DE1414803B2

DE1414803B2 -

Info

Publication number: DE1414803B2
Application number: DE19611414803
Authority: DE
Priority date: 1960-12-07
Filing date: 1961-12-06
Publication date: 1970-10-29
Also published as: GB918910A; US3070841A; SE304559B; DK103847C; DE1414803A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine in verstärktem Maße in die gewünschte Orientierung Vorrichtung zum Strang- oder Spritzpressen von gedreht werden. Diese Orientierung verläuft parallel anisotropen biegsamen Dauermagneten mit recht- zu der größten Fläche des fertigen Dauermagneteckigem Querschnitt aus in einem biegsamen Binde- Streifens.

mittel eingelagerten, plättchenförmigen dauermagne- 5 Zur weiteren Verbesserung der magnetischen tischen Eindomänenteilchen. Es ist bekannt, derartige Eigenschaften kann der Streifen vor dem Magnetisiebiegsame Streifen durch Walzen, Spritzpressen oder ren zur weiteren Verringerung seiner kleineren AbStrangpressen zu erzeugen. Durch die dabei auftre- messung durch Preßwalzen geführt und gewalzt tenden mechanischen Kräfte werden die eine platt- werden.

chenförmige Gestalt aufweisenden dauermagnet!- ίο Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Strang-

schen Teilchen im wesentlichen parallel zu den die oder Spritzpreßdüse zum Durchführen des geschil-

Druckeinwirkung ausübenden Flächen ausgerichtet; derten Verfahrens.

anschließend werden sie in einer bevorzugten Magne- Diese Düse ist erfindungsgemäß gekennzeichnet tisierungsrichtung senkrecht zu den Plättchenebenen durch einen zusammenhängenden Körper mit Einmagnetisiert. 15 und Austrittsöffnungen mit im wesentlichen recht-Derartige durch die elastomeren Bindemittel bieg- eckigen, unter sich etwa gleichen, zueinander etwa samen Magnete ergeben nur geringe Magnetkräfte, senkrecht stehenden Querschnitten, die jeweils eine die im allgemeinen geringer sind als diejenigen eines kleine und dazu senkrechte große Seite aufweisen Magneten gleicher Größe, der ohne Bindemittel derart, daß die große Seite der Eintrittsöffnung etwa hergestellt und beispielsweise ein keramischer ge- 20 parallel zur kleinen Seite der Austrittsöffnung und sinterter Magnet ist. umgekehrt die kleine Seite der Eintrittsöffnung etwa Diese geringen Magnetkräfte resultieren im wesent- parallel zur großen Seite der Austrittsöffnung verliehen daraus, daß ζ. B. in einer Strangpreßform, die läuft und beide Querschnitte durch glatte Wandungen lediglich eine einfache Rechtecköffnung aufweist, allmählich und im wesentlichen unter Konstanthalderen größere Ausdehnung breit ist, in der Nähe der 25 tung des Gesamtquerschnitts ineinander übergehen, größeren Ausdehnung das aus dem rohrförmigen In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer Mundstück des Extruders austretende Material nahe- Preßeinrichtung und einer Preßdüse zum Durchzu keine Verformung erfährt, sondern praktisch un- führen des Verfahrens dargestellt. Es zeigt
behindert die Strangpreßform durchfließt. Daher Fig. 1 in schematischer Darstellung in Seitenergibt sich mit einer solchen einfachen Rechteckform 30 ansieht eine Preßeinrichtung zum Durchführen des in diesem mittleren Bereich nur eine verhältnismäßig erfindungsgemäßen Verfahrens,
geringe Orientierung der magnetischen Teilchen, die F i g. 2 eine Ansicht der Einlaßöffnung einer Preßauf alle Fälle geringer ist als an den beiden Rand- düse,

bezirken, in denen eine stärkere Verformung des Fig. 3 den Längsschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2.

