DE3138052C2 - Magnetisierungsvorrichtung zur Aufmagnetisierung der Permanentmagnet-Anordnung einer dynamoelektrischen Maschine und Verfahren zur Aufmagnetisierung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetisierungsvorrichtung zur Aufmagnetisierung der Permanentmagnet-Anordnung einer dynamoelektrischen Maschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie auf ein Verfahren zur Aufmagnetisierung; eine Magnetisierungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist durch die DE-AS 10 37 010 bekannt

Bei der bekannten Magnetisierungsvorrichtung besteht die Permanentmagnet-Anordnung aus einem geschlossenen Eisenring, an dessen innerer Umfangsfläche sechs teilschalenförmige Permanentmagnete in gleichmäßiger Anordnung befestigt sind. Sämtliche Permanentmagnete sind in radialer Richtung derart magnetisiert, daß sich am Umfang Nord- und Südpol einander abwechseln. Zum eigentlichen Vorgang des Aufmagnetisierens ist in diese Rr-rmanentmagnet-Anordnung ein Magnetisierungskopf eingesteckt Dieser Magnetisierungskopf besteht im wesentlichen aus einem Ringträger aus nichtmagnetischem Material, aus in diesen Ringträger eingelassenen Weicheisenteilen, die radial herausragen und deren Abstand längs des Umfangs des Ringträgers der Polteilung der aufzumagnetisierenden Permanentmagnet-Anordnung angepaßt ist, sowie aus einer Magitetisierungs-Spule, die kurzzeitig von einem Gleichstrom durchflossen wird und einen Magnetfluß in dem aus den Weicheisenteilen, den Permanentmagneten, und dem umgebenden Eisenring gebildeten Kreis erzeugt und die Permanentmagnete aufmagnetisiert.

Üblicherweise werden, insbesondere bei der Massen-Serienfertigung von Kleinmotoren, zunächst die Magnetschalen-Rohlinge in dem umgebenden Motorgehäuse befestigt und dann die derart gebildete Permanentmagnet-Anordnung, wie zuvor beschrieben, aufmagnetisiert. Anschließend wird diese Permanentmagnet-Anordnung aus der Magnetisierungsvorrichtung herausgenommen und im weiteren Fertigungsablauf mit den übrigen Motorbauteilen, wie z. B. dem Läufer, dem Bürstensystem und den Lagerschilden usw. komplettiert. Nach Abschluß dieser Montage wird dann der Motor einer Endabnahme unterzogen, bei der z. B. über Strom- und Drehzahlmessungen gegebenenfalls auch die magnetischen Daten indirekt nachprüfbar sind. Ist nun bei der eigentlichen Aufmagnetisierung der aus Motorgehäuse und darin befestigten Magnetschalen-

Rohlingen gebildeten Permanentmagnet-Anordnung in der Magnetisierungsvorrichlung, z. B. aufgrund einer unvollkommenen Fertigung oder Montage der Permanentmagnet-Rohlinge, nicht eine hinreichende Aufmagnetisierung erreicht worden und zeigen dementsprechend bei der Endabnahme die fertig montierten Motoren nicht die geforderten Leistungswerte, so muß im ungünstigsten Fall der gesamte Motor als Ausschluß aussortiert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand, insbesondere ohne zusätzliche Fertigungs- bzw. Montagezeit, den Grad der Magnetisierung der Permanentmagnet-Anordnung vor ihrer Komplettierung mit den übrigen Motorbauteilen prüfen und gegebenenfalls nachmagnetisieren zu können, auf jeden Fall aber, den Ausschuß eines kompletten Elektromotors aufgrund einer mangelnden vorhergehenden Aufmagnetisierung vermeiden zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Magnetisie-Hängevorrichtung der eingangs genannten Art durch die kennzeichnende Lehre des Patentanspruchs 1 möglich. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung si-;d jeweils Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Doppelausnutzung des zunächst der Aufmagnetisierung dienenden Aufmagnetisierungskopfes als anschließender Flußmeßkopf zur Oberprüfung des Grades der Aufmagnetisierung kann mit geringstem meßtechnischen Aufwand, lediglich durch eine Relativbewegung zwischen Permanentmagnet-Anordnung und Aufmagnetisierungsbzw. Flußmeßkopf, bereits unmittelbar nach der Aufmagnetisierung die noch nicht mit weiteren Motorbauteilen bestückte, nur aus Motorgehäuse und darin befestigten Permanentmagnet-Schalen gebildete Magnet-Anordnung geprüft werden.

