DE3049351A1

DE3049351A1 - System und schaltungsanordnung zum entmagnetisieren von permanentmagneten

Info

Publication number: DE3049351A1
Application number: DE19803049351
Authority: DE
Inventors: Zaverio Cassano D'Adda Milano Bottiroli
Original assignee: SISTEMI DISPOS MAGNET SDM
Current assignee: SISTEMI DISPOS MAGNET SDM
Priority date: 1980-02-06
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1981-09-17
Also published as: IT8019720A0; BE886740A; GB2069259A; FR2475283B3; FR2475283A1; IT1141165B

Description

PATENTANWALT DIPLtING. PAUL DIEHL

LIETZENBURQER STRASSE 53· 1OOO BERLIN 15 ■ RUF (030) 8822O 63/8822O64

23. Dezember 1980 D/Schr.

SDM - SESTEM E HtSPQSEECVI MiL(MEHCI S.r.l. LocalitS. Molino dei Sassi

20010 - IEEGNAHA KILAKESE (Milano) Italien

System und Schaltungsaaordnung sum Entmagnetisieren von Permanentmagneten.

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und Schaltimgsanordnung zum lüfatmagnetisieren yon Permanentmagneten

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Systeme zum. Entmagnetisieren von in der Industrie verwendeten Permanentmagneten, z.B. für die Verankerung von Werkstücken bei Werkzeugmaschinen b u.dgl., und auf eine Schaltungsanordnung zur Ausführung dieser Systeme.

Die Werkstücktragtische von Werkzeugmaschinen o.dgl. sind gegenwärtig mit VeranKerungsvorrichtungen für das Werkstück versehen, die aus einem Permanentmagneten bestehen, der über eine Spule, durch welche ein. elektrischer Strom fließt, magnetisiert wird, sobald das Werkstück auf diesem Tisch lagegerecht angeordnet wurde. Nach Beendigung der Bearbeitung des Werkstückes

"¹^ muß der einen Teil des Tisches bildende magnetisierte Permanentmagnet entmagnetisiert werden, um das Werkstück vom Werkstücktragtisch entfernen zu können oder es in einer anderen Lage zu verankern.

Der Entmagnetisierungvorgang von Permanedfeagneten wird auf verschiedene Weise erzielt, wobei der am besten geeignete Vorgang die Aussetzung der Permanentmagneten an Hystereseschleifen mit aTbnählich abnehmender Amplitude vorsieht und von zwei Einrichtungs-

²^ arten Gebrauch macht, nämlich einem Wechselfeld-Entmagnetisierer und einem Eondensatorenentladung-EntmagnetiEierer.

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Der Wechselfeld-Entmagnetisierer besteht gewöhnlich aus einer Spule, die von einem Wechselstrom mit geeignetem und gleichbleibenden Wert durchflossen wird, der in der Lage ist, Felder bis über 1000 Oersted zu erzeugen. In diesem Fall muß der Höchstwert des Wechselfeldes derart sein, daß die Magnete in den Sättigungsbereich gebracht werden, und er muß dann langsam herabgesetzt werden. Wenn nämlich die Herabsetzung der Amplitude des angebrachten Feldes zu schnell erfolgt, dann wird keine vollständige Entmagnetisierung erhalten. Die Frequenz des Entmagnetisierungsfeldes ist gewöhnlich die Netzfrequenz (50Hz), wobei es möglich ist, diese Frequenz herabzusetzen, um die AbscMrmwirkung eu verringern, die auf die sich in Metallmagneten entwickelnden Wirbelströme zurück2uführen ist. Die !Entmagnetisierung wird gewöhnlich mit einem Feld durchgeführt, das die gleiche Richtung wie die bereits vorhandene Magnetisierung hat.

Der Entmagnetisierer mit Ebndensatorenentladung beruht auf dem Prinzip wonach das Shtmagnetisierungsfeld durch Schwingentladung einer Batterie von Kondensatoren auf eine Entmagnetisierungsspule erhalten wird.. Durch Veränderung der Spannung der Kondensatoren wird die Ainplitude des Ihtmagnetisierungsfeldes geändert und durch Veränderung des Widerstandes, mit welchem der Entmagnetisierer versehen ist, kann die Frequenz der Schwingungen und daher die Abnahme des Entmagnetisierungsfeldes mit der Zeit geändert werden. Daher können durch Indern der Amplitude des Entmagnetisierungsfeldes und Verringerung desselben Hystereseschleifen erhalten

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werden, deren Amplitude allmählich abnimmt und die zur Eatmagnetisierung der Magneten führt.

