DE19953650C2 - Verfahren zur Herstellung und Magazinierung von Einzelmagnetbauteilen sowie deren Montage zur Herstellung von miniaturisierten Magnetsystemen und solche Magnetsysteme - Google Patents
Verfahren zur Herstellung und Magazinierung von Einzelmagnetbauteilen sowie deren Montage zur Herstellung von miniaturisierten Magnetsystemen und solche MagnetsystemeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung von mehrpoligen Magnetsystemen, die aus
mehreren Einzelmagnetbauteilen zusammengesetzt werden. Hierzu wird ein
Verfahren zur abformtechnischen Herstellung und Magazinierung mindestens zweier
Einzelmagnetbauteile, ein Magazin für mindestens zwei Einzelmagnetbauteile und
dessen Aufmagnetisierung, Montageverfahren zur Herstellung von Magnetsystemen
sowie die hieraus entstehenden Magnetsysteme angegeben.
Magnetsysteme im weitesten Sinne sind bereits vielfältig bekannt:
Die DE 297 08 752 U1 betrifft einen Haltemagnet für Metalltafeln. Der Magnet ist in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet, der an seiner dem Magnet entgegengesetzten Seite eine metallische magnetische Kappe aufweist. Das zylindrische Gehäuse und die metallische magnetische Kappe sind derart ausgeführt, daß mehrere Haltemagnete übereinander gestapelt werden können.
Die DE 297 08 752 U1 betrifft einen Haltemagnet für Metalltafeln. Der Magnet ist in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet, der an seiner dem Magnet entgegengesetzten Seite eine metallische magnetische Kappe aufweist. Das zylindrische Gehäuse und die metallische magnetische Kappe sind derart ausgeführt, daß mehrere Haltemagnete übereinander gestapelt werden können.
In der DE 97 03 999 U1 werden Magnetkappen zum Anheften von
Anschauungsmaterial und zu Organisationszwecken beschrieben. Ähnlich wie in der
E1 sind die Kappen derart ausgeführt, daß mehrere Magnete mit Kappen zu einem in
sich gegen Seitenverschiebung gesicherten Stapel zusammengefügt werden
können.
Das französische Gebrauchsmuster FR 2 003 763 beschäftigt sich mit einem
Verbindungselement zwischen einem Magneten und einem nicht magnetisierbaren
Objekt. Dieses Verbindungselement besteht aus magnetisierbarem Material und
steht mit dem Objekt aus nicht magnetisierbarem Material formschlüssig in Eingriff.
Die DE-PS 759 856 betrifft einen Dauermagneten für Lautsprecher, Messgeräte und
dergleichen. Die Dauermagnetanordnung ist als radial magnetisierter,
hohlzylinderförmig gestalteter, an einem Ende geschlossener Teil aus magnetischem
Material hoher Koerzitivkraft vorgesehen, dessen Innenwand einen Kern aus
Weicheisen oder dergleichen enthält und dessen Außenwand von einer Hülle aus
Weicheisen umschlossen ist.
Die GB-PS 726328 beschäftigt sich mit der Verbesserung eines Sets magnetischer
Elemente z. B. zur Verwendung als Spielbauklötze. Die einzelnen Elemente bestehen
aus Permanentmagneten. Das permanentmagnetische Material enthält nichtkubische
Kristalle von Mehrfachoxiden von Eisen und Barium, Strontium und/oder Blei bzw.
Kalzium. Die Elemente weisen ein Paar im wesentlich paralleler Seitenflächen auf,
und eine Höhe, deren Quadrat geringer als die Fläche einer der genannten
Seitenflächen ist, wobei die Magnetisierungsrichtung mit der Richtung der
Höhenabmessung zusammenfällt.
Die FR 2 611 306 A1 beschreibt ein aus Einzelmagneten zusammengesetztes
Magnetsystem zur Verwendung in magnetotherapeutischen Vorrichtungen. Die
Einzelmagneten sind derart angeordnet, daß sie in der Ebene senkrecht zur
Magnetisierungsrichtung alternierende Polaritäten aufweisen. Das Magnetsystem
kann von einem Schutzmittel aus magnetisch permeablem und/oder nicht
magnetisch permeablem Material teilweise oder ganz überzogen sein. Das
Schutzmittel kann als Gehäuse ausgebildet sein. Dieses Gehäuse kann durch
Eintauchen des Magnetsystems in fluidifiziertes Kunststoffpulver hergestellt werden.
Die EP 0 877 397 A2 beschreibt eine Magnetblockanordnung für Wiggler und
Undulatoren. Die Idee besteht darin, in einen Basisblock aus einem
Permanentmagnet mit einer Vielzahl von Schlitzen weiche Magnete in die Schlitze
einzufügen, deren Magnetisierungsrichtung senkrecht zu der Magnetisierung des
Grundblocks ist.
Die US 4 575 702 betrifft eine Aufspannvorrichtung auf der Basis von
Permanentmagneten. Die Werkzeughalteplatte ist aus einer Vielzahl von sich
abwechselnden Permanentmagnetschichten und magnetischen Isolatorschichten
aufgebaut. Außerdem ist ein magnetisches Schiebeelement vorgesehen, das eine
Vielzahl von scheibenförmigen Permanentmagneten aufweist, die in runden Löchern
angeordnet sind, welche in Abständen zueinander angeordnet sind, die den
Abständen der Permanentmagnetschichten in der Werkzeughalteplatte entsprechen.
In der DE-OS 15 64 315 wird ein Dauermagnetsystem mit mehreren Dauermagneten,
die in zueinander entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, und ein
Verfahren zur Magnetisierung dieses Dauermagnetsystems beschrieben. Indem die
Dauermagnete abwechselnd aus zwei Werkstoffen mit derart unterschiedlichen
Koerzitivfeldstärken bestehen, daß nach dem Sättigen des zusammengebauten
Systems in einer Richtung und Ummagnetisieren der niedrigkoerzitiven
Dauermagnete in einem schwächeren Magnetfeld entgegengesetzter Richtung eine
ausreichende Magnetisierung der hochkoerzitiven Dauermagnete in der
ursprünglichen Richtung bestehen bleibt, wird erlaubt, das Dauermagnetsystem erst
nach dem Zusammenbau zu magnetisieren. Es wird ermöglicht, Magnetsysteme mit
entgegengesetzt gepolten Magneten in sehr gedrängter Bauweise herzustellen, bei
denen die Magnete mit entgegengesetzter Polung unmittelbar aneinander stoßen.
Die EP 0 355 704 A1 befaßt sich mit einem isotropen Permanentmagneten aus
seltenen Erden, ihrer Herstellung und einer dazu geeigneten Metallform. Zunächst
werden pulvermetallurgisch einzelne Permanentmagnetblöcke hergestellt, die
danach mittels eines den Formgebungsdruck übersteigenden Druck in beliebiger
Kombination zu einem großen Magneten zusammengepresst werden.
In der US 3 537 048 geht es um Permanentmagnetvorrichtungen zum Halten oder
Transportieren von Gegenständen. Ein Permanentmagnetsystem ist in einer
Trägerstruktur angeordnet. Eine magnetische Halteplatte ist an mindestens einer
Seite der Vorrichtung im magnetischen Kontakt mit dem Magnetsystem. Dadurch
führt die magnetische Halteplatte zu einem magnetischen Kurzschluß. Das
magnetische System besteht aus voneinander beabstandet angeordneten Magneten
abwechselnder Polarität.
Die DE-AS 10 98 632 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung starrer, ebener
Dauermagnetplatten größeren Ausmaßes. Vielpolig magnetisierte oder
magnetisierbare Dauermagnetstücke gleicher Bauhöhe werden ohne
Zwischenräume zusammengesetzt und durch beidseitig aufgebrachte
Bindemittelschichten und dünne Folien zusammengehalten.
In der US 5 760 668 wird eine magnetische Werkzeughalteplatte beschrieben. In
einem flachen, nicht magnetischen Gehäuse sind eine Vielzahl von flachen,
rechteckigen Permanentmagneten derart in Reihen angeordnet, daß sie beabstandet
sind, alternierende Polarität aufweisen und um 45° gegen die Richtung der Reihe
verdreht sind. Die Magneten sind an das Gehäuse angeklebt.
In der US 5 519 373 geht es um Dipolringmagneten für den Einsatz in
Magnetronsputter- oder Magnetronätzvorrichtungen. Der Dipolring wird dadurch
gebildet, daß in einen ringförmigen Träger einzelne Magnete eingelassen sind, die in
ihrer Magnetisierungsrichtung gegeneinander verdreht sind, so daß sich insgesamt
ein Dipolfeld ausbildet. Die Einzelmagneten sind durch den Träger voneinander
beabstandet.
Die FR 2 568 401 A1 beschreibt eine magnetische Vorrichtung, um zwei Elemente
provisorisch miteinander zu verbinden, so daß eine Schalung zur Verfügung gestellt
werden kann. In einem Abformkörper sind eine Vielzahl von Permanentmagneten
eingelassen. Die Permanentmagneten sind in Paaren entgegengesetzter Polarität
auf einer zusammenhängenden Bandfläche derart angeordnet, daß ein Magnetpaar
abwechselnd parallel und senkrecht zum Verlauf der Bandfläche angeordnet ist.
