DE2622796A1

DE2622796A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von magneten in der form

Info

Publication number: DE2622796A1
Application number: DE19762622796
Authority: DE
Inventors: Kenneth Roger Jones; Roger Joseph Taylor
Original assignee: MAGNETIC POLYMERS Ltd
Current assignee: MAGNETIC POLYMERS Ltd
Priority date: 1975-05-31
Filing date: 1976-05-21
Publication date: 1976-12-09
Also published as: GB1506053A; JPS51144999A; FR2313755A1; FR2313755B3

Description

Dr. Reinhold Gross

Troisdorf

BlÖdierströße22

Magnetic Polymers Limited, South Marston, Swindon,

Wiltshire, England

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Magneten in der Form

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Magneten in der Form, wobei als Material insbesondere ein partikelförmiges magnetisches Material Verwendung findet, welches in eine polymere Matrix eingebettet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Magneten in der Form weist einen Formhohlraum auf, in welchem eine nichtmagnetische Formplatte herausnehmbar eingesetzt ist, die eine Mehrzahl von Formnestern aufweist, wobei die gegenüberliegenden Begrenzungswandungen des Formhohlraums durch Magnetkerne definiert sind, welche magnetisch erregbar sind, und wobei die anderen Wandungen des Formhohlraums durch nichtmagnetische Teile gebildet werden.

Vorzugsweise ist die" Vorrichtung als Formpresse ausgebildet. Hierbei kann vorteilhafterweise einer der Magnetkerne in bezug auf die Formplatte hin- und herbewegbar seih und mit einem Antrieb zusammenwirken, der die Bewegung auf die Formplatte 2 bzw. von der Formplatte fort bewirkt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Heizung für die herausnehmbare Formplatte vorgesehen, die vorteilhafterweise in wenigstens einer der Magnetkerne untergebracht ist.

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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung von Magneten in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Verfahren besteht darin, daß eine Mischung des partikelförmigen magnetischen Materials und eire fluidisierte polymere Bindemasse in den Formhohlraum so eingefüllt wird, daß die Formnester in der herausnehmbaren Formplatte aufgefüllt werden, daß dann ein magnetisches Feld an das in den Formnesteri befindliche Material angelegt wird, während das polymere Bindemittel aushärtet oder erstarrt, und daß danach die Formplatte aus der Vorrichtung herausgenommen wird und die in den Formnestern befindlichen Magnete aus der Formplatte entfernt werden.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der anliegenden Zeichnungen beispielhaft veranschaulicht und beschrieben.

Fig. 1 ist ein schematisches Schnittbild durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Magneten in der Form,

Fig. 2 ist ein Schnittbild durch eine herausnehmbare Formplatte, welche anstelle der in der Fig. 1 dargestellten Formplatte verwendet werden kann.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, besteht die Vorrichtung zum Herstellen der Magnete in der Form aus einem oberen Magnetkern 10 und einem unteren Magnetkern 11. Zwischen den beiden Magnetkernen ist eine aus nichtmagnetischem Material bestehende Formplatte 12 eingesetzt. Der untere magnetische Kern 11 ist an der Basisplatte 13 der Vorrichtung befestigt, während der obere Magnetkern 10 in vertikaler Richtung auf die Formplatte 12 hin- bzw. zurückbewegbar ist, was mittels eines hydraulischen Antriebs 14, der nur schematisch angedeutet ist, bewirkt werden kann. Die untere Fläche des oberen Magnetkerns 10 und die obere Fläche des unteren Magnetkerns il bilden ein Paar gegenüberliegender Wandungen, die den Formhohlraum 15 begrenzen, in welchem

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die herausnehmbare Platte 12 eingesetzt ist. Die Seitenwandungen des Formhohlraums 15 werden durch die nichtmagnetischen Seitenwandungen 16 gebildet, die gegen zugeordnete Formwangen anliegen, wenn die Form ganz geschlossen ist* Erregerspulen 18 und 19 umgeben die zugeordneten Magnetkerne 10 und 11.

In dem Magnetkern 10 ist die Heizspule 20 und im Magnet 11 die Heizspule 21 angeordnet.

Die Vorrichtung weist weiterhin eine den Magnetfluss leitende Platte 22 auf, die auf der Oberseite des Magnetkerns 10 verläuft. Die magnetisch leitenden Verbindungsstangen 23, 24 verlaufen zwischen der Platte 22 und der Basis 13.

