DE1564315C3 - Dauermagnetsystem mit mehreren Dauermagneten, die in zueinander entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind und Verfahren zu seiner Magnetisierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dauermagnetsystem mit mehreren Dauermagneten, bei dem die einzelnen Dauermagnete in zueinander entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, sowie ein Verfahren zu seiner Magnetisierung.

Als bekanntes Beispiel für derartige Magnete sei ein streuarmes Ringspaltmagnetsystem für dynamische Lautsprecher genannt, bei dem in einem Eisentopf ein Ring und eine Platte aus Dauermagnetwerkstoff angeordnet sind (Abb. 1). Der Eisentopf ist mit 1 bezeichnet, der Polkern aus Eisen mit 2, die den Luftspalt bildende obere Polplatte mit 3. Der magnetische Fluß wird von zwei Dauermagneten geliefert, von denen einer ein Ring 4, der andere eine Platte 5 ist. Beide sind in entgegengesetzter Richtung magnetisiert, wie durch die Buchstaben N und 5 angegeben, so daß der Polkern 2 eine Nord- und die Polplatte 3 eine Süd-Polarität erhalten. Der Zusammenbau dieser Magnetsysteme erfolgt derart, daß die Magnete 4 und 5 schon vor dem Einbau in das Magnetsystem magnetisiert werden. Diese Arbeitsweise ist umständlich, denn die magnetisierten Teile üben Kräfte aufeinander aus und ziehen' Eisenspäne und -teilchen an, die später leicht in den Luftspalt geraten können und Störungen verursachen.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, für Dauermagnetsysteme mit mehreren Dauermagneten, die in zueinander entgegengesetzter Richtung magnetisiert sind, eine Bauweise anzugeben, die das Magnetisieren nach dem Zusammenbau erlaubt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Dauermagnetsystem mit mehreren Dauermagneten, die in zueinander entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, die Dauermagnete abwechselnd aus zwei Werkstoffen mit derart unterschiedlichen Koerzitivfeldstärken bestehen, daß nach dem Sättigen des zusammengebauten Systems in einer bestimmten Richtung und Ummagnetisieren der niedrigkoerzitiven Dauermagnete in einem schwächeren Magnetfeld entgegengesetzter Richtung eine ausreichende Magnetisierung der hochkoerzitiven Dauermagnete in der ursprünglichen Richtung bestehen bleibt.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf die in den Unteransprüchen angegebenen Aus- und Weiterbildungen sowie auf ein Verfahren zum Magnetisieren eines derartigen Dauermagnetsystems.

Die Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei dem in A bb. 1 dargestellten Ringspaltmagnetsystem können zum Beispiel der Ringmagnet 4 aus einem anisotropen Bariumferrit mit einer Koerzitivfeldstärke bHc = etwa 2000 Oersted und die Magnetplatte 5 aus einem anisotropen strontiumhaltigen Ferrit mit einer Koerzitivfeldstärke bHc = etwa 4000 Oerstedt bestehen; zunächst werden, nach dem Zusammenbau, beide Magnete in gleicher Richtung gesättigt, dann wird durch ein entgegengesetztes Magnetfeld von etwa 3500 Oersted der Ringmagnet 4 umgepolt; dabei bleibt die ursprüngliche Magnetisierung der Magnetplatte 5 fast unverändert, so daß nunmehr beide Dauermagnete entgegengesetzt gepolt sind.

In Abb.2 ist ein anderes Ringspaltmagnetsystem dargestellt, dessen äußerer Magnetring 6 aus einem Werkstoff mit relativ hoher Koerzitivfeldstärke besteht, z. B. aus Bariumferrit mit bHc = 2500 Oersted, während der innere Magnet 7 aus einem Werkstoff mit niedriger Koerzitivfeldstärke und hoher Remanenz besteht, zum Beispiel aus AlNiCo 700 mit bHc = 750 Oersted. Der Magnetfluß wird in bekannter Weise durch die Bodenplatte 8, den Polkern 9 und die Polplatte 10

geführt, so daß im Luftspalt zwischen 9 und 10 ein starkes Magnetfeld besteht. Nach dem Zusammenbau wird ein solches Magnetsystem zunächst mit einem stärkeren äußeren Magnetfeld von etwa 10 000 Oersted aufmagnetisiert, wobei der innere Magnet 7 falsch gepolt wird. Dann wird der Magnet 7 einem entgegengesetzt gerichteten Magnetfeld ausgesetzt, und dadurch in der richtigen Richtung magnetisiert, ohne daß der äußere Magnet beeinflußt wird.