Gattungsgemäße Magnetsysteme werden als Dauermagnetkomponenten
beispielsweise in elektromagnetischen Antrieben, wie permanent und hybrid
Antrieben, in magnetischen Weg- und Winkelmeßsystemen, in magnetischen
Kupplungen und Ventilen sowie in magnetosensitiven Sensoren eingesetzt. Im Zuge
der Miniaturisierung müssen diese Systeme bei ähnlicher Leistung immer kleiner
oder bei gleicher Baugröße immer leistungsstärker werden. Zum einen werden hierzu
Magnetsysteme benötigt, die sich der Meßanordnung oder der Funktionsgeometrie
dieser Systeme optimal anpassen können. Dies können sowohl flache
zweidimensionale Magnetschichten als auch in ihrer äußeren Form komplexe
dreidimensionale Magnetsysteme sein. Zum anderen kommen
Hochleistungsmagnetwerkstoffe wie Seltenerdmagnetmaterialien, insbesondere
NdFeB, zum Einsatz. Der Vorteil von NdFeB-Magnetsystemen liegt darin, daß
hierdurch schon bei geringen Magnetschichtdicken eine hohe magnetische
Ansteuerung und hohes B-Feld im magnetischen Kreis erreicht werden kann.
Ferner weist NdFeB eine hohe magnetische Härte bzw. eine geringe
Entmagnetisierung auf. Ferner wird eine homogenen Durchmagnetisierung der
Magnetsegmente angestrebt, um einen möglichst steilen Übergang zwischen zwei
benachbarten, entgegengesetzt polarisierten Magnetsegmenten zu erreichen.
Nachteilig bei der Verwendung von NdFeB-Magnetsystemen ist, daß für die
Erzeugung der Magnetsegmente magnetische Feldstärken bis über 5000 kA/m und
damit entsprechend hohe Magnetisierungsströme verwendet werden müssen. In
konventionellen Magnetisierungseinrichtungen wird die Magnetisierung dieser
Magnetsysteme in einem Vorgang mittels Impulsmagnetisierung mit einem kurzen
Hochstromimpuls durch eine speziell an das Magnetsystem angepaßte
Magnetisierspule realisiert. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß aufgrund der
extrem hohen Magnetisierungsströme entsprechend große Leitungsquerschnitte für
die Spulen notwendig sind, und dies limitierend für den Polabstand und damit für die
Integrationsdichte der Magnete ist. Mittels diesem Verfahren ist die Herstellung von
Magnetsystemen mit streifenförmiger, mehrpoliger Durchmagnetisierung mit
Polabständen von 2 bzw. 1 mm möglich.
Beispielsweise wurde, wie in der Veröffentlichung "Micromachining and
Microfabrication" in Proc.SPIE Vol. 3680B-65 bereits beschrieben, zur Herstellung
des in den beiden deutschen Patentanmeldungen DE 199 02 370 A1 und DE 199 02 371 A1
beschriebenen Scheibenläufermotors und dessen Läuferscheibe ein Magnetring
aus NdFeB-Magnetmaterial abformtechnisch hergestellt. Dieser wurde nachfolgend
komplett in einer konventionellen Impulsmagnetisierungseinrichtung mit einer
entsprechend den zu bildenden Magnetsegmenten geformten Spule mehrpolig
aufmagnetisiert. Zum einen wurden hierbei Magnetfeldverluste in den Randbereichen
zwischen zwei Magnetsegmenten festgestellt. Zum anderen ist die freie
Ausgestaltung der Magnetfläche bereits dadurch erheblich eingeschränkt, daß in
Bereichen der Spulenwicklungen nahezu keine Aufmagnetisierung stattfindet.
Ferner sind mit konventionellen Formen der Magnetisierspulen keine komplizierten
Bauformen von Magnetsystemen in einem Vorgang magnetisierbar. Als Alternative
werden die Magnetsegmente einzeln erzeugt, wobei Magnetisierköpfe partiell die
erforderliche magnetische Feldstärke erzeugen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist,
daß es sich hierbei um ein serielles und damit zeitaufwendiges Verfahren handelt.
Ferner muß zum Erreichen der notwendigen Sättigung ein Mindestabstand zwischen
Magnetkopf und zu magnetisierender Fläche eingehalten werden, der limitierend für
die Verkleinerung des Polabstands ist. Darüber hinaus belasten die bei der
Magnetisierung auftretenden sehr hohen Kräfte die Magnetisierköpfe mechanisch
derart, daß die Magnetisierköpfe mit aufwendigen Halte- und Stützstrukturen
versehen werden müssen.
Um das beschriebene Problem der Magnetisierung von miniaturisierten
Magnetsystemen zu vermeiden, wird in der DE 195 33 120 A1 und der
dazugehörigen Veröffentlichung in der Zeitschrift Feinwerktechnik und Mikrotechnik,
Mikroelektronik (FuM) 106 (1998) 4, S. 194 ff., Carl Hanser Verlag, zur Bildung eines
magnetischen Positionsgebers eine Magnetscheibe bzw. ein Code-Träger und ein
Verfahren zu dessen Herstellung beschrieben, wobei der Code-Träger in zwei Teile
mit einer Zahnstruktur am Umfang zerlegt wird. Beide Teile werden getrennt
voneinander radial magnetisiert, ein Teil mit dem magnetischen Nordpol am
Außenumfang, das andere mit dem Südpol außen. Beim Zusammenfügen beider
Teile ergibt sich das gewünschte magnetische Wechselfeld. Nachteilig bei dieser
Vorgehensweise ist, daß zum Zusammensetzen des Code-Trägers angespritzte
Fügestrukturen hier in Form von Zahnstrukturen notwendig sind. Diese
Fügestrukturen limitieren zu dem die weitere Miniaturisierung der Bauhöhe des
Code-Trägers.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein mehrpoliges Magnetsystem
bestehend aus mehreren Einzelmagnetbauteilen und ein Verfahren zur Herstellung
dieser Einzelmagnetbauteile sowie ein Verfahren zur Montage der
Einzelmagnetbauteile zu einem solchen Magnetsystem dahingehend zu verbessern,
daß eine beliebige Polteilung genau und reproduzierbar herstellbar ist, wobei eine
konventionelle Magnetisierungseinrichtung eingesetzt werden kann, und
Magnetsysteme mit direkt aneinanderliegenden Einzelmagnetbauteilen herstellbar
sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Magnetsysteme mit Halte-
bzw. Fügestrukturen derart herzustellen, daß dadurch nicht die Bauhöhe der
Magnetsysteme erhöht wird.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das zu fertigende Magnetsystem
aus mehreren Einzelmagnetbauteilen hergestellt wird, wobei ein erfindungsgemäßes
Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 12 zur abformtechnischen Herstellung und
Magazinierung von mindestens zwei Einzelmagnetbauteilen verwendet wird, sowie
das gesamte Magazin mit Einzelmagnetbauteilen gemeinsam in einer
Magnetisierungseinrichtung aufmagnetisiert wird. Das Magazin wird durch die
Merkmale gemäß den Ansprüchen 13 bis 22 beschrieben. Danach werden mit zwei
erfindungsgemäßen Montageverfahren gemäß Ansprüchen 23 bis 28 bzw.
Ansprüchen 29 und 30 die aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteile direkt aus dem
Magazin zu einem mehrpoligen Magnetsystem montiert. Die durch diese
Vorgehensweise bevorzugt zu bildenden Magnetsysteme werden in den Ansprüchen
31 bis 37 und 38 bis 40 sowie den Ansprüchen 41 bis 47 beschrieben.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von mehreren
Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen
und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller
Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer
Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1 a) eine Draufsicht und b) einen Schnitt eines aus mehreren
Einzelmagnetbauteilen zusammengesetzten Magnetrings.
Fig. 2 a) eine Draufsicht und b) einen Schnitt eines aus mehreren
Einzelmagnetbauteifen zusammengesetzten Magnetstreifens.
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Magnetstreifens.
Fig. 4 a) eine Draufsicht und b) einen Schnitt eines aus zwei Magnetstreifen
gemäß Fig. 3 zusammengesetzten magnetischen Maßstabes.
Fig. 5a-d abformtechnische Herstellung der Einzelmagnetbauteile gemäß Fig. 1
bis 4.
Fig. 6a-b abformtechnische Herstellung eines aus einem Träger und
Einzelmagnetbauteilen bestehenden Magazins.
Fig. 7 a) eine Draufsicht und b) einen Schnitt eines aus einem Träger und
Einzelmagnetbauteilen bestehenden Magazins gemäß Fig. 6.
Fig. 8 a) axiale und b) diametrale gemeinsame Aufmagnetisierung der im
Magazin gemäß Fig. 7 zusammengefaßten Einzelmagnetbauteile.
Fig. 9 a) eine Draufsicht und b) einen Ausschnitt und c) einen Schnitt des
Ausschnitts eines Magazins mit axial in Nord-Südpol-Richtung
aufmagnetisierten kreisringsegmentförmigen Einzelmagnetbauteilen.
Fig. 10 a) eine Draufsicht und b) einen Ausschnitt und c) einen Schnitt des
Ausschnitts eines Magazins mit axial in Süd-Nordpol-Richtung
aufmagnetisierten kreisringsegmentförmigen Einzelmagnetbauteilen.
Fig. 11 a) eine Draufsicht und b) einen Schnitt eines Magazins mit axial in Süd-
Nordpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen
Einzelmagnetbauteilen.
Fig. 12 einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform des Magazins mit axial in
Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen
Einzelmagnetbauteilen, wobei eine Magnetfläche hergestellt wird.
Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines
Magazins mit axial in Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisierten
quaderförmigen Einzelmagnetbauteilen und Ausnehmungen.
Fig. 14 einen Schnitt eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform eines
Magazins mit axial in Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisierten
quaderförmigen Einzelmagnetbauteilen und Ausnehmungen.
Fig. 15 Montageroboter für die Vielfach-Montage von mehrpoligen
Magnetsystemen.
