DE2558159B2

DE2558159B2 - Verfahren zum Herstellen von örtlichen Magnetisierungen in Körpern aus magnetisierbarem Werkstoff und mit Hilfe des Verfahrens hergestellter Magnetkörper, insbesondere Codeträger

Info

Publication number: DE2558159B2
Application number: DE19752558159
Authority: DE
Inventors: Branko 2000 Hamburg Perkut
Original assignee: Mrt Magnet-Regeltechnik 2000 Hamburg GmbH
Current assignee: Mrt Magnet-Regeltechnik 2000 Hamburg GmbH
Priority date: 1975-12-23
Filing date: 1975-12-23
Publication date: 1978-06-15
Also published as: DE2558159A1; ATA954176A; AT371619B

Description

unbefriedigend ist. Darüber hinaus ist es bei dieser Art von Lateralmagnetisierungen schwierig, in einem einheitlichen Magnetkörper örtliche Magnetisierungen an mehreren Stellen vorzusehen, da sich die örtlichen Magnetisierungen gegenseitig stören und schwächen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von örtlichen Magnetisierungen in Magnetkörpern anzugeben, bei dem die Magnetisierungen aufgrund einer hohen Feldlinienkonzentration i:ii Pollrennbereich eine relativ große und scharf gebündelte Richtkraft erzeugen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß an der zu magnetisie renden Stelle eine mit engem Radius haarnadelförmig gebogene Schleife des Leiters unter einem im wesentlichen rechten Winkel zur Oberfläche des Körpers mit ihrer Spitze auf die Oberfläche gesetzt wird und daß dann durch Beaufschlagung der Schleife des Leiters mit dem Magnetisierungsstrom ein magnetischer Dipol mit sehr kleinem Polabstand in einer oberflächennahen Schicht des Körpers erzeugt wird.

Die mit dem erfindungsgemäßen Magnetisierungsverfahren erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß man im Gegensatz zu einem diametralen Magnetisierungsverfahren einen Magnetkörper erhält, bei dem Polpaare mit zwei örtlich eng und gleichartig nebeneinander lokalisierten Polen entsprechend der angewandten rechtwinkligen Anordnung der Magnetisierungsschleife gebildet werden, deren Polgrenzflächen parallel zur Oberfläche des Körpers in dessen Oberfläche liegen. Aufgrund dieser lateralen Magnetisierung besitzen die Dipole in ihrem Poltrennbereich ihre höchste Feldlinienkonzentration, während die Feldliniendichte mit größer werdendem Abstand von der Poltrennlinie sehr rasch kleiner wird. Dies hat zum einen den Vorteil, daß die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Dipole eine relativ große und genau gebündelte Richtkraft erzeugen. Zum andern können die erfindungsgemäß erzeugten örtlichen Magnetisierungen in verhältnismäßig großer Besetzungsdichte vorgesehen werden, wobei darüber hinaus die scharf ausgeprägte Richtung des Dipols zu Kodierungszwecken ausgenutzt werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die von der Schleife des Leiters definierte Ebene normal zu der gewünschten Richtung des zu erzeugenden magnetischen Dipols ausgerichtet. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn, wie es normalerweise der Fall sein wird, die Richtung der erzeugten Dipole von Bedeutung ist. Das Vorzeichen des Dipols wird dann naturgemäß noch durch die Polarität des Magnetisierungsstromes bestimmt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Mehrzahl von Dipolen in vorgegebener Anordnung und Ausrichtung an derselben Oberfläche des Körpers nacheinander erzeugt. Dies ist besonders dann möglich, wenn es sich um ein magnetisierbares Material mit verhältnismäßig geringer Permeabilität handelt, beispielsweise um Oxidkeramik wie Bariumferrit.

Andererseits ist es gemäß einer anderen weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch möglich, daß eine Mehrzahl von Dipolen in vorgegebener Anordnung und Ausrichtung an derselben Oberfläche des Körpers gleichzeitig mit mehreren Drahtschleifen erzeugt wird.

Schließlich ist in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß eine Mehrzahl von Dipolen auf zwei verschiedenen, insbesondere entgegengesetzten Oberflächen des Körpers erzeugt werden. Dies ist selbst bei verhältnismäßig dünnen Magr.etkörpern, beispielsweise von nur einigen Millimetern Dicke, ohne gegenseitige Störung möglich.