Bei einem Magnetsystem nach Abb.2, das unter Verwendung eines Ringes von 40 0 χ 20 0 χ 9 mm aus anisotropem Bariumferrit und eines inneren Magneten von 16 0 χ 9 mm aus AlNiCo 700 hergestellt und nach dem Verfahren gemäß der Erfindung zunächst gesättigt, dann umgepolt wurde, betrug im Luftspalt von 17,6 0 χ 16 0 χ 3 mm die Feldstärke nach dem Sättigen 3700 Oersted, nach dem Umpolen mit etwa 1800 Oerstedt 8300 Oersted.

Das gleiche Magnetsystem mit einem Kern 7 aus Eisen statt aus AINiCo 700 wies eine Feldstärke von nur 6900 Oersted auf. Das gemäß der Erfindung aufgebaute und magnetisierte System besitzt demnach eine um 20% höhere Feldstärke und eine um 44% höhere magnetische Energie im Luftspalt als das Magnetsystem in der herkömmlichen Bauweise mit einem Ferritring und einem Polkern aus Eisen.

Die Erfindung ermöglicht es, Magnetsysteme mit entgegengesetzt gepolten Magneten in sehr gedrängter Bauweise herzustellen, bei denen die Magnete mit entgegengesetzter Polung unmittelbar aneinanderstoßen. Bei den bekannten Magnetsystemen war es erforderlich, zwischen den Polbereichen Zwischenräume für die magnetische Wirkung, z. B. für die Haftkraft, keinen Beitrag lieferten. Durch die Erfindung ist es nunmehr möglich, den für den Magnetwerkstoff zur Verfügung stehenden Raum bis zu 100% auszunutzen und optimale Magnetsysteme zu bauen.

Als Beispiel hierfür ist in Abb.3 eine magnetische Haftplatte dargestellt, die aus zahlreichen Dauermagneten 11 besteht, welche auf eine Bodenplatte 12 aus Eisen aufgeklebt sind, und schachbrettartig in zueinander entgegengesetzten Richtungen senkrecht zur Plattenebene magnetisiert sind. Die benachbarten Dauermagnete bestehen gemäß der Erfindung abwechselnd aus zwei Werkstoffen mit entsprechend unterschiedlichen Koerzitivfeldstärken und stoßen unmittelbar aneinander, wodurch sich eine vollständige Ausnutzung der Haftfläche ergibt.

Als weitere Beispiele der Erfindung ist in A b b. 4 ein Dauermagnetsystem zur Erzeugung eines Magnetfeldes und in Abb.5 ein Separator-Magnetstab dargestellt. Bei dem Dauermagnetsystem nach Abb.4 sind zwei Dauermagnete 13 zwischen den Polplatten 14 angeordnet. Dazwischen bilden zwei weitere, entgegengesetzt gepolte Dauermagnete 15, die mit Polplatten 16 aus Eisen versehen sind, den Luftspalt 17. Nach dem Zusammenbau der Teile wird das System zunächst in der auf den Magneten 15, die aus einem hochkoerzitiven Werkstoff bestehen mögen, angegebenen Richtung NS magnetisiert, und dann werden die beiden äußeren Magnete 13 umgepolt, die gemäß der Erfindung aus einem niedrigkoerzitiven Werkstoff bestehen.

Die stabförmige Anordnung von Dauermagneten 18 und eisernen Polplatten 19 in Abb.5 wird erfindungsgemäß aus einander abwechselnden Dauermagneten mit hoher und mit niedriger Koerzitivfeldstärke aufgebaut und zunächst axial in der einen Richtung magnetisiert, dann die niedrigkoerzitiven Dauermagneten in die entgegengesetzte Richtung umgepolt, so daß jede Polplatte Λ9 mit zwei gleichnamigen Polen in Berührung steht.