Fig. 16 Montage von mehreren Magnetringen aus Fig. 1 auf einer Montageplatte
mit zwei Magazinen mit Einzelmagnetbauteilen gemäß Fig. 9 und 10.
Fig. 17 Montage eines Magazins mit mehreren Magnetringen aus Fig. 1 mit
einem Magazin mit Einzelmagnetbauteilen und Ausnehmungen und einem
Magazin mit Einzelmagnetbauteilen gemäß Fig. 10.
Fig. 18 Magazin mit mehreren Magnetringen gemäß Fig. 1.
Fig. 19 Montage von Magnetringen gemäß Fig. 1 auf einer Montageplatte mit
einem Magazin mit Einzelmagnetbauteilen.
Fig. 20 Montage eines Magnetstreifens aus Fig. 2 auf einer Montageplatte aus
zwei Magazinen gemäß Fig. 13.
Fig. 21 Montage eines Magnetstreifens aus Fig. 2 mit einem Magazin gemäß
Fig. 11 und einem Magazin gemäß Fig. 13.
Fig. 22 Montage eines magnetischen Maßstabes aus Fig. 4 mit zwei Magazinen
gemäß Fig. 11.
Die Fig. 1a zeigt eine Draufsicht und 1b einen Schnitt eines aus mehreren
aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 1, 2 zusammengesetzten mehrpoligen
Magnetsystems 3 in Form eines Magnetrings 4.
Die bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel mit einem Spritzprägeverfahren
genau und reproduzierbar hergestellten Einzelmagnetbauteile 1, 2 bestehen beide
aus einem magnetisier- und abformbaren Dauermagnetmaterial, wie beispielsweise
kunststoffgebundenem NdFeB-Material. Der Einsatz von kunststoffgebundenem
NdFeB-Material ermöglicht die Abformung von dünnwandigen oder flachen
Bauformen der Einzelmagnetbauteile 1, 2. Die Einzelmagnetbauteile 1, 2 weisen
eine kreisringsegmentförmige Außenform 52 auf und sind gemäß Fig. 1 im
Magnetring 4 abwechselnd und direkt aneinanderliegend angeordnet. Die Dicke des
Magnetringes 4 liegt bei etwa 300 µm. Auch denkbar ist der Einsatz anderer
abformtechnischer Herstellungsverfahren, wie beispielsweise Spritzgießverfahren
oder Formpressen. Als Magnetmaterial kann auch abformbares SmCo,
beispielsweise kunststoffgebundenes SmCo, zum Einsatz kommen. Ferner können
die Einzelmagnetbauteile 1, 2 auch aus Magnetmaterialien mit einer niedrigen
Remanenzinduktion, wie beispielsweise aus Hartferriten auf Strontium- oder Barium-
Basis, oder einem magnetisierbaren Material mit niedriger Koerzitivfeldstärke, wie
beispielsweise AlNiCo, bestehen.
Erfindungsgemäß werden die Einzelmagnetbauteile 1, 2 in einer konventionellen
Magnetisierungseinrichtung gemäß Fig. 8 mittels Impulsmagnetisierung entlang
ihrer Längs- oder Quererstreckung aufmagnetisiert. Die Einzelmagnetbauteile 1, 2
sind beide gemäß der Ausschnittsvergrößerung in Fig. 1c axial durchmagnetisiert,
und zwar derart, daß die Einzelmagnetbauteile 1 in Nord-Südpol-Richtung
aufmagnetisiert sind, wobei auch nachfolgend darunter verstanden wird, daß die
Einzelmagnetbauteile 1 gemäß der Fig. 1c auf der einen Stirnfläche 5a einen
Nordpol und auf der anderen Stirnfläche 5b einen Südpol aufweisen. Entsprechend
sind die Einzelmagnetbauteile 2 entgegengesetzt axial in Süd-Nordpol-Richtung
polarisiert, d. h. sie weisen auf der Stirnfläche 5a einen Südpol und auf der Stirnfläche
5b einen Nordpol auf. Hierdurch ist der aus den Einzelmagnetbauteilen 1, 2
zusammengesetzte Magnetring 4 auf beiden Stirnflächen 5a, 5b 8-polig und weist
damit jeweils 4 Polpaare auf.
Der Magnetring 4 dient als Läuferscheibe in einem in den beiden
Patentanmeldungen DE 199 02 370 und DE 199 02 371 beschriebenen DC-
Scheibenläufermotor. Durch die extrem flache Bauhöhe des Magnetrings 4 weist der
Scheibenläufermotor lediglich eine Höhe von 1,4 mm bei einem Außendurchmesser
von 12,8 mm auf. Die Drehmomentkonstante des Motors beträgt etwa 0,40 µNm/mA.
Der Motor ist ohne weiteres einsetzbar für Umdrehungsgeschwindigkeiten von bis zu
20.000 min-1 bei gleichzeitig hoher Laufgüte.
Generell ist durch die erfindungsgemäße abformtechnische Herstellung der
Einzelmagnetbauteile und deren separate Aufmagnetisierung eine beliebige
Polteilung genau und reproduzierbar herstellbar. Ferner weist der Magnetring 4 keine
platzaufwendigen Stütz- oder Haltestrukturen auf. Dies ermöglicht die weitere
Miniaturisierung von Systemen in denen der Magnetring 4 zum Einsatz kommt, wie
beispielsweise elektromagnetische Antriebe, insbesondere Hypridschrittmotoren und
Scheibenläufermotoren, vergleiche hierzu Artikel "Kleine Kraftpakete-
Strukturierbare dünne Magnetschichten" in der Zeitschrift F 107 (1999) 4, S. 24 ff.
und Artikel "Optimierte Magnete für Hybridschrittmotoren" in F 106 (1998) 7-8, S.
503 ff. beide im Carl Hanser Verlag.
Die Fig. 2a zeigt eine Draufsicht und 2b einen Schnitt eines aus mehreren
aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 6, 7 zusammengesetzten mehrpoligen
Magnetsystems 3 in Form eines Magnetstreifens 8. Die Einzelmagnetbauteile 6, 7
weisen eine quaderförmige Außenform 52 auf und sind im Magnetstreifen 8
abwechselnd und direkt aneinanderliegend angeordnet. Die Dicke des
Magnetstreifens 8 liegt bei etwa 300 µm. Die Einzelmagnetbauteile 6, 7 sind beide
axial aufmagnetisiert, wobei die Einzelmagnetbauteile 6 auf der in Fig. 2 gezeigten
Stirnfläche 9a des Magnetstreifens 8 einen Nordpol und die Einzelmagnetbauteile 7
einen Südpol aufweisen. Hierdurch ist der Magnetstreifen 8 sowohl auf der
Stirnfläche 9a als auch auf der Stirnfläche 9b abwechselnd mit Nord- und Südpolen
19-polig polarisiert. Dieser aus Dauermagneten abwechselnder Polarität gebildete
Magnetstreifen 8 kann als Dauermagnetkomponente beispielsweise in magnetischen
Wegmeßsystemen zur Verkörperung des Längenmaßes eingesetzt werden.
Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform des aus
Dauermagneten abwechselnder Polarität gebildeten Magnetstreifens 8. Im
Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind die Einzelmagnetbauteile 6, 7
durch einen Träger 10 benachbart zueinander angeordnet. Der Träger 10 besteht
aus einem Formstoff 34 und bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel aus
Reaktionsgießharz. Ein anderes bevorzugtes Trägermaterial ist ein Thermoplast-
oder Elastomer-Kunststoff. Gemäß Fig. 3 umfaßt der Träger 10 bzw. der Formstoff
34 die Einzelmagnetbauteile 6, 7 an ihren seitlichen Flächen 16a, b und 17a, b
formschlüssig und es ist jeweils zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen
6, 7 Formstoff 34 angeordnet. Durch diese Ausführungsform werden die
Einzelmagnetbauteile 6, 7 durch das Trägermaterial getrennt voneinander
angeordnet, so daß Magnetsysteme 3 mit einem größeren Polabstand herstellbar
sind. Das derart angeordnete Trägermaterial übernimmt aber auch eine Stütz- bzw.
Haltefunktion zwischen je zwei Einzelmagnetbauteilen 6, 7 und verbessert hierdurch
die mechanische Stabilität des Magnetstreifens 8, aber ohne das es zu einer
größeren Bauhöhe kommt. Die notwendige mechanische Stabilität dieses
Magnetstreifens 8 wird noch dadurch verbessert, daß der Träger 10 zusätzlich
formschlüssig als äußere Einfassung 18 der Einzelmagnetbauteile 6, 7 ausgebildet
ist. Die Einfassung 18 kann eine kreisringförmige, bandförmige oder dergleichen
äußere Form aufweisen.
Die Fig. 4a zeigt eine Draufsicht und 4b einen Schnitt eines aus zwei
Magnetstreifen 8a, b zusammengesetzten magnetischen Maßstabes 12. Der
Magnetstreifen 8a gemäß Fig. 4b weist im Unterschied zum Magnetstreifen 8 aus
Fig. 3 nun lediglich in Süd-Nordpolrichtung aufmagnetisierte Einzelmagnetbauteile
7 auf, die durch den aus Formstoff 34 bestehenden Träger 10 beabstandet
zueinander angeordnet sind. In gleicher Weise sind im Magnetstreifen 8b in Nord-
Südpolrichtung aufmagnetisierte Einzelmagnetbauteile 6 zusammengefaßt. Der
magnetische Maßstab 12 besteht gemäß Fig. 4b aus den beiden aufeinander
angeordneten Magnetstreifen 8a und 8b, wobei die Einzelmagnetbauteile 7 derart
seitlich versetzt zu den Einzelmagnetbauteilen 6 angeordnet sind, daß der
magnetische Maßstab 12 auf beiden Stirnflächen 13a, b abwechselnde Polarität
aufweist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der magnetische
Maßstab 12 gemäß Fig. 4a in Draufsicht auf die Stirnfläche 13a nebeneinander
angeordnete Südpole der im Magnetstreifen 8a angeordneten Einzelmagnetbauteile
7 und jeweils dazwischen und in einem Schnitt dargestellte Nordpole der im
Magnetstreifen 8b angeordneten Einzelmagnetbauteile 6 auf. Durch diese
Anordnung der Einzelmagnetbauteile 6, 7 erzeugt der magnetische Maßstab 12
entlang der Stirnfläche 13a einen sich alternierend ändernden magnetischen Fluss.