Wird für die Relativbewegung in vorteilhafter Weise eine Relativdrehung zwischen dem Flußmeßkopf u. der in diesem Flußmeßkopf gehalterten Meß-Spule und der Permanentmagnet-Anordnung vorgesehen, so ist zweckmäßigerweise eine Relativdrehung über eine gesamte Polteilung vorzusehen, damit die gesamte Magnetisierungs-Verteilung über einen Pol von der Meßvorrichtung erfaßt wird. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist als Relativbewegung zwischen der Meß-Spule und der Permanentmagnet-Anordnung eine Rciativ-Axialbewegung vorgesehen, die in besonders zeitsparender Weise durch die an sich notwendige Herausnahme der Permanentmagnet-Anordnung aus der Magnetisierungsvorrichtung bzw. das Abziehen der Permanent:nagnet-Anordnung von dem Magnetisierungskopf erfolgen kann; dabei kann ebenfalls in vorizilhafter Weise die gesamte Flußverteilung in den Permanentmagneten durch die induzierte Meß-Spule erfaßt werden.

Zur Messung des Grades der Aufmagnetisierung wird zweckmäßigerweise an die Meß-Spule des Magnetisierungskopfes ein Flußmesser angeschlossen, der das Zeitintegral der bei der Relativbewegung in der Spule induzierten Spannung anzeigt. In besonders einfacher Weise wird als FluBmesser ein Gerät mit selbsttätiger, vorzugsweise elektronischer, Nullpunkts-Rückstellung vorgesehen, so daß die das Gerät bedienende Person bei jeder Herausnahme einer Permanentmagnet-Anordnung aus der Magnetisierungsvorrichtung ohne vorherige Justiernotwendigkeit den entsprechenden Flußwert ablesen kann. In weiterer Vereinfachung ist der von der Meß-Spule des Magnetis^:?rungskopfes gelieferte Meß

wert einer SchweUwert-Oberwachungsvorrichtung zugeführt, die der bedienenden Person z. B. mittels einer Lichtanzeige (»Grün« oder »Rot«) auf einfach erkenabare Weise anzeigt, ob der geforderte Grad der Magnetisierung erreicht ist oder nicht.

Zum Schutz der Bedienungsperson ist üblicherweise vorgesehen, die Magnetisierungsvorrichtung mit einem Gehäuse zu umgeben, das nach Einbringung der Permanentmagnet-Anordnung durch einen Deckel verschließbar ist. Zur weiteren Vereinfachung und Zeitersparnis ist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Magnetisierungs-Spule des Magnetisierungskopfes nach dem -eigentlichen Aufmagnetisierungsvorgang vom Aufmagnetisierungs-Betrieb auf den Meß-Betrieb zwangsverriegelt über einen Umschalter durch die Öffnung des Deckels des Gehäuses der Magnetisierungsvorrichtung umschaltbar ist

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausf?JirungsbeispieIes der Magnetisierungsvorrichtung in der Zeichnung näher erläutert Darin zeigt

F i g. 1 in einem Seiten-Schnittbild den grundsätzlichen konstruktiven Aufbau der Magnetisierungsvorrichtung.

F i g. i das Prinzipschaltbild der Magnetisierungsvorrichtung.