Diese Systeme haben zwar zufriedenstellende E₁,-gebnisse geleistet, sie weisen aber auch, bedeutende Nachteile auf, und zwar vor allem den Nachteil, daß sie für hohe Stromstärken geeignete und daher besonders zu entwerfende Verteilungsnetze erfordern und ferner ziemlich, platzraubend 10

Die vorliegende Erfindung hat sich, die Aufgabe gestellt, ein System und eine Schaltungsanordnung herzustellen, die in der Lage sind, Permanentmagneten ebenfalls mittels Kondensatorenentladung zu entmagnetisieren, ohne die Verwendung von Verteilungsnetzen für hohe Stromstärken zu erfordern, und die es ierner ermöglichen, platzsparende und preisgünstige Einrichtungen für gewerbliche Anwendüngen herzustellen.

Im einzelnen ist das Batmagnetisierungsverf ahren für Permanentmagneten gem. der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in einer die ^ Magneten umgebenden Spule Gleichstrominapulse mit abwechselnd entgegengesetzter !Polarität und abnehmender Amplitude fließen gelassen werden, wobei diese Impulse durch, die Entladung einer Batterie von Kondensatoren erzeugt werden.

Gem. einer Ausführung dex* Erfindung wird die Umschaltung der Polarität durch statische Schalter

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erhalten, die aus gesteuerten Dioden (SCR) bestehen und von einem die Anzahl der Ihtladungen der Kondensatoren zählenden Zähler über Zustijmnungsijmpulse, die von einer monostatischen Kippstufe erzeugt werden, gesteuert werden.

Gem. einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die abnehmende Amplitude der Ihtmagnetisierungsimpulse durch den Zähler für die Anzahl der Entladungen der Kondensatoren erhalten, der beim lOrtzählen die Setzung des Ladungsniveaus der Batterie von Kondensatoren ausgehend vom höchsten Niveau bis zum Niveau Null ändert.

Die Ihtmagnetisierungsschaltung gem. der vorliegenden Erfindung, die die übliche, am Netz angeschlossene Stromgleichrichterbrücke und die übliche Batterie von Kondensatoren aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Batterie von Kondensatoren und der Entmagnetisierungsspule zwei Gruppen von statischen Schaltern geschaltet sind, und daß diese mit einander entgegengesetzter Sichtung angeordnet sind, und daß Mittel zur Setzung des Ladungsniveaus der Kondensatoren, Mittel zum Zählen der Anzahl der vorbestimmten und für die Entmagnetisierung erforderlichen Entladungen und zur gleichzeitigen Abnahme des gesetzten Ladungsniveaus der Kondensatoren bis auf Null, so daß die !Entladungsimpulse der Kondensatoren eine bis auf Null abnehmende Stromstärke aufweisen, und ein Mittel zur abwechselnden Schaltung der beiden Gruppen von statischen Schaltern sur abwechselnden

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IMcehrung der Stromleitrichtung vorgesehen sind.

Gem. einer Variante der Erfindung äst die Entmagnetisierungsschaltung mit Mitteln versehen, die die Magnetisierung von entmagnetisierten Permanentmagneten ermöglichen·

Die Erfindung ¹WiTd nun im einzelnen im Zusammenhang mit e-jjier bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die lediglich als Beispiel und daher ohne Beschränkung gegeben wird und in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist. Eb zeigen:

Hg. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung "¹^ zum Entmagnetisieren und Magnetisieren von Permanentmagneten nach dem Kbndensatorenentladungssystem mit Stromimpulsen mit abnehmender Stärke,

EIg. 2 ein etwas schematisches Diagramm der Entmagnetisierungsimpulse und

I"ig. 3 ein etwa schematisches Diagramm der Magnetisierungsimpulse .
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Aus Hg. 1 geht hervor, daß die Entmagnetisierungsschaltung gem. der vorliegenden Erfindung derart ausgelegt ist, daß auch der Magnetisierungsvorgang möglich ist. Das Netz R ist mit einer Diodengleich- -^ richterbrücke 1 verbunden, deren Gleichstromausgänge 3 und 4 zu einer üblichen Magnetisierungs-