Damit kann der magnetische Maßstab 12 beispielsweise in rotationsymmetrischer
Form an eine Motorwelle gekoppelt werden und als Encoder dienen. Andererseits
kann der magnetische Maßstab 12 auch in einem Linearversteller zur Verkörperung
des Längenmaßes dienen und so eine Längenmessung ermöglichen. Bei der in Fig.
4a und 4b dargestellten Ausführungsform sind beide Enden 14a, b des
magnetischen Maßstabes 12 durch nichtmagnetisches Trägermaterial in Form einer
Stufe 15 ausgebildet. Diese Stufen 15 ermöglichen ein seitliches Erfassen des
magnetischen Maßstabes 12, und zwar ohne das die Einzelmagnetbauteile 6, 7
berührt werden müssen. Selbstverständlich können die beiden Enden 14a, b des
magnetischen Maßstabes 12 aber auch ohne Stufe 15 als senkrechte Abschlüsse
ausgebildet sein.
Die Fig. 5a bis 5d stellen ein Spritzprägeverfahren als ein bevorzugtes Verfahren
zur abformtechnischen Herstellung der Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 gemäß
Fig. 1 bis 4 dar. Die Fig. 5a zeigt schematisch den Aufbau eines
Spritzprägewerkzeuges 19. Das Spritzprägewerkzeug 19 weist eine obere
Werkzeughälfte 20 und eine untere Werkzeughälfte 21 mit jeweils einem
Schließanschlag 22a, b auf. In der in Fig. 5a dargestellten Öffnungsstellung des
Spritzprägewerkzeuges 19 sind die beiden Schließanschläge 22a, b voneinander
getrennt. Zur Abformung einer Vielzahl von Einzelmagnetbauteilen 1, 2, 6, 7 auf eine
Grundplatte 23, wie dies die Fig. 5b bis 5d zeigen, weist die obere
Werkzeughälfte 20 einen Formeinsatz 24 mit mehreren Kavitäten 25 auf. Die untere
Werkzeughälfte 21 weist hierzu einen Angußkanal 27 mit einer konisch geformten
Angußspitze 28 und einer Spritzdüse 29 zum Einspritzen bzw. Einfüllen eines
magnetisierbaren Materials 26 in den Formeinsatz 24 auf, wie dies die Fig. 5a, b
zeigen. Die Spritzdüse 29 ist mittig zur Angußspitze 28 und zum Formeinsatz 24
ausgerichtet. Gemäß Fig. 5a wird das magnetisierbare Material 26 zunächst in
Form einer Blase 30 in den Formeinsatz 24 eingefüllt.
In der in Fig. 5b dargestellten Schließstellung des Werkzeuges 19 fährt die untere
Werkzeughälfte 21 in die obere Werkzeughälfte 20 soweit ein, bis die beiden
Schließanschläge 22a, b aufeinander liegen. Hierdurch wird zum einen das
magnetisierbare Material 26 in die Kavitäten 25 eingepreßt. Zum anderen dringt die
Spritzdüse 29 in die Angußspitze 28 vor und dichtet diese ab. Dies ermöglicht einen
kleinvolumigen Anguß bzw. eine definierte Trennung des magnetisierbaren Materials
26 von der im Formeinsatz 24 abgeformten Grundplatte 23.
Ein ganz besonderer Gedanke der Erfindung besteht darin, daß der durch die
abformtechnische Herstellung der Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 durch den
Formeinsatz 24 vorgegebene Ordnungszustand auf die Anordnung der
Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 auf der Grundplatte 23 übertragen wird. Hierdurch
wird erreicht, daß dieser Ordnungszustand und damit die fixierte Lage verschiedener
Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 zueinander für die gesamte weitere Behandlung der
Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7, nämlich für die abformtechnische Herstellung eines
Magazins 40 mit Einzelmagnetbauteilen 1, 2, 6, 7, deren Magnetisierung und deren
Montage zu einem Magnetsystem 3, wie beispielsweise dem Magnetring 4 oder dem
Magnetstreifen 8, erhalten bleibt. Die Fig. 5c zeigt hierzu einen Schnitt und die Fig.
5d eine Draufsicht auf die aus dem Spritzprägewerkzeug 19 entformte Grundplatte
23 mit mehreren darauf angeordneten kreisringsegmentförmigen
Einzelmagnetbauteilen 1, 2. Gemäß Fig. 5d ist die Grundplatte 25 in einem äußeren
Format eines Wafers 31 mit beispielsweise 3, 4, 5, oder 6 Zoll ausgebildet. Hierdurch
wird die Nutzung der Handhabungs- und Zuführtechnik aus der Halbleiterindustrie
ermöglicht.
Ein weiterer besonderer Gedanke der Erfindung besteht darin, daß die
Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 auf der Grundplatte 23 bereits derart ausgerichtet
gemäß Fig. 5d in Gruppen 32 angeordnet sind, daß sie nach deren Magazinierung
und Magnetisierung in dieser Gruppenanordnung direkt zu einem Magnetsystem 3
montiert werden können.
Die Fig. 6a und 6b zeigen die abformtechnische Herstellung eines aus einem
Träger 10 und Einzelmagnetbauteilen 1, 2, 6, 7 bestehenden Magazins 40. In der
Fig. 6a ist ein Reaktionsgießverfahren als ein bevorzugtes Verfahren zur
abformtechnischen Herstellung des Magazins 40 mit Einzelmagnetbauteilen 1, 2, 6, 7
gemäß Fig. 1 bis 4 dargestellt. Gemäß Fig. 6a wird zunächst die Grundplatte 23
mit darauf angeordneten Einzelmagnetbauteilen 1, 2 seitlich mit einem Überstand in
einer Gießwanne 33 eingefaßt. Danach werden die Einzelmagnetbauteile 1, 2 von
oben mit dem den Träger 10 bildenden und sich verfestigenden Reaktionsgießharz
34 eingegossen. Hierdurch wird erreicht, daß der durch den Formeinsatz definierte
und auf die Grundplatte 23 übertragene Ordnungszustand und die fixierte Lage der
Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 im Magazin 40 zueinander erhalten bleibt. Nach dem
der Harz 34 sich verfestigt hat, wird die Basisplatte 23 mit darauf eingegossenen
Einzelmagnetbauteilen 1, 2 aus der Gießwanne 33 heraus genommen und gemäß
Fig. 6b auf eine Vakuumhalteplatte 35 angeordnet, um den Überstand 36 des
Harzes 34 über den Einzelmagnetbauteilen 1, 2 und die Basisplatte 23 durch
Abfräsen zu beseitigen.
Alternativ kann die Herstellung der Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 und des Magazins
40 auch mit einem Zweikomponenten-Spritzgußverfahren erfolgen. Hierzu wird
vorzugsweise ein Spritzgußwerkzeug verwendet, wie es bereits in den Fig. 2 bis
4 der Patentanmeldung DE 199 26 181 beschrieben wurde. Generell wird hierdurch
ermöglicht, daß die Reihenfolge der Herstellung des Magazins 40 und der
Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 je nach Ausgestaltung der Einzelmagnetbauteile und
des Magazins frei wählbar ist. Damit kann auch zunächst das Magazin 40 und dann
die Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 beispielsweise in zwei direkt
aufeinanderfolgenden Abformprozessen hergestellt werden. Hierdurch kann sowohl
die beim Reaktionsgießverfahren zum Einsatz gekommene Grundplatte 23, als auch
die Notwendige mechanische Nachbehandlung gemäß Fig. 6b zur Herstellung des
Magazins 40 entfallen.
Die Fig. 7a zeigt eine Draufsicht und 7b einen Schnitt des so hergestellten
Magazins 40 mit mehreren Einzelmagnetbauteilen 1, 2. Die Einzelmagnetbauteile 1,
2 sind bei der hier dargestellten Ausführungsform des Magazins 40 durch den
Formstoff 34 an ihren gesamten seitlichen Flächen 37 formschlüssig umfaßt, d. h.
auch zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 1, 2 ist Formstoff 34
angeordnet. Durch diese Ausführungsform ist ein der Bauhöhe der
Einzelmagnetbauteile 1, 2 entsprechend flaches Magazin 40 mit mehreren aus
kunststoffgebundenem NdFeB-Material bestehenden Einzelmagnetbauteilen 1, 2, 6,
7 realisiert. Ferner zeigt der Vergleich mit Fig. 5c, daß die Anordnung der
Einzelmagnetbauteile 1, 2 in Gruppen 32 auch im Magazin 40 erhalten bleibt. Der
Vorteil, daß die Einzelmagnetbauteile 1, 2 nun lediglich an ihren seitlichen Flächen
37 durch den Formstoff 34 umfaßt werden, und nicht wie in Fig. 5c auf der
Grundplatte 23 aufsitzen, besteht darin, daß die Einzelmagnetbauteile 1, 2 so bei der
Montage durch einfaches Ausdrücken dem Magazin 40 entnommen werden können.
