DE19637732C2

DE19637732C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von Dauermagneten

Info

Publication number: DE19637732C2
Application number: DE1996137732
Authority: DE
Inventors: Joachim Von Gerlach; Torsten Wolfgang Pueschel
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1996-09-16
Filing date: 1996-09-16
Publication date: 2001-09-20
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: DE19637732A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messanordnung zur Qualitätskontrolle von Dauermagneten

Aus DE 24 11 485 A1 ist ein Verfahren zur Qualitätskontrolle von Dauermagneten bekannt, bei dem die zu prüfenden Dauermagnete automatisch in eine Spule eingebracht und in dieser aufmagnetisiert werden. Mittels einer Messspule wird dort eine magnetische Werkstoffkenngröße, nämlich der magnetische Fluss, der zu prüfenden Dauermagnete gemessen. Anschließend werden dort die Dauermagnete entmagnetisiert und aus der Entmagnetisierungsspule gefahren. Daraufhin folgt ein automatisches Sortieren nach fehlerhaften und fehlerlosen Dauermagneten.

Die zur präzisen Messung der magnetischen Kenngrößen (- Koer zitivfeldstärke, Polarisation und Remanenz -) eines Dauerma gneten, insbesondere eines Dauermagneten auf der Basis von seltenen Erden, benötigten Geräte sind für einen Einsatz un ter Fertigungsbedingungen wegen ihrer Empfindlichkeit gegen Streufelder nicht geeignet.

Eine magnetische Sortierung von gesinterten Dauermagneten ist daher bisher nur in magnetisch abgeschirmten Räumen möglich.

Da z. B. sich eine fehlerhafte Koerzitivfeldstärke in vielen Fällen auch in einer inhomogenen Dichteverteilung im Sinter ling äußert (- aufgequollene Teileränder etc. -), sind unter Fertigungsbedingungen optische und taktile Prüfungen und Sor tierschritte üblich. Da aber auch formvollendete Dauermagnete schlechte magnetische Eigenschaften aufweisen können, ist diese genannte Prüfung stark fehlerbehaftet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein neues Verfahren und eine automatische Messanordnung zur Qualitätskontrolle von Dauermagneten zu entwickeln, das bzw. die mit möglichst geringem Aufwand wirtschaftlich arbeitet und unter Fertigungsbedingungen (- Streufelder, Schmutz etc. -) nach objektiven Kriterien, eine schnelle Sortierung und Prüfung der Dauermagnete bzgl. ihrer magnetischen Eigenschaften ermöglicht.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und hinsichtlich der Messanordnung mit den im Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, bei dem die zu prüfenden Dauermagnete automatisch in eine Spule eingebracht werden und in dieser Spule aufmagnetisiert werden. Danach wird eine magnetische Werkstoffkenngröße über eine im Bereich dieser Spule befindlichen Messsonde gemessen und erfasst.

Dieses Verfahren erlaubt eine ausreichend präzise Sortierung der zu prüfenden Dauermagnete bezüglich der wichtigsten Feh lerquellen, insbesondere mangelhafter Koerzitivfeldstärken.

Zu einer Freigabe der zu prüfenden Dauermagnete kann aber das erfindungsgemäße Verfahren noch dahingehend weiter präzisiert werden, in dem die zu prüfenden Dauermagnete nach ihrer Ma gnetisierung in der Spule in eine Helmholtz-Spule eingebracht werden und dort präzise gemessen wird. Danach werden die zu prüfenden Dauermagnete in die erste Spule zurückgebracht und dort entmagnetisiert. Danach werden die Dauermagnete wiederum aus der Spule automatisch in einen Sortierbehälter nach fehlerhaften und fehlerlosen Dauermagneten geordnet ausgebracht.

In einer Weiterbildung der beiden erfindungsgemäßen Verfahren wird zusätzlich die Temperatur der zu prüfenden Dauermagnete gemessen und die Messungen der magnetischen Werkstoffkenngrö ßen dahingehend korrigiert.

Ferner wird zweckmäßigerweise zusätzlich die äußere Kontur und/oder die Dicke der zu prüfenden Dauermagnete automatisch gemessen und Dauermagnete, die den Anforderungen bezüglich ihrer Abmessungen nicht genügen, können somit ebenfalls auto matisch aussortiert werden.

In einer Weiterbildung des Verfahrens, werden die zu prüfen den Dauermagnete zu Beginn des Verfahrens gereinigt, wodurch die Messung durch die Entfernung magnetischen Staubs präzi siert werden kann.