Gemäß F i g. 1 besteht das Gehäuse der Magnetisierungsvorrichtung im wesentlichen aus einer Grundplatte 7 und einem um einen Drehpunkt 10 eines mit der Grundplatte 7 fest verbundenen Halterungsarmes 11 in den Schwenkrichtungen 51 bzw. 52 schwenkbar gelagerten Gehäusedeckels 8 aus Plexiglas. Zur Aufmagnetisierung dient ein in eine entsprechende Öffnung der Grundplatte 7 mit einer angepaßten Fußplatte eingesteckter Aufmagnetisierungskopf, der im wesentlichen aus einem Kunststoff-Träger 71 mit darin eingelassenen, der Polteilung der aufzumagnetisierenden Permanentmagnet-Anordnung angepaßten, polschuhförmigen Weicheisenteilen sowie der eigentlichei:. diese Weicheisenteile umschlingenden und bei Anschluß an eine Gleichstromquelle magnetisierenden Magnetisienings-Spule 3 besteht; die Magne.tisierungs-Spule 3 weist an ihrer Unterseite Kontaktstift 33, 34 auf, die durch die Fußplatte des Kunststoff-Trägers 71 isoliert aus der Grundplatte 7 herausgeführt sind.

Über den Magnetisierungskopf ist zur Aufmagnetisierung eine aus einem Motorgehäuse 1 und an dessen Innenumfangsfläche befestigten Permanentmagnet-Rohlingen bestehende Permanentmagnet-Anordnung in Richtung A 1 aufgesteckt. Nach dem Überstülpen der Permanentmagnet-Anordnung 1, 2 in Richtung A i, jedoch vor dem Stromanschluß der Magnetisierungs-Spule 3 wird der Gehäusedeckel 8 in der Schwenkrichtung 51 geschwenkt und deckt dabei den Magnetisierungskopf und die übergestülpte Permanentmagnet-Anordnung 1, 2 nach außen schützend ab. Bei der Schwenkbewegung des Deckels 8 wird ein Schalter 6 betätigt, dessen Funktion im folgenden bei Erläuterung des Prinzipschaltbildes gemäß F i g. 2 näher beschrieben wird.

Gemäß F i g. 2 ist die Magnetisierun^s-Spule mit ihren Kontaktstiften 31, 32 in Kontaktbuchsen 31, 32 eingesteckt, die mit den gemeinsamen Anschlußkontaktteilen 61, 62 ein .s Umschalters 6 fest verbunden sind, durch den die Magnetisierungs-Spule 3 durch die Öffnung des Deckels 8 zwangsverriegelt vom Aufma-

gnetisierungs-Betrieb auf den Meß-Betrieb umschaltbar ist. Dazu sind die an die gemeinsamen Anschlußkontaktteile 61, 62 angeschlossenen Umschaltkontaktteile 67, 68 entweder mit den Öffnerkontaktteilen 63,64 oder mit den Schließerkontaktteilen 65, 66 des Umschalters 6 kontaktierbar. An die Öffnerkontaktteile 63,64 sind die Eingänge 91,92 eines Flußmessers 9 angeschlossen; die Schließerkontaktteile 65,66 sind an die Ausgänge 51,52 eines der Aufmagnetisierung dienenden Impuls-Magnetisier-Gerätes 5 angeschlossen, dessen Impuls des ebenfalls vom Umschalter 6 zwangsverriegelt beim Schließen des Deckels 8 betätigten Umschaltkontaktteils 69 zwischen den Anschlüssen 691, 692 des Einschalters des Impuls-Magnetisier-Gerätes 5 auf die Magnetisierungs-Spule 3 gegeben wird.

