DE2419291C2 - Verfahren zum Formpressen von Ringmagneten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formpressen von Ringmagneten mit radialer Vorzugsrichtung aus ferromagnetischem Material unter gleichzeitigem Einwirken eines Magnetfelds und eines Preßdrucks sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

Aus der DE-OS 21 46 552 ist eine Vorrichtung zum Pressen von Ringmagneten mit radialer Vorzugsrichtung bekannt, bei der ein pulverförmiger Dauermagnetwerkstoff in einen Formhohlraum eingeführt wird, der von einem Mittelstempel oder innerem Polkern eines radialen Mittelfeldes und einer äußeren Preßmatrize gebildet wird. Des weiteren sind ein oberer und ein unterer rohrförmiger Preßstempel vorgesehen, welche Preßstempel während des Preßvorgangs in axialer Richtung aufeinander zugeführt werden und letzterer während des Richtens der Pulverteilohen vorzugsweise wenig in den Formenhohlraum eindringt.

Diese Vorrichtung weist insbesondere den Nachteil auf, daß bei hohen Herstellgeschwindigkeiten die magnetischen Werte der hergestellten Produkte im Vergleich zu denjenigen, die mit einem Naßpreßverfahren erzeugt worden sind, in der Qualität wesentlich zurückbleiben.

Aus der DE-OS 22 33 981 ist ein Verfahren zur Herstellung von permanenten Magneten bekannt, bei dem die Magnetlinien senkrecht zum Prcßdmck verlaufen.

und bei welchem ebenfalls pulverförmiger Magnetwerkstoff zu einem Körper gepreßt wird. Bei diesem Verfahren wird der Formrohling nach dem Pressen einem Sinterverfahren unterzoger.. Dieses Verfahren hat den wesentlichen Nachteil, daß während des Erwärmens die Magnete relativ hohe irreversible Verluste aufweisen, d. h„ daß sich das während des Preßvorgangs ausgerichtete Magnetfeld der einzelnen Pulverpartikel während des nachträglichen Anhebens der Temperatur wieder in relativ großem Ausmaß in Unordnung befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung jeweils der genannten Gattung anzugeben bzw. zu schaffen, mit dem bzw. der ein anisotropes Ferrit mit verbesserten Eigenschaften erzielt werden kann.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß der Druck mittels einer elastisch verformbaren Membran radial und in Richtung des Magnetfelds auf das Preßgut aufgebracht wird.

Der Druck und das Magnetfeld wirken somit in radialer Richtung in der gleichen Ebene auf das ferromagnetische Material ein, so daß an jeder Stelle das Ausrichtungsmagnetfeld des Ferrites und die Richtung des Drucks parallel sind. Auf diese Weise wird ein anisotropes Ferrit erhalten, dessen Eigenschaften gegenüber den herkömmlichen Ferriten wesentlich verbessert sind.

Vorzugsweise wird als ferromagnetisches Ausgangsmaterial Schlicker verwendet, bei bestimmten Anwendungsbereichen der Ferrite kann jedoch ein pulverisiertes Material eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung dadurch gelöst, daß mindestens eine der den Formhohlraum begrenzenden senkrechten Flächen als verformbare Membran ausgebildet, daß hinter der verformbaren Membran ein Druckraum angeordnet und daß die Membran durch ein Druckfluid beaufschlagbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind somit keine beweglichen Führungen einem Preßdruck oder einer sonstigen Preßbelastung ausgesetzt, so daß sie wesentlich leichter gebaut sein und damit kostengünstiger hergestellt werden können, da der gesamte Bewegungsapparat, der notwendig ist, um den Druck aufzubringen, entfällt.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht im axialen Schnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt der Vorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 3 eine Ansicht der mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhaltenen Ferrite in perspektivischer Darstellung,

F i g. 4 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht einer abgeändenen Form der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 5 eine der F i g. 3 ähnliche Ansicht, welche den Ferrit zeigt, der mit Hilfe der Ausfiihrungsform nach Fi g. 4 erhalten wird.

Die in F i g. 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrich-

b5 tung bildet eine Preßform und weist einen Mittelkern 10 auf, der gleichachsig in einem zylindrischen Gehäuse 11 angeordnet ist, das einen Boden 12 mit einem der Enden des Mittelkerns 10 verbindet.

Der Kern 10, das Gehäuse 11 und sein Boden 12 sind aus einem ferromagnetischen Material.