Ferner kann auch vorgesehen sein, daß die zu prüfenden Dauer magnete gewogen werden und Dauermagnete, die in ihrem Gewicht von den Maßgaben abweichen, automatisch aussortiert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens besteht aus einer automatischen Zuführvorrichtung und einem Kolben, wobei die zu prüfenden Dauermagnete mit der Zu führvorrichtung auf den Kolben einzeln aufbringbar sind, so wie einer Spule, in die die zu prüfenden Dauermagnete mit dem Kolben absenkbar sind. Dort werden die Dauermagnete magneti siert und eine magnetische Werkstoffkenngröße wird über eine in der Spule befindliche Meßsonde gemessen und in einer Meß- und Regeleinheit erfaßt.

Nach erfolgter Messung werden die in der Spule befindlichen Dauermagnete automatisch entmagnetisiert und aus der Spule in einen Sortierbehälter nach fehlerhaften und fehlerlosen Dau ermagneten geordnet automatisch ausgebracht.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschau licht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ansicht der automa tischen Meßanordnung und

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Ansicht einer al ternativen automatischen Meßanordnung.

Nach der Zeichnung besteht die Meßanordnung 1 aus einer Zu führeinrichtung 2, auf der die Dauermagnete 3 einzeln aufge bracht werden. Als Zuführeinrichtung 2 ist beispielsweise ein Förderband denkbar. Auf der Zuführeinrichtung 2 sind Mittel zur Reinigung 4 der zu prüfenden Dauermagnete 3 vorgesehen. Als Mittel zur Reinigung 4 können z. B. zwei gegenläufige Bürsten angeordnet sein, mit denen Staub und gröbere Verun reinigungen auf den Oberflächen der zu prüfenden Dauermagnete 3 entfernbar sind.

Ferner befindet sich auf der Zuführeinrichtung 2 eine automa tische Wägestation 5, mit der das Gewicht der einzelnen Dau ermagnete 3 erfaßbar ist, sowie Mittel zur Konturprüfung 6 in Form einer Kamera. Es ist jedoch auch denkbar, daß mehrere Kameras zur Konturprüfung eingesetzt werden.

Danach wird der zu prüfende Dauermagnet 3 in einen bewegli chen Kolben 7 eingesetzt. Oberhalb des beweglichen Kolbens 7 sind Mittel 8 in Form eines Tasters angeordnet, mit dem die Dicke der zu prüfenden Dauermagnete 3 gemessen wird.

Nach erfolgter Dickenmessung wird der zu prüfende Dauermagnet 3 in eine Spule 9 abgesenkt, dort aufmagnetisiert und kon trolliert gegengepulst. Das Gegenpulsen erfolgt durch Um schalten der Spule. Anschließend erfolgt die Messung einer magnetischen Werkstoffkenngröße, in der Regel der Koerzitiv feldstärke, über die in der Spule 9 befindliche Maßsonde 10. Diese Messung erlaubt in den meisten Fällen eine ausreichend präzise Aussage über die Fehlerhaftigkeit der zu prüfenden Dauermagnete. Insbesondere können damit die wichtigsten Feh lerquellen, d. h. der C/O-Effekt und eine fehlerhafte Koerzi tivfeldstärke ermittelt werden.

Eine zur Auslieferungsfreigabe notwendige Präzisionsmessung erfolgt in der automatischen Meßanordnung dadurch, daß der prüfende Dauermagnet 3 nach erfolgter Aufmagnetisierung in der Spule 9 weiter nach unten in eine Helmholtz-Spule 11 ab gesenkt wird.

Bei der in der Fig. 1 gezeigten Anordnung wird dort die Re manenz des Dauermagneten 3 gemessen. Dies erfolgt durch die Flußänderung in den beiden Helmholtz-Spulenteilen 11a und 11b, die durch das Hineinfahren des magnetisierten Dauer magneten 3 induziert wird. Diese Flußänderung ist das eigent liche Meßsignal.

In der Fig. 2 wird als Alternative der zu prüfende aufmagne tisierte Dauermagnet 3 mittels einer Rotationsvorrichtung 15 in der Helmholtz-Spule 11 gedreht. Dadurch entsteht ein induzierter sinusförmiger Spannungsverlauf, der gemessen und erfaßt wird, wobei die Meßgröße in der Regel die Amplitude ist. Ausgehend von dieser Amplitudenmessung kann ebenfalls die Remanenz der zu prüfenden Dauermagnete 3 ermittelt wer den.

Danach wird der zu prüfende Dauermagnet 3 in die Spule 9 zu rückgefahren, wo wiederum die Gegenfeldverluste über die Meßsonde 10 erfaßt werden.

In beiden Anordnungen wird über ein IR-Thermometer 12 die Temperatur der zu prüfenden Dauermagnete 3 gemessen und zur rechnerischen Korrektur der Meßwerte benutzt. Nach Beendigung der jeweiligen Messungen werden die zu prüfenden Dauermagnete 3 kontrolliert gegengepulst und annähernd unmagnetisch aus dem Kolben 7 ausgestoßen.

Dabei gelangen sie über eine Ausbringeinrichtung 13, die die Gestalt einer Rutsche hat, nach fehlerhaften und fehlerlosen Dauermagneten geordnet in einen Sortierbehälter 14.