Bei Schließen des Deckels 8 in Schwenkrichtung 51 wird somit zwangsverriegelt gleichzeitig der Umschalter 6 derart betätigt, daß die Kontaktbuchsen 31,32 der Magnetisierungs-Spule 3 über die gemeinsamen AnschiuSkoniaküciic Si, 62 üi'id die Sciiiicucf'iCöniäkiiciie 65, 66 an die Ausgänge 51, 52 des Impuls-Magnetisier-Gerätes 5 angeschlossen sind; gleichzeitig wird durch Betätigen des Umschaltkontaktteils 69 und durch Verbindung der Anschlüsse 691, 692 ein Magnetisierungsstoß auf die Magnetisierungs-Spule 3 gegeben. Dadurch werden die Rohlinge der über den Magnetisierungskopf gestülpten Permanentmagnet-Anordnung 1, 2 aufmagnetisiert. Nach Beendigung dieses Magnetisierungsvorganges wird durch Schwenken des Deckels 8 in der Schwenkrichtung 52 das Gehäuse der Magnetisierungsvorrichtung geöffnet und gleichzeitig zwangsverriegelt der Umschalter 6 derart betätigt, daß nunmehr die Magnetisierungs-Spule 3 an den Flußmesser 9 angeschlossen ist, nachdem zuvor durch Betätigung des Umschaltkontaktteils 69 zwischen den Anschlüssen 691, 692 das Impuls-Magnetisier-Gerät abgeschaltet ist.

Beim anschließenden Herausnehmen der Permanentmagnet-Anordnung 1. 2 durch axiales Wegziehen in Richtung A 2 wird dann in der zuvor als Magnetisierungs-Spule 3 und nunmehr als Meß-Spule 3 benutzten gleichen Spule ein Spannungsimpuls erzeugt, der dem Flußmesser 9 zugeführt ist und z. B. auf seiner Anzeigevorrichtung ein dem Zeitintegral der induzierten Spannung (Ju ■ dt) entsprechenden Meßwert anzeigt. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Flußmesser eine integrierte Schwellwert-Überwachungsvorrichtung R; G nachgeschaltet, derart daß bei Erreichen der vorgeschriebenen Aufmagnetisierung eine Lichtanzeige: »Grün« bzw. bei Nichterreichen dieses Mindestwertes eine Lichtanzeige: »Rot« aufleuchtet.

Es können also mit Sicherheit bereits diejenigen Permanentmagnet-Anordnungen aussortiert bzw. neu aufmagnetisiert werden, die bei Überprüfung unmittelbar nach dem Magnetisierungsvorgang nicht den gewünschten Flußwert zeigen; dabei erfolgt der Meßvorgang mit einfachem technischen Aufwand und ohne zusätzliche Verlängerung der Montage bzw. Fertigungszeit, da zur Induzierung der als Meß-Spule mitbenutzten Magnetisierungs-Spule der an sich notwendige Bewegungsvorgang des Herausnehmens der Permanentmagnet-Anordnung 1, 2 aus der Magnetisierungsvorrichtung vorgesehen werden kann. Dementsprechend ist ein vorieilhsf'**^c Vf»rfahr*»n ^7>ir Anwpn· dung der erfindungsgemäßen Magnetisierungs- und gleichzeitig Meßvorrichtung durch folgende wesentliche Verfahrensschritte gekennzeichnet:

a) Einbringen der Permanentmagnet-Anordnung mit den in einem Gehäuse in ihrer endgültigen Lage fixierten Magnetschalen-Rohlingen in die Magnetisierungsvorrichtung,

b) Schließen des Deckels des Gehäuses der MagnetisMrungsvorrichtung,

c) kurzzeitiges Einschalten des Stoßgenerators der Magnetisierungsvorrichtung zur Aufmagnetisierung der Magnetschalen-Rchlinge,

d) öffnen des Deckels des Gehäuses der Magnetisierungsvorrichtung und dabei zwangsweises Umschalten der Magnetisierungs-Spule von den Anschlüssen des Stoßgenerators auf die Anschlüsse des Flußmessers,

e) Herausziehen der Permanentmagnet-Anordnung aus dem Gehäuse der Magnetisierungsvorrichtung und damit dem Bereich der Meß-Spule,

f) Kontrollieren des erforderlichen Grades der Aufmagnetisierung anhand der Anzeige des Flußmessers oder der nachgeschalteten Schwellwert-Überwachungsvorrichtung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche: 3! 38