Materials und damit auch die gewünschte Orientie- 35 F i g. 4 den Längsschnitt nach Linie 4-4 der F i g. 2,

rung erreicht werden kann. Bei der Magnetisierung F i g. 5 eine Ansicht der Austrittsöffnung der in

in der bevorzugten Richtung senkrecht zu den Platt- den F i g. 2 bis 4 gezeigten Preßdüse und

chenebenen lassen sich daher nur geringe Magnet- F i g. 6 eine der F i g. 5 entsprechende Ansicht mit

kräfte erreichen. der Darstellung einer etwas abgewandelten Austritts-

Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung be- 40 Öffnung.

steht darin, die Ebenen der im allgemeinen plättchen- Für das Verfahren und die Vorrichtung nach dei oder streifenartigeri Magnetpartikelchen innerhalb Erfindung sind alle dauermagnetischen Werkstoffe der plastischen elastomeren Werkstoffe besser als bei geeignet, deren Teilchen nach Zerkleinerung auf Einden bekannten Verfahren parallel zueinander aus- domanengröße eine plättchenförmige Gestalt mit zurichten und das in einer Weise, welche das fort- 45 einer senkrecht zur Plättchenebene liegenden magnelaufende Herstellen solcher Magnete in wirtschaft- tischen Vorzugsrichtung aufweisen, beispielsweise der licher Weise gewährleistet. hexagonal kristallisierende Werkstoff Bariumferrit Das erfindungsgemäße Verfahren zum Strang- oder nach Zerkleinerung auf eine Korngröße von etwa Spritzpressen von anisotropen biegsamen Dauer- 0,7 bis 4 μτη. Dieser feinverteilte dauermagnetische magnetstreifen besteht darin, daß mit dem Ausgangs- 50 Werkstoff wird durch ein elastomeres Bindemittel gemisch aus einem elastomeren Bindemittel und darin zusammengehalten, welches aus einem natürlichen eingemischten dauermagnetischen plättchenförmigen oder synthetischen Gummi, Polyvinylacetat, PoIy-Eindomänenteilchen in der Preßdüse zunächst ein vinylchlorid, Polyäthylen oder einem anderen ge-Streifen mit rechteckförmigem Querschnitt geformt eigneten Stoff besteht. Der Einfachheit halber soll und dieser anschließend unter Konstanthaltung der 55 die Erfindung unter Zugrundelegung der Verwendung Querschnittsfläche derart verformt wird, daß die eines plastisch gemachten Polyvinylchlorids als ursprünglich größere Abmessung des Querschnitts Bindemittel für die feinverteilten Magnetpartikelchen allmählich so lange verringert und die ursprünglich beschrieben werden, welche 90 % oder weniger des kleinere Abmessung gleichzeitig allmählich so lange Gesamtgewichts der Mischung ausmachen. Es wird vergrößert wird, bis ein Streifen mit rechteckför- 6° besonders darauf aufmerksam gemacht, daß die Ermigem Querschnitt von vertauschtem Seitenverhältnis findung keinesfalls auf die Verwendung von PoIyentstanden ist, und daß dieser Streifen anschließend vinylchlorid als Bindemittel und auf die angegebene durch ein senkrecht zur größten Fläche gerichtetes Menge der zugemischten Magnetpartikelchen beMagnetfeld magnetisiert wird. schränkt ist.

Dadurch ergibt sich ein Ausgleich der bei den 65 Um biegsame Magnete aus feinverteiltem Bariumbekannten Verfahren ungleichmäßigen Verformung ferrit und Polyvinylchlorid als Bindemittel herzusteldes Materials durch ein stärkeres Durcharbeiten des len, werden diese Werkstoffe in geeigneter Weise mit Pulvergemischs, wodurch die magnetischen Teilchen Hilfe üblicher Vorrichtungen zusammengemischt.

ζ. B. mit Hilfe einer Mühle, die zum Zusammenmischen von Gummi und Kunststoffen benutzt wird. Dieses Gemisch wird anschließend in eine übliche Strang- oder Spritzpreßvorrichtung eingefüllt, die in F i g. 1 mit 10 bezeichnet ist. Das Pulvergemisch wird durch den Einfülltrichter 11 dieser Vorrichtung eingegeben und mittels der im Gehäuse 12 eingebauten, nicht sichtbaren Strangpreßschnecke durch eine Preßdüse 14 als Strang ausgepreßt.