In der Fig. 8 ist eine konventionelle Magnetisierungseinrichtung 38 mit großen
Magnetisierspulen 39 dargestellt, wie sie für die Aufmagnetisierung aller im Magazin
40 gemäß Fig. 7 zusammengefaßten Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 verwendet
wird. Der besondere Vorteil dieser erfindungsgemäßen Aufmagnetisierung besteht
darin, daß alle im Magazin 40 zusammengefaßten Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7
gemeinsam mit einer Spule mit einer vorgegebenen Polarisierung durchmagnetisiert
werden können, und zwar unabhängig von der Bauform der Einzelmagnetbauteile 1,
2, 6, 7. Ferner kann durch eine entsprechende Dimensionierung der
Magnetisierspulen 39 erreicht werden, daß lediglich die in einem Bereich des
Magazins 40, wie beispielsweise einer Hälfte des Magazins 40, angeordneten
Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 in gleicher Richtung aufmagnetisiert werden.
Hierdurch ist beispielsweise ermöglicht, daß in Draufsicht auf ein Magazin 40 die
eine Hälfte des Magazins 40 Nordmagnetpole und die andere Hälfte des Magazins
40 Südmagnetpole aufweist. In Fig. 8a ist eine axiale Aufmagnetisierung aller
Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 im Magazin 40 dargestellt, so daß hierdurch die
Einzelmagnetbauteile auf beiden Stirnflächen entgegengesetzt polarisiert sind. Die
Fig. 8b zeigt eine diametrale Aufmagnetisierung aller Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6,
7 im Magazin 40, so daß hierdurch die Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 auf
gegenüberliegenden Seitenflächen entgegengesetzt polarisierbar sind. Der
besondere Vorteil dieser erfindungsgemäßen Aufmagnetisierung der
Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7, die im zu bildenden Magnetsystem 3 den
Magnetsegmenten entsprechen, besteht im Vergleich zu einer Aufmagnetisierung
eines kompletten Magnetsystems 3, wie beispielsweise dem Magnetring 4 in Fig. 1,
darin, daß die Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 vollständig durchmagnetisiert werden
können. Hierdurch wird insbesondere ein Abfall des Magnetfeldes in den
Randbereichen der Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 verhindert. Hierdurch wird auch
erreicht, daß der Magnetfeldabfall in benachbarten Magnetsegmenten im
Magnetsystem 3 lediglich durch das Zusammensetzen der entgegengesetzt
aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteile 1 und 2 bzw. 6 und 7 bestimmt ist. Ferner
wird eine weitere Miniaturisierung der mit den Einzelmagnetbauteilen 1, 2, 6, 7 zu
bildenden Magnetsysteme 3, 4, 8, 12 ermöglicht, da auch abformtechnisch gefertigte
kleinste Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 vollständig aufmagnetisiert werden können.
Die Fig. 9 bis 13 zeigen verschiedene Ausführungsformen des Magazins 40 mit
darin zusammengefassten Einzelmagnetbauteilen 40, die den Magnetsegmenten im
zu bildenden Magnetsystem 3 entsprechen.
In Fig. 9a ist eine Draufsicht und 9b ein Ausschnitt und 9c ein Schnitt dieses
Ausschnitts eines Magazins 40 mit mehreren in Draufsicht axial in Nord-Südpol-
Richtung aufmagnetisierten kreisringsegmentförmigen Einzelmagnetbauteilen 1
dargestellt. Die Fig. 10 wiederholt die Darstellung von Fig. 9, wobei nun ein
Magazin 40 mit mehreren in Draufsicht axial in Süd-Nordpol-Richtung
aufmagnetisierten kreisringsegmentförmigen Einzelmagnetbauteilen 2 dargestellt ist.
Der Vergleich der Ausrichtungen der Einzelmagnetbauteile 1 in Fig. 9 mit den
Einzelmagnetbauteile 2 in Fig. 10, insbesondere in den Ausschnittsvergrößerungen
in Fig. 10b und Fig. 9b zeigt, daß die Einzelmagnetbauteile 1, 2 jeweils in Gruppen
32 derart komplementär zueinander auf einem Kreisring angeordnet sind, daß sie
nachfolgend direkt zu einem mehrpoligen Magnetring 4 gemäß Fig. 1
zusammengesetzt werden können. Die Fig. 9c und 10c zeigen die axiale
Aufmagnetisierung der in der Gruppe 32 angeordneten Einzelmagnetbauteile 1, 2.
Die Fig. 11a zeigt eine Draufsicht und 11b einen Schnitt eines Magazins 40 mit
axial in Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen
Einzelmagnetbauteilen 7. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die
Einzelmagnetbauteile 7 derart beabstandet zueinander im Magazin 40 angeordnet,
daß zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 7 der Träger 10 bzw.
Formstoff 34 angeordnet ist. Ferner sind jeweils 10 Einzelmagnetbauteile 7 parallel
zueinander in einem Magnetstreifen 8a gemäß Fig. 4b angeordnet. Das Magazin 40
weist um jeweils einen Magnetstreifen 8a eine rechteckig um die
Einzelmagnetbauteile 7 angeordnete Einfassung 18' aus magnetisierbarem Material
26 auf. Diese Anordnung der Einfassung 18' ermöglicht, daß der Magnetstreifen 8a
als ganzes, also mit allen 10 Einzelmagnetbauteilen 7 aus dem Magazin 40
herausgelöst werden kann. Nach der Entnahme des Magnetstreifens 8a aus dem
Magazin 40 wird üblicherweise die aus magnetisierbarem Material 26 bestehende
Einfassung 18' vom Magnetstreifen 8a abgelöst, so daß dann die
Einzelmagnetbauteile 7 durch eine aus Formstoff 34 bestehende Einfassung 18
zusammengefaßt werden. Mit dem Magnetstreifen 8a sind insbesondere
Magnetsysteme 3 mit einer größeren Polteilung oder auch mehrlagige
Magnetschichtsysteme 3, wie beispielsweise der in Fig. 4 dargestellte magnetische
Maßstab 12 herstellbar. Gemäß Fig. 11b umfaßt der Formstoff 34 die
Einzelmagnetbauteile 7 bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel an ihren
seitlichen Flächen formschlüssig, so daß der Träger 10 und die Einzelmagnetbauteile
7 mit gleicher Bauhöhe ausgeführt sind. Eine weitere nicht bildlich dargestellte
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magazins 40 mit Einzelmagnetbauteilen 1,
2, 6, 7, besteht darin, daß der Formstoff 34 die Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7
zumindest an Teilen ihrer äußeren Flächen, wie beispielsweise an zumindest Teilen
ihrer Stirnflächen, als Träger 10 umfaßt. Hierdurch werden die Einzelmagnetbauteile
1, 2, 6, 7 zum Schutz zumindest an Teilen ihrer Stirnflächen von Formstoff 34
überdeckt. Diese Ausführungsform kommt vorzugsweise dann zu Anwendung, wenn
dem Magazin 40 nicht einzelne Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 sondern ganze
Magnetsysteme 3, wie beispielsweise der Magnetstreifen 8a, zur Herstellung
beispielsweise eines magnetischen Maßstabs 12 entnommen werden. Hierbei kann
der Formstoff 34 auf der Stirnfläche eines Einzelmagnetbauteils 1, 2, 6, 7 auch als
Verbindungsmittel zum Anordnen eines weiteren Magnetsstreifens ausgeführt sein,
ohne das hierdurch die Bauhöhe des magnetischen Maßstabs 12 erhöht wird.
Die Fig. 12 zeigt einen Schnitt eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform
des Magazins 40 mit axial in Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierten
quaderförmigen Einzelmagnetbauteilen 7. Bei dieser Ausführungsform sind im
Unterschied zur Darstellung in Fig. 11b die Einzelmagnetbauteile 7 und der Träger
10 mit unterschiedlichen Bauhöhen hergestellt. Hierdurch wird erreicht, daß der
Träger 10 lediglich mit Teilen der seitlichen Flächen 17a, b der Einzelmagnetbauteile
7 in Haftkontakt hergestellt ist. Durch diesen verminderten Haftkontakt wird der
Lösevorgang des Magnetstreifens 8a aus dem Magazin 40 erleichtert. Ferner wird
durch diese Ausführungsform des Magazins 40 auch der Lösevorgang bei der
Entnahme der Einzelmagnetbauteile 7 aus dem Magazin 40 erleichtert. Für die
Herstellung dieser Ausführungsform des Magazins 40 wird vorzugsweise ein
Zweikomponenten-Spritzgießverfahren zur Herstellung des Trägers 10 und der
Einzelmagnetbauteile 7 verwendet. Generell wird der Aufbau von mehrpoligen
Magnetflächen 3 aus mehreren versetzt angeordneten Einzelmagnetbauteilen 7
ermöglicht, wie dies die Fig. 12 schematisch veranschaulicht. Zum Aufbau dieser
Magnetfläche 3 wird beispielsweise zwischen zwei aus dem Träger 10
herausstehenden und benachbarten Einzelmagnetbauteilen 7 ein weiteres
Einzelmagnetbauteil 6 eingesetzt. Diese Vorgehensweise wird wiederholt bis eine
ausreichend große schachbrettartige aus Nord- und Südmagnetpolen bestehende
Magnetfläche 3 hergestellt ist.