Bei der beschriebenen Ausführungsform hat die Formplatte 12 eine Flächenausdehnung von 52 mm χ 45 mm sowie eine Dicke von 4 mm. Sie weist 36 Formnester auf, die als quadratische Bohrungen von 2,5 mm Kantenlänge ausgebildet sind. Die Formnestbohrungen von quadratischem Querschnitt sind so"έ&γ Formplatte 12 angeordnet, daß der Abstand Y (s. Fig. 1) zwischen den äußeren Bohrungen der Platte 12 und der Außenseite jedes der beiden Magnetkerne 10 und 11 wenigstens 2 mm im Falle einer Plattendicke von 4 ihm beträgt. Wenn eine Platte von größerer Dicke vorliegt, sollte dieser Abstand entsprechend größer sein. Eine solche Anordnung begrenzt die Streuung des Magnetfusses.

Bei der beschriebenen Vorrichtung können 36 Magnete in einem Verfahrenszyklus durch Kompressionsformung einer Mischung hergestellt werden, die aus 10 Gewichtsteilen SmCo^-Pulver einer Partikelgröße von 3 bis 5 Mikron und 1 Gewichtsteil eines ungesättigten Isopthalpolyesterharzes besteht, welches 1 bis 4 % Benzoylperoxid (Katalysator) und 2 bis 10 # Zinkstearat (Entformungsmittel) enthält.' Für diesen Zweck geeignete Polyesterharze sind beispielsweise unter dem Namen Cellobond A2784, hergestellt von B.P. Plastics Limited/und Crystic I99, hergestellt von Scott Bader, bekannt.

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Während des Formvorganges der obengenannten Zusammensetzung

wird eine Temperatur von 115 bis 130° C im Werkzeug aufrechtem

erhalten, während ein Druck von 2.600 kg/cm angelegt wird. Dieser Druck wird von der hydraulischen Presse 14 während eines Zeitraumes von"30 sek. bis 3 min. in Abhängigkeit von der gewählten Temperatur und der Zusammensetzung des Kunstharzes ausgeübt.

Als Alternative zu der Verwendung von SmCo,--Pulver kann ein Pulver aus einer Legierung von Kobalt mit seltenen Erden eingesetzt werden. Hierzu wird beispielsweise auf folgende Legierungen verwiesen: Mn Co,-, Pr Co,-> Sm₂ Co₁₇, Sm MM Co,- und Pr Sm Co,-. Alternativ kann natürlich jedes magnetische Pulver aus partikelförmigem hartem magnetischem Material gebraucht werden, z.B.

Strontiumferritpulver oder ALNICO-PuIver (eine pulverförmige Al,Ni, Co.und Fe enthaltende Legierung). Die Vorrichtung kann auch zur Herstellung von magnetisch weichem Material benutzt werden, wenn Pulver mit einer hohen Permeabilität benutzt werden, z.B. Eisenoxid oder weiches Elektrolyteisen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für eine Formung unter Kompressionsdruck geeignet. Die Vorrichtung kann jedoch entsprechend modifiziert auch mit einer Formplatte 112 (s. Fig. 2) anstelle der Formplatte 12 arbeiten, die es ermöglicht, den Formvorgang durch Einspritzen oder durch eine Transferformtechnik zu ersetzen. Die herausnehmbare Formplatte 112 ist mit Verbindunggießrillen II3 versehen, während nichtveransfenaulichte Gießkanäle in wenigstens einem der Magnetkerne 10 und 11 vorgesehen sind, um das Einspritzen oder das sonstige Einbringen der Formmasse in den Formhohlraum 15 zu ermöglichen.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wurde ein Magnetfeld von 1,5 Tesla an die in der Formplatte befindliche Formmasse angelegt, bevor die Aushärtung des Polyesters erfolgte. Die Erregung des Magnetfeldes wurde mittels der Spulen 18 und I9 vorgenommen, wobei der Magnetkreis ausgehend vom Magnetkern 10, den magnetischen Partikel in den Formnestern der Formplatte 15 über

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den Magnetkern 11 die Basisplatte 15, die Verbindungsstangen 23 und 24 sowie die Platte 22 geschlossen wird. Die Anlegung des Magnetfeldes führt in den Bereichen, in denen sich die magnetischen Partikel befinden, zu einer Ausrichtung derselben* In Abhängigkeit von der gewählten Zusammensetzung kann der