In den üblichen Strangpreßvorrichtungen ist die Ausbildung der Preßdüse 14 so gewählt, daß dem Pulvergemisch unmittelbar die gewünschte Querschnittsform des austretenden Stranges gegeben wird. Weiter oben wurde ausgeführt, daß auf diese Weise die dauermagnetischen Teilchen innerhalb des austretenden Stranges nur unbedeutend ausgerichtet sind und daher die Magnetkraft etwa begrenzt ist durch den prozentualen Gewichtsanteil an Magnetmaterial, welches von dem plastischen Bindemittel ohne nachteilige Verringerung der Biegsamkeit und Festigkeit des Stranges aufgenommen werden kann.

Mit der Erfindung wird die gewünschte Orientierung der magnetischen Partikelchen in einem wesentlich größeren Umfang zustandegebracht, als dies bisher mit üblichen Strangpreßformen erreicht werden konnte, weil das Material während des Durchlaufs durch die Strangpreßform veranlaßt wird, nacheinander eine Lage einzunehmen, in welcher die größten Dimensionen allgemein mit dem Fortschreiten der Durchgangsbewegung ausgerichtet werden und in Lagen parallel mit den oberen und unteren Flächen des Strangpreßlings gelangen. Zu diesem Zweck besitzt die Form 14 eine Eintrittsöffnung mit im allgemeinen Rechteckform, wie F i g. 2 zeigt, wobei die Seitenerstreckungen ungleich sind und die größere Seitenerstreckung vorzugsweise mehrmals größer als die der kleinen Seite ist. Die Austrittsöffnung 16 der Form 14 besitzt gleichfalls Rechteckform, jedoch mit Abmessungen im umgekehrten Verhältnis zu denjenigen der Eintrittsöffnung 15. Das bedeutet, daß. wenn die größere Erstreckung der Eintrittsöffnung in F i g. 2 in der Höhenrichtung liegt, die größere Erstreckung der Austrittsöffnung unter einem rechten Winkel dazu und somit in der Breite jener Öffnung liegt. Umgekehrt stimmt die kleine Dimension oder Breite der Eintrittsöffnung mit der Höhe der Austrittsöffnung überein. Diese Eintritts- und Ausrittsöffnungen der Form sind durch einen gleichförmigen und stoßfrei verlaufenden Materialdurchgangskanal in der Form mit überall etwa gleicher Querschnittsgröße verbunden.

Die im Ausführungsbeispiel einstückig dargestellte Form 14 kann auch aus mehreren Teilen bestehen, welche auswechselbar zusammengesetzt sein können, wie dies bei üblichen Strangpreßformen bekannt ist.

Die Wirkung der Verwendung einer in den F i g. 2 bis 5 dargestellten und bei einer Strangpreßvorrichtung 10 verwendeten Preßdüse bei dem gekennzeichneten Material besteht darin, daß das Ausgangsgemisch in dem in jedem Querschnitt rechteckförmigen Hohlraum der Preßdüse von einer Stärke, die mehrmals größer ist als die endgültige Stärke, allmählich fortschreitend gestreckt und während des Durchgangs durch die Form auf größere Breite gebracht wird. Da das die Partikelchen zusammenhaltende Bindemittel elastomerer Natur ist, erlaubt es eine relative Bewegung der plättchenförmigen Partikelchen. Die Verengungsbewegung innerhalb der Preßdüse bewirkt, daß jedes der plättchenförmigen Dauermagnetteilchen, deren Ebenen normalerweise regellos verteilt gerichtet sind, allmählich so einschwenkt, bis ihre Ebenen am Austrittsende der Preßdüse im wesentlichen parallel zueinander und zu den beiden größeren Flächen des Dauermagnetstreifens stehen. Da die magnetische Vorzugsrichtung der Dauermagnetteilchen nach Art des Bariumferrits senkrecht zur Plättchenebene steht, wird der aus der Preßdüse ausgetretene Dauermagnetstreifen durch ein senkrecht zu seinen beiden größeren Flächen gerichtetes Magnetfeld aufmagnetisiert.