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und Ihtinagnetisieirungsspule 2 führen. Zwischen der Gleichrichteibriicke 1 und der Spule 2 ist an den Baden der Gleichstromleitungen 3 und 4· eine Batterie von Kondensatoren 5 (die aus Gründen der Einfachheit durch einen einzigen Kondensator schematisiert ist) geschaltet, wobei nach, dieser Batterie zwei Gruppen von statischen Schaltern A und B vorgesehen sind, die durch, gesteuerte Dioden SGR dargestellt sind, welche in der Schaltung derart verbunden sind, daß sie die Stromleitung über die Leiter 6 und 7 in abwechselnd entgegengesetzten Richtungen ermöglicjien. Die Gleichrichterbriicke 1 ist am Netz E unter Zwischenschaltung eines statischen Ladeschalters 10 angeschlossen. Die gesteuerten Dioden SGR der Gruppe A sind, mit einer Zustiinmungsschaltung 11 für die Entladung über die Leiter 8 verbunden und die gesteuerten Dioden SCR der Gruppe B sind an eine Zustimmungsschaltung 12 für die Entladung über die Leiter 9 angeschlossen.

An den Saden des Netzes R ist auch. e±nc Wiederspannungs-Speisevorrichtung 15 angeschlossen, die dazu bestimmt ist, die zur Speisung der Steuerschaltungen für die Entladungen und deren Stärke notwendige Niederspannung zu liefern. Diese Speisevorrichtung 13 ist durch eine Leitung 16 mit einer bistabilen Entmagnetisierungsschaltung 14 unter Zwischenschaltung eines den Beginn der Entmagnetisierung bestimmenden Schalters 15 verbunden· Der Ausgang 17 der bistabilen Entmagnetisierungsschaltung 14 führt zu einem Betriebsartenschalter 18, der dazu dient, axe Betriebsart zwischen Jüntmagnetisierung und Jüagnetisierung einzusetzen, und dessen Ausgang 19 mit einem Eampengenerator 20 Verbunden ist,

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dessen Ausgang 22, der an einer Schaltung zur Steuerung einer nicht verzehrenden Entladung angel§t ist, den Ladeschalter 10 der Batterie von Kondensatoren 5 steuert· Am Bampengenerator 20 ist ferner ein Vergleicher 23 für das Ladungsniveau der Batterie von Eondensatoren angeschlossen der mit einer Schaltung 24· zum Setzen des Ladungsniveaus der Kondensatoren verbunden ist, so daß der Vergleicher 25 die Ladung der Kondensatoren jeweils dann anzeigen oder unterbrechen kann, wenn der in der Schaltung 24 zum Setzen des Ladungsniveaus gesetzte Wert erreicht worden ist.

Ein Zähler 25 dient zum Zählen der Anzahl der Entladungen der Kondensatoren und ist einerseits mit einer mit dem Vergleicher 23 verbundenen monostabilen Kippstufe 26 verbunden, die dazu dient, die rechteckigen Zustiinmungsimpulse für die Entladung und Zunahme des Entmagnetisierungszählers 25 zu erzeugen, wobei der Zähler andererseits mit der Schaltung ?4- zum Setzen des Ladungsniveaus der Kondensatoren 5 verbunden ist. Der Zähler 25 für die Entmagnetisierung ist mit den zwei Schaltungen 11 und 12 für die Entladungszustiramung verbunden, wodurch das vom Zähler angegebene Signal über die Zustimmungsschaltung 11 für die SGR-Gruppe A bzw. über die Zustimmungsschaltung 12 die Entladung der Batterie von Kondensatoren 5 in die eijie oder die andere Sichtung durch die Spule 2 veranlaßt. Ein Ausgang .2? des Zählers 25 leitet der bistabilen Entmagnetisieioiogsschaltung 14 ein

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Wiederherstellungssignal, so daß diese untätig gemacht wird, wobei somit aer Entmagmatisierungszyklus beendet wird.

Ih der bisher beschriebenen Stellung sind auch Mittel vorhanden, die abwechselnd die Magnetisierung der Permanentmagneten ermöglichen und dem üblichen Verfahren folgen, wonach Entladungen gleicher Polarität und mit gleichblei-"Ό bender Stärke erzeugt werden.