Als Werkstoffe für die Verwirklichung der Erfindung kommen alle Magnetwerkstoffe in Frage, deren Koerzitivfeldstärken sich so weit unterscheiden, daß beim Umpolen der niedrigkoerzitiven Teile eine ausreichende Magnetisierung der hochkoerzitiven Teile in der ursprünglichen Richtung bestehenbleibt.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Magnetisieren von Dauermagnetsystemen mit mehreren Dauermagneten, die in zueinander entgegengesetzter Richtung magnetisiert sind. Dieses besteht darin, daß das Magnetisieren nach dem Zusammenbau des Systems und in den folgenden zwei Stufen erfolgt:

a) Magnetisieren aller Dauermagnete in einer bestimmten Richtung mittels einer so hohen magnetischen Feldstärke, daß die hochkoerzitiven Dauermagnete gesättigt werden;

b) Ummagnetisieren der aus dem niedrigkoerzitiven Werkstoff bestehenden Dauermagnete mittels einer magnetischen Feldstärke entgegengesetzter Richtung, deren Betrag zwischen den Beträgen der Koerzitivfeldstärken der beiden Werkstoffe liegt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann durch Anwendung von geeignet geformten Magnetisiervorrichtungen, Polstücken und/oder Abschirmungen beim Umpolen im Verfahrensschritt b) die auf die höherkoerzitiven Teile wirkende Feldstärke herabgesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Dauermagnetsystem mit mehreren Dauermagneten, die in zueinander entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete abwechselnd aus zwei Werkstoffen mit derart unterschiedlichen Koerzitivfeldstärken bestehen, daß nach dem Sättigen des zusammengebauten Systems in einer bestimmten Richtung und Ummagnetisieren der niedrigkoerzitiven Dauermagnete in einem schwächeren Magnetfeld entgegengesetzter Richtung eine ausreichende Magnetisierung der hochkoerzitiven Dauermagnete in der ursprünglichen Richtung bestehenbleibt.

2. Dauermagneten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Dauermagnete mit entgegengesetzten Magnetisierungsrichtungen unmittelbar aneinanderstoßen.

3. Dauermagnetsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Ferrit-Magnetwerkstoffen mit Barium, Strontium oder Blei für die hochkoerzitiven Dauermagnete und von AINiCo-Magnetwerkstoffen für die niedrigkoerzitiven Dauermagnete.

4. Dauermagnetsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Ferrit-Magnetwerkstoffen mit Strontium oder Blei und einer Koerzitivfeldstärke bHc von mehr als 2500 Oersted für die hochkoerzitiven Dauermagnete und von Ferrit-Magnetwerkstoffen mit Barium und einer Koerzitivfeldstärke bHc von weniger als 2000 Oersted für die niedrigkoerzitiven Dauermagnete.

5. Dauermagnetsystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von AINiCo-Magnetwerkstoffen mit einer Koerzitivfeldstärke bHc von mehr als 1000 Oersted für die hochkoerzitiven Dauermagnete und von AINiCo-Magnetwerkstoffen mit einer Koerzitivfeldstärke bHc von weniger als 750 Oersted für die niedrigkoerzitiven Dauermagnete.

6. Verfahren zum Magnetisieren des Dauermagnetsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetisieren nach dem Zusammenbau des Systems und in den folgenden zwei Stufen erfolgt:

a) Magnetisieren aller Dauermagnete in einer bestimmten Richtung mittels einer so hohen magnetischen Feldstärke, daß die hochkoerzitiven Dauermagnete gesättigt werden;

b) Ummagnetisieren der aus dem niedrigkoerzitiven Werkstoff bestehenden Dauermagnete mittels einer magnetischen Feldstärke entgegengesetzter Richtung, deren Betrag zwischen den Beträgen der Koerzitivfeldstärken der beiden Werkstoffe liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verfahrensschritt b) die auf die hochkoerzitiven Teile einwirkende Feldstärke entgegengesetzter Richtung durch Anwendung entsprechend geformter Polstücke und/oder Abschirmungen herabgesetzt wird.