Die Magnetkraft eines solchen biegsamen Magneten ist im Vergleich zu der eines aus dem gleichen Magnetwerkstoff und mit dem gleichen Querschnitt durch Strangpressen mittels einer Preßdüse bekannter Art erzeugten Magneten günstiger, weil die Ausrichtung der Dauermagnetteilchen wesentlich vollständiger erfolgt als bei den bekannten biegsamen Magneten, bei denen die Plättchenebenen der Teilchen gegenüber den Flächen des Stranges teilweise noch regellos geneigt sind.

Die Ausrichtung der Partikelchen und daher die Kraft des sich ergebenden Magneten kann weiter dadurch gesteigert werden, daß der aus einer erfindungsgemäßen Preßdüse austretende Streifen der Einwirkung eines oder mehrerer Paare zusammenwirkender Walzen ausgesetzt wird, welche die Dicke des Streifens vermindern, ohne dabei vor den Stirnflächen der Walzen einen dammartigen Aufwurf zu bilden. Dieses Auswalzen kann durchgeführt werden, solange der Streifen warm ist oder auch in kaltem Zustand und kann daher entweder unmittelbar im Anschluß an den Austritt aus der Preßdüse oder auch später durchgeführt werden. Die Wirkung der Walzen besteht darin, die plättchenförmigen Dauermagnetteilchen noch besser in parallele Lage mit den gegenüberliegenden Flächen des gepreßten Streifens zu bringen und damit die bereits in der Preßdüse begonnene Ausrichtung zu vervollständigen. Weiter werden durch diese Behandlung die plättchenförmigen Teilchen noch stärker aneinandergepreßt, was in Zusammenwirkung mit der Ausrichtung zu einer Vergrößerung der Magnetkraft des gepreßten Streifens führt.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt ein Paar zusammenwirkender Walzen 17, welche die Dicke des aus der erfindungsgemäßen Strangpreßform austretenden gepreßten Streifens vermindern. Selbstverständlich können mehr als ein Paar solcher Walzen vorgesehen werden, falls dies gewünscht oder erforderlich ist. Es ist weiter möglich, daß dann, wenn die endgültige Dicke des aus der Strangpreßform austretenden Preßstreifens geringer ist als im späteren Magneten gefordert wird, zwei oder mehrere derartige gepreßte Streifen mit oder ohne Verwendung eines geeigneten Lösungs- oder Bindemittels zwischen Walzenpaaren zusammengewalzt werden können.

Der aus den Walzen austretende Streifen kann unmittelbar durch eine Magnetisierungsvorrichtung 18 geführt werden, in welcher der Streifen unter einem rechten Winkel zu seiner Oberfläche magnetisiert wird. Diese Magnetisierung wird vorzugsweise durchgeführt, wenn der Streifen kurzzeitig stillsteht, ohne daß dadurch eine Behinderung der laufenden Fertigung eintritt. Um dies zustandezubringen, ist der Magnetisierungsapparat 18 vorzugsweise so ausgebil-

det, daß sich das erforderliche Magnetfeld in einem Bruchteil einer Sekunde aufbringen läßt, wozu ein Magnetisierungsapparat mit Kondensatorentladung benutzt werden kann, welcher im Handel erhältlich ist und daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden braucht. Es ist nicht nötig, die Magnetisierung unmittelbar auszuführen, nachdem der zu magnetisierende Streifen seine endgültige Form erhalten hat. Die Magnetisierung kann auch später, nach beliebiger Zeit, dadurch durchgeführt werden, daß der Streifen einem entsprechend starken Magnetfeld in der obengenannten Richtung ausgesetzt wird.

Der kurzzeitige Stillstand des Streifens während der Magnetisierung kann durch beliebige Maßregeln ohne Unterbrechung der fortlaufenden Herstellung aus der Strangpreßvorrichtung bzw. den Walzen bewirkt werden. Beispielsweise kann ein genügender Abstand zwischen den Walzen 17 und dem Magnetisierungsappart 18 vorgesehen sein, so daß sich eine Materialschleife während des kurzzeitigen Anhaltens des Materials im Magnetisierungsapparat bilden kann, wobei der Transport des Streifens durch den Magnetisierungsapparat durch geeignete Antriebsrollen erfolgt, welche durch die Schaltzeiten des Magnetisierungsapparates gesteuert werden.