Die Fig. 13 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Magazins
40 mit axial in Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen
Einzelmagnetbauteilen 6 und Ausnehmungen 11. Im Vergleich zur Darstellung in
Fig. 11 ist hier nur ein Ausschnitt des Magazins 40 in Form eines Magnetstreifens
8c dargestellt. Bei diesem Magnetstreifen 8c sind lediglich Einzelmagnetbauteile 6
derart benachbart zueinander angeordnet, daß zwischen zwei
Einzelmagnetbauteilen 6 jeweils eine Ausnehmung 11 angeordnet ist. Die
Einzelmagnetbauteile 6 werden durch den als bandförmige Einfassung 18
ausgebildeten Träger 10 zusammengefasst.
Die Fig. 14 zeigt einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform eines Magazins 40
mit axial in Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisierten quaderförmigen
Einzelmagnetbauteilen 6 und Ausnehmungen 11, wobei nur ein Ausschnitt des
Magazins 40 in Form eines Magnetstreifens 8d dargestellt ist. Im Unterschied zum in
Fig. 13 dargestellten Magnetstreifen 8d sind zwischen zwei Einzelmagnetbauteilen
6 jeweils in Folge Formstoff 34, dann eine Ausnehmung 11 und wieder Formstoff 34
angeordnet.
Die Fig. 15 bis 21 zeigen verschiedene Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Montageverfahrens zur Herstellung eines Magnetsystems 3. Der
gemeinsame Gedanke hierbei besteht darin, daß zur Herstellung des
Magnetsystems 3 mindestens ein Magazin 40 verwendet wird, und die
Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7, die den Magnetsegmenten im zu bildenden
Magnetsystem 3 entsprechen, aus dem Magazin 40 direkt in die Montageposition auf
einem Träger 10 derart positioniert werden, daß ein mehrpoliges Magnetsystem 3,
wie beispielsweise der Magnetring 4, der Magnetsstreifen 8 oder der magnetische
Maßstab 12, mit auf beiden Stirnflächen abwechselnder Polarität entsteht.
Die Fig. 15 zeigt einen Montageroboter 41, der für eine besonders bevorzugte
Vielfach-Montage der Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 aus dem Magazin 40 zur
Herstellung des Magnetsystemen 3 verwendet wird. Hierzu weist der Montageroboter
41 zum Ausdrücken der Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 aus dem Magazin 40 in die
Montageposition auf dem Träger 10 einen Ausdruckstempel 51 mit Ausdrückstiften
51a und als Auflage für das Magazin 40 eine Auflageplatte 42 auf. In der
Auflageplatte 42 ist direkt unterhalb des Ausdruckstempels 51 ein ambossartiger
Haltestempel 43 angeordnet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird die
Läuferscheibe des Scheibenläufermotors aus den beiden Patentanmeldungen DE 199 02 370
und DE 199 02 371 hergestellt. Hierzu wird in einer bevorzugten
Ausführungsform zunächst das Magazin 40 gemäß Fig. 9 mit in Nord-Südpol-
Richtung aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 1 der Auflageplatte 42 durch
Auflegen oder per Laufband zugeführt. Ferner wird der Träger 10 in Form des
Motordeckels 44 des Scheibenläufermotors dem Ausdruckstempel 42 direkt
gegenüberliegend unterhalb des Magazins 40 auf einem Führungsbolzen 45 des
ambossartigen Haltestempels 43 angeordnet.
Nachfolgend wird der Ausdruckstempel 51 beispielsweise pneumatisch in
Pfeilrichtung gemäß Fig. 15 abgesenkt und mittels den Ausdrückstiften 51a die
gesamte in der Ausschnittsvergrößerung in Fig. 9b dargestellte Gruppe 32 von
Einzelmagnetbauteilen 1 auf den Motordeckel 44 ausgedrückt. Um nach dem
Ablösen der Einzelmagnetbauteile 1 vom Magazin 40 ein Verkippen der
Einzelmagnetbauteile 1 zu verhindern, kann die Bewegung des Ausdruckstempels
51 mit einer entgegengesetzten Bewegung des Haltestempels 43 derart
synchronisiert werden, daß ein Ausdrücken der Einzelmagnetbauteile 1 mit
ständigem Bauteilekontakt kraft- und/oder formgeführt ermöglicht ist. Hierdurch
entsteht auf dem Motordeckel 44 ein Magnetring 3, bei dem zwischen zwei
Einzelmagnetbauteilen 1 jeweils eine Lücke angeordnet ist. Nachfolgend wird der
Ausdruckstempel 51 wieder angehoben und ein Magazin 40 gemäß Fig. 10 mit in
Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 2 der Auflageplatte
42 derart ausgerichtet zugeführt, daß die komplementär zu den
Einzelmagnetbauteilen 1 in Gruppen 32 angeordneten Einzelmagnetbauteile 2 direkt
in die verbleibenden Lücken des Magnetringes 3 auf dem Motordeckel 44
ausgedrückt werden können. Der Motordeckel 44 weist zur Fixierung der
Einzelmagnetbauteilen 1, 2 eine Klebeschicht 46 auf. Schließlich wird die
Läuferscheibe bestehend aus dem Motordeckel 44 mit darauf fixiertem Magnetring 3
von unterhalb des Ausdruckstempels 51 wegbefördert und die nächste
Läuferscheibe hergestellt.
Die Fig. 16 veranschaulicht und wiederholt das zuvor beschriebene
Montageverfahren aus zwei Magazinen mit Einzelmagnetbauteilen gemäß Fig. 9
und 10 zur Herstellung eines Magnetrings 3 aus Fig. 1. Hierbei wird als Träger 10
zur Fixierung der Einzelmagnetbauteile 1, 2 eine vorzugsweise weichmagnetische
Montageplatte 47 verwendet. Hierdurch kann die Klebeschicht 46 entfallen.
Die Fig. 17 zeigt eine andere Ausführungsform des Montageverfahrens zur
Herstellung von Magnetringen 3. Hierbei wird ein Magazin 40 gemäß Fig. 9 mit in
Gruppen 32 angeordneten Einzelmagnetbauteilen 2 verwendet. Als Träger 10 dient
ein Magazin 40 mit in Gruppen angeordneten Einzelmagnetbauteilen 1, bei dem
gemäß Fig. 13 zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 1 mindestens
eine Ausnehmungen 11 angeordnet ist. Zur Herstellung des Magnetringes 3 werden
die Einzelmagnetbauteile 2 mit den Ausdrückstiften 51a des Montageroboters 41
direkt in die Ausnehmungen 11 ausgedrückt. Hierdurch entsteht gemäß Fig. 18 ein
Magazin 50, daß aus verfestigendem Formstoff 34, vorzugsweise Reaktionsharz 34a
oder Kunststoff besteht, der eine Vielzahl von aus Einzelmagnetbauteilen 1, 2
bestehende Magnetringe 3 zumindest an Teilen einer seitlichen Flächen umfaßt.
Die Fig. 19a bis c zeigen die Montage von Magnetringen 3 aus Fig. 1 auf einer
weichmagnetischen Montageplatte 47, wobei lediglich ein Magazin 40 verwendet
wird. Gemäß Fig. 19a weist dieses Magazin 40 auf der mit einem
Markierungszeichen 48 gekennzeichneten erste Hälfte des Magazins 40 lediglich in
Nord-Südpol-Richtung aufmagnetisierte Einzelmagnetbauteilen 1 und auf der mit
einem weiteren Markierungszeichen 49 gekennzeichneten zweiten Hälfte lediglich in
Süd-Nordpol-Richtung aufmagnetisierte Einzelmagnetbauteilen 2 auf. Mit dem
Montageroboter 41 werden zunächst die in der ersten Hälfte in einer Gruppe 32
angeordneten Einzelmagnetbauteile 1 auf die Montageplatte 47 ausgedrückt und
fixiert. Nachfolgend wird das Magazin 40, wie ein Vergleich von Fig. 18a und 18b
zeigt, um 180° gedreht. Danach werden die gemäß Fig. 18b in Süd-Nordpol-
Richtung aufmagnetisierten und in einer Gruppe 32 angeordneten
Einzelmagnetbauteile 2 auf die Montageplatte 47 ausgedrückt. Hierdurch entstehen
mehrere Magnetringe 3 auf der Montageplatte 47, wie dies die Fig. 19c zeigt.
Die Fig. 20 zeigt die Herstellung eines Magnetstreifens 8 gemäß Fig. 2. Hierzu
werden zwei Magazine 40 gemäß Fig. 13 mit zum einen in Magnetstreifen 8c
angeordneten in Nord-Südpol Richtung aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 6
und zum anderen in Magnetstreifen 8c angeordneten in Süd-Nordpol Richtung
aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 7 nacheinander dem Montageroboter 41
zugeführt. Zunächst werden mittels den Ausdrückstiften 51a alle
Einzelmagnetbauteile 6 aus dem zugehörigen Magnetstreifen 8c auf den hier nicht
dargestellten Träger ausgedrückt, und gegebenenfalls mit einem Kleber fixiert.
Hierdurch entsteht zunächst ein Magnetstreifen 8, bei dem zwischen zwei
benachbarten Einzelmagnetbauteilen 6 eine Lücke angeordnet ist. Danach werden
die Einzelmagnetbauteile 7 aus dem zugehörigen Magnetstreifen 8c gemäß Fig. 13
auf den Träger und in diese Lücken ausgedrückt. Hierdurch entsteht der
Magnetstreifen 8 mit direkt aneinanderliegenden Einzelmagnetbauteilen 6, 7, wie er
in Fig. 20 dargestellt ist.