Ein mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellter Magnetkörper, insbesondere Kodeträger mit örtlichen Magnetisierungen in Form oberflächennaher und im wesentlichen parallel zur Oberfläche

ίο liegender kurzer magnetischer Dipole, die insbesondere als Kodierelemente dienen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Dipole unter 2 mm liegt Die Vorteile eines solchen Magnetkörpers sind bereits beschrieben worden.

Hierbei ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung möglich, daß die Besetzungsdichte der Oberfläche des Magnetkörpers mit Dipolen wenigstens bereichsweise etwa 5 cm-² oder größer ist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Magnetkörper dadurch gekennzeichnet, daß er eine geringe Dicke vorzugsweise von etwa 2 bis 3 mm aufweist. Selbst hierbei ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung möglich, daß der Magnetkörper plattenförmig und beiderseitig mit Dipolen besetzt ist.

Wie bereits oben erwähnt, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß bei wenigstens einem Dipol seine Richtung eine Bedeutung für den Kode hat.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine ganz schematische Schnitt-Darstellung

J5 zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 in ähnlicher Darstellung wie F i g. 1 eine etwas abgewandelte Form der Leiterschleife,
F i g. 3 eine schematische Schnittdarstellung nach der Linie und in Blickrichtung III-III der F ig. 1,

Fig. 4 eine teilweise perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung zur Erläuterung einer gleichzeitigen Herstellung mehrerer Magnetisierungen zur Erzeugung eines Kodemusters,

Fig.5 eine schematische Draufsicht in Richtung des Pfeils V der Fig.4 zur Erläuterung der hergestellten Kodierung,

F i g. 6 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kodeträgers in etwa natürlicher Größe mit Strich-Anzeige der eingeprägten Dipol-Magnetisierungen, und

Fig.7 eine schematische Querschnitt-Ansicht nach der Linie VII-VII der Fig.6 zur Darstellung des Querschnitts des Magnetkörpers nach F i g. 6.

F i g. 1 zeigt einen aus Oxidkeramik bestehenden plattenförmigen Magnetkörper 2, auf den eine mit engem Radius haarnadelförmig gebogene Schleife eines Leiters 4 mit ihrer Spitze an einer gewünschten Magnetisierungsstelle 6 aufgesetzt ist Bei einem Magnetisierungsstrom mit der angegebenen Polarität erhält man an der Magnetisierungsstelle 6 einen oberflächennahen scharf lokalisierten magnetischen Dipol, bei dem der Südpol oberhalb und der Nordpol unterhalb der Zeichenebene liegt. Bei einer praktischen Ausführungsform zur Herstellung von magnetischen Kodierungen auf einer Speicherplatte kann man beispielsweise als Speicherplatte einen scheibenartigen Magnetkörper 2 aus Bariumferrit von 2,5 mm Dicke

verwenden. Die Leiterschleife besteht aus Kupfer- oder Silberdraht mit kreisrundem Querschnitt von 2,5 mm², der Abstand a zwischen den Schenkeln der Leiterschleife beträgt etwa 0,5 mm. In der Nähe der Spitze der Haarnadel-Schleife ist der Leiter abgeflacht, um eine schärfere Spitze zu erhalten. Der Magnetisierungsstrom kann bei dieser Anordnung maximal etwa ΙΟ⁴ Α betragen und von einer 750 Wattsekunden-Kondensatorentladung geliefert werden. Bei der angegebenen Dicke des Magnetkörpers 2 von 2,5 mm können auch auf der Unterseite noch Dipol-Magnetisierungen eingeprägt werden, ohne daß sich gegenseitige Störungen der beiden oberflächennahen Magnetisierungs-Muster ergeben.

Fig.2 zeigt eine etwas andere Anordnung bei Verwendung eines scheibenförmigen Leiters 8, bei dem die Schleife durch einen eingefrästen Mittelschlitz 10 gebildet wird.

F i g. 3 zeigt die schon erwähnte Orientierung des in gestrichelten Linien angedeuteten Dipols, der nach dem in F i g. 1 erläuterten Verfahren erzeugt wurde.