In der Nähe des Bodens 12 des Gehäuses 11 ist der Mittelkern 10 von einer Erregerspule 13 umgeben.

Die freien Enden 14 des Mittelkerns 10 und die Enden 15 des zylindrischen Gehäuses 11 bilden Flächen aus ferromagnetischem Material mit parallelen Erzeugenden, weiche Flächen konvex bzw. konkav und konzentrisch, d. h. zueinander parallel sind und sich in Abstand voneinander befinden, um einen konstanten Luftspalt zu begrenzen; wenn die Spule 13 unter Spannung gesetzt wird, bilden sie Magnetpole von entgegengesetzter Polarität.

Hierdurch entsteht zwischen den Enden 14 und 15 ein Magnetfeld, dessen Kraftlinien sich senkrecht zueinander erstrecken, d. h. radial in dem besonderen Fall der dargestellten Ringform.

Zwischen dem Ende 14 des Mittelkerns 10 und dem Ende 15 des zylindrischen Gehäuses 11 sind aufeinanderfolgend in Reihe angeordnet ein Formhohlraum 17, der von dem Ende 14 und einer konzentrischen verformbaren Membran 18 begrenzt wird und eine Druckkammer, welche durch die verformbare Membran 18 und das Ende 15 begrenzt wird.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiel ist die Druckkammer 19 ringförmig um den Formhohlraum 17 herum angeordnet und da die durch die beiden Enden 14 und 15 des Mittelkerns 10 bzw. des Gehäuses 11 gebildeten Flächen zylindrisch sind, ist der Formhohlraum ebenfalls zylindrisch.

Der Formhohlraum 17 wird einerseits durch die verformbare Membran 18 begrenzt und andererseits duv-ch zwei Stücke aus unmagnetischem Material 21, 22, von denen sich das erstere ringförmig um den Mittelkern 10 herum erstreckt und mit diesem fest verbunden ist, während das zweite Stück durch eine Abschlußplatte gebildet wird.

Wie in Fig. 2 dargestellt, steht der Formhohlraum über mindestens eine Füllöffnung 23. die sich durch die Abschlußplatte 22 erstreckt und vorzugsweise mit einem Rückschlagventil (nicht dargestellt) versehen ist. und über mindestens eine Ableitöffnung 24 mit der Außenseite in Verbindung. Die Ableitöffnung 24 erstreckt sich radial in dem ringförmigen Teil 2i und im Mittelkern 10 und mündet in eine Kammer 25, die im Ende des Mittelkerns vorgesehen ist, und an ein Pumporgan (nicht dargestellt) über einen Kanal 26 angeschlossen werden kann, der ebenfalls durch die Abschlußplatte 22 hindurchführt.

In der Regel sind mehrere Füllöffnungen 23 und mehrere Ableitöffnungen 24 vorgesehen, welch letzteren Filterelemente zugeordnet sein können.

Wie in Fi g. 2 dargestellt, können diese Filterelemente durch eine zylindrische Filtrierwand 28 gebildet werden, die den ringförmigen Teil 21 im Formhohlraum 17 umgibt.

Wie ebenfalls in F i g. 2 dargestellt, weis; die verformbare Membran 18 einen zylindrischen Teil 30 auf, der seinerseits den Formhohlraum 17 begrenzt, und zwei Haltebundc 31. die an den Enden des zylindrischen Teils 30 radial nach außen gerichtet sind.

/wischen diesen Haltcbundcn 31 erstreckt sich — unter Zwischenschaltung von Zwischenlegscheiben 34 - ein Abstützung 33 und liegt gegen einen ringförmigen Teil 35 aus lenonuignetisehem Material an. der mit dem l'ndc 15 des Gehäuses 11 fesi verbunden ist.

Die Ahschlußplaite 22. die in den ringförmigen Teil 35 emL-e^hi ,uiht isi, l'c« iihi leisiei zusammen mildem Abstützring 33 ein dichtendes Festspannen der Haltebunde 31 der verformbaren Membran 18, wobei einer dieser Bunde gegen die Abschlußplatte 22 anliegt, während der andere sich gegen einen ringförmigen Teil 36 abstützt, welcher den ringförmigen Teil 21 umgibt und mit dem ringförmigen Teil 35 lösbar verbunden werden kann

Die Druckkammer 19 wird durch die verformbare Membran 18 und durch den Abstützring 33 begrenzt und steht mit der Außenseite durch Kanäie 38 in Verbindung, die sich radial durch den Abstützring 33, den ringförmigen Teil 35 und das Gehäuse 11 erstrecken.

Der Mittelkern 10, der diesen tragende ringförmige Teil 21 und die Filtrierwand 28 bilden eine ausbaubare Baugruppe, die axial verlagert werden kann.

Die in F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform eignet sich besonders zum Formpressen eines ferromagnetischen Materials, das aus einem Masseschlicker besteht und anfänglich in fließfähiger Form vorliegt.
Dieser Schlicker wird durch die Füllöffnungen 23 in den Formhohlraum 17 eingeleitet.

Die verformbare Membran 18, die beispielsweise aus

Kautschuk ist, verformt sich nach Maßgabe dieser Schlickerzufuhr, bis sie in Kontakt mit dem Abstützring 33 kommt, dessen Form die endgültige Dicke des zu erhaltenden Ferrits bestimmt.

Nachdem der Formhohlraum 17 in der angegebenen Weise gefüllt worden ist, wird die Erregerspule 13 unter Spannung gesetzt und gleichzeitig die Druckkammer 19 an eine Druckmittelquelle angeschlossen.

Die Kraftlinien des Magnetfelds zwischen dem Mittelkern 10 und dem Gehäuse 11 entwickeln sich radial und verlaufen parallel zu den radialen Druckrichtungen, denen die im Formhohlraum 17 enthaltene Masse ausgesetzt wird, wobei der Druck isostatisch ausgeübt wird.

Das ausgetriebene Wasser des Schlickeis wird nach dem Filtern aus dem Formhohlraum 17 durch die zugeordneten Ableitöffnungen 24 abgeleitet, welche Ableitung vorteilhaft dadurch beschleunigt werden kann. wenn der mit den Ableitöffnungen 24 in Verbindung stehende Kanal 26 an ein Pumporgan angeschlossen ist.

Nach Beendigung des Formgebungsvorgangs wird

der Fluiddruck in der Kammer 19 aufgehoben und läßt man Luft durch die Füllöffnungen 23 in den Formhohlraum 17 eintreten, um die verformbare Membran 18 von dem Formling zu trennen.

Sodann werden der Mittelkern 10 und der diesen tragende ringförmige Teil 21 axial gelöst.

Auf diese Weise wird Zugang zum Formling 40 crhalten, der die Form eines Ringes (F i g. 3) hat, und der dann aus der Vorrichtung entnommen werden kann.

Bei der in F i g. 4 dargestellten abgeänderten Ausführungsform umgibt der Formhohlraum 17 ringförmig die um eine Verlängerung 45 des Mittelkerns 10 herum geformte Druckkammer 19. Die Verlängerung 45 des Mhtelkerns besteht aus einem ferromagnetischen Material.

Die Druckkammer 19 steht mit der Außenseite durch Kanäle 38 in Verbindung, die radial in der Verlängerung 45 des Mittelkerns 10 verlaufen und mit einem axialen bo Kanal 48 in dieser Verlängerung in Verbindung stehen.

Wie bei der vorangehend beschriebenen Atisführungsform ist die Druckkammer 19 durch eine verformbarc Membran 18 begrenzt, welche durch Ringe 49, 50 an jedem ihrer Enden gehalten wird.

οι Der Ring 44 stützt sich einerseits gegen eine Schulter der Verlängerung 45 des Mittelkcrns 10 ab und andererseits gegen eine Schulter eines ringförmigen Teils 21 aus nicht magnetischem Material, das den Mittelkern 10

umgibt.

Der Ring 50 stützt sich gegen eine Schulter der Abschlußplatte 22 ab, die am Ende der Verlängerung 45 des Mittelkerns 10 angeordnet ist, und gegen das Ende der Verlängerung 45 des Mittelkerns 10.

Wie bei der Ausführungsforin nach F i g. 1 und 2 steht der Formhohlraum 17 mit der Außenseite durch eine Öffnung 23 in Verbindung.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist jedoch keine Ableitöffnung für den Formhohlraum 17 in vorgesehen, da bei der Ausführungsforin nach F i g. 4 es sich beispielsweise um die Anwendung der Erfindung zum Formpressen eines magnetischen Materials handelt, das anfänglich in Pulverform vorliegt und mit einem Bindemittel gemischt wird, das beispielsweise ein hitzehärtbares Material sein kann.

im Faiie des Formhohiraums 17 ist vorzugsweise eine Heizeinrichtung vorgesehen (nicht dargestellt).

Darüber hinaus kann gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung die beschriebene Vorrichtung ein entfernbares Wandelement aufnehmen, um eine der Wände des Formhohlraums 17 zu bilden und als Abstützung für den erhaltenen Formling zu dienen. In der Praxis weisen der ringförmige Teil 21 und die Abschlußplatte 22 für diesen Zweck ringförmige Schultern 56 und 57 auf, welche das Einsetzen und die Halterung eines Rohrabschnitts 55 ermöglichen, welches in Anlage an dem Teil 37 aus magnetischem Material, der von dem Ende 15 des Gehäuses 11 getragen wird, die zylindrische Außenwand des Formhohlraums 17 bildet.

Bei dem dargestellten Beispiel wird das zylindrische Gehäuse 11 durch zwei Teile 11a, Umgebildet. In diesem Falle geschieht das Einbringen in den Formhohlraum 17 des zu formenden ferromagnetischen Materials zusammen mit dem geeigneten Bindemittel in der Weise, daß die durch den Teil 11a des zylindrischen Gehäuses 11, den ringförmigen Teil 21 und den Mittelkern 10 gebildete Baugruppe abgehoben wird.

Das ferromagnetische Material und sein Bindemittel werden wie bei den vorangegangenen Beispielen dadurch verdichtet, daß ein Druckmittel in die Druckkammer 19 eingeleitet und gleichzeitig an dieses Material ein radiales Magnetfeld angelegt wird, das zwischen der Verlängerung 45 des Mittelkerns 10 und dem Gehäuse 11 erzeugt wird.

Ebenfalls gleichzeitig wird das Material beheizt, um das Härten des das Bindemittel bildenden hitzehärtbaren Materials zu gewährleisten.

Nach dem Formpressen und dem Abnehmen der Abschlußplatte 22 und der Verlängerung 45 des Mittelkerns 10 erhält man ein Ferrit 60, das mit dem Rohrabschnitt 55 fest verbunden ist, gegen den es geformt worden ist (Fig. 5) und der insbesondere mit Bezug auf diesen festgehalten wird.

Der Rohrabschnitt 55 dient daher als Träger für den Ferrit 60, so daß dieser unmittelbar als Feldmagnet für einen Elektromotor verwendet werden kann.

Gemäß einer nicht dargestellten Weiterentwicklung kann das Ferrit oder der Rohrabschnitt mindestens einen Haltezapfen aufweisen, der für das Zusammenwirken mit mindestens einer Ausnehmung oder einer Bohrung bestimmt ist, die in dem anderen der genannten Teile vorgesehen ist.

Im besonderen ist die Erfindung nicht auf Ferrite und auf eine Vorrichtung zur ringförmigen Gestaltung beschränkt Es genügt, daß die beiden Organe oder Flächen, die dazu bestimmt sind, die Magnetpole zu bilden, parallele Querschnitte haben, und daß der Formhohlraum und die Druckkammer ineinander angeordnet sind, wobei die verformbare Membran, welche den Formhohlraum von der Druckkammer trennt, zu den erwähnten Organen oder Flächen parallel ist. Außerdem kann die Vorrichtung nach F i g. 4 für Schlicker verwendet werden und die Vorrichtung nach F i g. 2 für pulverförmiges Material. Die Vorrichtungen nach Fig. 2 und 4 können ferner mit einer
versehen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Pateniansprüche:

1. Verfahren zum Formpressen von Ringmagneten mit radialer Vorzugsrichtung aus ferromagnetischem Material unter gleichzeitigem Einwirken eines Magnetfelds und eines Preßdrucks, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck einer elastisch verformbaren Membran radial und in Richtung des Magnetfelds auf das Preßgut aufgebracht wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der den Formhohlraum (17) begrenzenden senkrechten Flächen als verformbare Membran (18) ausgebildet, daß hinter der verformbaren Membran (18) ein Druckraum (19) angeordnet und daß die 'Membran (18) durch ein Druckfluid beaufschlagbar ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Formfläche durch einen zylindrischen Mittelkern (10) aus ferromagnetischem Material gebildet wird, der im Abstand von dem Formhohlraum (17) und dem Druckraum (19) von einer Erregerspule (13) umgeben und mit einem zylindrischen Gehäuse (11) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitlelkern (10) axial verlagerbar ist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formhohlraum (17) mit einer Heizeinrichtung versehen ist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein einsetzbares Wandelement (55) als Außenwand des gepreßten Ringmagneten vorgesehen ist.