An der Leitung 16 ist nämlich auch eine bistabile Magnetisierungsschaltung 28 angeschlossen, die durch eine Taste 29 in Tätigkeit setsbar ist und

^5 ihr Ausgangssignal dem Betriebsartenschalter 18 zur Auswahl des Magnetisierungsbetriebes zuleitet. Sonst ist die Schaltung gleich wie die beschriebene ausgebildet, mit dem Unterschied, daß z.B. nur die Gruppe A von SGR-Schaltern erregt

™ wird, wodurch nur Impulse einer einzigen Polarität durch die Spule 2 auftreten, wobei zu diesem Zweck eine Hall-Sonde 32 vorgesehen ist, welche die Anzahl der Entladungen der Batterie von Ebndensatoren 5 wahrnimmt und ihre Impulse über

²^ den Leiter 33 an einen Zähler 31 fur die Anzahl der Ent ladungen für die Magnetisierung liefert, der am lifade seinen Zählzyklus auf seinen Ausgang 3^ ein wiedei'herstellungseignal für die bistabile Kippstufe 28 leitet, um den Magnetisierungs-

■^ zyklus zu beenden.

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In SIg. 2 ist ein Diagramm der Eatmagnetisierungsimpulse schematisch gezeigt. Auf der Ordinate ist die positive und negative Stromstärke und auf der Abszisse die Zeit in. Sekunden wiedergegeben. Wie man entnehmen kann, haben diese Inipulse abwechselnd entgegengesetzte Polarität und ihre Amplitude nimmt mit der Zunahme der Zeit ab. Es wurde gefunden, daß bei Verwendung von Impulsen mit einer Bauer von 5 bis 20 ms eine Entmagnetisierung in etwa 20 Sekunden er- ^⁰ halten wird.

In Hg. 3 ist das gleiche Diagramm schematisch gezeigt, jedoch für die Magnetisierungsimpulse. Vie ersichtlich ist, haben diese Impulse die gleiche Po- ^5 larität und ihre Amplitude ist stets gleichbleibend. Auch hier erhalt man bei Verwendung von Iinpulsen mit einer Dauer von 5 bis 20 ms eine Magnetisierung in etwa 7 Sekunden.

²⁽⁵ Die Betriebsweise für die Entmagnetisierung ist folgende: !felter Abzapfung der erforderlichen Energie aus dem Einphasen-Verteilungsnetz E (110 - 220 580 V - 50/60 Hz) wird die Spannung durch die G-leichrichterbrücke 1 geglättet. Der statische Schalter 10,

^5 der durch die Phasensteuervorrichtung 21 gesteuert wird, läßt die Ausgangsspannung aus der Brücke allmählich ansteigen, wobei die Batterie von Kondensatoren 5 allmählich auf nicht verzehrende Weise geladen wird (siehe die Ansteigkurve von 0 bis 300 Volt). Das

^J ladungsniveau wird durch den Vergleicher 23 überwacht, der die Ladung selbst jeweils dann anzeigt und unterbricht, wenn der in 24 gesetzte Wert erreicht worden is

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Dieser Vergleicher 23 steuert ferner Die Entladung der Kondensatoren 5 in die Verbraucherspule 2, wobei gleichzeitiger Ladeschalter 10 unwirksam gemacht wird.
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Der Impuls für die Entladungszustinmung, der durch die monostabile Kippstufe 26 gebildet wird, steuert nicht nur die Entladung der Kondensatoren 5» sondern läßt auch den Zähler 25 für die Anzahl der vorbestimmten und zur Entmagnetisierung erforderlichen Entladungen fortschreiten. Diese Entladungen können von einer Mndestzahl von füng bis zu einer unbestimmten Höchstzahl schwanken. Der Zahler 25 läßt ferner durch die Zustimmungsschaltungen 11 und 12 die durch die gesteuerten Dioden (SCR) gebildeten statischen Schalter A und B abwechselnd öffnen. Durch abwechselndes öffnen der Schalter A und B wird jeweils die Sichtung des durch die Spule 2 strömenden Entmagnetisierungsstroms umgekehrt. Beim Fortschreiten des Zählers 25 wird ferner die Setzung 24 des Ladungsniveaus der.Batterie von Kondensatoren 5 ausgehend vom Höchstniveau Null geändert. Nach Erreiche; der vorbestimmten Zahl von Entladungen gibt der Zähler 25 ein Signal für das Ende des Entmagnetisierungszyklus und macht die bistabile Entmagnetisierungs-Kippstufe 14 untätig. Die gleiche Schaltung, wenn sie als Magnetieierer arbeitet, entladet Impulse gleicher Polarität bei gleich-

^ bleibender Amplitude auf die Verbraucherspule Die Zahl der Magnetisierungsimpulse wird durch den.Zähl,er 31 gezählt, der die Information von

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einer Hall-Sonde 32, die am Entladungskabel 4 angeordnet ist, erhält.