1. Magnetisierungsvorrichtung zur Aufmagnetisierung der Permanentmagnet-Anordnung einer dynamoelektrischen Maschine, insbesondere zur Aufmagnetisierung von in einem Elektromotor-Ständergehäuse in ihrer endgültigen Lage fixierten Magnetschalen-Rohlingen, bei welcher Magnetisierungsvorrichtung der erforderliche Aufmagnetisierungs-Fluß mit Hilfe einer Magnetisierungs-Spule erzeugt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungs-Spule (3) gleichzeitig als MeB-Spule vorgesehen ist, von der nach der Aufmagnetisierung durch eine Relativbewegung zwischen der Permanentmagnet-Anordnung (1, 2) und der Magnetisierungs-Spule (3) ein der Aufmagnetisierung entsprechender Meßwert abgreifbar ist.

Z Magnetisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß-Spule (3) mit einer nachgeschalteten Auswertevorrichtung verbunden ist

3. Magnetisierungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß-Spule (3) an einen Flußmesser (9) (Fluxmeter) angeschlossen ist

4. Magnetisierungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flußmesser (9) mit selbsttätiger Nullpunkts-Rückstellung vorgesehen ist

5. Magnetisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jo Auswertevorrichtung (Flußmesser 9) mit einer Schwellwert-Überwachungsvorrichtung (/?; G) versehen ist

6. Magnetisierung?, orrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gf.ennzeichnet, daß ais Relativbewegung zwischen der Meß-Spule (3) und der Permanentmagnet-Anordnung (1, 2) eine ReIativ-Drehung vorgesehen ist.

7. Magnetisierungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Relativ-Drehung über den Bereich einer Pol teilung vorgesehen ist.

8. Magnetisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Relativbewegung zwischen der Meß-Spule (3) und der Permanentmagnet-Anordnung (1, 2) eine ReIativ-Axialbewegung vorgesehen ist

9. Magnetisierungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Relativ-Axialbewegung die Herausnahme der Permanentmagnet-Anordnung (1,2) aus der Magnetisierungsvorrichtung vorgesehen ist.

10. Magnetisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem durch einen Deckel verschließbaren Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierungs-Spule (3) vom Aufmagnetisierungs-Betrieb auf den Meß-Betrieb zwangsverriegelt über einen Umschalter (6) durch die Öffnung des Deckels (8) des Gehäuses (7,8) der Magnetisierungsvorrichtung umschaltbar ist.

11. Verfahren zur Aufmagnetisierung und Mes- ho sung der Aufmagnetisierung mit einer Magnetisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch folgende wesentliche Verfahrensschritte:

a) Einbringen der Permanentmagnet-Anordnung mit den in einem Gehäuse in ihrer endgültigen Lage fixierten Magnetschalen-Rohlingen in die Magnetisierungsvorrichtung,

b) Schließen des Deckels des Gehäuses der Magnetisierungsvorrichtung,

c) kurzzeitiges Einschalten des Stoßgenerators der Magnetisierungsvorrichtung zur Aufmagnetisierung der Magnetschalen-Rohlinge,

d) Öffnen des Deckels des Gehäuses der Magnetisierungsvorrichtung und dabei zwangsweises Umschalten der Magnetisierungs-Spule von den Anschlüssen des Sitoßgeneratoüi auf die Anschlüsse des Flußmessers,

e) Herausziehen der Permanentmagnet-Anordnung aus dem Gehäuse der Magnetisierungsvorrichtung und damit dem Bereich der Meß-Spule,

f) Kontrollieren des erforderlichen Grades der Aufmagnetisierung anhand der Anzeige des Flußmessers oder der nachgeschalteten Schwellwert-OberwachungsvorrichteJng.