ρ ρ

Formdruck zwischen 20 kg/cm und 4000 kg/cm liegen. Es wird angestrebt, Formplatten zu benutzen, deren Dicke 20 mm nicht überschreitet, so daß eine Optimierung der Ausrichtung der magnetischen Partikel erfolgen kann. Nachdem der Formvorgang beendet ist, werden die Magnetkerne 10 und 11 mittels des hydraulischen Antriebs 14 getrennt. Die die geformten Magnete enthaltene Formplatte wird dann aus der Vorrichtung herausgenommen, wobei die in den Formnestern gebildeten Magnete sorgfältig aus der Formplatte 12 entfernt werden.

Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung in den Ausführungsbeispielen anhand der Anwendung einer die magnetischen Partikel enthaltenden Zusammensetzung beschrieben wurde, deren Matrix ein polymeres Material auf der Basis eines ungesättigten Polyesterharzes ist, versteht es sich von selber, daß die Erfindung auch auf Zusammensetzungen angewendet werden kann, bei denen andere Duroplaste oder auch Thermoplaste Verwendung finden. Die Anwendung von Duroplasten wird jedoch bevorzugt«.

Das Material für die polymere Matrix kann in flüssigem oder pulverförmiger)! Zustand vorliegen. Sie soll jedoch immer in einem genügend fluidierten Zustand unter der Hitze und dem Drück des Formvorganges vorliegen, um in die Formnesträume der Hohlplatte einfliessen zu körnen, um diese ganz auszufüllen,-Wenn Thermoplastpulver angewendet wird, sollten sie eine Partikelgröße von nicht mehr als 50 Mikron, vorzugsweise aber eine Größe unter 5 Mikron aufweisen.

Die Anzahl und die Form der Formnestbohrungen oder Einnehmungen in der herausnehmbaren Formplatte 12 kann in gewünschter Weise geändert werden. Die Verwendung einer herausnehmbaren Form-

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platte ermöglicht es, eine große Anzahl von Magneten gleichzeitig herzustellen, wodurch die Gestehungskosten pro Einheit vermindert werden.

Natürlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Verwendung von im festen Zustand vorliegenden Magnetmaterialien benutzt werden.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

IJ Vorrichtung zum Herstellen von Magneten in der Form, dadurch gekennzeichnet.« daß in einem Formhohlraum (15) eine aus nichtmagnetiscshem Material bestehende herausnehmbare Formplatte (12) einsetzbar ist, daß der Formhohlraum (15) durch ein Paar gegenüberliegender Wandungen begrenzt ist, welche durch die Flächen zweiter Magnetkerne (10,11) vorgegeben sind, daß Mittel (18,19) zur Magnetisierung der Magnetkerne vorgesehen sind und daß die anderen Wandungsteile (16), die den Formhohlraum (15) begrenzen, aus nichtmagnetisierbaren Teilen bestehen,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form als Formpresse ausgeführt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (113) vorgesehen sind, welche ein Einspritzen einer Mischung aus partikelförmigem magnetischem Material und polymeren! Bindematerial in die Form ermöglichen.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Magnetkerne (10,11) in bezug auf die Formplatte (12) hin- und zurückbewegbar ist, und daß ein Antrieb (14) zur Ausführung dieser Bewegungen vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizung für die herausnehmbare Formplatte (12) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem der Magnetkerne die Heizung (20,21) angeordnet ist.

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7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formplatte nicht mehr als 20 mm dick ist.
8* Verfahren zum Herstellen von Magneten in der Form mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus einem partikelförmigeni magnetischem Material und einem polymeren Bindemittel in den Forrnhob.'traum (15) eingefüllt wird, bis die in der herausnehmbaren Formplatte (12) befindliehen Formnester gefüllt sind, daß dann ein magnetisches Feld in dem in den Formnestern befind« liehen Material erzeugt wird, während das^polyrnere Bindematerial aushärtet bzw. erstarrt, aaß darauf die herausnehmbare Platte aus der Vorrichtung entfernt wird und daß d:le in dieser Weise geformten Magnete aus den Formnestern entfernt werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Formnestern befindliche Material erhitzt und gepresst wird, während das magnetische Feld angelegt ist_c

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