F i g. 4 zeigt eine Anordnung von mehreren scheibenartigen Leitern 12, 14, 16, 18, die unter verschiedenen Orientierungen etwa senkrecht auf einem zu magnetisierenden Körper 20 aufgesetzt sind, um ein bestimmtes Muster an Dipol-Magnetisierungsstellen in einem einzigen Arbeitsgang einzuprägen.

F i g. 5 zeigt die Lage und Polarität der Dipole, die mit der Anordnung nach Fig.4 und den in Fig.4 angegebenen Polaritäten erzeugt werden.

Die F i g. 6 und 7 erläutern in natürlicher Größe eine Besetzungsdichte, wie sie ohne Schwierigkeit erzielbar ist. Es sind fünf nebeneinander liegende Gruppen von Dipolen 22 auf jeder Oberfläche 24, 26 eines

ίο streifenförmigen Magnetkörpers 28 eingeprägt; jede Gruppe besteht aus fünf Dipolen, deren Orientierung für die Kodierung maßgebend ist.

Man erkennt ohne weiteres, daß auf diese Weise beispielsweise in Schlüsseln für magnetische Schlösser eine erheblich größere Anzahl von verschiedenen Kombinationen der Kodierungselemente vorgesehen werden kann, als dies bisher möglich war. Dabei besteht überdies der bereits oben beschriebene Vorteil, daß die magnetische Kraftwirkung in unmittelbarer Nähe der Dipole erheblich stärker ist als bei Einzelpolen, denen jeweils diffuse Gegenpole zugeordnet sind. Diesel Vorteil ist besonders dann wichtig, wenn ferromagnetische bewegliche Körper angesteuert und in bestimmt« Lagen gebracht werden sollen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Hersteilen von örtlichen Magnetisierungen in Körpern aus magnetisierbarer!! Werkstoff insbesondere niedriger Permeabilität, insbesondere Oxidkeramik wie Bariumferrit, mittels eines Magnetisierungsstromes in einem an den Körper angelegten elektrischen Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß an der zu magnetisierenden Stelle (6) eine mit engem Radius haarnadelförmig gebogene Schleife des Leiters (4; 52) unter einem im wesentlichen rechten Winkel zur Oberfläche des Körpers (2) mit ihrer Spitze auf die Oberfläche gesetzt wird und daß dann durch Beaufschlagung der Schleife des Leiters (4; 12) mit dem Magnetisierungsstrom ein magnetischer Dipol mit sehr kleinem Polabstand in einer oberflächennahen Schicht des Körpers (2; 20) erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Schleife des Leiters (4; Ϊ2) definierte Ebene normal zu der gewünschten Richtung des zu erzeugenden magnetischen Dipols ausgerichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Dipolen in vorgegebener Anordnung und Ausrichtung an derselben Oberfläche des Körpers (2) nacheinander erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Dipolen in vorgegebener Anordnung und Ausrichtung an derselben Oberfläche des Körpers (20) gleichzeitig mit mehreren Drahtschleifen (t2) erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Dipolen auf zwei verschiedenen, insbesondere entgegengesetzten Oberflächen (24,26) des Körpers erzeugt werden.

6. Mit Hilfe des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellter Magnetkörper, insbesondere Kodeträger mit örtlichen Magnetisierungen in Form oberflächennaher und im wesentlichen parallel zur Oberfläche liegender kurzer magnetischer Dipole, die insbesondere als Kodierelemente dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Dipole unter 2 mm liegt.

7. Magnetkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Besetzungsdichte der Oberfläche des Magnetkörpers mit Dipolen wenigstens bereichsweise etwa 5 cm-² oder größer ist.

8. Magnetkörper nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkörper eine geringe Dicke vorzugsweise von etwa 2 bis 3 mm aufweist.

9. Magnetkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkörper plattenförmig und beiderseitig mit Dipolen besetzt ist.

10. Kodeträger nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei wenigstens einem Dipol seine Richtung eine Bedeutung für den Kode hat.