Es ist für die Erfindung nicht wesentlich, daß der Querschnitt der Austrittsöffnung der Preßform ein einfaches Rechteck ist. Es kann auch eine Ausbildung vorgesehen werden, welche die Form eines abgeflachten U-Profils bildet, wie dies beispielsweise der Querschnitt der Austrittsöffnung 19 der in F i g. 6 dargestellten Preßdüse 20 zeigt. Auch andere Rechteckformen sind denkbar, wie sie aus der gewünschten Form des endgültigen Magneten resultieren. Weiter braucht die Austrittsöffnung nicht die genaue bzw. endgültige Form des stranggepreßten Streifens zu erzeugen. Es können beispielsweise geeignete Druckplatten oder Rollen anschließend an die Strangpreßform 14 angebaut sein, um den Dauermagnetstreifen in die gewünschte Querschnittsform zu bringen, sobald ei aus der Strangpreßvorrichtung ausgetreten ist. Es wird dabei daran erinnert, daß das Bindemittel für die Magnetpartikelchen sich beim Austritt aus der Strangpreßform noch im plastischen Zustand befindet und daher leicht weiter verformt werden kann.

Die Erfindung ist beschrieben worden an Hand der Herstellung von langgestreckten, biegsamen Magneten aus mit Polyvinylchlorid gebundenen plättchenförmigen Bariumferritteilchen. Die Erfindung ist nicht auf die Benutzung dieser Werkstoffe beschränkt. Außerdem ist es nicht in allen Fällen notwendig, daß unmittelbar anschließend an den Austritt des Streifens aus der erfindungsgemäßen Preßdüse die weitere Reduzierung der Dicke durch zusammenwirkende Walzen erfolgt. Diese Art der Kombination der Behandlung ist lediglich eine bevorzugte Ausbildungsform. Es ist klar, daß an Stelle der Verwendung von Walzen zur Verbesserung der Ausrichtung der Partikelchen diese Ausrichtung auch durch Vergrößerung der Länge der Preßdüse erreicht werden kann, so daß die einzelnen Partikelchen eine längere Durchgangszeit durch die Düse und damit eine längere Zeitspanne zum Erreichen der gewünschten Ausrichtung haben. An Stelle von Walzen können auch andere Preßeinrichtungen benutzt werden, die einen die Dicke vermindernden Preßdruck ausüben können.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Strang- oder Spritzpressen von anisotropen biegsamen Dauermagnetstreifen mit rechteckförmigem Querschnitt aus in einem biegsamen Bindemittel eingelagerten, plättchenförmigen dauermagnetischen Eindomänenteilchen, die durch mechanische Kräfte so ausgerichtet werden, daß eine senkrecht zur größten Fläche liegende magnetische Vorzugsrichtung entsteht, ή dadurch gekennzeichnet, daß in der Preßdüse zunächst ein Streifen mit rechteckförmigem Querschnitt geformt und dieser anschließend unter Konstanthaltung der Querschnittsfläche derart verformt wird, daß die ursprünglich größere Abmessung des Querschnitts allmählich so lange verringert und die ursprünglich kleinere Abmessung gleichzeitig allmählich so lange vergrößert wird, bis ein Streifen mit rechteckförmigem Querschnitt von vertauschtem Seitenverhältnis entstanden ist, und daß dieser Streifen anschließend durch ein senkrecht zur größten Fläche gerichtetes Magnetfeld magnetisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen vor dem Magnetisieren zur weiteren Verringerung seiner kleineren Abmessung durch Preßwalzen geführt wird.

3. Strang- oder Spritzpreßdüse zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zusammenhängenden , Körper mit Ein- und Austrittsöffnungen mit im \ wesentlichen rechteckigen, unter sich etwa gleichen, zueinander etwa senkrecht stehenden Querschnitten, die jeweils eine kleine und eine dazu senkrechte große Seite aufweisen derart, daß die große Seite der Eintrittsöffnung etwa parallel zur kleinen Seite der Austrittsöffnung und umgekehrt die kleine Seite der Eintrittsöffnung etwa parallel zur großen Seite der Austrittsöffnung verläuft und beide Querschnitte durch glatte Wandungen allmählich und im wesentlichen unter Konstanthaltung des Gesamtquerschnitts ineinander übergehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen