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Verfahren und Vorrichtung zum Dauermagnetisieren
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von Teilen aus ferromagnetischem Material mit einem vorgegebenen
Magnetbild Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Dauermagnetisieren von
Teilen aus ferromagnetischem Material mit einem vorgegebenen Magnetbild durch Auflegen
des zu magnetisierenden Teils auf den Luftspaltbereich mindestens eines Magnetkörpers,
dessen Magnetfeld mittels mindestens einer stromdurchflossenen Spule beeinflußbar
ist, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Gemäß einem älteren, nicht vorveröffentlichten Vorschlag werden zur
Durchführung des eingangs erwähnten Verfahrens aus magnetisch weichem Eisen bestehende
Magnetköpfe zwischen den Polschuhen eines stationären Magneten, also in dessen Luftspalt
angeordnet, und diese ebenfalls einen Luftspalt aufweisenden Magnetköpfe sind um
eine Achse senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes des stationären Magneten, der
üblicherweise ein Elektromagnet ist, drehbar, wodurch die Luftspalte der Magnetköpfe
in
eine gewünschte Winkellage bezüglich der Feldlinien des Magnetfeldes bringbar sind.
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Nach diesem älteren Verfahren bzw. mit der älteren Vorrichtung lassen
sich also durch Auflegen auf die Magnetköpfe Teile aus ferromagnetischem Material
derart magnetisieren, daß sich eine neutrale Ebene zwischen Nord- und Südpol ergibt,
die entsprechend der bei der Magnetisierung eingestellten Lage des jeweiligen Magnetkopfes
verläuft.
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Somit lassen sich mittels des älteren Verfahrens bzw. mittels der
älteren Vorrichtung unterschiedliche Magnetbilder in Teilen aus ferromagnetischem
Material erzeugen, deren Unterschiede in der jeweiligen Winkellage der neutralen
Ebene zwischen Nordpol und Südpol der verschiedenen mittels der Magnetköpfe erzeugten
Magnetbereiche besteht.
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Demgegenüber soll die Erfindung eine Möglichkeit schaffen, nicht nur
die Winkelstellung der neutralen Ebene zwischen Nordpol und Südpol von durch Magnetisierung
hergestellten Magnetbereichen in Teilen aus ferromagnetischem Material einstellbar
zu machen, sondern auch die Form der neutralen Ebene auf einfache Weise zu verändern.
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Dies wird mit einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß als Magnetkörper ein
zwischen seinen Polschuhen
mehrere Luftspalte aufweisender Elektromagnet verwendet wird.
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Durch die unmittelbare Verwendung eines mehrere Luftspalte aufweisenden
Elektromagneten anstelle eines drehbaren Magnetkopfes ist es möglich, verschiedene
Magnetbilder entsprechend dem Verlauf der verschiedenen Luftspalte des Elektromagneten
zu erzeugen, indem das zu magnetisierende Teil auf den gewünschten Luftspalt aufgelegt
wird, der sich sowohl nach der Form seines Verlaufes als auch nach seiner Winkel
lage von den übrigen Luftspalten des Elektromagneten unterscheiden kann.
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Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Vorrichtung verwendet werden,
bei der die Polschuhe des Elektromagneten in Richtung des Verlaufes des Magnetfeldes
im Abstand voneinander liegende, unterschiedlich geformte Luftspalte aufweist.
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Wenn also der Elektromagnet erregt ist, können die unterschiedlich
geformten Luftspalte benutzt werden, um Teile aus ferromagnetischem Material entsprechend
der Form der Luftspalte zu magnetisieren, also unterschiedliche Magnetbilder zu
erzeugen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der-erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind die sich durch die Spule bzw. Spulen des Elektromagneten erstreckenden Polschuhe
und die Spule bzw. Spulen in Richtung der Spulenlängsachse bzw. -achsen relativ
zueinander
bewegbar, und die unterschiedlich geformten Luftspalte
können durch die Relativbewegung in eine Aufnahme lage für- die zu magnetisierenden
Teile bringbar sein. Dabei können die Polschuhe beispielsweise Ringform haben1 doch
ist es wegen der einfacheren Herstellung sowie der einfacheren Lagerung für die
Relativbewegung besonders zweckmäßig, wenn die Polschuhe die Form von geradlinigen
Stäben aufweisen Durch die Relativbewegung zwischen den Polschuhen und der Spule
bzw. den Spulen ist es möglich, den jeweils zu benutzenden Luftspalt in die Nähe
der Spule bzw. Spulen zu bringen, wodurch ein ubersichtliches und einfaches Arbeiten
mit der Vorrichtung ermöglicht wird.
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Um die Variationsmöglichkeiten bezüglich der herzustellenden Magnetbilder
noch weiter zu vergrößern, können mehrere Polschuhe vorgesehen werden, die parallel
zur Richtung der Relativbewegung nebeneinander angeordnet sind, so daß die unterschiedlich
geformten Luftspalte der einzelnen Polschuhe bzw. Polschuhpaare in unterschiedlicher
Kombination nebeneinander angeordnet werden können, um so ein entsprechendes Magnetbild
in dem zu magMetisierenden Teil zu erzeugen.
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Bei einer derart aufgebauten Vorrichtung ist es zweckmäßig, wenn die
Spule bzw. Spulen stationär gelagert sind, so daß lediglich
die
Polschuhe bewegbar sind, um die verschiedenen- Luftspaltkombinationen herzustellen.
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Werden mehrere nebeneinander liegende Polschuhe verwendet.
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so erhält man einen vereinfachten Aufbau der Vorrichtung, wenn--die
Spule bzw. Spulen alle Polschuhe umgibt bzw. umgeben, also allen Polschuhen die
das Magnetfeld erzeugende Spule bzw.
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erzeugenden Spulen gemeinsam ist bzw. sind. Die nebeneinander.
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liegenden Polschuhe sind vorzugsweise unabhängig voneinander bewegbar.
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Um eine Konzentration des auf die zu magnetisierenden Teile wirkenden
Magnetfeldes im Bereich der aufgelegten Teile zu erreichen, ist es zweckmäßig, wenn
sich die Breite der Luftspalte in Richtung zur Aufnahmefläche für die zu magnetisierenden
Teile verringert, was zu der erwünschten Feldkonzentration im Luftspalt im Bereich
der Aufnahmefläche führt.
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Um die Form der einzelnen Luftspalte auch bei eventueller. Bewegung
der Polschuhe immer konstant und damit definiert zu halten,-sind die Luftspalte
vorzugsweise mit einem unmagnetischon Material gefüllt, etwa Messing oder Kunststoff.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch Ausführungsbeispiele
zeigenden Figuren näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht einen zwei Luftspalte aufweisenden
Elektromagneten.
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Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Elektromagneten gemäß Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt in einer Teildarstellung einen drei nebeneinander liegende
Po lschuhanordnungen aufweisenden Elektromagneten mit verschiedenen Luftspalten.
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Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte ringförmige Elektromagnet 1 hat
zwei Luftspalte 4 und 5, die beispielsweise mit Messing oder mit einem Kunststoff
gefüllt sind. Wie dargestellt, verläuft der Luftspalt 4 in der Draufsicht geradlinig
und senkrecht zu den Längskanten des Elektromagneten 1, während der Luftspalt 5
in der Draufsicht einen gekrümmten Verlauf hat.
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Die Erregung des Elektromagneten erfolgt über zwei Spulen 2 und 3.
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Um eine Konzentration des in den Luftspalten übertretenden Magnetfeldes
im Bereich der Auflagefläche, d.h. der in Fig. 2 in\der Draufsicht gezeigten Fläche
zu erreichen, verbreitern sich die Luftspalte, wie in Fig. 1 gezeigt, in Richtung
auf die Ringöffnung des Magneten.
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Soll mittels der dargestellten Vorrichtung ein Teil aus ferromagnetischem
Material so magnetisiert werden, daß die neutrale Ebene zwischen dem entstehenden
magnetischen Nordpol und dem entstehenden magnetischen Südpol geradlinig-verläuft,
so wird dieses Teil im Bereich des Luftspaltes 4 auf die Auflagefläche gelegt,-und-an
die Spulen--2 und 3 wird ein in- entsprechender Richtung fließender Gleichstrom
angelegt, so daß in dem Eisenpfad des Elektromagneten 1 ein Magnetfeld entsteht,
das im Bereich der Luftspalte übertritt und bei diesem übertritt über den Luftspalt
4 zumindest teilweise in das aufgelegte zu magnetisierende Teil eintritt und dieses
in der gewünschten Weise magnetisiert. Danach wird der Strom abgeschaltet und das
magnetisierte Teil kann von der Auflagefläche des Elektromagneten 1 abgehoben werden.
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Soll die neutrale Ebene zwischen dem magnetischen Nordpol und dem
magnetischen Südpol des zu magnetisierenden Bereiches nicht geradlinig verlaufen,
sondern eine Krümmung aufweisen, so läßt sich eine derartige Magnetisierung dadurch
herstellen, daß man das zu magnetisierende Teil im Bereich des Luftspaltes 5 auf
die Auflagefläche des Elektromagneten legt und dann in der besthriebenen Weise eine
Magnetisierung vornimmt.
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Es sei darauf hingewiesen, daß der Elektromagnet selbstverständlich
mehr als zwei Luftspalte aufweisen kann, daß also
der Magnet mehr
Polschuhe hat als die drei in Fig. 1 dargestellten Polschuhe, nämlich den Magnetbereich
links vom Luftspalt 4, den Magnetbereich rechts vom Luftspalt 5 und den Magnetbereich
zwischen den Luftspalten 4 und 5.
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Die in Fig. 3 teilweise dargestellte Vorrichtung enthält drei nebeneinander
liegende, jeweils mehrere Polschuhe aufweisende Polschuhanordnungen 6, 7, 8, die
jeweils stabförmig ausgebildet sind und die alle von einer räumlich unterteilten-Spule
9 umgeben sind. Diese Polschuhanordnungen haben jeweils mehrere Luftspalte, und
zwar die Polschuhanordnung 6 die Luftspalte 12, 15, 18 und 21, die Polschuhanordnung
7 die Luftspalte 13, 16, 19 und 22 sowie die Polschuhanordnung 8 die Luftspalte
14, 17, 20 und 23.
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Soll ein Teil aus ferromagnetischem Material, beispielsweise das strichpunktiert
angedeutete Teil 11 so magnetisiert werden, daß sich ein bestimmtes Magnetbild ergibt,
etwa ein Magnetbild, bei dem die neutrale Ebene zwischen dem magnetischen Nordpol
und dem magnetischen Südpol nach Art einer Dreieckswelle verläuft, so werden die
Magnetpolanordnungen 6, 7, 8, die in Richtung der Pfeile unabhängig voneinander
verschiebbar sind, so verschoben, daß die Luftspalte 12, 13 und 14 in Form einer
Dreieckswelle aneinander anschließen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Dabei
befinden sich diese aneinander anschließenden Luftspalte in dem Bereich, der durch
die räumlich unterteilte
Spule 9 freigelassen ist, also zwischen
den. beiden von der Spule 9 gebildeten Teilspulen.
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Nunmehr wird das Teil 11 auf die Polschuhanardnungen- gelegt, so daß
es mit seinen entsprechenden Bereichen. die Luftspalte 12, -13 und---14 bedeckt,
und die Spule 9 wird dan in- entsprechender Polung an eine Gleichspannungsquelle
angeschlossen und von Strom durchflossen. Das dann durch die Spule 9 erzeugte Magnetfeld
verläuft in der gleichen Richtung wie die Bewegungsrichtung der Polschuhanordnungen
6, 7 und 8 durch diese und tritt im Bereich der Luftspalte 12, 13 und 14 teilweise
aus und in das Teil 11 ein, wodurch sich in diesem die gewünschte Magnetisierung
ergibt.
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Danach wird die Spule 9 von der Gleichspannungsquelle abgeschaltet
und das fertig magnetisierte Teil. 11 kann abgenommen werden.
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Wie bereits erwähnt, weisen die Polschuhanordnungen unterschiedlich
geformte Luftspalte auf, die durch entsprechende Verschiebung der Polschuhanordnungen
zueinander miteinander kombiniert werden können, um gewünschte Magnetbilder in zu
magnetisierenden Teilen zu erzeugen. So kann beispielsweise mittels der Luftspalte
21, 22 und 23 eine neutrale Ebene zwischen dep im zu magnetisierenden Teil herzustellenden
Nordpolbereichen
und Südpolbereichen erzeugt werden, die die Form einer Sinuswelle hat. Ferner können
durch entsprechende Verschiebung-beispielsweise der Luftspalt-21 der Polschuhanordnung
6, der Luftspalt 19 der Polschuhanordnung 7 und der Luftspalt 17 der Polschuhanordnung
8 miteinander kombiniert werden, so daß die entstehende neutrale Ebene in einem
ersten Bereich sinusförmig, in einem zweiten Bereich dachförmig und in einem dritten
Bereich geradlinig verläuft.
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Selbstverständlich sind auch andere Kombinationen und Formen von Luftspalten
möglich, und es können auch zwei Polschuhanordnungen oder mehr als drei Polschuhanordnungen
in der beschriebenen Weise miteinander kombiniert bzw. zusammenfaßt werden-, -um
die-gewünschten Magnetbilder auf einfachste Weise, d.h. durch entsprechende Verschiebung
der Polschuhanordnungen herzustellen.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich zwischen den
Polschuhanordnungen 6 und 7 und den Polschuhanordnungen 7 und 8 jeweils geringfügige
Abstände, die ebenso wie die Luftspalte beispielsweise mit einem unmagnetischen
Material, etwa Messing oder Kunststoff gefüllt sein können, um so die Führung der
Polschuhanordnungen zu erleichtern. Es ist jedoch auch möglich, die Polschuhanordungen
in unmittelbarer Berührung miteinander und gegeneinander verschiebbar anzuordnen.