Die Fig. 21 zeigt, daß mit einem Magnetstreifen 8c gemäß Fig. 21b, der jeweils
eine Ausnehmung 11 zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 7 und
eine Einfassung 18 in Form des Träger 10 aufweist, ein mehrpoliger Magnetstreifen 8
gemäß Fig. 21c mit direkt aneinanderliegenden Einzelmagnetbauteilen 6, 7 und
äußerer Einfassung 18 hergestellt werden kann. Hierzu weist der Magnetstreifen 8c
bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 21 b' eine Bodenplatte 53
auf. Auf diese Bodenplatte 53 und in die Ausnehmungen 11 werden nachfolgend
Einzelmagnetbauteile 6 eingesetzt, die gemäß Fig. 21a in einem Magnetstreifen 8b
angeordnet sind. Nachfolgend wird die Bodenplatte 53 beispielsweise durch
Abfräsen beseitigt, so daß der in Fig. 21c dargestellte mehrpolige Magnetstreifen 8
mit direkt aneinanderliegenden Einzelmagnetbauteilen 6, 7 und äußerer Einfassung
18 entsteht.
Schließlich zeigt die Fig. 22 die Montage eines magnetischen Maßstabes 12 aus
Fig. 4. Hierzu werden zwei Magazine 40 gemäß Fig. 11 mit darin angeordneten
Magnetstreifen 8a, b mit zum einen durch Formstoff 34 voneinander getrennten in
Nord-Südpol Richtung axial aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 6 und zum
anderen entsprechend angeordneten in Süd-Nordpol Richtung axial
aufmagnetisierten Einzelmagnetbauteilen 7 verwendet. Die beiden Magnetstreifen
8a, b werden gemäß Fig. 22 derart aufeinander angeordnet, daß die
Einzelmagnetbauteile 7 seitlich versetzt zu den Einzelmagnetbauteilen 6 derart
angeordnet werden, daß ein magnetischer Maßstab 12 mit auf beiden Stirnflächen
13a, b abwechselnder Polarität entsteht.
Der Magnetstreifen 8 gemäß Fig. 3 wird hergestellt, indem ein Magazin 40 gemäß
Fig. 14 mit Einzelmagnetbauteilen 6 verwendet wird, bei dem zwischen zwei
benachbarten Einzelmagnetbauteilen 6 jeweils in Folge Formstoff 34, dann eine
Ausnehmung 11 und wieder Formstoff 34 angeordnet ist. Nachfolgend werden in
diese Ausnehmungen 11 Einzelmagnetbauteile 7 eingedrückt. Hierzu wird
beispielsweise ein Magazin 40 gemäß Fig. 11 mit Einzelmagnetbauteilen 7
verwendet, bei dem der Abstand zwischen zwei benachbarten
Einzelmagnetbauteilen 7 dem Abstand der Ausnehmungen 11 angepaßt ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Herstellung eines Magnetsystems 3 aus
mehreren Einzelmagnetbauteilen 1, 2, 6, 7, die in einem Magazin 40 mit fixierter
Lage zueinander angeordnet sind, besteht darin, daß sich extrem flache mehrpolige
Magnetsysteme 3 gemäß den Fig. 1 bis 4 herstellen lassen. Beispielsweise
können hierdurch extrem flache mehrpolige Magnetringe 4 gemäß Fig. 1 oder
Magnetstreifen 8 gemäß Fig. 2 mit direkt aneinanderliegenden
Einzelmagnetbauteilen 1, 2 bzw. 6, 7 hergestellt werden. Der besondere Vorteil
dieser Magnetsysteme 3 ist, daß keine Stütz- oder Haltestrukturen zwischen den die
Magnetsegmente bildenden Einzelmagnetbauteilen 1, 2, 6, 7 angeordnet sind.
Hierdurch wird eine besonders hohe Integrationsdichte von Einzelmagnetbauteilen 1,
2, 6, 7 im Magnetsystem 3 mit nahezu beliebig kleinem Polabstand ermöglicht, wobei
erfindungsgemäß lediglich die Montagetoleranz der Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7
bei der Herstellung des Magnetsystems 3 begrenzend ist. Erfindungsgemäß ist diese
Montagetoleranz aber bereits auf ein sehr geringes Maß reduziert, da zum einen die
Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 erfindungsgemäß im Magazin 40 mit der durch den
bei der abformtechnischen Herstellung zum Einsatz kommenden Formeinsatz
definierten Lage der Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 zueinander zusammengefaßt
sind. Zum anderen sind erfindungsgemäß die Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 derart
in Gruppen zueinander angeordnet, daß sie gemeinsam in dieser
Gruppenanordnung direkt aus dem Magazin 40 entnommen und in das
Magnetsystem 3 montiert werden können. Damit wird die Montagetoleranz lediglich
von der Genauigkeit der Überführung bzw. der Montage der Einzelmagnetbauteile 1,
2, 6, 7 aus dem Magazin 40 in das Magnetsystem 3 bestimmt. Ein weiterer genereller
Vorteil der Erfindung ist, daß die in einem Magazin 40 in einer Vielzahl
zusammengefassten Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 gemeinsam in einer
konventionellen Magnetisierungseinrichtung vollständig durchmagnetisiert werden
können. Hierdurch werden insbesondere auch Verluste, die bei der mehrpoligen
Aufmagnetisierung eines kompletten mehrpoligen Magnetsystems, wie
beispielsweise einem mehrpoligen Magnetring, durch Überlagerung der
Spulenwicklungen der Magnetisierungsvorrichtung mit den Magnetsegmenten
verursacht werden, vermieden.
Mit den erfindungsgemäßen Einzelmagnetbauteilen 1, 2, 6, 7 bzw. den
erfindungsgemäßen Magazinen 40 mit Einzelmagnetbauteilen 1, 2, 6, 7 können
erfindungsgemäß auch extrem flache mehrpolige Magnetsysteme 3 gemäß Fig. 3
hergestellt werden, bei denen zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen 6,
7 ein aus Formstoff 34 bestehender Träger 10 angeordnet ist. Dieser Träger dient
hier lediglich als laterale Stütz- oder Haltestruktur, wobei die Bauhöhe des
Magnetsystems 3 hierdurch nicht vergrößert wird. Durch diese Anordnung des
Trägers 10 wird auch ein größerer Polabstand zwischen den Einzelmagnetbauteilen
1, 2, 6, 7 erreicht, der bei bestimmten Magnetsystemen 3 durchaus erwünscht sein
kann.
Ferner können erfindungsgemäß auch weitere flache mehrpolige Magnetsysteme 3,
wie die beispielhaft bei Fig. 12 beschriebene schachbrettartige Magnetfläche 3,
hergestellt werden. Darüber hinaus können erfindungsgemäß mittels den flachen
erfindungsgemäßen Magnetsystemen 3 auch dreidimensionale Magnetkörper 3, wie
beispielsweise der magnetische Maßstab 12 gemäß Fig. 4 hergestellt werden.
Erfindungsgemäß können die Einzelmagnetbauteile 1, 2, 6, 7 auch aus einem
zugehörigen Magazin 40 herausgelöst und dann zu einem dreidimensionalen
Magnetkörper 3 aufgeschichtet werden.
1
Einzelmagnetbauteil
2
Einzelmagnetbauteil
3
Magnetsystem
4
Magnetring
5a, b Stirnfläche
5a, b Stirnfläche
6
Einzelmagnetbauteil
7
Einzelmagnetbauteil
8
Magnetstreifen
8a, b, c , d Magnetstreifen
9a, b Stirnfläche
8a, b, c , d Magnetstreifen
9a, b Stirnfläche
10
Träger
11
Ausnehmung
12
magnetischer Maßstab
13a, b Stirnfläche
14a, b querseitiges Ende
13a, b Stirnfläche
14a, b querseitiges Ende
15
Stufe
16a, b seitliche Fläche
17a, b seitliche Fläche
16a, b seitliche Fläche
17a, b seitliche Fläche
18
,
18
' Einfassung
19
Spritzprägewerkzeug
20
obere Werkzeughälfte
21
untere Werkzeughälfte
22a, b Schließanschlag
22a, b Schließanschlag
23
Grundplatte
24
Formeinsatz
25
Kavität
26
magnetisierbares Material
27
Angußkanal
28
Angußspitze
29
Spritzdüse
30
Blase
31
Wafer
32
Gruppe mit Einzelmagnetbauteilen
33
Gußwanne
34
Formstoff
34
a Reaktionsharz
35
Vakuumhalteplatte
36
Überstand
37
seitliche Fläche
38
Magnetisierungseinrichtung
39
Spulen
40
Magazin
41
Montageroboter
42
Auflageplatte
43
Haltestempel
44
Motordeckel
45
Führungsbolzen
46
Klebeschicht
47
Montageplatte
48
Markierungszeichen
49
weiteres Markierungszeichen
50
Magazin
51
Ausdruckstempel
51
a Ausdrückstifte
52
Außenform
53
Bodenfläche
Claims (47)
1. Verfahren zur abformtechnischen Herstellung und Magazinierung von
mindestens zwei Einzelmagnetbauteilen mit den Schritten:
- a) abformtechnische Formgebung, insbesondere nach einem Spritzgießverfahren, Spritzprägeverfahren oder durch Formpressen mehr als eines Einzelmagnetbauteils (1, 2, 6, 7) aus einem magnetisierbaren Material (26),
- b) abformtechnisches Umgeben, insbesondere nach einem Reaktionsgießverfahren oder einem Spritzgießverfahren der Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) mit einem sich verfestigenden Formstoff (34) derart, daß der Formstoff (34) die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) zumindest an Teilen ihrer äußeren Flächen (16a, b; 17a, b; 37) als Träger (10) umfaßt und die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) durch den Träger (10) in Art eines Magazins (40) beabstandet zueinander angeordnet werden;
- c) Magnetisieren des Magazins (40) mit mehreren Einzelbauteilen (1, 2, 6, 7) in einer Magnetisierungseinrichtung (38).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff
das Einzelmagnetbauteil (1, 2, 6, 7) zumindest an Teilen seiner seitlichen
Flächen (16a-b, 17a-b, 37) als Träger (10) umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) aus einem Seltenerd-Magnetmaterial, das
einen Kunststoff als Binder enthält, hergestellt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß als sich verfestigender Formstoff (34) ein Kunststoff, insbesondere ein
Thermoplast oder ein Elastomer, oder Reaktionsharz (34a), verwendet
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger (19) zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen
(1, 2, 6, 7), mit Ausnehmungen (11) hergestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der das Einzelmagnetbauteil (1, 2, 6, 7) überdeckende Formstoff (34)
durch Schleifen, Läppen, Fräsen oder Polieren entfernt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst der Träger (10) und dann die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7)
hergestellt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Zweikomponenten-Spritzgießverfahren zur Herstellung des Trägers
(10) und der Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) und der Träger (10) mit unterschiedlichen
Bauhöhen hergestellt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Träger (10) in Haftkontakt mit Teilen der seitlichen Flächen (16a-b, 17a-
b, 37) der Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) hergestellt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) in gleicher Richtung magnetisiert
werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) entlang ihrer Längs- oder
Quererstreckung magnetisiert werden.
13. Magazin für mindestens zwei Einzelmagnetbauteile, dadurch
gekennzeichnet, daß das Magazin (40) aus einem sich verfestigenden
Formstoff (34) besteht, der die aus magnetisierbarem Material bestehenden
Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) zumindest an Teilen ihrer äußeren Flächen
(16a, b; 17a, b; 37) umfaßt, wobei die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7)
beabstandet zueinander im Magazin (40) angeordnet sind.
14. Magazin nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff
(34) die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) zumindest an Teilen ihrer
seitlichen Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt.
15. Magazin nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die aus
magnetisierbarem Material (26) bestehenden Einzelmagnetbauteile
(1, 2, 6, 7) in gleicher Richtung magnetisiert sind.
16. Magazin nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) entlang ihrer Längs- oder
Quererstreckung magnetisiert sind.
17. Magazin nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) aus einem kunststoffgebundenen
Seltenerd-Magnetmaterial, vorzugsweise NdFeB oder SmCo aufweisend,
bestehen.
18. Magazin nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Magazin (40) eine scheibenförmige oder bandförmige
Außenkontur aufweist.
19. Magazin nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) eine kreisringsegment- oder
quaderförmige Außenform (52) aufweisen.
20. Magazin nach einer der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1, 2, 6, 7)
Formstoff (34) angeordnet ist.
21. Magazin nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1, 2, 6, 7)
mindestens eine Ausnehmung (11) angeordnet ist.
22. Magazin nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1, 2, 6, 7)
Formstoff (34) und mindestens eine Ausnehmung (11) angeordnet ist.
23. Montageverfahren zur Herstellung eines Magnetsystems,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) mindestens ein Magazin (40), daß aus einem sich verfestigenden Formstoff (34) besteht, der mehrere aus magnetisierbarem Material (26) bestehende und magnetisierte Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) zumindest an Teilen ihrer äußeren Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt, verwendet wird,
- b) und die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) dem Magazin (40) derart entnommen und auf einem Träger (10) benachbart angeordnet werden,
- c) daß ein Magnetsystem (3, 4, 8, 12) mit auf beiden Stirnflächen (5a- b, 9a-b, 13a-b) abwechselnder Polarität entsteht.
24. Montageverfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Magazin (40), das aus einem sich verfestigenden Formstoff
(34) besteht, der mehrere aus magnetisierbarem Material (26) bestehende
und magnetisierte Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) zumindest an Teilen
ihrer seitlichen Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt, verwendet wird.
25. Montageverfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet,
daß als Träger (10) ein Magazin (40) verwendet wird, bei dem zwischen
zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1, 2, 6, 7) mindestens eine
Ausnehmung (11) und/oder Formstoff (34) angeordnet ist.
26. Montageverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) auf dem Träger
(10) dadurch benachbart angeordnet werden, daß sie in die Ausnehmungen
(11) eingesetzt werden.
27. Montageverfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß als
Träger (10) eine Montageplatte (47) verwendet wird, auf der die
Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) direkt aneinanderliegend oder durch einen
Spalt beabstandet angeordnet werden.
28. Montageverfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) durch Ausdrücken
aus dem Magazin (40) in die Montageposition auf dem Träger (10)
gelangen.
29. Montageverfahren zur Herstellung eines Magnetsystems, insbesondere
eines magnetischen Maßstabes,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) mindestens zwei Magazine (40), die aus einem sich verfestigenden Formstoff (34) bestehen, der mehrere aus magnetisierbarem Material (26) bestehende und magnetisierte Einzelmagnetbauteile (6, 7) zumindest an Teilen ihrer äußeren Flächen (16a-b, 17a-b) umfaßt, verwendet werden,
- b) und die beiden Magazine (40) derart aufeinander angeordnet werden, daß die Einzelmagnetbauteile (6, 7) derart seitlich versetzt zueinander angeordnet werden,
- c) daß ein magnetischer Maßstab (12) mit auf beiden Stirnflächen (13a, b) abwechselnder Polarität entsteht.
30. Montageverfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei Magazine (40), die aus einem sich verfestigenden
Formstoff (34) bestehen, der mehrere aus magnetisierbarem Material (26)
bestehende und magnetisierte Einzelmagnetbauteile (6, 7) zumindest an
Teilen ihrer seitlichen Flächen (16a-b, 17a-b) umfaßt, verwendet werden.
31. Magnetsystem bestehend aus mehreren Einzelmagnetbauteilen und
hergestellt nach dem Montageverfahren gemäß einem der Ansprüche 23
bis 28, wobei die aus einem magnetisierbaren Material (26) bestehenden
und magnetisierten Einzelmagnetbauteile (1, 26, 7) durch mindestens einen
Träger (10) benachbart zueinander zu einem mehrpoligen Magnetsystems
(3, 4, 8, 12) mit auf beiden Stirnflächen (5a-b, 9a-b, 13a-b) abwechselnder
Polarität angeordnet sind.
32. Magnetsystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der
mindestens eine Träger (10) aus einem sich verfestigenden Formstoff (34),
vorzugsweise einem Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast oder
einem Elastomer, oder einem Reaktionsharz (34a) besteht.
33. Montagesystem nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formstoff (34) die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) zumindest an Teilen
ihrer äußeren Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt.
34. Magnetsystem nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der
Formstoff (34) die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) zumindest an Teilen
ihrer seitlichen Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt.
35. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch
gekennzeichnet, daß der Träger (10) eine kreisringsegmentförmige oder
bandförmige äußere Form aufweist.
36. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch
gekennzeichnet, daß durch den Träger (10) die Einzelmagnetbauteile
(1, 2, 6, 7) beabstandet zueinander angeordnet sind.
37. Magnetsystem nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1, 2, 6, 7) Formstoff (34)
und/oder eine Ausnehmung (11) angeordnet ist.
38. Magnetsystem bestehend aus mehreren Einzelmagnetbauteilen und
hergestellt nach dem Montageverfahren gemäß einem der Ansprüche 23
bis 28, wobei die aus einem magnetisierbarem Material (26) bestehenden
und magetisierten Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) aneinanderliegend zu
einem mehrpoligen Magnetsystem (3, 4, 8) mit auf beiden Stirnflächen (5a-
b, 9a-b) abwechselnder Polarität angeordnet sind.
39. Magnetsystem nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) eine kreisringsegmentförmige oder
quaderförmige Außenform (52) aufweisen.
40. Magnetsystem nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß
das Magnetsystem (3, 4, 8) ein auf beiden Stirnflächen (5a-b,9a-b)
mehrpoliger Magnetring (4) oder Magnetstreifen (8) ist.
41. Magnetischer Maßstab aus mehreren Einzelmagnetbauteilen, dadurch
gekennzeichnet, daß der magnetische Maßstab (12) aus mindestens zwei
aufeinander angeordneten Trägern (10) mit jeweils entgegengesetzt
aufmagnetisierten, durch den jeweiligen Träger (10) zueinander
benachbarten Einzelmagnetbauteilen (6, 7) besteht, wobei die
Einzelmagnetbauteile (6, 7) derart seitlich versetzt zueinander angeordnet
sind, daß der magnetische Maßstab (12) auf beiden Stirnflächen (13a, b)
abwechselnde Polarität aufweist.
42. Magnetischer Maßstab nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß
die mindestens zwei Träger (10) aus einem sich verfestigenden Formstoff
(34), vorzugsweise einem Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast
oder einem Elastomer, oder einem Reaktionsharz (34a) bestehen.
43. Magnetischer Maßstab nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß
der Formstoff (34) die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) zumindest an Teilen
ihrer äußeren Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt.
44. Magnetischer Maßstab nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß
der Formstoff (34) die Einzelmagnetbauteile (1, 2, 6, 7) zumindest an Teilen
ihrer seitlichen Flächen (16a-b, 17a-b, 37) umfaßt.
45. Magnetischer Maßstab nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch
gekennzeichnet, daß die Träger (10) eine kreisringsegmentförmige oder
bandförmige äußere Form aufweisen.
46. Magnetischer Maßstab nach einem der Ansprüche 41 bis 45, dadurch
gekennzeichnet, daß durch die Träger (10) die Einzelmagnetbauteile
(1, 2, 6, 7) beabstandet zueinander angeordnet sind.
47. Magnetischer Maßstab nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen zwei benachbarten Einzelmagnetbauteilen (1, 2, 6, 7) Formstoff
(34) und/oder eine Ausnehmung (11) angeordnet ist.
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