course of the orientation magnetic field (H OM ) within the first press cavity (150) is rotationally symmetrical with respect to a 180° rotation about the axis of rotation (SA) to the course of the orientation magnetic field (H OM ) inside the third press cavity (150 '''); and/or the profile of the orientation magnetic field (H OM ) within the second press cavity (150') is rotationally symmetrical with respect to a 180° rotation about the axis of rotation (SA) to the profile of the orientation magnetic field (H OM ) within the fourth press cavity (150''' ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, bei dem in der zweiten Relativposition sowohl für das erste Presshohl (150) als auch für das zweite Presshohl (150') jeweils gilt, dass das Orientierungsmagnetfeld (HOM) entlang eines Geradenabschnitts, der innerhalb des betreffenden Presshohls (150) zwischen zwei an der Oberfläche des Presshohls (150) befindlichen Endpunkten (H1, H2) verläuft, in einer Schnittebene, die den Geradenabschnitt enthält, eine magnetische Winkelstreuung (DOM) aufweist, deren Absolut-Betrag größer ist als 20° oder größer als 30°.Procedure according to one of Claims 1 until 26 , in which, in the second relative position, it applies both to the first press cavity (150) and to the second press cavity (150') that the orientation magnetic field (H OM ) along a straight line section that runs within the relevant press cavity (150) between two the end points (H1, H2) located on the surface of the press cavity (150), has a magnetic angular spread (D OM ) in a section plane which contains the straight line section, the absolute value of which is greater than 20° or greater than 30°. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, bei dem in der zweiten Relativposition für ein jedes der Presshohls (150, 150', 150'', 150''') gilt, dass für jede beliebige erste Stelle (ST1) innerhalb des Presshohls (150, 150', 150'', 150''') und für jede von der ersten Stelle (ST1) verschiedene zweite Stelle (ST2) innerhalb des Presshohl (150, 150', 150'', 150''') folgendes gilt: der Betrag des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) an der ersten Stelle (ST1) ist größer als das 0,95-fache des Betrags des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) an der zweiten Stelle (ST2); und die Richtung des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) an der ersten Stelle (ST1) und die Richtung des Orientierungsmagnetfeldes (HOM) an der zweiten Stelle (ST2) unterscheiden sich um nicht mehr als 5°.Procedure according to one of Claims 1 until 26 , in which, in the second relative position, it applies to each of the press cavities (150, 150', 150'', 150''') that for any first point (ST1) within the press cavities (150, 150', 150'') , 150''') and for each second point (ST2) different from the first point (ST1) within the press cavity (150, 150', 150'', 150'''), the following applies: the amount of the orientation magnetic field (H OM ) at the first location (ST1) is greater than 0.95 times the magnitude of the orientation magnetic field (H OM ) at the second location (ST2); and the direction of the orienting magnetic field (H OM ) at the first point (ST1) and the direction of the orienting magnetic field (H OM ) at the second point (ST2) differ by no more than 5°.
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