Die gesamte Meßanordnung 1 wird von der Meß- und Regeleinheit gesteuert (nicht gezeigt).

Zusätzlich kann diese Ausbringeinrichtung 13 noch so ausge stattet werden, daß eine legierungsspezifische Sortierung der zu prüfenden Dauermagnete erfolgt (nicht gezeigt).

Ein besonderer Vorteil der beiden gezeigten automatischen Meßanordnungen 1 ist die Möglichkeit der Durchführung aller wichtigen Messungen am Produktionsort, d. h. außerhalb eines gesonderten Meßraumes, sofern die Meßanordnung mit einer Ab schirmung 16 versehen wird.

Bezugszeichenliste

1

Automatische Meßanordnung

2

Zuführeinrichtung

3

Dauermagnet

4

Mittel zur Reinigung

5

Mittel zum Wiegen

6

Mittel zur Konturbestimmung

7

Kolben

8

Mittel zur Dickenbestimmung

9

Spule

10

Meßsonde

11

Helmholtz-Spule

12

Mittel zur Temperaturbestimmung

13

Ausbringeinrichtung

14

Sortierbehälter

15

Rotationsvorrichtung

Claims

1. Verfahren zur Qualitätskontrolle von Dauermagneten mit folgenden Schritten.

a) Die zu prüfenden Dauermagnete (3) werden automatisch in eine Spule (9) eingebracht,
b) in der Spule (9) aufmagnetisiert,
c) die zu prüfenden Dauermagnete (3) werden in eine Helm holtz-Spule (11) eingebracht und anschließend mit der Helmholtz-Spule (11) eine magnetische Werkstoffkenngröße der zu prüfenden Dauermagnete (3) gemessen,
d) die zu prüfenden Dauermagnete (3) werden in die Spule (9) zurückgebracht und entmagnetisiert,
e) die Dauermagnete (3) werden aus der Spule (9) in einen Sortierbehälter (14) nach fehlerhaften und fehlerlosen Dauermagneten geordnet automatisch ausgebracht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätz lich die Temperatur der zu prüfenden Dauermagnete (3) gemes sen wird und die Messung der magnetischen Werkstoffkenngröße dementsprechend korrigiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätz lich die äußere Kontur und/oder die Dicke der zu prüfenden Dauermagnete gemessen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätz lich die zu prüfenden Dauermagnete (3) gewogen und/oder ge reinigt werden.

5. Automatische Messanordnung (1) zur Qualitätskontrolle von Dauermagneten bestehend aus einer Zuführeinrichtung (2) und einem Kolben (7), wobei mit der Zuführeinrichtung (2) die zu prüfenden Dauermagnete (3) kontinuierlich auf den Kolben (7) förderbar sind und einzeln mit dem Kolben (7) in eine Spule (9) abgesenkt werden, wobei im Bereich der Spule (9) eine Messsonde (10) angeordnet ist, mit der eine magnetische Werkstoffkenngröße der prüfenden Dauermagnete (3) meßbar ist, sowie einer Ausbringeinrichtung (13), die die Gestalt einer Rutsche hat, mit der die geprüften Dauermagnete nach fehlerhaften und fehlerlosen Dauermagnete geordnet automatisch in einen Sortierbehälter (14) ausbringbar sind, wobei zusätzlich eine Helmholtz-Spule (11) nach der Spule (9) angeordnet ist, in deren Bereich eine Messsonde (10) angeordnet ist, mit der eine Präzisionsmessung einer magnetischen Werkstoffkenngröße der zu prüfenden Dauermagnete (3) durchführbar ist und wobei die gesamte Messanordnung von einer Mess- und Regeleinheit gesteuert wird.

6. Automatische Messanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Be reich der Helmholtz-Spule (11) eine Rotationsvorrichtung (15) angeordnet ist, mit der die zu prüfenden Dauermagnete (3) in der Helmholtz-Spule (11) drehbar sind.

7. Automatische Messanordnung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Zuführeinrichtung (2) Mittel zur Reinigung (4) der zu prüfen den Dauermagnete (3) vorgesehen sind.

8. Automatische Messanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Zuführanordnung Mittel zum Wiegen (5) der zu prüfenden Dauer magnete (3) angeordnet sind.

9. Automatische Meßanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Zuführeinrichtung (2) Mittel zur Konturbestimmung (6) der zu prüfenden Dauermagnete (3) angeordnet sind.

10. Automatische Messanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Be reich des Kolbens (7) Mittel (8) angeordnet sind, mit der die Dicke der zu prüfenden Dauermagnete (3) bestimmbar ist.

11. Automatische Messanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Be reich der Zuführanordnung oder im Bereich des Kolbens Mittel (12) angeordnet sind, mit der die Temperatur der zu prüfenden Dauermagnete (3) erfassbar ist.