Selbstverständlich wurde die beschriebene Schaltung nur als Beispiel angegeben und bildet daher keine Beschränkung der Erfindung, vielmehr können an ihr alle jene Varianten und Abänderungen ausgeführt werden und es können alle jene Gleichwertigkeiten verwendet werden, die im Ermessen des Fachmannes liegen, ohne dadurch aus dem Schutzumfang der Erfindung auszutreten.

Patentanwalt

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Claims

A η s ρ r ü ehe

Verfahren zum iJntmagnetisieren von Permanentmagneten, dadurch gekennzeichnet , daß in einer die Magneten umgebenden Spul© Gleichstromiinpulse mit abwechselnd entgegengesetzter Polarität und abnehmender Amplitude strömen gelassen werden, wobei diese Impulse durch, die Batladung einer Batterie von Kondensatoren erhalten werden.
2.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die !^schaltung der Polarität durch statische Schalter erhalten wird,

^5 die aus gesteuerten Dioden (SCR) bestehen und von

einem Zähler für die Anzahl der Satladungen der Kondensatoren über Zustiiomungsiaipulse, die von einer monostabilen Kippstufe erzeugt werden, gesteuert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die abnehmende Amplitude der ihtmagnetisierungsimpulse durch den Zähler für die Anzahl der Eatladungen der Konden-²^ satoren erhalten wird, der beim Fort zählen die Setzung des Iadungsniveaus der Batterie von Kondensatoren ausgehend vom Höchstniveau bis zum Niveau Null ändert.

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4. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-5, mit einer am Verteilungsnetz

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ORiSlNAL INSPECTED

angeschlossenen Stromgleichrichterbrücke und einer Batterie von Kondensatoren, dadurch, gekennzeichnet , daß zwischen der Batterie von Kondensatoren (5) und der Entmagnetisierungsspule (2) zwei Gruppen von statischen Schaltern (SCR) mit entgegengesetzter Leitrichtung geschaltet sind, und daß Mittel (24-) zum Setzen des Lsdungsniveaus der Kondensatoren (5), Mittel (25) zum Zählen der Anzahl der vorbestimmten und zur laitmagnetisieruiig erforderlichen Entladungen und zum gleichzeitigen Abnehmen des gesetzten Ladungsniveaus der Kondensatoren bis auf Null, so daß die Entladungsimpulse der Kondensatoren eine bis auf Null abnehmende Stromstärke haben, und ein Mittel (AB) zum abwechselnden Umschalten der beiden Gruppen von statischen Schaltern, um die Stromleitrichtung derselben abwechselnd umzukehren, vorgesehen sind.
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5. Schaltung nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Zählen der Anzahl der Entladungen der Kondensatoren aus einem Zähler bestehen, der beim lortzäblen das

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' Ladungsniveau der Kondensatoren herabsetzt.
6. Schaltung nach. Anspruch 4-, dadurch. gekennzeichnet , daß das Mittel zum abwechselnden "umschalten der beiden Gruppen von

statischen Schaltern zur Umkehr deren leitrich.-tung aus einer monostabilen Kippstufe, die den Ladungszhäler steuert, und aus Zustimmungsschaltungen besteht.

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7. Schaltung nach den Ansprüchen 4-6, dadurch gekenn ze ic hnet , daß sie mit Mitteln zum Magnetisieren der Permanentmagneten versehen ist.
8. Schaltung nach einem der Ansprüche 4-7» dadurch gekennzeichnet , daß sie nicht verzehrende Mittel zur ladung der Batterie von Kondensatoren zwecks Herabsetzung der Abmessuugen der Satmagnetisierungs- und Magnetisierungseinrichtungen aufweist.

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