Die Erfindurg betrifft ein Verfahren zum Herstellen von örtlichen Magnetisierungen in Körpern aus magnetisierbarem Werkstoff insbesondere niedriger Permeabilität, insbesondere Oxidkeramik wie Barium-

ferrit, mittels eines Magnetisierungsstromes in einem an den Körper angelegten elektrischen Leiter.

Ein derartiges Magnetisierverfahren ist bekannt, z. B. aus der FR-PS 20 07 740. Bei dem in der FR-PS 20 07 740 beschriebenen Verfahren werden in einer dünnen Platte aus magnetisierbarem Material örtliche Magnetisierungen in Form oberflächennaher oder im wesentlichen parallel zur Oberfläche liegender kurzer magnetischer Dipole erzeugt, die gemäß einer Ausführungsform (Fig. 23 bis 27 der französischen Patentschrift) als Kodierelemente dienende rechteckige Stabmagneten ausgebildet und in vorgegebener geometrischer Konfiguration auf der dünnen Platte aus magnetischem Material angeordnet sind. Dieses Gebilde wird mit einem seine Richtung kontinuierlich ändernden Magnetisierungsstrom beaufschlagt, so daß die unter verschiedenen Winkeln angeordneten kleinen Stabmagnete entsprechend der augenblicklichen Richtung des Magnetisierungsstroms abwechselnd magnetisiert und wieder entmagnetisiert werden. Die kleinen Stabmagnete bilden hierbei kurzzeitig magnetische Dipole, deren Länge unter 2 mm liegt.

Dieses Verfahren, das zum Weiterleiten eines magnetisierten Bereichs in dem Magnetkörper dient, ist wegen des sich ständig ändernden Magnetisierungsstroms naturgemäß nicht dazu geeignet, einen Magnetkörper mit bleibenden örtlichen Magnetisierungen zu versehen. Selbst wenn jedoch nach dem Prinzip der FR-PS 20C7 740 ein Magnetkörper mit bleibenden örtlichen Magnetisierungen versehen würde, so wäre dieser Magnetkörper für viele Kodierzwecke nicht geeignet. Die auf der dünnen Platte aufgebrachten kleinen Stabmagnete, die Dipole bilden, haben nämlich — wie alle Stabmagnete — die Eigenschaft, daß die Konzentration der magnetischen Feldlinien an den Enden am größten und im Poltrennbereich am kleinsten ist. Würde daher ein derartig magnetisierter Magnetkörper beispielsweise als Schlüssel für ein Schloß mit magnetisch beeinflußbaren Zuhaltungen verwendet, so ließe sich hiermit keine große Einstellgenauigkeit für die Zuhaltungen erzielen.

Dies gut in verstärktem Maße für einen weiteren vorbekannten Kodeträger in Form eines Schlüssels für ein magnetisch betätigbares Schloß, wie es aus der DE-OS 16 78 003 bekannt ist. Bei diesem Schloß ist der Schlüssel mit zylindrischen Magnetplättchen versehen, die diametral magnetisiert sind, so daß das gesamte Magnetplättchen einen Dipol bildet, dessen Richtung bei der Steuerung einer permanentmagnetischen Zuhaltung des Schlosses ausgenutzt wird und somit eine Bedeutung für den Kode hat. Auch in diesem Fall ist wegen der diametalen Magnetisierung der Magnetplättchen die größte Konzentration der magnetischen Feldlinien am Umfang der Magnetplättchen, wogegen im Poltrennbereich nur eine sehr geringe Feldliniendichte gegeben ist. Aufgrund dieses Feldlinienbildes ist es jedoch praktisch unmöglich, eine magnetisch beeinflußbare Zuhaltung eines Schlosses genau zu positionieren.

Es ist ferner bereits bekanntgeworden, bei Schlüsseln für magnetische Schlösser zylindrische Magnetscheiben lateral so zu magnetisieren, daß in einem begrenzten Umfangsbereich der Kreisscheibe der eine Magnetpol liegt und der Rest der Scheibe den Gegenpol darstellt. Auch in diesem Fall ist jedoch keine hohe Feldlinienkonzentration im Poltrennbereich gegeben, so daß die Richtkraft des derartig magnetisierten Magnetkörpers insbesondere hinsichtlich ihrer Richtungsgenauigkeit